KR20080037882A - 콘크리트 방식제 - Google Patents

Abstract

유기물 내에 존재하는 황이온(S^2-)을 제거하면서 황산이온(SO₄ ^2-)을 강한 염기로서 중화시킬 수 있도록 구성함으로써, 콘크리트의 부식을 방지하고 콘크리트의 수명을 연장할 수 있는 콘크리트 방식제가 개시되어 있다. 본 발명에 따른 콘크리트 방식제는 질산구리(Cu(NO₃)₂), 브롬화구리(CuBr₂), 염화구리(CuCl₂·2H₂O), 황산구리(CuSO₄·5H₂O) 중 어느 하나의 구리이온과 초산니켈(Ni(CH₃COO)₂), 브롬화니켈(NiBr₂), 염화니켈(NiCl₂), 요오드화니켈(NiI₂), 질산니켈(Ni(NO₃)₂), 황산니켈(CuSO₄·6~7H₂O) 중 어느 하나의 니켈이온을 물에 용해시켜 제조된다. 또한 콘트리트 방식제는 액상 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼륨(KOH) 중 어느 하나를 더 첨가하여 제조될 수 있다.

Description

콘크리트 방식제{CONCRETE ANTI-CORROSIVE}

본 발명은 콘크리트를 타설 후 유기물과 접촉되어 부식이 진행될 조건이 만들어진 콘크리트에 사용되는 콘크리트 방식제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유기물 내에 존재하는 황이온(S^2-)을 제거하면서 황산이온(SO₄ ^2-)을 강한 염기로서 중화시킬 수 있도록 구성함으로써, 콘크리트의 부식을 방지하고 콘크리트의 수명을 연장할 수 있는 콘크리트 방식제에 관한 것이다.

일반적으로 콘크리트로 이루어진 지하구조물이나 하수구조물 또는 정화조 등은 유기물과 접촉되면서 오랜 시간 습기 또는 수분과 접촉되기 때문에 황화수소(H₂S) 또는 황산이온(SO₄ ^2-)의 생성에 따라 콘크리트의 부식이 급격히 진행된다. 콘크리트를 구성하는 시멘트는 강한 염기성을 띠고 있으나 황화수소(H₂S) 또는 황산이온(SO₄ ^2-)이 생성되어 용해되면 액성이 산성화되는데, 이에 따라 콘크리트의 부식이 급격히 진행된다. 특히 황산이온(SO₄ ^2-)의 경우 콘크리트 내에 존재하는 칼슘이온과 반응하여 석고를 형성하면서 결정이 팽창되어 쉽게 콘크리트의 박리현상을 진행시키게 된다.

종래에는 생콘크리트의 제조시 사용되는 방식제가 황산화 세균의 억제를 위하여 일본 특개평9-60768에 은, 구리, 아연, 니켈 및 코발트의 수산화물, 인산염, 안티몬산 염으로 제올라이트에 담지시켜 내식성 흄관 등을 제조하는 방법이 제시되었고, 일본 특개평11-156839에는 황산화 세균의 생육 억제에 대한 방법이 제시 되었다. 한편 국내의 황산화세균 억제제로서 국내특허출원(10-2002-0047572호)에서는 은(Ag) 화합물 또는 구리(Cu) 화합물 및 이온 함유화합물을 함유하는 항균제를 제시하였다. 한편 국내특허출원 10-2003-0040911에는 규불화염계의 액상 항균제 조성물에 대한 방법이 제시되었고, 10-2004-10101684에는 규불화염계의 액상 항균제 조성물을 함유한 콘크리트 조성물에 대한 특허가 제시된바 있으나, 이들은 콘크리트의 수밀성을 증진시킴으로써 항균성을 높인 것으로 분석된다. 실제로 콘크리트가 방수 콘크리트라고 한다면 방식 기능이 가장 뛰어난 제품이라고 할 수 있다. 왜냐하면 콘크리트의 부식은 물의 침투에 따른 화학 물질들의 유입에 의한 콘크리트 구조물 내에서의 화학 변화에 기인하기 때문이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 유기물 내에 존재하는 황이온(S^2-)을 제거하면서 황산이온(SO₄ ^2-)을 강한 염기로서 중화시킬 수 있도록 구성함으로써, 콘크리트의 부식을 방지하고 콘크리트의 수명을 연장할 수 있는 콘크리트 방식제를 제공하는데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서 본 발명은,

콘크리트 방식제에 있어서,

콘크리트 방식제는;

구리이온과 니켈이온을 물에 용해시켜 제조된다.

바람직하게는 콘크리트 방식제는 액상 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼륨(KOH) 중 어느 하나를 더 첨가하여 제조될 수 있다.

더욱 바람직하게는, 구리이온은 질산구리(Cu(NO₃)₂), 브롬화구리(CuBr₂), 염화구리(CuCl₂·2H₂O), 황산구리(CuSO₄·5H₂O) 중 어느 하나이고, 니켈이온은 초산니켈(Ni(CH₃COO)₂), 브롬화니켈(NiBr₂), 염화니켈(NiCl₂), 요오드화니켈(NiI₂), 질산니켈(Ni(NO₃)₂), 황산니켈(CuSO₄·6~7H₂O) 중 어느 하나이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 유기물 내에 존재하는 황이온(S^2-)을 제거하면서 황산이온(SO₄ ^2-)을 강한 염기로서 중화시킬 수 있도록 구성함으로써, 콘크리트의 부식을 방지하고 콘크리트의 수명을 연장할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 방식제에 대해 설명한다.

콘크리트 구조물과 접촉하는 유기물의 부패로 황화수소(H₂S)가 생성되면 생성된 황화수소(H₂S)는 물에 용해되는데, 이렇게 황화수소(H₂S)의 용해로 얻어지는 황이온을 제거하기 위해서는 용해도가 높은 구리이온 또는 니켈이온을 함유하는 염을 강알칼리성 수용액으로 제조하여 생성된 콘크리트 방식제를 콘크리트 표면에 살포하면, 폐수 내의 황이온(S^2-)이나 황산이온(SO₄ ^2-)이 제거되면서 콘크리트 표면 또는 부패되는 용액 내의 번식하는 황산화세균(Thiobacillus균주)의 번식도 억제될 수 있으며 산성으로부터 알칼리성으로 액성이 변하면 콘크리트 부식은 급격히 감소될 수 있는 것이다.

바람직하게는 황화수소(H₂S)의 용해도는 20℃, 1기압에서 3.85g/(kg물)이며, 1차 산해리상수(K_a)는 9.5×10^-8로 순수한 물에 황화수소를 포화시키면 pH 값이 대략 4 정도로 약한 신맛을 느낄 정도의 산성을 띤다.

본 발명에 따른 상기 콘크리트 방식제는, 액상으로 제공되고, 질산구리(Cu(NO₃)₂), 브롬화구리(CuBr₂), 염화구리(CuCl₂·2H₂O), 황산구리(CuSO₄·5H₂O) 중 어느 하나의 구리이온과, 초산니켈(Ni(CH₃COO)₂), 브롬화니켈(NiBr₂), 염화니켈(NiCl₂), 요오드화니켈(NiI₂), 질산니켈(Ni(NO₃)₂), 황산니켈(CuSO₄·6~7H₂O)중 어느 하나의 니켈이온이 혼용되어 물에 용해되어 제조된다. 이렇게 제조된 콘크리트 방식제에는 액상의 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼륨(KOH) 중 어느 하나가 더 포함될 수 있다.

여기서 강한 염기성 용액에서 상기 물질들이 수산화물로 침전이 발생할 수 있으나 황이온(S^2-)이나 황산이온(SO₄ ^2-)의 생성으로 액성이 변화하면 이들 물질은 서서히 용해되고 이들 물질이 모두 황이온(S^2-)과 반응하여 침전이 형성되어 금속이온(Cu²⁺, Ni²⁺)이 모두 제거될 때까지 황화수소는 발생하지 않는다. 참고로 황화구리(CuS)의 용해도 곱(Ksp)은 8×10^-37이며 황화니켈(NiS)은 황화니켈 중 가장 용해도가 큰 α형이라고 하더라도 4×10^-20으로서 용액내의 황이온은 거의 제거될 수 있다고 할 수 있다. 이들 방식제는 물에 용해시켜 사용할 수 있다.

하기에는 본 발명에 따른 콘크리트 방식제의 바람직한 실시예를 설명한다.

실시예 1

본 발명에 따른 콘크리트 방식제는, 질산구리(Cu(NO₃)₂) 5~20 중량%, 질산니켈(Ni(NO₃)₂) 5~20 중량%를 물에 용해시켜 생성된다. 이와 같이 생성된 콘크리트 방식제에 10~50 중량%의 수산화나트륨(NaOH) 용액을 더 첨가할 수 있다. 여기에서, 질산구리 및 질산니켈이 5중량%이하일때에는 방식효과가 저하되기 때문에 안되고, 20중량%이상일때에는 구리 또는 니켈 이온이 과다하여 외부로 방출되면 중금속 피해가 있을 수 있으므로 이들 농도를 제한하였다. 또한, 수산화나타륨은 일반적으로 50중량% 농도로 판매하기 때문이다.

실시예 2

본 발명에 따른 콘크리트 방식제는, 염화구리(CuCl₂·2H₂O) 5~20 중량%, 질산니켈(Ni(NO₃)₂) 5~20 중량%, 50 중량%의 수산화나트륨(NaOH) 용액을 물에 용해시켜 생성된다. 여기에서 염화구리 및 질산니켈이 5중량%이하일때에는 방식효과가 저하되기 때문에 안되고, 20중량%이상일때에는 구리 또는 니켈 이온이 과다하여 외부로 방출되면 중금속 피해가 있을 수 있으므로 이들 농도를 제한하였다. 또한, 수산화나트륨은 일반적으로 50중량% 농도로 판매하기 때문이다.

이와 같이 생성된 콘크리트 방식제를 냄새가 많은 폐수에 살포하면, 지하구조물이나 하수구조물 또는 정화조 등에서 발생하는 냄새, 즉 달걀이 썩는 듯한 냄새를 제거할 수 있으면서 콘크리트의 부식 더 이상 진행되지 않게 한다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 콘크리트 방식제는 지하에 매설된 지하구조물, 하수관련 구조물이나 정화조 구조물의 세균에 의해 형성되는 황산의 폐해로부터 구조물을 매우 효과적으로 보호할 수 있어 구조물의 내구성을 향상시킬 수 있으며 내구연한을 대략 150~200% 정도 연장할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

1. 콘크리트 방식제에 있어서,

   상기 콘크리트 방식제는;

   5~20중량%의 구리이온과 5~20 중량%의 니켈이온을 물에 용해시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 방식제.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 콘크리트 방식제는 액상 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼륨(KOH) 중 하나 이상을 더 첨가하여 제조되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 방식제.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 수산화나트륨(NaOH) 또는 수산화칼륨(KOH)은 10~50 중량% 인 것을 특징으로 하는 콘크리트 방식제.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 구리이온은 질산구리(Cu(NO₃)₂), 브롬화구리(CuBr₂), 염화구리(CuCl₂·2H₂O), 황산구리(CuSO₄·5H₂O) 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 콘크리트 방식제.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 니켈이온은 초산니켈(Ni(CH₃COO)₂), 브롬화니켈(NiBr₂), 염화니켈(NiCl₂), 요오드화니켈(NiI₂), 질산니켈(Ni(NO₃)₂), 황산니켈(CuSO₄·6~7H₂O) 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 콘크리트 방식제.