KR20160065490A - 속건형 셀프레벨링 모르타르 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바닥모르타르 습식공정에 있어 바닥마감 공정기간을 단축시키기 위한 목적으로, 타설후 모르타르내 함유된 수분을 빠른속도로 저감시키기 위한 속건형 셀프레벨링 모르타르 조성물에 관한것으로서, 칼슘알루미네이트시멘트 13~24kg중량부, 보통포틀랜드시멘트 2~11kg중량부, 석고 3~12kg중량부, 소석회 0.1~2.0kg중량부, 0.6mm이하 입도로 조절된 골재 30~40kg중량부, 재유화형 분말 에틸렌비닐아세테이트 1~5kg중량부, 리튬카보네이트 0.05~0.25kg중량부, 칼슘포메이트 0.2~1.0kg중량부, 주석산 0.03~0.25kg중량부, 폴리카복실레이트 0.1~1.2kg중량부, 폴리글리콜 0.1~0.7kg중량부, 히드록시에틸셀루로오스 0.01~0.08kg중량부에 석회석 분 2.52~50.41kg중량부로 조성되어 있음을 특징으로 하는 속건형 셀프레벨링 모르타르 조성물에 관한 것이다.

Description

속건형 셀프레벨링 모르타르 조성물{Quick-drying type self-leveling mortar composition}
본 발명은 건축현장에서 상당부분의 공사기간을 차지하는 바닥습식공정에 있어서 타설되는 바닥모르타르의 빠른 함수율 저감속도를 갖게 함으로써, 최종 마감되는 상도재의 시공일정을 단축시킬 수 있는 속건형 셀프레벨링 모르타르 조성물에 관한 것이다.
국내 바닥모르타르 시장은 1990년 이전의 경우 현장에서 시멘트와 모래를 적정비로 혼합하고 시공하는 수작업 위주로 이루어졌으나, 1990년 초반 건조모르타르가 국내에서 개발 출시되면서 기계화시공으로써 대량시공, 품질향상 및 공기단축의 계기가 마련되었으며, 1990년 후반에는 더욱 발전된 셀프레벨링 모르타르가 개발되면서 대형물류센터, 주차장바닥, 상가바닥 등의 바닥 모르타르 시장에 일부분을 차지하는 건축자재로 자리메김하게 되었다. 최근에는 시공사의 촉박한 공사기간을 맞추기 위한 요구사항으로 공사기간중 짧게는 1주일에서 길게는 수개월의 양생일정을 필요로 하는 바닥모르타르 습식공정에 있어서 빠른 함수율 저감속도를 갖는 모르타르를 요구하고 있으며, 이유는 바닥 습식모르타르에 시공시 함유된 수분이 일정량 잔존할 경우, 모르타르 상부에 마감되는 유기재 접착제 또는 도료의 접착성을 저하시켜 상도마감재의 들뜸하자로 이어지기 때문에 모르타르내의 잔존 수분함량이 적어도 8%이하가 될 때까지 충분한 건조양생기간을 필요로 하게 되며, 이로 인해 바닥 모르타르의 종류에 따라 수일에서 수개월의 양생기간을 확보한 후 모르타르내 함수량이 요구수준내로 도달되었을 때 상도재로 마감하게 된다.
기존 셀프레벨링재의 경우, 일반 미장 바닥모르타르에 비해 함수율 저감속도가 다소 빠르긴 하나 상도 마감재를 시공할 수 있는 함수율로 되기 위해서는 약 1주일에서 1개월 이상 양생기간이 필요로 하기 때문에 1~2일내 긴급 마감공사를 하기위한 용도에는 함수량 저감속도가 절대적으로 부족한 실정이다.
국내등록특허공보 등록번호 제10-1052602호에는 고성능 바닥용 모르타르 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 시멘트 15 내지 25중량%, 모래 65 내지 80 중량%, 플라이애쉬 2 내지 6 중량%, 분슬래그 1 내지 5 중량% 및 균열저감재 1 내지 5중량%를 포함하는 모르타르 조성물 100 중량부에 대하여 혼화제 0.25 내지 0.8 중량부를 포함하여 이루어지며, 상기 혼화제로서 무기질 바인더 70 내지 90 중량% 및 유동화제 10 내지 30 중량%로 이루어진 유동화 컴파운드를 포함함으로써, 유동화제의 계량 안정성을 확보할 수 있고 균일한 혼합이 가능하며, 입도가 미세한 무기질 바인더로 인하여 시멘트 경화시 미세공극이 충진되어 종래의 모르타르 조성물과 비교하여 작업 단위수량을 감소시키고 강도 및 유동성과 같은 제반물성을 상승시키며 균열의 발생을 저감시키고, 목재마루와 같은 바닥마감재의 하자를 대폭 개선할 수 있는 고성능 바닥용 모르타르 조성물 및 이의 제조방법이 공개되어 있고,
국내등록특허공보 등록특허 제10-0215140호에는 (가) 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 칼슘알루미노설페이트70 중량% 이상, 디칼슘실리케이트 20 중량%이상을 함유하는 칼슘설포알루미네이트계 클링커 5내지 50중량부, 비표면적이 3,000 내지 8,000cm2/g의 범위가 되도록 분쇄, 분급된 무수 석고 5 내지 50 중량부, 분말도가 비표면적 8,000 내지 10,000cm2/g의 범위인 고미분말 슬래그 5 내지 50 중량부를 함유하는 4성분계 시멘트 상조성물; (나) (가)의 상조성물 100 중량부에 대하여, 최대 입경이 0.315mm이하의 입도로 조절된 미세골재 100 내지 200 중량부; (다) (가)의 상조성물 100 중량부에 대하여, 분산제, 보수제, 비닐아세테이트계 폴리머, 소포제 등의 유기 혼화제로 구성된 혼화제 조성물 2 내지5 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막형 시멘트계 자기평탄성 몰탈 조성물이 공개되어 있음을 알 수 있다.
1. 국내등록특허공보 등록번호 제10-1052602(20110722)호. 2. 국내등록특허공보 등록번호 제10-0215140(19990521)호.
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 일반적으로 건축물 인테리어 바닥공사시 바닥모르타르 시공은 습식시공이기 때문에 후속 바닥상도마감재 작업에 요구되는 바닥함수율 8%이하에 도달되기 위해서는 일정의 양생기간을 필요로 하게 되며, 이러한 양생기간을 단축시킬 경우 전체 공사기간을 단축시킬 수 있는 잇점이 있기 때문에, 바닥모르타르의 속건화 기술은 긴급 인테리어 바닥 공사시 공사기간을 단축시킬 수 있는 필수 요소라 할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 바닥모르타르의 속건화를 최대화로 실현시킬 수 있는 바닥모르타르의 조성물을 도출하는 것에 목적이 있다.
본 발명은 건축물 인테리어 긴급 공사시 바닥모르타르 습식공정후 후속작업인 상도마감재의 공사기간을 단축시키기 위한 빠른 함수율 저감속도를 갖는 속건형 셀프레벨링 모르타르 조성물을 도출해 냄으로써 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명에서의 모르타르 속건화를 위해 모르타르의 주결합재로 기존의 보통포틀랜드시멘트 대신 칼슘알루미네이트시멘트를 주결합재로 하고, 이의 수화반응속도를 빠르게 하기 위한 방법으로 소량의 보통포틀랜드시멘트를 보조재료로 사용함과 동시에, 고성능 유동화제를 적용하여 모르타르 타설 작업시 필요로 하는 물의 양을 최소화 시켜 모르타르내 함수량을 원천적으로 적게 가져갈 수 있게 하였으며, 본 발명의 주요 수화반응으로 식1 및 사진1에서 보는 바와 같이 시멘트 수화물중 화학결합수를 최대로 가져갈 수 있는 에트린가이트(ettringite ; C3A·3CaSO4·32H2O)수화 생성물을 조기에 극대화(모르타르의 수화물 화학결합수 함유량을 증대 ; ettringite 1몰생성에 32몰의 결정수 함유) 시킴으로써 모르타르내 자유수분을 화학적 결합수분으로 최대 전환시키는 화학적방법을 본 발명의 기술적 해결수단으로 이용함으로써, 목적으로 하는 속건형 셀프레벨링 모르타르 조성물을 도출해 낼 수 있었다.
3CaO·Al2O3 + 3(CaSO4·2H2O) + 26H2O→ 3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O(Ettringite) [식1]
본 발명에서의 속건형 셀프레벨링 모르타르 조성물에 관한 보다 구체적 설명으로는 칼슘알루미네이트시멘트 13~24kg, 보통포틀랜드시멘트 2~11kg, 석고 3~12kg, 소석회 0.1~2.0kg, 0.6mm이하 입도로 조절된 골재 30~40kg, 재유화형 분말 에틸렌비닐아세테이트 1~5kg, 리튬카보네이트 0.05~0.25kg, 칼슘포메이트 0.2~1.0kg, 주석산 0.03~0.25kg, 폴리카복실레이트 0.1~1.2kg, 폴리글리콜 0.1~0.7kg, 히드록시에틸셀루로오스 0.01~0.08kg에 석회석분 2.52~50.41kg로 조성되어 있음을 특징으로 하는 속건형 셀프레벨링 모르타르 조성물에 관한 것이다.
상기와 같은 본 발명은 칼슘알루미네이트시멘트를 주결합재로 하고, 이의 수화반응속도를 빠르게 하기 위한 방법으로 소량의 보통포틀랜드시멘트를 보조재료로 사용함과 동시에, 수화반응시 화학결합수를 최대로 가져갈 수 있는 에트린가이트 수화물을 조기에 최대화 시킬 수 있는 속건형 셀프레벨링 모르타르 조성물을 상기와 같이 적정 제시범위내로 도출해 냄으로써, 기존 바닥용 모르타르가 항상 가지고 있는 균열발생 및 초기강도 발현이 낮은 단점을 개선시키고, 재료분리 없이 고유동성을 가져 현장타설시 스스로 수평면을 확보함으로써 바닥 미장의 평탄성과 품질을 현 바닥용 모르타르 보다 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있으며, 본 발명의 주목적인 건축물내 바닥습식모르타르 공사후 후속작업인 상도마감재 공사를 위한 1주일 이상의 모르타르 양생소요기간을 1~2일내로 단축시킴으로써 긴급 인테리어 바닥모르타르 습식공사시 소요되는 공사기간을 획기적으로 단축시키는 효과를 가져올 수 있다.
도1 본 발명의 실시예에서 제조된 속건형 셀프레벨링 모르타르의 시간경과에 따른 함수율을 측정한 그래프로 비교예의 고유동 바닥용 모르타르와의 함수율변화와 비교한 그래프이다.
도2 본 발명의 속건형 셀프레벨링 모르타르 수화물 현미경사진
본 발명은 속건형 셀프레벨링 모르타르 조성물을 제공하는 것을 목적으로 하고 있으며, 보다 구체적으로는 칼슘알루미네이트시멘트 13~24kg, 보통포틀랜드시멘트 2~11kg, 석고 3~12kg, 소석회 0.1~2.0kg, 0.6mm이하 입도로 조절된 골재 30~40kg, 재유화형 분말 에틸렌비닐아세테이트 1~5kg, 리튬카보네이트 0.05~0.25kg, 칼슘포메이트 0.2~1.0kg, 주석산 0.03~0.25kg, 폴리카복실레이트 0.1~1.2kg, 폴리글리콜 0.1~0.7kg, 히드록시에틸셀루로오스 0.01~0.08kg에 석회석분 2.52~50.41kg로 조성되어 있음을 특징으로 하는 속건형 셀프레벨링 모르타르 조성물에 관한 것이다.
상기 본 발명에서의 주결합재로 사용되어지는 칼슘알루미네이트시멘트(Calcium Aluminate Cement)는 Al2O3가 40~50중량% 함유되어 있으며, 주요 광물상으로는 칼슘알루미네이트(Calcium Aluminate ; CaO·Al2O3)성분이 50중량%이상 함유되어 있어 보통포틀랜트시멘트에 비해 조기강도가 매우 우수하며, 부가적으로 화학적 안정성 및 내화성이 우수한 특징을 가지고 있으며, 분말도는 약 3,500~4,500cm2/g의 입도특성을 가지고 있다. 본 발명의 속건형 셀프레벨링 모르타르 조성물에서 제시하는 칼슘알루미네이트시멘트 첨가량은 13~24중량부로 사용하는 것이 바람직하다. 이는 칼슘알루미네이트시멘트 사용량이 13중량부 이하이면 본 발명의 목적으로 하는 빠른 건조속도를 갖는 셀프레벨링 모르타르의 속건성 부여를 위한 에트린가이트(ettringite ; C3A·3CaSO4·32H2O) 수화물 생성이 적어지게 되어, 속건성 및 조기강도 발현이 부족하게 되며, 칼슘알루미네이트시멘트 사용량이 24중량부 이상이 되면, 경화속도가 빨라 작업에 문제가 되며 이를 제어하기 위한 기능성 혼화제 사용량이 증가하게 되어 경제적이지 못하기 때문에 본 발명에서 제시한 수준으로 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 첨가되어지는 보통포틀랜드시멘트는 주결합재인 칼슘알루미네이트시멘트와 조합될 경우 수화반응속도를 빠르게 하는 역할을 하게 되며, 보통포틀랜드시멘트 첨가량이 2중량부 이하이면 모르타르의 경화속도가 늦어져 본 발명에서 목적으로 하는 속건성이 부족한 결과를 가져오게 되며, 보통포틀랜드시멘트 첨가량이 11중량부 이상이면 경화속도가 빨라 이를 제어하기 위한 지연제 사용량 증가 및 셀프레벨링성에 문제가 되기 때문에, 본 발명에서 제시한 보통포틀랜드시멘트 사용량 2~11중량부 수준으로 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 석고(Calcium sulfate ; CaSO4)는 칼슘알루미네이트시멘트와 보통포틀랜드시멘트와의 3성분계 조합에 의해 에트린가이트의 생성량 및 생성속도를 조절하는 역할을 하게 되며, 본 발명에서 사용되어지는 석고는 이수석고를 가압수열합성한 알파반수석고 내지 천연무수석고, 화학무수석고 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 석고가 사용되어질 수 있다.
본 발명에서 제시한 석고 사용량은 3~12중량부로 3중량부 이하이면 SO3원 공급저하로 속건성을 관장하는 에트린가이트 생성량이 적어지게 되며, 조기강도발현도 저하되는 문제점을 갖게 되며, 석고 사용량을 12중량부 이상으로 하게 되면 모르타르의 과팽창을 발생시키는 원인이 되어 팽창균열을 유발할 수 있기 때문에 본 발명에서 제시한 석고 사용량 3~12중량부 수준으로 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명에 첨가되어지는 소석회(Ca(OH)2)는 모르타르의 알카리도를 높여 부가 첨가되어지는 기능성 혼화제의 용해속도를 높여주게 되며, 시멘트의 반응속도를 증가시켜주는 역할을 한다. 본 발명에서 제시된 소석회 첨가량은 0.1~2.0중량부로 2.0중량부 이상 첨가되어지게 되면 반응속도가 과도하게 증가되어 유동성이 저하되는 문제를 가져오게 되며, 셀프레벨링성 확보에 문제를 가져오기 때문에 본 발명에서 제시한 수준으로 첨가되어지는 것이 바람직하다.
상기 모르타르내에 첨가되어지는 규사골재는 0.6mm이하 입도크기를 갖는 세골재로 사용되어져야 하며, 적정 사용량으로 30~40중량부로 이 이상 크기의 골재사용 및 첨가량시 모르타르의 재료분리 및 얇은두께 시공시 모르타르 표면을 거칠게 하는 원인이 되며, 이 이하 크기의 골재사용 및 첨가량시에는 모르타르의 작업성확보를 위한 혼합수의 증가로 건조수축 균열증가 및 함수율 저감속도가 낮아지는 원인이 되기 때문에 본 발명에서 제시한 수준으로 첨가되어지는 것이 바람직하다.
또한, 속건형 셀프레벨링 모르타르의 표면경도 및 내마모성을 증진시키고, 모르타르에 적정 점성을 부여하여 고유동화 시켜도 재료분리에 대한 저항성과 우수한 점착력을 발휘시키기 위해 재유화형 분말 에틸렌비닐아세테이트가 첨가되어진다. 본 발명에서의 에틸렌비닐아세테이트 적정 첨가량 수준은 1~5중량부 수준으로 사용하는 것이 바람직하다. 에틸렌비닐아세테이트 1중량부 이하 첨가시에는 모르타르내에서의 상기의 점착력 및 내마모 특성을 충분히 발현하지 못하며, 5중량부 이상의 과도한 첨가는 모르타르의 압축강도를 저하시키며, 모르타르 표면에 두터운 도막을 형성시킴으로써 모르타르의 속건성 및 대기 건조속도에 문제를 야기시키기 때문에 본 발명에서 제시한 수준으로 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 속건형 셀프레벨링 모르타르의 경화촉진제로 사용되어지는 리튬카보네이트(Li2CO3) 및 칼슘포메이트(Ca(COOH)2)는 시멘트 경화속도를 촉진시키며, 조기에 에트린가이트 생성량을 증가시키는 역할을 하게 되며, 본 발명에서 제시한 첨가량 수준 이상으로 사용하게 되면 에트린가이트 생성량의 과대증대로 인한 과팽창으로 인해 강도가 오히려 감소하는 결과를 가져오기 때문에 본 발명에서 제시한 리튬카보네이트 첨가량 0.05~0.25중량부, 칼슘포메이트 첨가량 0.2~1.0중량부 수준으로 첨가되는 것이 바람직하다.
상기 주석산(Tartaric acid)은 칼슘알루미네이트시멘트와 보통포틀랜드시멘트의 조합에 의한 급결성을 지연시켜 작업성을 확보하는 역할을 하게 되며, 본 발명에서 제시한 0.03~0.25중량부로 사용하는 것이 바람직하다. 주석산 첨가량이 과도할 경우, 재료분리 및 응결에 큰 영향을 미치며, 조기 수화물 생성을 지연시켜 수화물생성 극대화에 의한 속건성에 매우 큰 영향을 주기 때문에 본 발명에서 제시한 수준으로 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명의 속건형 셀프레벨링 모르타르의 셀프레벨링성 부여를 위한 고유동화제로는 통상의 분산제인 리그닌술포네이트, 폴리나프탈렌술포네이트, 폴리멜라민술포네이트 또는 폴리카복실레이트 등이 사용되어질 수 있으나, 리그닌술포네이트는 과도한 지연성에 대한 문제점이 있으며, 폴리나프탈렌술포네이트는 유동성 손실이 크고, 폴리멜라민술포네이트는 포름알데하이드 방출에 의한 실내공기질 오염에 대한 문제점을 갖고 있기 때문에 본 발명의 고유동화제로는 폴리카복실레이트를 선택 사용하였다.
상기 폴리카복실레이트는 모르타르와 혼합되어지는 물의 첨가량을 적게하여도 조성물의 유동성을 높여 소요의 작업성 및 셀프레벨링성을 확보하는 역할을 하게 되며, 본 발명에서의 적정 첨가량 수준으로는 0.1~1.2중량부 수준으로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 1.2중량부 이상이면 사용량에 비해 유동성 향상을 크게 기대할 수 없고, 블리딩 및 재료분리와 과도한 응결지연 현상 등을 일으키기 때문에 본 발명에서 제시한 수준으로 첨가하는 것이 바람직하다.
상기 폴리글리콜은 속건형 셀프레벨링 모르타르내의 거대 기공을 제거하여 모르타르의 강도와 표면을 매끄럽게 하는 역할을 하게 되며, 소포제로는 폴리글리콜계 소포제, 광유계 소포제, 유지계 소포제, 지방산계 소포제, 지방산 에스테르계 소포제, 옥시알킬렌계 소포제, 알콜계 소포제, 아미드계 소포제, 인산에스테르계 소포제, 금속비누계 소포제, 또는 실리콘계 소포제등이 사용될 수 있다.
폴리글리콜 사용 적정수준은 0.1~0.7중량부로 사용하는 것이 바람직하다. 폴리글리콜 0.1중량부 이하에서는 모르타르에 연행된 기포의 소포성이 부족하여, 강도저하 및 표면 기포자국에 의한 핀홀현상이 발생하게 되며, 폴리글리콜 0.7 중량부 이상에서는 사용량에 비해 소포성 향상을 크게 기대할 수 없어 비경제적이므로 본 발명에서 제시한 수준으로 첨가하는 것이 바람직하다.
또한 속건형 셀프레벨링 모르타르의 재료분리 안정성을 위해 증점제가 첨가되며, 증점제로는 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 카복시메틸셀룰로오스, 카복시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스 등의 비이온성 셀룰로오스에테르류 및 폴리사카라이드수용성폴리머 등이 사용될 수 있으며, 본 발명에서는 셀프레벨링 모르타르의 자기수평성 및 작업성을 저해하지 않고 재료분리 안정성을 유지시키기에 적합한 히드록시에틸셀루로오스를 사용하였다.
상기 히드록시에틸셀루로오스 적정 사용수준은 0.01~0.08중량부로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 히드록시에틸셀루로오스 0.01중량부 이하에서는 고유동 특성을 갖는 셀프레벨링 모르타르의 재료분리를 제어할 수 없으며, 0.08중량부 이상에서는 모르타르의 점성이 과도하게 높아져 비빔작업 및 모르타르 펌핑에 문제점을 야기시키며, 자기수평성 저해 및 보수성 증가에 의한 속건성에 영향을 미치기 때문에 본 발명에서 제시한 수준으로 첨가하는 것이 바람직하다.
이하에 본 발명의 실시예를 개시하나 이들은 예시 목적으로 든 것이지 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
실시예 1
칼슘알루미네이트시멘트 13kg, 보통포틀랜드시멘트 2kg, 알파반수석고 3kg, 소석회 0.1kg, 0.6mm이하 크기의 골재 30kg, 재유화형 분말 에틸렌비닐아세테이트 1kg, 리튬카보네이트 0.05kg, 칼슘포메이트 0.2kg, 주석산 0.03kg, 폴리카복실레이트 0.1kg, 폴리글리콜 0.1kg, 히드록시에틸셀루로오스 0.01kg중량부에 석회석분 50.41kg로 조성된 속건형 셀프레벨링 모르타르를 제조하였다.
실시예 2
칼슘알루미네이트시멘트 17kg, 보통포틀랜드시멘트 7kg, 천연무수석고 6kg, 소석회 0.2kg, 0.6mm이하 크기의 골재 36kg, 재유화형 분말 에틸렌비닐아세테이트 3kg, 리튬카보네이트 0.15kg, 칼슘포메이트 0.4kg, 주석산 0.08kg, 폴리카복실레이트 0.3kg, 폴리글리콜 0.2kg, 히드록시에틸셀루로오스 0.02kg중량부에 석회석분 29.65kg로 조성된 속건형 셀프레벨링 모르타르를 제조하였다.
실시예 3
칼슘알루미네이트시멘트 24kg, 보통포틀랜드시멘트 11kg, 알파반수석고 12kg, 소석회 2.0kg, 0.6mm이하 크기의 골재 40kg, 재유화형 분말 에틸렌비닐아세테이트 5kg, 리튬카보네이트 0.25kg, 칼슘포메이트 1.0kg, 주석산 0.25kg, 폴리카복실레이트 1.2kg, 폴리글리콜 0.7kg, 히드록시에틸셀루로오스 0.08kg중량부에 석회석분 2.52kg로 조성된 속건형 셀프레벨링 모르타르를 제조하였다.
실시예 4
칼슘알루미네이트시멘트 17kg, 보통포틀랜드시멘트 7kg, 화학무수석고 6kg, 소석회 0.2kg, 0.6mm이하 크기의 골재 36kg, 재유화형 분말 에틸렌비닐아세테이트 3kg, 리튬카보네이트 0.15kg, 칼슘포메이트 0.4kg, 주석산 0.08kg, 폴리카복실레이트 0.3kg, 폴리글리콜 0.2kg, 히드록시에틸셀루로오스 0.02kg중량부에 석회석분 29.65kg로 조성된 속건형 셀프레벨링 모르타르를 제조하였다.
실시예 5
칼슘알루미네이트시멘트 17kg, 보통포틀랜드시멘트 7kg, 알파반수석고 6kg, 소석회 0.2kg, 0.6mm이하 크기의 골재 36kg, 재유화형 분말 에틸렌비닐아세테이트 3kg, 리튬카보네이트 0.15kg, 칼슘포메이트 0.4kg, 주석산 0.08kg, 폴리카복실레이트 0.3kg, 폴리글리콜 0.2kg, 히드록시에틸셀루로오스 0.03kg중량부에 석회석분 29.64kg로 조성된 속건형 셀프레벨링 모르타르를 제조하였다.
본 발명에서 제시한 첨가 범위내인 실시예와 비교를 하기 위해 각 결합재 종류 및 혼화제, 골재 첨가범위를 제시수준에서 벗어나게 하여 조성물을 제조하였다.
비교예 1
보통포틀랜드시멘트 17kg, 칼슘설포알루미네이트(3CaO·3Al2O3·CaSO4) 3kg, 천연무수석고 4.6kg, 0.6mm이하 크기의 골재 59.7kg, 폴리카복실레이트 0.27kg, 히드록시에틸셀루로오스 0.03kg, 주석산 0.10kg, 폴리글리콜 0.10kg, 리튬카보네이트 0.05kg중량부에 석회석분 15.15kg로 조성된 바닥용 고유동 모르타르를 제조하였다.
비교예 2
보통포틀랜드시멘트 17kg, 칼슘설포알루미네이트(3CaO·3Al2O3·CaSO4) 5kg, 천연무수석고 5kg, 0.6mm이하 크기의 골재 59.7kg, 폴리카복실레이트 0.27kg, 히드록시에틸셀루로오스 0.03kg, 주석산 0.10kg, 폴리글리콜 0.10kg, 리튬카보네이트 0.05kg중량부에 석회석분 12.75kg로 조성된 바닥용 고유동 모르타르를 제조하였다.
이하 본 발명의 실시예 및 비교예에 대한 배합표는 표1과 같으며, 제조된 모르타르 조성물의 물성을 실험예의 방법으로 시험하고 그 결과를 표2에 나타내었다. 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.
표1. 모르타르 조성물 배합 (단위:kg)
구 분 칼슘
알루미
네이트
시멘트		 보통
포틀
랜드
시멘트		 칼슘
설포
알루미
네이트		 알파
반수
석고		 천연
무수
석고		 화학
무수
석고		 소석회 0.6mm이하
골재		 에틸렌비닐아세테이트 폴리카복실레이트 석회석분 리튬카보네이트 칼슘포메이트 주석산 폴리글리콜 히드록시에틸셀루로오스
실시예 1 13 2 - 3 - - 0.1 30.0 1 0.10 50.41 0.05 0.2 0.03 0.10 0.01
실시예 2 17 7 - - 6 - 0.2 36.0 3 0.30 29.65 0.15 0.4 0.08 0.20 0.02
실시예 3 24 11 - 12 - - 2.0 40.0 5 1.20 2.52 0.25 1.0 0.25 0.70 0.08
실시예 4 17 7 - - - 6 0.2 36.0 3 0.30 29.65 0.15 0.4 0.08 0.20 0.02
실시예 5 17 7 - 6 - - 0.2 36.0 3 0.30 29.64 0.15 0.4 0.08 0.20 0.03
비교예 1 - 17 3 - 4.6 - - 59.7 - 0.27 15.15 0.05 - 0.10 0.10 0.03
비교예 2 - 17 5 - 5.0 - - 59.7 - 0.27 12.75 0.05 - 0.10 0.10 0.03
실험예
실험예 1. 물성시험
상기 실시예와 비교예에서의 모르타르는 KS L 5109의 수경성 시멘트 페이스트 및 모르타르의 기계적 혼합방법에 따라 플로우 값이 약200±20mm가 되도록 물 혼합수량을 결정하였다. 이때 혼합물의 플로우 시험은 KS F 4041의 시멘트계 자기수평 모르타르의 플로우 시험방법에 의거 30cm×30cm의 유리판위에 중앙에 내경50mm, 높이50mm의 PVC관을 유리판위에 정치한 후 물과 혼합된 모르타르를 충전하여 수직으로 들어 올렸을 때의 퍼진 직경의 크기를 측정하였다.
응결시간은 KS L 5108의 비카트침에 의한 수경성 시멘트의 응결시간 시험방법에 의거 측정하였다.
모르타르의 압축강도는 표준상태온도 20±2℃, 습도 65±5%의 양생조건에서 4cm×4cm×16cm의 몰드에 비빔 모르타르를 채워, 24시간 존치한후 몰드를 탈형하여 표준양생실에서 28일동안 양생하였으며, 재령 1일, 3일, 7일, 28일 양생기간별 모르타르의 압축강도를 측정하였다.
실험예 2. 길이변화율 측정시험
1000mm(길이)×100mm(넓이)×50mm(높이)의 틀 내부에 길이의 한쪽 끝단에는 모르타르를 고정시킬수 있는 고리를 넣고 막았으며, 반대쪽 끝단에는 자유로이 움직일 수 있도록 되어있고, 분해능 1/1000mm 다이얼 게이지를 연결한 길이변화율 측정 시험장치에 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 비빔 모르타르를 부어 넣은 후 재령28일 경과시 길이방향으로 모르타르의 길이변화를 측정하였다.
실험예 3. 모르타르 함수율 측정시험
실시예 및 비교예에서 제조된 비빔모르타르를 표준상태온도 20±2℃, 습도 65±5%의 양생조건에서 300mm(가로)×300mm(세로)×5mm(높이)의 아크릴판몰드에 부어 넣은후 시간경과에 따른 모르타르내의 함수율 감소 변화를 측정하였다. 함수율 측정장비로는 고주파방식의 시멘트 모르타르 및 콘크리트 내부 수분측정기를 사용하였다.
표2. 모르타르 조성물 물성 비교표
구 분 혼수량(%) 플로우
(mm)		 응결
(분)		 길이변화
(%)		 압축강도(N/mm2) 모르타르내 함수율(%)
초결 종결 1일 3일 7일 28일 3시간 6시간 12시간 1일 3일 7일 14일
실시예 1 21 219 94 113 -0.034 12.3 16.8 20.1 26.5 10.7 8.5 6.4 4.6 3.5 3.1 2.5
실시예 2 21 214 78 93 -0.031 14.3 18.1 22.4 28.5 8.5 6.4 4.4 3.6 3.0 2.8 2.1
실시예 3 21 218 56 67 -0.020 19.0 23.1 29.2 38.3 7.8 6.1 4.0 3.1 2.7 2.5 1.9
실시예 4 21 211 85 107 -0.033 13.2 17.5 21.2 27.9 9.5 7.1 5.5 4.9 4.4 4.2 3.6
실시예 5 21 210 91 122 -0.035 12.8 16.5 20.4 27.1 9.4 6.8 5.1 4.5 4.1 3.9 3.4
비교예 1 22 209 218 272 -0.042 6.8 9.6 15.0 22.1 n.d n.d n.d n.d 12.5 9.4 7.2
비교예 2 22 205 182 245 -0.036 7.6 10.2 16.6 22.8 n.d n.d n.d n.d 11.7 8.8 6.8
표2에서 보는바와 같이 본 발명의 실시예 1 내지 5의 제시한 수준을 첨가범위로 변화시켜 제조된 속건형 셀프레벨링 모르타르 물성과 비교예 1 내지 2의 기존 고유동 바닥용모르타르 물성을 비교한 결과, 목표의 200±20mm의 플로우를 갖기 위한 혼수량 첨가에 있어서 본 발명에서 제시한 실시예 1 내지 5의 조성물이 비교예 1 내지 2의 조성물보다 혼수량이 모르타르 대비 약1%포인트 적게 첨가되어짐을 알 수 있으며, 유동성 역시 높은 결과치를 보이고 있다.
모르타르의 경화속도를 살펴보기 위한 응결시간 및 재령별 압축강도를 비교해본 결과, 본 발명에서 제시한 실시예 1 내지 5의 조성물이 비교예 1 내지 2의 조성물보다 약 2시간정도 빠른 응결시간을 보이고 있으며, 강도발현에 있어서도 초기강도 및 후기강도 모두 높은 압축강도를 보이고 있다. 특히 칼슘알루미네이트시멘트 및 석고첨가량이 높은 실시예 3의 경우 보다 빠른 응결시간 및 강도발현을 보여주고 있다.
모르타르의 균열저항성을 살펴보기 위한 길이변화를 살펴본 결과, 본 발명에서 제시한 실시예 1 내지 5의 조성물이 비교예 1 내지 2의 조성물보다 안정된 길이변화율을 보여주고 있으며, 칼슘알루미네이트시멘트 및 석고첨가량이 높은 실시예 3의 경우가 가장 안정된 길이변화율을 보여주고 있다.
특히, 본 발명에서 목적으로 하는 모르타르의 빠른 건조속도를 살펴보기 위한 시간경과별 모르타르 내부의 함수율을 측정한 결과, 본 발명에서 제시한 칼슘알루미네이트시멘트를 주재료로하고 보통포틀랜드시멘트를 보조재료로 한 실시예 1 내지 5의 경우가, 기존 고유동 바닥용 모르타르에 주로 적용되는 조성물인 보통포틀랜드시멘트를 주재료로 하고 칼슘설포알루미네이트를 혼합재로 한 비교예 1 내지 2의 경우에 비해 매우 빠른 함수율 저감속도를 보여주고 있는 것을 알 수 있다. 이는 앞서 과제해결수단에서 언급한 바와 같이 시멘트 수화물중 화학결합수를 최대로 가져갈 수 있는 에트린가이트(ettringite ; C3A·3CaSO4·32H2O) 수화생성물을 조기에 극대화 할 수 있도록 칼슘알루미네이트시멘트-보통포틀랜드시멘트-석고의 3성분계 조합비를 본 발명에서 도출해 내었으며, 비교예 1 내지 2의 기존 속경재료로서 사용되어지는 칼슘설포알루미네이트 조합에 비해 보다 우수한 모르타르 건조속도를 보여주고 있다. 특히 배경기술에서 언급한 바와 같이 바닥 모르타르 시공후 후속 마감재작업인 유기재 접착제 도포 및 상도재 마감을 위한 모르타르내 잔존 수분함량을 8% 이내로 도달시키기위한 양생기간을 살펴본 결과, 본 발명에서 제시한 실시예 1 내지 5의 경우, 12시간 이전에 도달되어짐을 알 수 있으며, 비교예 1 내지 2의 경우 약7일 이상의 건조양생기간이 소요됨을 알 수 있다. 이는 본 발명에서 제시한 속건형 셀프레벨링 모르타르가 긴급 인테리어 공사시 바닥 마감작업을 시공 당일에 할 수 있는 속건성 특징을 지니고 있으며, 기존 고유동 바닥용 모르타르시 소요되는 약1주일 정도의 건조 양생기간을 1일 이내로 단축시킴으로써 바닥시공 공정기간을 획기적으로 단축시키는 효과를 가져올 수 있다.

Claims (3)

  1. 속건형 셀프레벨링 모르타르 조성물에 있어서,
    칼슘알루미네이트시멘트 13~24kg, 보통포틀랜드시멘트 2~11kg, 석고 3~12kg, 소석회 0.1~2.0kg, 0.6mm이하 크기의 골재 30~40kg, 재유화형 분말 에틸렌비닐아세테이트 1~5kg, 리튬카보네이트 0.05~0.25kg, 칼슘포메이트 0.2~1.0kg, 주석산 0.03~0.25kg, 폴리카복실레이트 0.1~1.2kg, 폴리글리콜 0.1~0.7kg, 히드록시에틸셀루로오스 0.01~0.08kg, 석회석분 2.52~50.41kg로 조성되어 있음을 특징으로 하는 속건형 셀프레벨링 모르타르 조성물.
  2. 청구항 1항에 있어 칼슘알루미네이트시멘트는 Al2O3함량 40~50중량%를 포함하고, 칼슘알루미네이트광물(CaO·Al2O3)이 50중량%이상을 포함하며 분말도가 3,500~4,500cm2/g의 입도특성을 갖고 있는 것이 사용됨을 특징으로 하는 속건형 셀프레벨링 모르타르 조성물.
  3. 청구항 1항에 있어 석고는 알파반수석고, 천연무수석고, 화학무수석고 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 석고가 사용됨을 특징으로 하는 속건형 셀프레벨링 모르타르 조성물.
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