KR20060063789A - 철 기재의 구조물에 적용하기 위한 방식용 첨가제 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방식용 첨가제로서 단독으로, 또는 콘크리트와 같은 유효량의 제2 조성물과의 부가혼합물로서 이용되는 디오익산의 디알칼리 기재 염 용액에 관한 것이다.

방식, 첨가제, 콘크리트, 강화, 디오익산, 알칼리 수산화물

Description

철 기재의 구조물에 적용하기 위한 방식용 첨가제 조성물 {ANTI-CORROSION ADDITIVE FOR COMPOSITIONS IN CONTACT WITH IRON-BASED SUBSTRATES}

본 발명은 방식용 첨가제 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강화 콘크리트 구조물의 콘크리트에 첨가되는 방식용 첨가제에 관한 것이다.

강화 콘크리트로 건축된 구조물에서 콘크리트는 적어도 두 가지 작용, 즉, 압축 변형력의 흡수, 및 강화용 철근(steel bar 또는 re-bar)의 부식 방지 작용을 한다. 그리고, 철근은 전단 및 인장 응력을 흡수하는 작용을 한다.

일상 생활에서 부식으로 인한 구조물의 붕괴 및 손실로 소요되는 비용은 연간 수십억 달러인 것으로 추정된다. 경화 콘크리트의 철근 부식 방지 효과는 시멘트의 양, 콘크리트 골재 그레인(grain), 물/시멘트 비, 및 콘크리트의 압축 강도의 함수로서, 기후 조건 및 환경 조건에 따라 다르게 나타난다.

Jaklin의 미국특허 4,869,752호에는 스틸 구조물 또는 철근의 부식을 방지하기 위한 콘크리트 첨가제로서, 변성 무기 실리케이트, 예를 들면, 변성 알칼리 실리케이트의 용도에 대해 기재되어 있다.

또한, Katoot의 미국특허 6,277,450호에는 완전 경화된 폴리머에 대한 수용력이 있는 금속 수산화물의 활성 모이어티로 개질된 금속의 표면을 다양한 두께로 코팅하는 코팅 프로세스의 용도에 대해 기재되어 있다.

전술한 바와 같이 강화 콘크리트의 이용과 관련하여 부식 문제를 해결하고자 하였으나, 해결해야 할 부식 문제가 여전히 존재하며, 건설 및 건축 산업에 이용되는 금속 표면을 사전 코팅(precoating)함으로써 부식을 방지하는 방식과는 달리 고비용이 소요되지 않으면서, 장시간 동안 보다 효과적인 방식 효과를 제공하는 방식용 첨가제가 필요한 실정이다.

본 발명은 신규한 방식용 첨가제를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 사용 전에 콘크리트에 혼합될 수 있으며, 콘크리트의 투수율(water permeability)을 감소시킴으로써 철근 콘크리트의 부식을 방지하는 신규한 방식용 첨가제를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 부식을 방지하고 투수율을 저하시키기 위해 적용하기 전에, 다른 매질과 혼합될 수 있는 신규한 방식용 첨가제를 제공하는 것이다.

아울러, 본 발명의 다른 목적은, 존재하는 콘크리트의 표면에 적용될 수 있으며, 철근 표면의 부식을 방지하기 위해, 상기 콘크리트의 투수율을 저하시키면서 상기 콘크리트를 통해 확산될 수 있는 신규한 방식제를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 방식용 첨가제로서, 디오익산(dioic acid)의 알칼리 기재 염 용액을 단독으로, 또는 유효량의 제2 조성물과의 부가혼합물로서 이용한다.

본 발명의 방식용 첨가제는 하기 일반식으로 표시되는 조성물이다:

상기 일반식에서, M+는 Na⁺, 및 K⁺로 이루어진 군에서 선택되고; R₁은 C₁ 내지 C₂₄의 분지형 또는 선형 지방족 탄화수소이고, R₂는 C₀ 내지 C₁₀의 분지형 또는 선형 지방족 탄화수소임.

상기 방식용 첨가제는 다음의 반응식들에 따라 제조된다:

그리고, 단독의 방식용 첨가제로서, 또는 노출된 철 또는 스틸에 후속적으로 적용하기 위한 유효량의 조성물과의 혼합물로서 제공되는 디오익산의 디소듐 기재의 염 용액을 형성하기 위해, 상기 반응 (I)에 의해 얻어지는 부가 화합물을 다음과 같이 알칼리 수산화물(alkaline hydroxide)과 반응시킨다:

상기 반응 (I)은 알켄 디오익산 조성물을 형성하기에 충분한 시간 동안 고온 및 고압 하에 수행된다. 미반응 물질을 제거한 다음, 얻어진 물질을 배치 증류기(batch still) 또는 필름 증발기에 도입하여, 알켄 디오익산 조성물의 증류액을 수집한다. 그런 다음, 디소듐염 용액으로 전환시키기에 충분한 온도 및 시간 조건 하에 수산화나트륨 수용액을 서서히 첨가하면서, 상기 알켄 디오익산 조성물을 환류 응축기를 구비한 스테인리스 스틸 반응기에 넣는다.

본 발명의 방식용 첨가제를 철근의 부식 방지용 방식제로서 이용하는 경우, 본 발명의 방식용 첨가제를 콘크리트에 3 내지 약 5 파운드/야드³의 비율로 부가 혼합한 다음, 얻어진 콘크리트 부가 혼합물을 이용한다.

하기 실시예를 들어, 알켄 및 환형 디엔의 처리에 대해 상세하게 설명한다.

실시예 1

스테인리스 스틸 반응 용기에 BHT 항산화제 1 g과 함께, 2,5-퓨란디온 300 g, 및 테트라메틸에틸렌 750 g을 첨가하였다. 그런 다음, 얻어진 반응 혼합물을 250℃의 온도에서 N₂ 블랭킷 하에 4시간 동안 강하게 교반하였다. 미반응된 물질을 감압 하에 제거한 다음, 얻어진 생성물을 235℃의 온도, 5 ㎜Hg의 압력 하에 박막 증발기에서 처리하고, 바닥 분획물을 폐기한 후, 약 730 g의 저중량 분획물을 수집하였다.

이렇게 하여 얻은 저중량 분획물을 환류 응축기를 구비한 스테인리스 스틸 반응기에 넣은 다음, 100℃의 온도에서 2시간 동안 가열한 후, 맑은 황색 용액인 부탄 디오익산 도데세닐 디소듐염이 형성될 때까지, 80 g의 수산화나트륨 용액을 서서히 첨가하여 교반하였다.

실시예 2

실시예 1에 기재된 과정에 따라, 230℃의 온도, 4 psi의 압력 조건 하에 말레산 무수물 X g 및 프로필렌 테트라머 Y g을 4시간 동안 반응시켰다. 그런 다음, 미반응 물질을 제거함으로써 증류액이 얻어졌고, 상기 증류액을 예비 가열 및 교반한 후, 수산화나트륨 0.27 g을 서서히 첨가한 결과, 부탄 디오익산 도데세닐 디소듐염 염 용액이 형성되었다.

본 발명의 방식용 첨가제를 제조하는 도중에, 2-메틸옥시메틸에톡시 프로판과 같은 소포제를 0.02 내지 0.010 중량%의 양으로 사용하였다. 또한, 벤조산, 말레산 등과 같은 추가적인 안정화제를 더 첨가하였다.

당업자에게 명백한 바와 같이, 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고 본 발명에 대한 많은 변형 및 변경이 이루어질 수 있다. 본 명세서에 기재된 특정 실시예들은 단지 예로서 제시되는 것으로, 본 발명은 첨부되는 청구의 범위 및 동 청구범위에 귀속되는 모든 등가물에 의해서만 한정되어야 한다.

Claims (11)

1. 하기 일반식으로 표시되는 방식용 첨가제:

   

   상기 일반식에서, M+는 Na⁺, 및 K⁺로 이루어진 군에서 선택되고; R₁은 C₁ 내지 C₂₄의 분지형 또는 선형 지방족 화합물이고, R₂는 C 내지 C₁₀의 분지형 또는 선형 지방족 화합물임.
2. 제1항에 있어서,

   상기 방식용 첨가제는 강화 콘크리트 구조물로서 이용되도록 콘크리트와 부가 혼합된 것을 특징으로 하는 방식용 첨가제.
3. 제2항에 있어서,

   상기 방식용 첨가제가 상기 콘크리트에 대해서 약 3 내지 약 5 파운드/야드³의 양으로 이용되는 것을 특징으로 하는 방식용 첨가제.
4. 제3항에 있어서,

   상기 방식용 첨가제가 부탄 디오익산 도데세닐 디소듐염인 것을 특징으로 하는 방식용 첨가제.
5. 강화 콘크리트 구조물의 제조 방법으로서,

   a) 하기 일반식으로 표시되는 방식용 첨가제를 콘크리트와 부가 혼합하여, 상기 강화 콘크리트 구조물을 제조하는 단계를 포함하는 제조 방법:

   

   상기 일반식에서, M+는 Na⁺, 및 K⁺로 이루어진 군에서 선택되고; R₁은 C₁ 내지 C₂₄의 분지형 또는 선형 지방족 화합물이고, R₂는 C 내지 C₁₀의 분지형 또는 선형 지방족 화합물임.
6. 제5항에 있어서,

   상기 방식용 첨가제가 시멘트에 대해 약 3 내지 약 5 파운드/야드³의 양으로 포함되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 방식용 첨가제가 부탄 디오익산 도데세닐 디소듐염인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
8. 하기 일반식으로 표시되는 방식용 첨가제의 제조 방법으로서:

   

   상기 제조 방법은,

   (a) 일반식 C=C-R₁ (단, R₁은 C₁ 내지 C₂₄의 분지형 또는 선형 지방족 탄화수소임)으로 표시되는 알켄과 하기 일반식으로 표시되는 환형 디오익산:

   

   (상기 일반식에서, R₂는 C∼C₁₀의 분지형 또는 선형 지방족 탄화수소임)을 반응시킴으로써, 하기 일반식으로 표시되는 생성물을 형성하는 단계:

   

   , 및

   (b) 상기 (a) 단계에서 얻어진 생성물을 수산화나트륨 및 수산화칼륨으로 이루어진 군에서 선택되는 알칼리 수산화물과 반응시킴으로써, 하기 일반식으로 표시되는 가용성 염을 형성하는 단계:

   

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
9. 철 기재의 구조물의 처리 방법으로서,

   상기 철 기재의 구조물에 하기 일반식으로 표시되는 유효량의 방식용 첨가제를 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 처리 방법:

   

   상기 일반식에서, M+는 Na⁺, 및 K⁺로 이루어진 군에서 선택되고; R₁은 C₁ 내지 C₂₄의 분지형 또는 선형 지방족 화합물이고, R₂는 C 내지 C₁₀의 분지형 또는 선형 지방족 화합물임.
10. 제9항에 있어서,

    상기 방식용 첨가제를 수용액 형태로, 강화 콘크리트 구조물 중의 양생된 콘크리트 표면에 적용하는 것을 특징으로 하는 처리 방법.
11. 제10항에 있어서,

    상기 양생된 콘크리트의 균열(crack)에 상기 수용액을 직접 적용한 다음, 보수하는 것을 특징으로 하는 처리 방법.