KR20050007729A

KR20050007729A - 기능성 모르타르 조성물

Info

Publication number: KR20050007729A
Application number: KR1020030047311A
Authority: KR
Inventors: 전재용
Original assignee: 세현산업주식회사
Priority date: 2003-07-11
Filing date: 2003-07-11
Publication date: 2005-01-21

Abstract

본 발명은 시멘트와 게르마늄 입자로 조성되거나, 시멘트와 게르마늄 입자와 석고분말로 조성되거나, 시멘트와 모래/게르마늄 입자 혼합물로 조성되거나, 시멘트와 모래/게르마늄 입자 혼합물과 석고분말로 조성된 기능성 모르타르 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 의한 기능성 모르타르 조성물은 게르마늄 골재가 포함되어 있어 원적외선 방사율과 방사에너지가 우수하기 때문에 각종 건축물의 마감재로 사용되면 벽·바닥·천장 등에서 다량의 원적외선이 방사되도록 하고, 이러한 원적외선의 직·간접적 및 지속적인 영향에 의해 해당 건축물 이용자는 자연스럽게 건강을 유지 및 증진시킬 수 있게 되는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 의한 기능성 모르타르 조성물은 석고가 첨가되어 시멘트계 마감재의 양생 과정에서 흔히 발생하던 크랙의 발생을 억제하기 때문에 각종 건축물의 마감재로 사용되면 건축물의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

기능성 모르타르 조성물{Functional mortar compositions}

본 발명은 기능성 모르타르 조성물에 관한 것으로서, 특히 건축물을 시공할때 벽·바닥·천장 등의 마감재로 사용되면 시공 완료된 건축물에서 인체에 유익한 원적외선이 다량 방사되도록 하는 원적외선 방사 기능이 향상된 기능성 모르타르 조성물에 관한 것이다.

통상 모르타르는 시멘트와 모래를 물로 반죽한 것을 말하며, 건축물을 시공할 때 벽·바닥·천장 등에 일정 두께로 미장하여 마감재로 사용한다. 이러한 종래의 모르타르는 강도·내화성·내수성·내구성 등의 기본적인 기능은 가지고 있으나 그 이외에는 별다른 기능이 없었다.

하지만, 최근에는 각종 건축재료들도 그 기본적인 기능에만 만족하지 않고 보다 특별하고 다양한 기능 특히, 건축물 이용자의 건강 유지와 증진에 도움을 줄 수 있는 기능이 추가된 다양한 건축재료들이 개발되고 있는 추세이다.

이에, 본 발명은 인체에 유익한 영향을 미치는 원적외선을 다량 방사하는 것으로 알려진 게르마늄을 골재로 일정량 함유함으로써 각종 건축물에 마감재로 사용되면 게르마늄에서 방사되는 다량의 원적외선이 해당 건축물 이용자에게 직·간접적 및 지속적으로 작용하여 이용자의 건강 유지 및 증진에 도움을 줄 수 있도록 하는 기능성 모르타르 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 크랙(crack) 발생을 억제하는 석고를 일정량 함유함으로써 건축물의 벽·바닥·천장 등에 마감재로 사용될 때 크랙이 발생하지 않아 건축물의 품질을 향상시킬 수 있는 기능성 모르타르 조성물을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기능성 모르타르 조성물은 시멘트와 조립율이 2.3∼3.1인 게르마늄 입자가 1:2.9∼3.2의 중량비로 균질 혼합되어 조성되거나; 시멘트와 모래/게르마늄 입자 혼합물이 1:2.9∼3.2의 중량비로 균질 혼합되어 조성되고, 상기 모래/게르마늄 입자 혼합물은 조립율이 2.3∼3.1인 모래와 조립율이 2.3∼3.1인 게르마늄 입자가 1:0.1∼9의 중량비로 혼합되어 조성된 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기능성 모르타르 조성물은 시멘트 100중량%에 대해 300∼350[메시]의 석고분말 2∼5[중량%]를 더 포함하여 조성되는 것을 특징으로 한다.

도 1a와 도 1b는 비교예를 이용해 제조한 샘플의 원적외선 방사율과 방사에너지를 각각 나타낸 그래프,

도 2a와 도 2b는 본 발명의 실시예 1을 이용해 제조한 샘플의 원적외선 방사율과 방사에너지를 각각 나타낸 그래프,

도 3a와 도 3b는 본 발명의 실시예 2를 이용해 제조한 샘플의 원적외선 방사율과 방사에너지를 각각 나타낸 그래프,

도 4a와 도 4b는 본 발명의 실시예 3을 이용해 제조한 샘플의 원적외선 방사율과 방사에너지를 각각 나타낸 그래프,

도 5a와 도 5b는 본 발명의 실시예 4를 이용해 제조한 샘플의 원적외선 방사율과 방사에너지를 각각 나타낸 그래프,

도 6a와 도 6b는 본 발명의 실시예 5를 이용해 제조한 샘플의 원적외선 방사율과 방사에너지를 각각 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명에 의한 기능성 모르타르 조성물을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 기능성 모르타르 조성물은 1) 시멘트와 게르마늄 입자로 조성되거나, 2) 시멘트와 게르마늄 입자와 석고분말로 조성되거나, 3) 시멘트와 모래/게르마늄 입자 혼합물로 조성되거나, 4) 시멘트와 모래/게르마늄 입자 혼합물과 석고분말로 조성된다.

상기 시멘트는 석회·실리카·알루미나·산화철 등이 주성분인 포틀랜드 시멘트이다.

본 발명에서 게르마늄 입자는 골재로 사용되며, 게르마늄 원석을 분쇄기를 이용해 2.3∼3.1의 조립율을 가지도록 분쇄하여 얻는다. 통상, 게르마늄은 원소기호 Ge, 원자번호 32의 회백색 광택을 가진 반금속원소로서 원적외선을 방사하는 것으로 알려져 있다. 상기 게르마늄에서 방사되는 원적외선(Far Infrared ray)은 가시광선의 적색 영역보다 파장이 길어 열작용이 큰 전자파로서, 눈에 보이지 않고 물질에 잘 흡수되며 유기화합물 분자에 대한 공진(共振) 및 공명(共鳴) 작용이 강한 특징을 갖고 있다. 상기 원적외선의 열작용은 각종 질병의 원인이 되는 세균을 없애는 데 도움이 되고, 모세혈관을 확장시켜 혈액순환과 세포조직 생성에 도움을 주며, 세포를 구성하는 수분과 단백질 분자에 닿으면 세포를 1분에 2,000번씩 미세하게 흔들어줌으로써 세포조직을 활성화하여 노화방지·신진대사 촉진·만성피로 등 각종 성인병 예방에 효과가 있다. 그밖에도 원적외선은 발한작용 촉진, 통증완화, 중금속 제거, 숙면, 탈취, 방균, 곰팡이 번식방지, 제습, 공기정화 등에 효과가 있다. 이러한 원적외선의 효능에 대한 검증은 이미 마친 상태이고, 현재 원적외선은 각종 산업분야에서 다양하게 활용되고 있다.

상기 게르마늄 입자와 함께 골재로 사용되는 모래도 조립율이 2.3∼3.1인 것을 사용한다. 이는 모래와 게르마늄 입자의 조립율이 3.1을 초과하면 강도 증가와 수축 절감의 효과는 있지만 보수성과 표면의 치밀성이 저하되고 모르타르의 도포 두께가 필요 이상으로 두꺼워져서 재료의 사용량이 증가되고 수직면에서 콘크리트 모체와의 부착성 저하와 같은 단점이 나타나게 되어 좋지 못하고, 조립율이 2.3 미만이 되면 찰기가 높아져서 보수성이 증가되고 표면 상태가 매끄럽고 양호하지만 소유 물량이 증가되어 경화체의 치밀성과 강도 저하, 수축균열 현상이 심하게 발생되어 좋지 못하기 때문이다.

본 발명에서는 골재로 게르마늄 입자만 사용되거나, 모래와 게르마늄 입자가 함께 사용된다. 상기 모래와 게르마늄 입자가 함께 골재로 사용되는 경우 모래와 게르마늄 입자의 혼합 중량비는 1(모래):0.1∼9(게르마늄 입자)로 하는데, 게르마늄 입자의 혼합량이 모래 중량의 1/10 보다 적어지면 원적외선에 의한 효과를 충분히 볼 수 없게 되므로 좋지 못하다.

본 발명에서 시멘트와 골재의 혼합 중량비는 통상의 모르타르 조성물과 마찬가지로 1(시멘트):2.9∼3.2(골재)로 한다. 즉, 본 발명이 시멘트와 게르마늄 입자로 조성될 경우 시멘트 100중량%에 대해 게르마늄 입자 290∼320[중량%]가 골재로 혼합되고, 시멘트와 모래와 게르마늄 입자로 조성될 경우 시멘트 100중량%에 대해 모래/게르마늄 입자 혼합물 290∼320[중량%]가 골재로 혼합된다. 물론, 상기 모래/게르마늄 입자 혼합물은 모래 100중량%에 대해 게르마늄 입자 10∼900[중량%]가 혼합되어 조성된 것이다.

상기 석고분말은 300∼350[메시]의 무수석고이고, 시멘트 100중량%에 대해 2∼5[중량%]가 혼합된다. 본 발명에 혼합된 석고는 팽창 작용에 의해 시멘트계 마감재의 양생 과정에서 나타나는 수축률을 보상해 주어 크랙의 발생을 억제하는 역할을 한다. 상기 석고분말의 혼합량이 시멘트 100중량%에 대해 2중량% 미만이 되면 크랙의 발생을 제대로 억제할 수 없게 되고, 5중량%를 초과하면 모르타르의 양생 후 강도가 낮아지게 되므로 좋지 못하다.

다음에서는 본 발명의 실시예들과 비교예의 실험 결과 비교를 통하여 본 발명에 의한 기능성 모르타르 조성물을 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 단, 다음에서 설명되는 실시예는 본 발명의 예시일 뿐 본 발명이 이로써 한정되는 것은 아니다.

<비교예>

시멘트 모르타르 혼합기를 이용해 시멘트와 모래와 물을 1: 3.04: 0.48 중량비로 혼합한 다음 시멘트 모르타르 큐브 몰드를 이용해 가로×세로×두께가 5cm×5cm×5cm인 정육면체의 형태로 만든 후 실온에서 144시간 동안 양생하여 샘플(sample)을 완성하였다. 완성된 샘플을 한국건자재시험연구원(KICM)에 의뢰하여 파장범위 5∼20[㎛]에서 샘플의 원적외선 방사율(Emissivity)과 방사에너지(Emission Power)를 측정한 후 그 측정 결과를 아래 표 1에 나타내었다. 아래 표 1에 나타낸 측정 결과는 40℃의 온도에서 FT-IR spectrometer를 이용한 흑체(black body) 대비 측정 결과이다. 아울러, 도 1a와 도 1b에는 비교예를 이용해 제조한 샘플의 원적외선 방사율과 방사에너지를 나타낸 그래프를 각각 도시하였다.

<실시예 1>

시멘트 모르타르 혼합기를 이용해 시멘트와 조립율 2.3∼3.1의 게르마늄 입자와 물을 1: 3.04: 0.52 중량비로 혼합한 다음 시멘트 모르타르 큐브 몰드를 이용해 가로×세로×두께가 5cm×5cm×5cm인 정육면체의 형태로 만든 후 실온에서 144시간 동안 양생하여 샘플을 완성하였다. 완성된 샘플을 한국건자재시험연구원에 의뢰하여 파장범위 5∼20[㎛]에서 샘플의 원적외선 방사율과 방사에너지를 측정한 후 그 측정 결과를 아래 표 1에 나타내었다. 아래 표 1에 나타낸 측정 결과는 40℃의 온도에서 FT-IR spectrometer를 이용한 흑체 대비 측정 결과이다. 아울러,도 2a와 도 2b에는 실시예 1을 이용해 제조한 샘플의 원적외선 방사율과 방사에너지를 나타낸 그래프를 각각 도시하였다.

<실시예 2>

시멘트 모르타르 혼합기를 이용해 시멘트와 모래와 게르마늄 입자 혼합물과 물을 1: 0.912: 2.128: 0.48 중량비로 혼합한 다음 시멘트 모르타르 큐브 몰드를 이용해 가로×세로×두께가 5cm×5cm×5cm인 정육면체의 형태로 만든 후 실온에서 144시간 동안 양생하여 샘플을 완성하였다. 완성된 샘플을 한국건자재시험연구원에 의뢰하여 파장범위 5∼20[㎛]에서 샘플의 원적외선 방사율과 방사에너지를 측정한 후 그 측정 결과를 아래 표 1에 나타내었다. 아래 표 1에 나타낸 측정 결과는 40℃의 온도에서 FT-IR spectrometer를 이용한 흑체 대비 측정 결과이다. 아울러, 도 3a와 도 3b에는 실시예 2를 이용해 제조한 샘플의 원적외선 방사율과 방사에너지를 나타낸 그래프를 각각 도시하였다.

<실시예 3>

시멘트 모르타르 혼합기를 이용해 시멘트와 모래와 게르마늄 입자 혼합물과 물을 1: 1.824: 1.216: 0.48 중량비로 혼합한 다음 시멘트 모르타르 큐브 몰드를 이용해 가로×세로×두께가 5cm×5cm×5cm인 정육면체의 형태로 만든 후 실온에서 144시간 동안 양생하여 샘플을 완성하였다. 완성된 샘플을 한국건자재시험연구원에 의뢰하여 파장범위 5∼20[㎛]에서 샘플의 원적외선 방사율과 방사에너지를 측정한 후 그 측정 결과를 아래 표 1에 나타내었다. 아래 표 1에 나타낸 측정 결과는 40℃의 온도에서 FT-IR spectrometer를 이용한 흑체 대비 측정 결과이다. 아울러,도 4a와 도 4b에는 실시예 3을 이용해 제조한 샘플의 원적외선 방사율과 방사에너지를 나타낸 그래프를 각각 도시하였다.

<실시예 4>

시멘트 모르타르 혼합기를 이용해 시멘트와 모래와 게르마늄 입자 혼합물과 석고분말과 물을 1: 2.217: 0.95: 1.216: 0.042: 0.52 중량비로 혼합한 다음 시멘트 모르타르 큐브 몰드를 이용해 가로×세로×두께가 5cm×5cm×5cm인 정육면체의 형태로 만든 후 실온에서 144시간 동안 양생하여 샘플을 완성하였다. 완성된 샘플을 한국건자재시험연구원에 의뢰하여 파장범위 5∼20[㎛]에서 샘플의 원적외선 방사율과 방사에너지를 측정한 후 그 측정 결과를 아래 표 1에 나타내었다. 아래 표 1에 나타낸 측정 결과는 40℃의 온도에서 FT-IR spectrometer를 이용한 흑체 대비 측정 결과이다. 아울러, 도 5a와 도 5b에는 실시예 4를 이용해 제조한 샘플의 원적외선 방사율과 방사에너지를 나타낸 그래프를 각각 도시하였다.

<실시예 5>

시멘트 모르타르 혼합기를 이용해 시멘트와 모래와 게르마늄 입자 혼합물과 석고분말과 물을 1: 2.792: 0.31: 1.216: 0.021: 0.47 중량비로 혼합한 다음 시멘트 모르타르 큐브 몰드를 이용해 가로×세로×두께가 5cm×5cm×5cm인 정육면체의 형태로 만든 후 실온에서 144시간 동안 양생하여 샘플을 완성하였다. 완성된 샘플을 한국건자재시험연구원에 의뢰하여 파장범위 5∼20[㎛]에서 샘플의 원적외선 방사율과 방사에너지를 측정한 후 그 측정 결과를 아래 표 1에 나타내었다. 아래 표 1에 나타낸 측정 결과는 40℃의 온도에서 FT-IR spectrometer를 이용한 흑체 대비측정 결과이다. 아울러, 도 6a와 도 6b에는 실시예 5를 이용해 제조한 샘플의 원적외선 방사율과 방사에너지를 나타낸 그래프를 각각 도시하였다.

종류	비교예	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5
방사율	0.909	0.910	0.913	0.914	0.916	0.917
방사에너지 (W/㎡)	3.67×10²	3.67×10²	3.68×10²	3.69×10²	3.69×10²	3.70×10²

상기 표 1을 참조하면 본 발명의 실시예 1∼5를 이용해 제조한 모르타르 샘플이 비교예(종래 기술)를 이용해 제조한 모르타르 샘플에 비해 원적외선 방사율과 방사에너지가 월등히 우수함을 쉽게 알 수 있다. 이는 본 발명에 따른 모르타르 조성물이 마감재로 적용된 건축물에서 일반적인 모르타르 조성물이 적용된 건축물보다 월등히 많은 양의 원적외선이 방사된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 발명에 따른 모르타르 조성물은 일반적인 모르타르 조성물에 비해 건축물 이용자의 건강 유지 및 증진에 더 많은 도움을 줄 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명에 의한 기능성 모르타르 조성물은 게르마늄 골재가 포함되어 있어 원적외선 방사율과 방사에너지가 우수하기 때문에 각종 건축물의 마감재로 사용되면 벽·바닥·천장 등에서 다량의 원적외선이 방사되도록 하고, 이러한 원적외선의 직·간접적 및 지속적인 영향에 의해 해당 건축물 이용자는 자연스럽게 건강을 유지 및 증진시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 기능성 모르타르 조성물은 석고가 첨가되어 시멘트계마감재의 양생 과정에서 흔히 발생하던 크랙의 발생을 억제하기 때문에 각종 건축물의 마감재로 사용되면 건축물의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

시멘트와 조립율이 2.3∼3.1인 게르마늄 입자가 1:2.9∼3.2의 중량비로 균질 혼합되어 조성된 것을 특징으로 하는 기능성 모르타르 조성물.
제 1 항에 있어서,

상기 시멘트 100중량%에 대해 300∼350[메시]의 석고분말 2∼5[중량%]를 더 포함하여 조성된 것을 특징으로 하는 기능성 모르타르 조성물.
시멘트와 모래/게르마늄 입자 혼합물이 1:2.9∼3.2의 중량비로 균질 혼합되어 조성되고, 상기 모래/게르마늄 입자 혼합물은 조립율이 2.3∼3.1인 모래와 조립율이 2.3∼3.1인 게르마늄 입자가 1:0.1∼9의 중량비로 혼합되어 조성된 것을 특징으로 하는 기능성 모르타르 조성물.
제 3 항에 있어서,

상기 시멘트 100중량%에 대해 300∼350[메시]의 석고분말 2∼5[중량%]를 더 포함하여 조성된 것을 특징으로 하는 기능성 모르타르 조성물.