KR20130116040A - 터널 및 구조물의 내부 마감방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터널 및 구조물의 내부 마감방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터널 및 구조물의 피마감면에 아크릴페인트 100 중량부와 유리분말의 실라놀기와 수지의 작용기가 탈수축합 또는 수소결합으로 다중연결된 복합수지 1-50 중량부를 혼합 및 교반하여 얻어진 마감재료를 도포한 후, 상기 마감재료가 완전히 경화되기 전에 유리비드를 분사하여 마감재료 상부에 유리비드 돌기가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 터널 및 구조물의 내부 마감방법에 관한 것이다.
본 발명의 터널 및 구조물의 마감방법은 경제적인 시공 및 유지보수가 용이할 뿐만 아니라 내구성, 내오염성을 향상시키고, 특히 조명효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 터널 및 구조물의 마감방법은 경제적인 시공 및 유지보수가 용이할 뿐만 아니라 내구성, 내오염성을 향상시키고, 특히 조명효율을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 터널 및 구조물의 내부 마감방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경제적인 시공 및 유지보수가 용이할 뿐만 아니라 내구성, 내오염성을 향상시키고, 특히 조명효율을 향상시킬 수 있는 터널 및 구조물의 내부 마감방법에 관한 것이다.
터널은 산, 바다, 강 등의 밑을 뚫어 만든 도로 또는 철도 등의 통로를 일컫는다. 산업이 발달될수록 교통량의 증가에 따라 지하터널 뿐만 아니라 해저터널 등 다양한 종류의 터널공사가 진행 또는 유지보수 되고 있다.
또한 건축물도 토지 효율을 높이기 위해 고층과 지하층의 개발이 확대되고 있다.
통상적으로 터널 및 구조물 내부는 콘크리트로 구성되어 있으며, 콘크리트의 열화방지, 터널 및 구조물의 미관정리, 운전자 및 보행자의 안정성 및 쾌적성 등 다양한 목적을 위하여 콘크리트 위에 마감작업을 하고 있다.
일반적으로 콘크리트 마감작업에 기본적으로 요구되는 사항은 다음과 같다.
- 마감표면은 강도, 내식성 및 내후성을 가지고 있고, 미관이 양호할 것
- 마감표면은 매연 등의 오염물이 부착되지 않고 또한 부착된 오염물은 물로 청소하기 쉬울 것
- 동결융해에 의해 재질변화가 적을 것
- 마감표면에 자동차 접촉 시 마감 구조의 파괴에 의해 2차적인 재해를 일으킬 염려가 적을 것
- 경제적인 시공 및 유지보수가 용이할 것
또한 상기 요구사항에 더하여 터널 및 구조물 내부는 대부분 조명을 켜 두기 때문에 조명효율이 우수하고, 마감표면의 반사율은 장기적으로 양호할 것이 요청되고 있다.
종래 터널 및 구조물의 내부 마감은 콘크리트 위에 자기타일을 부착하거나 또는 마감페인트를 칠하는 방법이 사용되고 있다. 마감페인트칠은 자기타일을 부착하는 방법에 비하여 경제적인 시공 및 유지보수가 용이하여 많이 사용되고 있으나, 자기타일을 부탁하는 방법에 비하여 내구성, 내오염성이 떨어지고, 특히 조명효율이 떨어지는 문제점이 있었으며, 이에 대한 연구가 절실히 요청되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 경제적인 시공 및 유지보수가 용이할 뿐만 아니라 내구성, 내오염성을 향상시키고, 특히 조명효율을 향상시킬 수 있는 터널 및 구조물의 내부 마감방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여,
본 발명은 터널 및 구조물의 피마감면에 아크릴페인트 100 중량부와 유리분말의 실라놀기와 수지의 작용기가 탈수축합 또는 수소결합으로 다중연결된 복합수지 1-50 중량부를 혼합 및 교반하여 얻어진 마감재료를 도포한 후, 상기 마감재료가 완전히 경화되기 전에 유리비드를 분사하여 마감재료 상부에 유리비드 돌기가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 터널 및 구조물의 내부 마감방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 방법에 마감된 내부표면을 갖는 터널 또는 건축물을 제공한다.
본 발명에 따른 터널 및 구조물의 내부 마감방법은 프라이머 공정이 필요 없고, 경제적인 시공 및 유지보수가 용이할 뿐만 아니라 콘크리트 표면과의 부착성, 내구성, 내오염성을 향상시키고, 특히 조명효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 유리분말의 표면에 존재하는 실라놀기를 모식적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 유리분말과 수지가 공유결합 또는 수소결합으로 다중연결된 것을 모식적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 마감재료와 콘크리트가 결합된 것을 모식적으로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 터널의 마감방법에 따른 마감표면을 모식도로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 터널의 마감방법을 모식도로 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 사용된 조도측정방법을 나타낸 모식도 및 측정사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 사용된 휘도측정방법을 나타낸 모식도 및 측정사진이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 사용된 반사율측정방법을 나타낸 모식도 및 측정사진이다.
도 9는 휘도측정장치로 본 발명과 대조군을 측정한 휘도측정결과이다.
도 2는 본 발명의 유리분말과 수지가 공유결합 또는 수소결합으로 다중연결된 것을 모식적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 마감재료와 콘크리트가 결합된 것을 모식적으로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 터널의 마감방법에 따른 마감표면을 모식도로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 터널의 마감방법을 모식도로 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 사용된 조도측정방법을 나타낸 모식도 및 측정사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 사용된 휘도측정방법을 나타낸 모식도 및 측정사진이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 사용된 반사율측정방법을 나타낸 모식도 및 측정사진이다.
도 9는 휘도측정장치로 본 발명과 대조군을 측정한 휘도측정결과이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 터널 및 구조물의 내부 마감방법은 터널 및 구조물의 피마감면에 아크릴페인트 100 중량부와 유리분말의 실라놀기와 수지의 작용기가 탈수축합 또는 수소결합으로 다중연결된 복합수지 1-50 중량부를 혼합 및 교반하여 얻어진 마감재료를 도포한 후, 상기 마감재료가 완전히 경화되기 전에 유리비드를 분사하여 마감재료 상부에 유리비드 돌기가 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 마감방법에서 사용되는 마감재료는 아크릴페인트 100 중량부와 유리분말의 실라놀기와 수지의 작용기가 탈수축합 또는 수소결합으로 다중연결된 복합수지 1-50 중량부를 혼합 및 교반하여 얻어진다.
상기 아크릴페인트는 통상적으로 터널 및 구조물의 마감재료로 사용될 수 있는 아크릴페인트인 공지의 아크릴페인트가 사용될 수 있다.
상기 복합수지는 유리분말의 실라놀기와 수지의 작용기가 탈수축합 또는 수소결합으로 다중연결된 수지로서, 상기 유리분말은 입경이 1 nm - 500 um인 것이 바람직하다. 입경이 작을수록 비표면적이 늘어나 수지의 표면장력을 감소시키는데 유리하지만, 입경이 500 um를 초과하는 경우에는 유리분말과 수지의 혼합시 입자 간에 뭉침 현상이 나타나 스프레이 작업 또는 도장작업시 덩어리가 형성되어 분사 노즐이 막힐 수 있다. 더욱 바람직하기로는 상기 입경이 100 nm 내지 100 um인 것이 작업의 용이성 및 마감표면의 물성에 있어 좋다. 상기 유리분말은 기존 도료에 사용되었던 탈크파우더, 탄산칼슘 등이 가지는 비표면적 증가에 따른 흡유량 증가로부터 발생하는 수지의 유동성을 감소를 줄여줄 수 있다.
상기 수지는 예를 들어, 에폭시계, 아크릴계, 우레탄계, 폴리에스테르계 또는 폴리비닐클로라이드계 등과 같은 상온 경화형 유기 액상 수지일 수 있으며, 바람직하게는 에폭시계 수지이다.
본 발명에서 상기 복합수지에서 상기 유리분말은 수지 고형분 100 중량부에 대하여 10 내지 400 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 그 함량이 10 중량부 미만일 경우에는 마감재료의 점도가 낮아지고 경화 후에는 수축 팽창이 증가할 수 있으며, 400 중량부를 초과할 경우에는 점도가 너무 증가하고, 수지 함량이 낮아져서 마감표면의 강도가 낮아질 수 있고, 마감재료가 피마감면과의 부착성이 저하되어 경화된 후에 탈락 될 수 있는 우려가 있다. 더욱 바람직하기로는 상기 유리분말의 함량이 수지 100 중량부에 20 내지 150 중량부로 포함되는 것이며, 이 경우 작업성 및 마감표면의 물성을 모두 만족시킬 수 있으며, 특히 유리비드의 탈락을 더욱 방지할 수 있다.
또한 상기 복합수지는 티타늄, 지르코늄, 알루미늄 및 마그네슘으로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택된 금속을 더욱 포함할 수 있다. 상기 금속의 함량은 유리분말 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부를 사용하는 것이 좋다.
바람직하기로 상기 복합수지는 전기전도성을 갖는 것이 바람직하며, 상기 복합수지는 경화 전의 전기저항이 10-1010오옴(Ω)인 것이 바람직하다. 이 경우 피마감면과의 부착성, 유리비드와의 부착성, 내오염성 등을 동시에 만족시킬 수 있다.
본 발명의 터널 및 구조물의 마감방법에서 상기 마감재료의 도포시 프라이머의 코팅 없이 바로 피마감면에 상기 복합재료를 도포할 수 있으며, 마감재료를 피마감면에 도포시 도포 두께는 임의로 조절가능하며, 바람직하게는 0.05 내지 30 mm의 두께로 도포하는 것이 바람직하다. 도포방법은 공지의 도포방법이 사용될 수 있음은 물론이며, 일예로 스프레이 도포를 사용할 수 있다.
또한 본 발명의 터널 및 구조물의 마감방법에서는 상기 마감재료의 완전 경화전에 유리비드를 도포된 마감재료의 표면에 분사하여 마감재료 상부에 유리비드 돌기가 형성되도록 한다.
본 발명에서 사용되는 상기 유리비드(glass bead)는 구형, 타원형, 또는 이에 준하는 모든 형상의 유리비드가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 입도가 0.1 um 내지 3 ㎜인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 1.5 ㎜인 것이 좋다. 또한 이들은 수 ㎛의 작은 입도와 수 ㎜의 큰 입도의 비드들의 조합에 의하여 다양한 형태 및 물성을 나타내게 할 수도 있다. 상기 범위 내의 입도를 가지는 유리비드를 사용할 경우 부착성, 내구성, 내오염성 및 조명효율개선효과를 동시에 만족시킬 수 있다. 바람직하기로 상기 유리비드는 굴절율이 1.9 이상인 고휘도 비드를 전체 사용되는 유리비드 중 일부 또는 전체에 사용함으로써 조명효율을 더욱 높일 수 있다.
또한 유리비드의 분사시 바람직하게는 유리비드가 상기 마감재료의 도포층에 유리비드의 40 내지 90 부피%는 묻히고, 10 내지 60 부피%는 외부로 노출되도록 분사하는 것이 좋다. 이는 분사노즐의 힘을 조절하여 이룰 수 있다. 더욱 바람직하기로는 외부로 노출되는 유리비드가 20 내지 40 부피%가 되도록 하는 것이 좋다. 이 경우 마감재료와 유리비드의 부착성 및 조명효율개선효과를 동시에 만족시킬 수 있으며, 또한 마감표면의 내구성 및 내오염성을 향상시킬 수 있다.
상기와 같은 유리비드는 바람직하게는 상기 마감재료 100 중량부에 대하여 0.1 내지 50 중량부로 사용하는 바람직하며, 더욱 바람직하게는 1 내지 30 중량부, 더더욱 바람직하게는 5 내지 20 중량부로 사용하는 것이다. 상기 유리비드 함량이 너무 적은 경우에는 조명효율개선 및 내오염성 개선 효과가 미미하며, 너무 많이 사용하는 경우에는 마감재료가 경화된 후에 유리비드가 탈락될 수 있다는 문제점이 있다.
상기와 같이 마감재료가 경화되기 전 마감재료 도포면의 상부에 분사된 유리비드는 도 4에 나타낸 바와 같이 피마감면(1)에 도포된 마감재료(2)에 의해 고정되어 마감재료(2) 상부로부터 돌출된 유리비드 돌기(3)를 형성한다.
본 발명에 따른 터널 및 구조물의 내부 마감방법은 터널 및 구조물의 내부 벽면 및 바닥 노면을 포함한 내부 전체에 대하여 적용할 수도 있고, 도 5에서와 같이 터널 및 구조물의 일부에 대하여 임으로 조정하여 적용될 수도 있다. 노면의 경우 콘크리트 또는 아스팔트 노면을 모두 포함한다. 일예로 터널 내부 측면의 바닥으로부터 높이 20 cm 내지 3.0 m에 대하여만 본 발명에 따른 마감방법을 적용할 수도 있다.
본 발명의 상기 마감방법에 따라 마감된 내부를 갖는 터널 및 구조물은 내구성, 내오염성을 향상되고, 특히 향상된 조명효율을 가질 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
1) 복합수지의 제조
입경 100 um인 히드록시기가 결합된 유리분말 4kg, 마그네슘 50g, 벤질알콜 50 g을 혼합하면서 에폭시수지 5 kg을 투입하여 12시간 동안 교반하여 복합수지를 제조하였다. 제조된 복합수지의 전지저항은 약 105Ω으로 측정되었다.
2) 마감재료의 제조
아크릴페인트 100 중량부에 대하여 상기 제조된 복합수지 20 중량부를 혼합 및 교반하여 마감재료를 제조하였다.
3) 터널내 마감방법의 적용
상기 제조된 마감재료를 터널 내부의 측면 벽면에 바닥으로부터 20 cm 내지 2.0 M에 도포하고, 마감재료가 경화되기 전에 평균입도가 0.1 내지 1 mm인 구형의 유리비드를 마감재료 100 중량부에 대하여 5 중량부 분사하여 분사된 유리비드의 10 내지 60 부피%가 외부로 노출되도록 분사하였다. 이후 마감재료를 경화시켰다.
본 발명에 따른 터널 및 구조물의 내부 마감방법의 조명효율을 알아보기 위하여 모형터널을 제작하여 조도 및 휘도를 측정하였다.
모형터널을 제작해 본 발명의 마감방법으로 처리하고, 대조군은 아크릴페인트만을 이용하여 내부마감을 하였으며, 상기 두 개의 모형터널에 대한 조도, 휘도 및 반사율을 측정하였다.
(1) 조도 측정방법
모형터널의 후면에 빛이 들어오지 않도록 막은 후, 도 6과 같이 모형터널의 안쪽으로 550 mm지점의 중심에 조도계를 고정한 상태에서 측정을 실시하였다.
(2) 휘도 측정방법
도 7과 같이 휘도계를 모형터널의 입구부분 노면과 120 mm높이에 위치시키고 측정점을 모형터널의 끝지점으로 설정하여 측정을 실시하였다.
(3) 반사율 측정방법
도 8과 같이 모형터널의 벽면 및 노면의 반사율을 측정을 실시하였다.
상기 방법에 의하여 측정한 결과를 하기 표 1에 나타내었으며, 분석결과는 하기 표 2에 나타내었다.
상기 표 1 및 2에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 터널 및 구조물의 마감표면은 종래 마감표면에 비하여 현저히 개선된 조명개선효과를 나타내었다.
1: 피마감면
2: 마감재료
3: 유리비드 돌기
2: 마감재료
3: 유리비드 돌기
Claims (13)
- 터널 및 구조물의 피마감면에 아크릴페인트 100 중량부와 유리분말의 실라놀기와 수지의 작용기가 탈수축합 또는 수소결합으로 다중연결된 복합수지 1-50 중량부를 혼합 및 교반하여 얻어진 마감재료를 도포한 후, 상기 마감재료가 완전히 경화되기 전에 유리비드를 분사하여 마감재료 상부에 유리비드 돌기가 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 터널 및 구조물의 마감방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 유리분말은 입경이 1 nm - 500 um인 것을 특징으로 하는 터널 및 구조물의 마감방법. - 제 1항에 있어서,
상기 복합수지에서 상기 유리분말은 수지 고형분 100 중량부에 대하여 10 내지 400 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 터널 및 구조물의 마감방법. - 제 1항에 있어서,
상기 복합수지는 티타늄, 지르코늄, 알루미늄 및 마그네슘으로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택된 금속을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 및 구조물의 마감방법. - 제 1항에 있어서,
상기 복합수지는 경화 전의 전기저항이 10-1010오옴(Ω)인 것을 특징으로 하는 터널 및 구조물의 마감방법. - 제 1항에 있어서,
상기 마감재료를 피마감면에 도포시 도포 두께는 0.05 내지 30 mm인 것을 특징으로 하는 터널 및 구조물의 마감방법. - 제 1항에 있어서,
상기 유리비드의 입도가 0.1 um 내지 3 ㎜인 것을 특징으로 하는 터널 및 구조물의 마감방법. - 제 1항에 있어서,
상기 유리비드가 상기 마감재료의 도포층에 유리비드의 40 내지 90 부피%는 묻히고, 10 내지 60 부피%는 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 터널 및 구조물의 마감방법. - 제 1항에 있어서,
상기 유리비드가 상기 마감재료 100 중량부에 대하여 0.1 내지 50 중량부로 사용되는 것을 특징으로 하는 터널 및 구조물의 마감방법. - 제 1항에 있어서,
상기 유리비드는 굴절률이 1.9 이상인 유리비드를 포함하는 것을 특징으로 하는 터널 및 구조물의 마감방법. - 제 1항에 있어서,
상기 피마감면이 터널 측면 일부 또는 전체를 도포하는 것을 특징으로 하는 터널 및 구조물의 마감방법. - 제 1항에 있어서,
상기 마감재료를 피마감면에 터널 바닥 노면에 일부 또는 전체를 도포하는 것을 특징으로 하는 터널 및 구조물의 마감방법. - 제 1항 내지 제12항 중 어느 한 항 기재의 마감방법에 의하여 마감된 내부 표면을 가지는 것을 특징으로 하는 터널 또는 구조물.
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