KR20100072530A - 주변 환경의 온도에 따라 다양한 색깔로 변화하는 콘크리트제품 및 그 제조법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수분에 안정성을 갖고 높은 표면 경도를 가지며, 온도 변화에 따라 다양한 색깔로 변화하는 콘크리트 내외장재 및 그 제조법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 제조방법은 시멘트, 잔골재, 혼화재료, 무기계 안료(염료) 필요에 따라 투입하는 온도감응성 재료(Polychrom)를 균일해질 때까지 혼합하는 1단계, 상기 혼합물에 물과 적절 유동성 및 강도 증진을 위해 고성능감수제를 넣고 혼합하는 2단계, 필요에 따라 온도감응성 재료를 도포한 틀에 상기의 혼합물을 넣고 진동 및 다짐을 통해 기포를 제거하는 3단계, 전치 양생을 실시하는 4단계, 일정 양생 후 거푸집으로부터 탈형 한 후 제품 표면의 안정성과 강도 등의 품질을 안정화 하고 필요에 따라 온도감응성 재료를 부착하는 5단계로 이루어다.

표면의 색의 변화를 주기 위한 온도감응성 재료의 적용 방법에는 다음과 같이 4가지로 분류될 수 있다. 첫 번째는 상기의 제 1단계에서 물에 혼합하여 제조하는 방법이다. 두 번째는 상기의 제 3단계에서 혼합된 재료를 투입하는 거푸집의 틀에 묻혀 혼합된 재료가 경화될 때 표면에 붙도록 하는 방법이다. 세 번째에는 상기의 제 5단계 이후 표면에 온도감응성 물질을 도포하는 것이다. 마지막으로 네 번째 방법은 이중 콘크리트 제품을 만드는 방법으로 한 층에는 온도감응성 물질을 혼합한 콘크리트나 시멘트 페이트스, 모르타르를 다른 층에는 석 제품을 대체하는 콘크리트 마감재로 하여 두 제품을 붙이는 방법이다.

상기의 제조방법에 추가하여 특별히 표면의 안정성 및 내오염성을 높이기 위해서는 이산화타이타늄(TiO2)을 투명의 폴리머에 분산하여 도포한다. 이때 사용된 이산화타이타늄은 매우 미세한 분말형이어야 하며, 폴리머는 가능하면 얇은 막으로 안정성이 높아야 한다.

또한 본 발명 제품은 기존 석재 마감재와 동등 이상의 품질을 확보하고 계절에 따른 온도 변화에 제품의 색깔이 변하는 기능을 부여할 뿐만 아니라 거푸집의 무늬에 따라 다양한 무늬로 만들 수 있는 제품이다.

온도감응성, 색의 변화, 혼화재료, 콘크리트 내외장재, 폴리크롬(Polychrom)

Description

주변 환경의 온도에 따라 다양한 색깔로 변화하는 콘크리트 제품 및 그 제조법{Concrete products which can change their color according to ambient temperature and It's Manufacturing Method}

하나의 콘크리트 제품이 온도의 변화에 따라 2개 이상의 다양한 색상을 구현함으로써 콘크리트 마감재의 품질 다양성을 확보하고자 하는 기술

콘크리트 제품은 내화성, 내구성, 경제성 등이 매우 우수하지만 물과 접할 경우 백화 현상에 의한 표면 오염 및 수화진행에 따른 표면 질감이 저하되어 이를 방지하기 위한 다양한 화학처리 방법들이 제안되었으며 채택되어 사용되고 있다. 또한 형광 및 다양한 색을 혼합하여 색채감을 주어 인테리어나 옥외의 조경시설 등에 다양하게 적용하고 있는 실정이다. 그러나 이상을 장점에도 불구하고 현재 사용이 제한되는 이유는 이는 콘크리트 제품을 제조 후 철거 전까지의 변화가 없어 획일화된 디자인이라는 한계가 나타나고 있다.

본 발명의 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 계절별 혹은 주변 환경의 온도 변화에 따라 콘크리트 제품의 색깔이 변화하여 다양한 색채감을 주는 것으로 건물의 특징을 부여할 수 있는 것이다. 본 발명은 기존 특허 10-0666737(표면 안정성, 형광성 및 다양한 색상을 지닌 기능성 콘크리트 마감재의 제조법 및 그 제품)의 제품 표면에 온도감응성 물질을 혼합하여 색깔의 변화를 주는 것으로 온도 차가 나는 낮과 밤, 계절별 등에 따라 건물의 색깔이 변화하여 다양한 디자인을 표출할 수 있는 특징을 가지고 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 온도감응성 물질을 혼합하여 색깔의 변화를 주는 것으로 온도 차가 나는 낮과 밤, 계절별 등에 따라 건물의 색깔이 변화하여 다양한 디자인을 표출할 수 있는 특징을 가지고 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 석 제품과 동등 이상을 강도와 표면 경도를 가지는 콘크리트 마감재에 온도 감응성 물질을 혼합하여 주변 온도에 따라 다양한 색깔로 변화하는 콘크리트 마감재이다. 본 개발 제품은 기존 마감재로 사용되는 석제품과 콘크리트 제품에 비해 시각 디자인이 매우 우수하고 종래 제품에 비해 가격 경쟁력을 갖는 등 매우 다양하 효과를 가지고 있다.

상기와 같은 콘크리트 내외장재를 제조하기 위한 본 발명의 제조 방법은 도1과 같고 온도감응성 물질을 투입하는 방법은 도2와 같이 4가지로 구분된다.

표면의 색의 변화를 주기 위한 온도감응성 재료의 적용 방법에는 다음과 같이 4가지로 분류될 수 있다. 첫 번째는 상기의 제 1단계에서 물에 혼합하여 제조하는 방법이다. 두 번째는 상기의 제 3단계에서 혼합된 재료를 투입하는 거푸집의 틀에 묻혀 혼합된 재료가 경화될 때 표면에 붙도록 하는 방법이다. 세 번째에는 상기의 제 5단계 이후 표면에 온도감응성 물질을 도포하는 것이다. 마지막으로 네 번째 방법은 이중 콘크리트 제품을 만드는 방법으로 한 층에는 온도감응성 물질을 혼합한 콘크리트나 시멘트 페이트스, 모르타르를 다른 층에는 석 제품을 대체하는 콘크리트 마감재로 하여 두 제품을 붙이는 방법이다.

[ 첫 번째 ]

콘크리트 마감재 배합 방법에서 온도감응성 물질을 물량에 대해서 일정량을 증가시키는 방법으로 콘크리트 마감재에 사용되는 재료는 시멘트, 골재, 물로 크게 나눌 수 있으며 그 중 물의 양에 대해서 중량백분율로 나누어 투입, 혼합한다.

[두 번째]

콘크리트 마감재의 혼합한 후 일정한 모양을 만들기 위해 타설되는 거푸집에, 거푸 집 표면에 온도감응성 물질을 칠한 후 콘크리트를 타설하여 일정 기간 동안 유지시켜 콘크리트가 경화되는 동안 물질도 같이 경화되는 것으로 한다.

[세 번째]

거푸집 탈형 후 콘크리트 마감재의 표면에 온도감응성 물질을 도포와 붓칠로 콘크리트 마감재의 표면에 층을 형성하는 것으로 한다. 형성된 층은 온도 변화에 따라 다양한 색채감을 표현하며 형성된 층에 발수제 및 방수제를 처리하는 것으로 한다.

[네 번째]

콘크리트 마감재 제작 시 마감재의 일부에 온도감응성 물질을 혼합하여 경화 시킨 후 다른 면에 콘크리트 마감재를 형성 두 개의 층을 부착이나 타설하는 방법을 말한다.

상기의 제조방법에 추가하여 특별히 표면의 안정성 및 내오염성을 높이기 위해서는 이산화타이타늄(TiO2)을 투명의 폴리머에 분산하여 도포한다. 이때 사용된 이산화타이타늄은 매우 미세한 분말형이어야 하며, 폴리머는 가능하면 얇은 막으로 안정성이 높아야 한다. 또한 온도감응성재료는 미세한 분말형이므로 이산화타이타늄과 함께 폴리머에 분산하여 콘크리트 제품에 도포하는 것도 가능하다.

또한 온도감응성 재료는 고유한 감응온도가 다르므로 이를 조합하면 한 재료 에서 온도의 변화에 따라 3가지 이상의 다양한 색상을 구현하는 것이 가능하다.

[실시 예 1]

1. 실험목적 : 콘크리트에 온도감응성 혼화재료인 Thermochrom을 혼입하여 온도감응성 콘크리트를 개발하기 위하여 제품의 콘크리트에 적용가능성을 판단하고 온도감응 특성을 측정하기 위한 것이다.

2. 실험구성

-실험인자 : 칼라 안료 첨가율별 색상 변화

-사용재료 : 시멘트(백색 포틀랜드 시멘트), 잔골재(강모래), 혼화제(고성능감수제), Polychrom

3. 실험변수 : Polychrom 첨가율, Polychrom첨가방법, 온도

4. 연구진행방향 : Polychrom 첨가 방법과 첨가율을 달리하여 일정온도에서의 색상변화를 측정하여 가장 효과적인 방법을 검토하고 또한 온도변화를 달리하여 색상의 변화율을 측정한다.

1) 첨가방법: 물와 같이 배합하는 방법

광택콘크리트 제작후 표면처리하는 방법

2) 온도변화 : Polychrom 각각의 색에 온도를 일정하게 변화시켜 색상의 변화효과를 관찰한다.

5. 실험방법

1) Polychrom을 물과 같이 배합하는 방법 - 광택콘크리트 배합방식에 polychrom을 일정하게 증가시켜 첨가하여 양생시킨 후 탈형하여 색상변화를 측정 비교한다.

2) 거푸집(몰드)에 polychrom을 바른 후 콘크리트를 부어넣는 방법 - 폴리머에 polychrom을 섞어서 거푸집(몰드)에 뿌린 후 콘크리트를 부어 넣는 방법

3) 광택콘크리트 제작 후 표면 처리하는 방법

① 제작된 광택콘크리트에 표면에 수성폴리머에 polychrom을 섞어서 분무하는 방법

② Polychrom을 섞은 폴리머를 광택콘크리트 표면에 붓 등으로 칠하는 방법

4) 콘크리트에 polychrom을 혼합하여 타설하고 콘크리트를 타설하는 2중 타설법

콘크리트에 ploychrom을 혼합하여 거푸집(몰드) 밑면에 얇게 타설한 후 약간 경화한 뒤에 고유동 모르타르를 타설하여 2중 면으로 타설하는 방법

Factors	Levels
ratio	10%, 20%
Polychrom	S-Rose Red 43 + S-Blue 27/28 S-Rose Red 23/24 + S-Blue 11/12 S-Rose Red 11/12 + S-Blue 27/28 S-Orange 27/28 + S-Blue 11/12 S-Orange 27/28 + S-Rose Red 43 S-Orange 27/28 + S-Rose Red 11/12 S-Orange 27/28 + S-Rose Red 43 + S-Blue 27/28

① 실내온도 18℃ 습도 60%의 조건에서 실시

② 백색시멘트를 물시멘트비 20%, 감수제 2.0%로 혼합한다.

③ ②번의 시멘트 모르타르를 50g씩 다른 용기에 계량후 위 Polychrom을 첨가 후 교반한다.

④ ③에서 제작한 모르타르를 거푸집(몰드)에 15g씩 계량하여 거푸집(몰드) 바닥에 얇게 편다.

⑤ 1시간 후 ④번 위에 ②번의 모르타르를 덧깐 후 밀폐시켜 3일간 기건양생한다.

6. 실험 결과

폴리크롬 색상 별 시험체 사진	폴리크롬 콘크리트를 가열 하였을 경우

실온에서의 Polychrom 모르터의 사진

Claims (3)

1. 주변 환경의 온도 변화에 따른 2가지 이상의 다양한 색깔로 변화하는 콘크리트 내외장재
2. 온도감응성 물질(Polychrom)을 콘크리트 내외장재에 투입하는 방법으로 첫 번째에는 시멘트, 잔골재, 혼화재료, 무기계 안료(염료) 필요에 따라 투입하는 온도감응성 재료(Polychrom)를 균일해질 때까지 혼합하여 제조하는 방법, 두 번째에는 필요에 따라 온도감응성 재료를 도포한 틀에 상기의 혼합물을 넣고 진동 및 다짐을 통해 기포를 제거하여 콘크리트트 제품을 제조하는 방법, 세 번째는 일정 양생 후 거푸집으로부터 탈형 한 후 제품 표면의 안정성과 강도 등의 품질을 안정화 하고 필요에 따라 온도감응성 재료를 부착하는 방법, 네 번째는 한 층에는 온도감응성 물질을 혼합한 콘크리트나 시멘트 페이트스, 모르타르를 다른 층에는 석 제품을 대체하는 콘크리트 마감재로 하여 두 제품을 붙이는 방법.
3. 상기의 제조법에 추가하여 콘크리트 제품의 표면에 미세한 분말형의 이산화타이타늄(TiO2)과 필요에 따라 온도감응성 재료를 투명의 폴리머에 분산시켜 도포하여 콘크리트 제품 표면의 안정성 및 내오염성을 향상시키는 방법