KR20170099007A - 저분진 치핑을 이용한 콘크리트 구조물 도장공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저분진 치핑을 이용한 콘크리트 구조물 도장공법에 관한 것으로, 더욱 바람직하게는 외부에 노출된 콘크리트 구조물의 표면에는 여러 가지 원인에 의해 표면 오염이나 골재의 분리, 모서리의 탈락, 크랙 등을 포함한 다양한 형태로 발생되는 결함을 보수하기 위한 치핑작업을 분진발생이 많은 치핑함머로 작업하지 않고 분진 발생이 거의 없으며 치핑 성능이 좋아서 단시간에 넓은 면적을 효과적으로 치핑할 수 있는 저분진 치핑기계로 치핑작업 한 후, 요철이 형성된 부위에 수축성이 없고 순간 접착성이 높은 재료를 도포하여 화학적 안정성과 내구성 및 내후성을 향상시켜 보수 보강 효과를 장기간 유지하기 위한 저분진 치핑을 이용한 콘크리트 구조물 도장공법에 관한 것이다.
상기 도장공법은 저분진 치핑을 이용한 콘크리트 구조물 도장공법에 있어서, 온수 및 냉수를 콘크리트 구조물의 도장 처리를 필요로 하는 시공면에 고압으로 분사한 후 자연건조시키는 습윤화 및 건조 공정(S10)과; 습식 블래스팅 슬러리(S)를 고압이송펌프(30)를 이용하여 이송호스(40)로 압송하고 컴프레셔(50)로부터 공급된 고압의 공기로 블래스팅 슬러리(S)를 분사노즐(60)을 통해 고속으로 시공면에 분사하여 시공면을 치핑(chipping)하는 표면정리 공정(S20)과; 결합재와 잔골재와 물로 이루어진 몰탈을 건조된 시공면에 고압으로 분사하는 보수 공정(S30)과; 상기 보수 공정(S30)을 거친 콘크리트 구조물을 양생하여 몰탈을 굳히는 양생 공정(S40)과; 상기 양생 공정(S40)을 거친 시공면에 자동원료 공급식 도장기(100)를 이용하여 도료를 도장하는 도장 공정(S50);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

저분진 치핑을 이용한 콘크리트 구조물 도장공법{Concrete repair and coating method using a low-dust, chipping}

본 발명은 저분진 치핑을 이용한 콘크리트 구조물 도장공법에 관한 것으로, 더욱 바람직하게는 외부에 노출된 콘크리트 구조물의 표면에는 여러 가지 원인에 의해 표면 오염이나 골재의 분리, 모서리의 탈락, 크랙 등을 포함한 다양한 형태로 발생되는 결함을 보수하기 위한 치핑작업을 분진발생이 많은 치핑함머로 작업하지 않고 분진 발생이 거의 없으며 치핑 성능이 좋아서 단시간에 넓은 면적을 효과적으로 치핑할 수 있는 저분진 치핑기계로 치핑작업 한 후, 요철이 형성된 부위에 수축성이 없고 순간 접착성이 높은 재료를 도포하여 화학적 안정성과 내구성 및 내후성을 향상시켜 보수 보강 효과를 장기간 유지하기 위한 저분진 치핑을 이용한 콘크리트 구조물 도장공법에 관한 것이다.

일반적으로 포틀랜드 시멘트를 주원료로 하는 콘크리트 구조물은 높은 압축강도와 중량물질로 건축, 토목, 산업분야에 기본 소재로 널리 사용되고 있다. 특히, 콘크리트는 강도가 우수하나 구조물에 사용할 때는 인장 및 휨강도를 높이기 위하여 철근을 함께 사용한다. 콘크리트는 시멘트의 수산화칼슘의 결정체로 강도를 유지하므로 알칼리성을 유지하나 대기중에 장시간 방치하면 공기 중의 탄산가스 등의 산성가스에 의하여 중성화하면 콘크리트 내부에 있는 철근이 부식된다. 철근의 부식은 체적을 팽창시키므로 콘크리트를 균열시키며 그 틈으로 우수 등이 침투되어 구조물의 강도를 약화시키고, 해양의 구조물도 해수의 염분 또는 해안에 불어오는 비산염수에 의해 수산화칼슘의 용해로 인하여 철근을 부식시키는 현상이 발생하는 경우가 많다.

따라서 콘크리트의 열화, 강재의 부식, 교량의 중성화 또는 백태현상 등 기타의 원인에 의해 노후화된 구조물 단면의 박리나 탈락 등의 열화 인자를 포함하는 콘크리트 부분을 제거하기 위하여 종래에는 바이브레이터 또는 진동 충격의 원리를 이용하여 보수대상 부위를 철거 또는 치핑(chipping)을 하는 경우 분진과 소음이 많이 발생하는 문제가 있었다.

또한, 종래의 1mm 이하 크기의 모래만을 이용하여 보수대상 표면을 고속으로 블래스팅을 하는 경우 리바운드 거리가 크고 상대적으로 분진이 많이 발생하고 질량이 적은 관계로 속도에 비해 충격량이 적어서 치핑 효율이 떨어지는 문제점이 있었다. 그뿐만 아니라, 종래의 일반적인 단면수복 보수공법은 여러 가지 보수재료를 교량, 댐, 보, 지하차 구조물, 복개구조물 등의 콘크리트 상면 또는 하면(下面)의 단면수복 보수 시 흙손이나 헤라, 소형 망치 등을 이용하여 작업 시 고개를 쳐들고 수(手)작업에 의해 단면을 패칭 해야하고, 함마 등을 이용하여 치핑을 해야하기 때문에 작업이 힘들고, 작업능률이 저하될 뿐만 아니라 보수부위의 품질이 저하되어 완벽한 단면수복 보수를 하기가 어려웠다. 그리고 치핑함마를 이용한 치핑에 있어서 작업을 하는 사람이 소음 공해 및 진동에 의해 난청 및 손목 부상 및 인명피해가 종종 발생하고 산업재해의 위험이 매우 큰 단점이 있었다.

또한, 이와 같은 종래의 단면수복 보수공법은 슬래브 상면 하면에서 윗 방향으로 몰탈을 단면수복해야 하기 때문에, 단면수복층이 큰 경우에는 몰탈이 굳기 전에 탈락하는 양이 많아 몰탈의 손실이 많을 뿐만 아니라, 몰탈이 잘 접착되지 않아 오래가지 못하고 재탈락이 발생하거나, 몰탈의 공극이 많아 구조물의 내구성 증진을 이루지 못하는 문제점이 있었다. 하지만 종래의 공법은 치핑 작업시 폐기물처리 불편과 오염 발생의 문제점이 있었으나, 본 공법의 경우 현지에 있는 모래를 이용할 수 있고 폐기물의 발생을 줄일 수 있다.

상기와 같이 치핑작업시 분진이 발생하지 않도록 하기 위하여 국내 공개특허 제10-2014-0045067호와 국내 등록특허 제10-0966242호의 구성은 단지, 결합재와 잔골재와 물로 이루어진 몰탈을 건조된 시공면에 고압으로 분사하는 구성으로, 치핑 후 도장공법은 개시되어 있지 않고 있다. 그리고 치핑작업 후, 폴리올과 이소시안네이트를 주제로 하는 물질을 콘크리트 표면에 침투 경화시키고, 그 표면에 일반 안료를 포함한 에폭시 수지를 도장하여 콘크리트 표면에 일반 안료를 포함한 에폭시수지를 도장하여 콘크리트 표면의 중성화와 염해를 방지하여 왔다.

이와 같은 도장공법은 에폭시 수지의 경화물의 물리적 강도와 화학적 안정성에만 의존하여 목적을 달성하는 공법이어서 바람에 날리는 모래 또는 분진에 의하여 도막이 쉽게 손상되어 콘크리트 표면에 수분이 침투하여 도막이 박리되며, 도막이 쉽게 파괴되어 영구적인 중성화 및 염해방지가 되지않아 단기간 동안 반복 보수 시공하게 되어 경제적인 손실을 가져오는 단점이 있다.

또한, 등록특허 제10-0816891호에 나타내는 바와 같이 콘크리트표면 보호를 위한 기존의 유기질계 도막방식의 특징과 그에 따른 문제점에 대하여 설명하면 다음과 같다. 유기질계 도막방식은 콘크리트 표면에 유기질계 도료를 칠하여 면접착(面接着) 형태의 피막을 형성하여 콘크리트 표면을 보호하는 방식이다. 유기질계 도막방식의 열화방지 메카니즘 유기질계 도막방식은 미세 공극이 전혀 없는 폐쇄도막을 콘크리트 표면에 형성함으로써 탄산가스나 물 또는 황산염 등과 같은 유해물질이 콘크리트내부로 일체 침투되지 못하도록 차단하여 콘크리트 구조물의 열화를 방지하는 메카니즘이다. 여기에 사용되는 유기질계 도료는 에폭시계, 비닐에스테르계, 불소수지계, 아크릴 고무계, 염화고무계, 우레탄계 등이다.

(KR) 공개특허 제10-2014-0045067호 (KR) 등록특허 제10-0966242호 (KR) 등록특허 제10-0816891호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 노후화된 건축물의 실내 및 실외의 콘크리트표면을 도장하기 전 치핑 단계에서 치핑 성능이 좋아서 단시간에 넓은 면적을 효과적으로 치핑할 수 있으며 분진 발생이 적고, 소음 발생이 적은 저분진 저소음 치핑장치를 이용하고, 또한 보수 보강 단계에서 분사 후 순간 접착력이 우수한 저분진 치핑을 이용한 콘크리트 구조물 도장공법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명에 의하면, 치핑해머의 초기강도 영향을 주는 충격을 없애고, 고른 면을 치핑하고, 일정 면적과 두께를 유지하며 협소한 부위에도 누구나 쉽게 원하는 부위에 치핑할 수 있도록 하기 위한 저분진 치핑을 이용한 콘크리트 구조물의 도장공법을 제공하는 것이다.

그리고 본 발명에 의하면, 치핑작업 후, 실외 및 실내의 콘크리트의 표면에 남아있는 수분 흡수율이 우수하고, 항균방지는 물론 곰팡이 방지를 함과 동시에 콘크리트 및 강재에 유해한 탄산가스, 아황산가스, 질소산화물, 산성비, 바닷물, 비산염수의 침투를 차단하고, 비산모래 및 분진, 파도로 인한 도막 파괴를 막고, 태양광선 또는 자외선으로부터 도막의 노화를 방지하도록 한 저분진 치핑을 이용한 콘크리트 구조물 도장공법을 제공하는 것이다.

그뿐만 아니라 본 발명에 의하면, 콘크리트 보수면에 접착된 몰탈표면과의 접착력과 흡방수성이 우수함은 물론 도료의 표면기능성이 우수한 저분진 치핑을 이용한 콘크리트 구조물 도장공법을 제공하는 것이다.

저분진 치핑을 이용한 콘크리트 구조물 도장공법에 있어서,

온수 및 냉수를 콘크리트 구조물의 도장 처리를 필요로 하는 시공면에 고압으로 분사한 후 자연건조시키는 습윤화 및 건조 공정(S10)과;

습식 블래스팅 슬러리(S)를 고압이송펌프(30)를 이용하여 이송호스(40)로 압송하고 컴프레셔(50)로부터 공급된 고압의 공기로 블래스팅 슬러리(S)를 분사노즐(60)을 통해 고속으로 시공면에 분사하여 시공면을 치핑(chipping)하는 표면정리 공정(S20)과;

결합재와 잔골재와 물로 이루어진 몰탈을 건조된 시공면에 고압으로 분사하는 보수 공정(S30)과;

상기 보수 공정(S30)을 거친 콘크리트 구조물을 양생하여 몰탈을 굳히는 양생 공정(S40)과;

상기 양생 공정(S40)을 거친 시공면에 접착성 향상을 위한 도료페인트로 도장하는 도장 공정(S50);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 저분진 치핑을 이용한 콘크리트 구조물 도장공법.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따르면, 도장 전 치핑단계에서 저분진 저소음 치핑장치를 이용함으로써, 치핑 성능이 좋아서 단시간에 넓은 면적을 효과적으로 치핑할 수 있으며, 분진 발생이 적고 소음 발생이 적은 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 콘크리트 구조물의 표면을 강화하여 접착강도를 증가시키고 수분과 대기오염을 차단하고, 비산모래와 분진 그리고 태양광으로부터 보호하고, 자연환경으로부터 구조물의 수명과 성능을 향상시키는 이점이 있다.

즉, 몰탈에는 자원재활용은 물론 인체에 무해하고, 친환경적이고, 인체에 무해한 폐조개분, 폐유리분말(또는 유리연마슬러지), 찹살풀, 해조류분말, 인삼염이 혼합되어 있기 때문에, 콘크리트 보수면에 접착시 찹살풀과 해조류분말성분에 의해 표면 접착강도가 우수함은 물론 폐유리분말, 유리연마 슬러지에 의해서 알칼리-실리카 반응을 억제할 수 있는 효과를 갖는다. 그뿐만 아니라 알칼리-실리카 반응성 증가에 따른 유해 팽창량이 억제되며 몰탈의 조직은 더욱 치밀해져 내구성을 증가시킬 수 있다. 그리고 본 발명을 사용하는 경우 작업속도가 빠르고 가격이 저렴하며 기계화 작업이므로 안전성이 뛰어나 인명피해를 방지할 수 있다.

광물 분말과 천연고무나무수액과 한지슬로지로 이루어진 균열방지성 보수재는, 콘크리트와 응집력을 증가시키며 장기간 노출에 따른 콘크리트의 표면 미세 균열 발생을 방지하는 유리한 효과를 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 도장은 인체에 무해한 황토와 닥나무 분말 및 한지슬러지 등을 함유하고 있기 때문에, 콘크리트 보수표면에 묻어 있는 습윤흡수가 우수하고, 또 항균은 물론 곰팡이를 방지함으로써, 자연 친환경적인 도장공법을 제공하는 효과가 있다.

그리고, 도장에 혼합되는 아교는 수분침투방지와 부폐를 방지할 수 있는 효과가 있고, 세라믹 분말은 도료 조성물의 내화학성 및 내열충격성을 증진시키고 고내구성 도료 조성물의 열팽창계수를 콘크리트와 유사하게 하는 효과를 얻게 되는 것이다.

그뿐만 아니라 도료보충재에는 천연고무나무수액의 천연수지를 사용하기 때문에, 접착성의 향상을 높여 줌은 물론 인체에 무해하고, 친환경적인 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 저분진 저소음 치핑 공법 및 속경화성 몰탈을 이용한 석재 및 콘크리트 구조물 도장공법 흐름도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 저분진 저소음 치핑기계 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 저분진 저소음 치핑 공정 흐름도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 속경화성 몰탈 분사 공정 흐름도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자동원료 공급식 도장기 구성도.

이하에서 본 발명의 일 실시예에 따른 저분진 치핑을 이용한 콘크리트 구조물 도장공법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저분진 저소음 치핑 공법 및 속경화성 몰탈을 이용한 석재 및 콘크리트 구조물 도장공법을 나타낸 흐름도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 저분진 저소음 치핑기계 구성도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저분진 저소음 치핑 공정 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 속경화성 몰탈 분사 공정 흐름도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 저분진 치핑을 이용한 콘크리트 구조물 도장공법은 온수를 복구 대상면에 고압으로 분사한 후 자연건조시키는 습윤화 및 건조 공정(S10)과, 치핑기계(100)를 이용하여 블래스팅 슬러리(S)를 고압으로 분사하여 시공면을 치핑(chipping)하는 표면정리 공정(S20)과, 결합재와 잔골재와 물로 이루어진 몰탈을 건조된 시공면에 고압으로 분사하거나, 아니면 광물 분말과 천연고무나무수액과 한지슬로지로 이루어진 균열방지성 보수재를 건조된 시공면에 고압으로 분사하는 보수 공정(S30)과, 상기 양생 공정(S40)을 거친 시공면에 수분 흡수성과 접착성이 우수한 자연친화적인 도료페인트로 도장하는 도장 공정(S50)을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 따른 상기 공정에 대하여 도면을 통하여 구체적으로 설명하고자 한다.

1) 습윤화 및 건조 공정(S10)

노후화된 콘크리트표면을 복구하기 위하여 고압으로 온수를 복구대상면에 분사하여 콘크리트표면에 접착되어 있는 레이턴스 등의 이물질을 제거한 후, 자연건조시키는 습윤화 건조공정이 이루어진다.

2) 표면처리 공정(S20)

표면정리 공정(S20)은 크게 두단계로 구성된다. 먼저, 입경 0.5~3mm의 규사와 입경 3~5mm의 암석을 각각 제1, 제2 보관탱크(11, 12, 13)로부터 총 20~40중량%가 되게 공급받고 60~80중량%의 물을 제1 물탱크(13)로부터 공급받아서 혼합탱크(20) 안에서 혼합하여 치핑기계(100)를 이용하여 습식 블래스팅 슬러리(S)를 제조하는 단계(S21)가 시행된다. 본 발명자는 입자의 크기가 다른 슬러리를 분사하였을때 치핑 효율이 더 좋아짐을 알 수 있었다. 물의 량이 너무 많은 경우 분진 발생은 줄어드나 치핑 효율이 떨어진다. 물의 량이 적은 경우 분진 발생이 커지고 리바운드량이 많아져 작업자에게까지 튈 수 있다.

그리고 치핑기계(100)에 부속된 온도조절형 온수탱크(70)로부터 공급받은80 ~200℃의 온수 또는 스팀을 시공면에 고압으로 분사하여 진행되는 것이 바람직하다. 너무 고온으로 하는 경우 압력이 증가하여 기계 장치 손상 또는 안전성의 문제가 생길 수 있고 저온으로 하는 경우 건조 시간이 증가될 수 있다.

다음에, 이렇게 제조된 습식 블래스팅 슬러리(S)를 고압이송펌프(30)를 이용하여 이송호스(40)로 압송하고 컴프레셔(50)로부터 공급된 고압의 공기로 블래스팅 슬러리(S)를 분사노즐(60)을 통해 고속으로 시공면에 분사하는 단계(S23)가 시행된다.

3) 몰탈을 분사하는 공정(S30)

보통포틀랜드 시멘트 60~70중량부에 알루미나 시멘트 20~25중량부, 고로슬래그 분말 10~15중량부를 혼합한 혼합시멘트와,

상기 혼합시멘트 100중량부에 폐유리분말 5~10중량부, 폐조개분 5~10중량부, 찹살풀이 혼합된 해조류분말 5~10중량부를 결합한 결합보충재로 이루어진 결합재와,

상기 결합재와 잔골재 및 물을 혼합하여 이루어진 몰탈을 건조된 시공면에 고압으로 분사하는 공정(S30)을 시행한다.

그리고 상기 폐유리분말은 이루는 유리제품은 공간을 차폐시키면서도 투시성을 지닌 소재라는 장점을 지니고 있어 건축분야에서는 방풍, 차양, 단열 및 보온자재 혹은 장식재로, 자동차 분야에서는 충격을 가하면 산산히 부서져 탑승자를 보호하는 강화 및 안전유리재로, 보안성이 요구되는 박물관이나 은행, 우체국 혹은 관공서 혹은 군사시설물 혹은 군용장비 분야의 방탄재로, 항공분야에서 내열재 등으로 널리 사용되고 있다. 내마모성이 우수하여 콘크리트 보수면의 표면강도를 유지할 수 있는 효과가 있는 것이다.

그리고 폐조개분(폐각)은 굴, 조개 등의 껍질을 이용한다. 폐조개분은 1200 내지 1400도의 고온에서 소성한 다음 분쇄기에서 분쇄하여 미분화된 상태로 이용한다. 이와 같이 버려지는 굴, 조개 껍데기를 수거하여 폐자원을 재활용함으로써 어업인들에게 산업폐기물인 조개류의 껍질을 제거해주고, 폐굴, 조개껍데기의 수거로 깨끗해진 주변환경과 질 높은 수산자원 생물의 서식환경을 제공할 수 있다. 상기 폐각은 표면강도는 물론 흡음성이 우수하다.

또한, 찹살풀이 혼합된 해조류분말은 콘크리트 복구면에 접착되었을 때, 도장의 접착성을 용이하게 할 수 있도록 하기 위한 것이다. 상기 해조류는 세계적으로 약 8,000종, 한국 근해에는 약 500여 종이 서식하고 있으므로, 이들 모두를 사용할 수 있지만, 바람직한 해조류로서 녹조류, 갈조류, 홍조류 또는 이들로부터 선택된 적어도 하나 이상을 사용하는 것이 좋다. 바람직한 해조류로 대표적인 것은 녹조류로는 가시파래, 홀파래, 청태, 해캄, 파래, 청각, 구슬청각, 옥덩굴, 염주말 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 건조 후 분쇄한 분말 형태의 고형분을 사용하는 것이 좋다.

또한, 도 2c에 도시된 바와 같이, 몰탈을 분사하는 공정(S30)은 크게 두단계로 세분화된다. 먼저, 전술한 바와 같이 혼합된 결합재 30~40중량%와 규사 45~55중량%와 물 10~20중량%로 이루어진 제1 몰탈(충진용 몰탈)을 시공면에 1차로 분사하는 공정(S31)이 시행된다.

다음에, 결합재 40~50중량%와 규사 35~45중량%와 물 10~20중량%로 이루어진 제2 몰탈(마감용 몰탈)을 시공면에 2차로 분사하는 공정(S33)이 시행된다.

보수 공정(S30)에서, 광물 분말과 천연고무나무수액과 한지슬로지로 이루어진 균열방지성 보수재를 건조된 시공면에 고압으로 분사할 수 있다. 그리고, 본 발명에 따른 한지슬러지는 질긴 섬유소를 다량 함유하는 것으로서, 본 발명에 사용되는 경우 건조시 나타나는 황토의 분리현상을 방지할 수 있다. 한지의 섬유소와 엉겨붙은 황토가 건조시에도 한지에 의해 결합이 유지됨으로써 황토의 통풍, 통습, 탈취, 공기정화 및 유해가스 제거 등의 고유특성이 그대로 유지될 수 있게 된다. 한지 슬러지는 물에 불린 과정으로 거친 1 ~ 5 mm 크기의 한지슬로지 로 이루어진 것이 바람직하다.

여기서, 광물 분말과 천연고무나무수액과 한지슬로지로 이루어진 균열방지성 보수재는, 콘크리트와 응집력을 증가시키며 장기간 노출에 따른 콘크리트의 미세 균열 발생을 방지하기 위하여, 세라믹 분말 또는 게르마늄 분말 중에서 선택된 적어도 하나의 광물 분말 20 ~ 40 중량%와, 천연고무나무수액 30 ~ 50 중량%와, 물에 불린 과정으로 거친 1 ~ 5 mm 크기의 한지슬로지 20 ~ 40 중량%를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

4) 양생하는 공정(S40)

양생 공정(S40)은 노후화된 복구면에 분사된 몰탈이 충분히 경화(硬化)하도록 보존하는 것이고, 즉 일광이나 풍우에 대하여 콘크리트를 보호하고 충격이나 과대한 하중을 받지 않도록 하며, 충분한 습기와 적당한 온도를 유지시키는 과정이다.

5) 도장 공정(S50)

양생 공정(S40)을 거친 시공면에 도료페인트로 도장한다. 도료페인트에 수분 흡수성과 접착성을 높이기 위한 도료 보충재가 더 혼합되고, 도료 보충재는, 황토 100중량부에 접착성 향상을 위한 천연고무나무수액 30~40중량부, 닥나무 분말 50~60 중량부, 한지 슬러지 30~40 중량부를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 이때 상기 닥나무 분말 100중량부는 닥나무의 섬유질 60중량부와 닥나무 껍분말 40중량부를 혼합하여 이루어진 것이다. 상기 닥나무 껍질은 닥나무의 외부를 피복한 것이다. 그리고 상기 한지슬러지는 1~2mm로 분쇄기로 분쇄한 것을 사용한다.

또한, 상기 도료 보충재에 아교 30중량부, 세라믹분말 30중량부, 전분 20중량부, 초목분 10중량부 및 첨가제 5중량부를 더 혼합하여 이루어진 것이 바람직하다.

상기 황토는 예로부터 우리나라의 전통적인 건축자재 및 내장재로 사용되어 왔다. 황토는 자체 온도조절능력을 가지고 있고, 다량의 원적외선을 방사해 해독효과, 단열효과 및 열량 보존효과가 뛰어나다. 따라서 황토를 함유한 건축물의 내부는 여름에 시원하고 겨울에 따뜻하며, 습도조절력과 통풍, 환기 등의 기능이 뛰어나기 때문에 우리나라와 같이 습기가 많은 기후조건에 적합하다. 황토는 습할 때 수분을 흡수하고, 건조할 때 수분을 방출하여 습도조절력이 우수할 뿐만 아니라, 바깥의 더운 열기를 막아주고 날씨가 추울 때는 반대로 온기를 발산시켜 온도조절력이 우수하다.

그뿐만 아니라 천연고무나무에서 추출한 천연고무수액은 도료페인트에 필요한 갈라짐 방지와 인장강도를 부여하기 위하여 배합하는 천연무기질로서 접착력이 강하고 여름에는 늘어나고 겨울에는 줄어드는 등 산소를 생성하는 스멕타이트의 역할을 보조한다.

또한, 닥나무껍질을 물에 넣고 100℃ 이상에서 10~20시간 동안 삶아서 겉껍질(흑피)을 제거하고 속껍질을 취득한 후, 닥나무껍질을 삶아 상기 물속에 상기 속껍질을 24∼48시간 더 담구어서 속껍질에 묻어 남아 있는 겉껍질을 완전히 분리하는 닥나무속껍질 준비공정과, 상기 닥나무속껍질을 물속에 잠기도록 넣고 100℃ 이상으로 5∼8시간을 더 삶은 후 건져내어 햇볕에 말리고 말린 닥나무껍질을 다짐판 위에 놓고 나무방망이로 두들겨서 3∼10mm길이의 단섬유를 제조하는 닥나무펄프 제조공정과, 상기 닥나무껍질을 분쇄기로 분쇄하여 분말을 제조하는 공정을 시행한다. 또한, 닥나무 분말은 신장율과 인장 강도가 뛰어나므로, 닥나무 분말이 혼합된 도료 조성물을 몰탈표면에 도장하고 건조한 후에는 균열을 방지하는 특성이 있다.

상기와 같이 황토 100중량부에 한지슬러지를 30중량부 이하로 혼합하게 되면 분산성이 좋지 못하고, 40중량부 초과로 혼합되면 강도 등의 물성이 저하된다.

그리고 상기 아교는 동물의 가죽, 근육, 뼈, 기타 결체 조직을 만드는 단백질 콜라겐(collagen)을 산, 알칼리 또는 물과 가열하여 제조한다. 그 중 순도가 높고 품질이 좋은 것을 특히 젤라틴(gelatin)이라고 하는데 양자에 있어 명백한 구별은 하지 않는다. 아교의 접착 메카니즘은 아교가 졸(sol) 상태로 피착물의 표면으로부터 내부로 침투하여 수분이 제거되면서 겔(gel)화하고, 물리적으로 접착을 행함과 동시에 분자 내의 아미노기, 카르복실기, 수산기 등에 의한 화학적 결합이 접착에 관여하고 있다.

또한, 본 발명에 따른 도료 보충재에 혼합되는 세라믹분말은 30중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 30중량부 보다 적으면, 세라믹분말로부터 얻어지는 원적외선 방사효율이 낮아지게 되고, 30중량부 보다 많은 경우는 상대적으로 바인더의 함량이 줄어들게 되어 도료의 접착력이 약해져 잔갈림, 벗겨짐 등이 발생하는 결점이 있다. 또한, 세라믹분말의 입자가 지나치게 작으면, 분쇄가공에 소요되는 시간이 길어지고 비용이 증가하여 바람직하지 않고, 세라믹분말의 입자가 지나치게 클 경우에는 도료의 도포두께가 과도하게 두꺼워지고 바인더로 인한 갈라짐이 발생하므로 세라믹분말은 400 ∼ 450 매쉬의 입도를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 전분은 콘스타치(cornstarch), 고아밀로오스 스타치, 소맥전분, 쌀전분 등 곡류의 미변성 전분, 마령서 전분, 타피오카(tapioca) 전분 등 감자류의 미변성 전분 을 들 수 있다. 이것들은 단독으로 또는 복수개를 병용하여 사용할 수 있다. 상기 전분 역시 접착성을 강화시킨다. 전분 또는 전분분해물은 수평균분자량이 1,000~2,000,000이고, 더욱 바람직하게는 5,000~500,000이며, 특히 3,000~100,000의 범위내에 있는 것이 조막성 의 점에서 바람직하다.

그리고 본 발명에 따른 초목분은 들판에서 식생하는 식물로서 각종 잡초를 말린 것이나, 갈대를 말려 분쇄하거나, 태운 숯분말을 사용할 수 있다. 초목분은 분말로 사용할 경우 접착력을 증진시켜주는 효과가 있음은 물론 충진제로서의 기능을 하고, 친환경 도료 조성물을 도포하고 건조시킨 후에도 다른 성분들 사이의 결속력을 강화시킬 수 있다.

상기와 같이 혼합하여 이루어진 도료페인트를 콘크리트 구조물에 도장한 도장재 성능기준 및 본 발명의 시험 결과는 하기의 표 1과 같다.

실시예 : 도료 보충재 : 황토 100중량부에, 닥나무의 섬유질 60중량부와 닥나무 껍질분말 40중량부를 혼합한 닥나무 분말 50~60 중량부, 한지 슬러지 30~40 중량부.

게다가 아교 30중량부, 세라믹분말 30중량부, 전분 20중량부, 초목분 10중량부 및 첨가제 5중량부를 혼합.

결합재 : 보통포틀랜드 60~70중량부와 알루미나 시멘트 20~25중량부와 고로슬래그 분말 10~15중량부로 이루어지는 혼합 시멘트와, 혼합 시멘트 100 중량부에 대하여, 폐유리분말 5~10중량부, 폐조개분 5~10중량부, 찹살풀이 혼합된 해조류분말 5~10중량부로 이루어진 결합 보충재 혼합

도 5에 도시된 바와 같이, 자동원료 공급식 도장기(100)는, 연결대(110) 전단에 회동되게 부착되고 롤러 표면에 침지되는 페인트 또는 페인트와 도료 보충재와 혼합된 도료를 회전하면서 콘크리트 대상 표면에 도장하는 롤러(110)와, 전단에 상기 롤러(110)가 결합되어 길게 연장된 중간의 연결대(120)와, 상기 연결대(130)의 후방에 부착된 손잡이(130)와, 상기 롤러(110)에 도료를 침지시키며 상기 롤러(110) 회전축과 수직인 바향으로 서로 평행하게 복수개가 배치되고 선단에 롤러(110) 상부 표면에 접하도록 위치한 솔(150)들과, 상기 솔(150)들에 액상 또는 겔상의 도료를 공급하는 공급 노즐(160)과, 도료 저장부로부터 제2 공급호스(H2)를 통하여 도료를 공급 노즐(160)에 공급하는 제1 공급 호스(H1)와, 상기 제2 공급호스(H2)와 제1 공급 호스(H1) 사이에 위치하여 상기 롤러(110)로 도료 공급을 개, 폐 및 공급량을 조절하는 원료 공급 조절기(170)를 포함하여 구성된다.

본 발명은 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명됐지만, 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의하여 정하여지는 것으로 본 발명과 균등 범위에 속하는 다양한 수정 및 변형을 포함할 것이다.

아래의 특허청구범위에 기재된 도면부호는 단순히 발명의 이해를 보조하기 위한 것으로 권리범위의 해석에 영향을 미치지 아니함을 밝히며 기재된 도면부호에 의해 권리범위가 좁게 해석되어서는 안될 것이다.

11, 12 : 제1, 제2 보관탱크 13 : 제1 물탱크
20 : 혼합탱크 30 : 고압이송펌프
40 : 이송호스 50 : 컴프레셔
60 : 분사노즐 70 : 온도조절형 급수탱크
100 : 자동원료 공급식 도장기
110 : 롤러 120 : 연결대
130 : 손잡이 150 : 솔
160 : 공급 노즐 170 : 원료 공급 조절기

Claims (8)

1. 저분진 치핑을 이용한 콘크리트 구조물 도장공법에 있어서,
   온수 및 냉수를 콘크리트 구조물의 도장 처리를 필요로 하는 시공면에 고압으로 분사한 후 자연건조시키는 습윤화 및 건조 공정(S10)과;
   습식 블래스팅 슬러리(S)를 고압이송펌프(30)를 이용하여 이송호스(40)로 압송하고 컴프레셔(50)로부터 공급된 고압의 공기로 블래스팅 슬러리(S)를 분사노즐(60)을 통해 고속으로 시공면에 분사하여 시공면을 치핑(chipping)하는 표면정리 공정(S20)과;
   결합재와 잔골재와 물로 이루어진 몰탈을 건조된 시공면에 고압으로 분사하거나, 아니면 광물 분말과 천연고무나무수액과 한지슬로지로 이루어진 균열방지성 보수재를 건조된 시공면에 고압으로 분사하는 보수 공정(S30)과;
   상기 보수 공정(S30)을 거친 콘크리트 구조물을 양생하여 몰탈을 굳히는 양생 공정(S40)과;
   상기 양생 공정(S40)을 거친 시공면에 자동원료 공급식 도장기(100)를 이용하여 도료를 도장하는 도장 공정(S50);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 저분진 치핑을 이용한 콘크리트 구조물 도장공법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 표면정리 공정(S20)은,
   입경 0.5~3mm의 규사와 입경 3~5mm의 암석을 각각 제1, 제2 보관탱크(11, 12, 13)로부터 총 20~40 중량%가 되게 공급받고 60~80중량%의 물을 제1 물탱크(13)로부터 공급받아서 혼합탱크(20) 안에서 혼합하여 습식 블래스팅 슬러리(S)를 제조하는 단계(S21)와,
   상기 습식 블래스팅 슬러리(S)를 고압이송펌프(30)를 이용하여 이송호스(40)로 압송하고 컴프레셔(50)로부터 공급된 고압의 공기로 블래스팅 슬러리(S)를 분사노즐(60)을 통해 고속으로 시공면에 분사하는 단계(S23)로 구성되고,
   상기 습윤화 및 건조 공정(S10)은, 치핑기계(100)에 부속된 온도조절형 온수탱크(70)로부터 공급받은 80 ~ 200℃의 온수 또는 스팀을 시공면에 고압으로 분사하여 진행되는 것을 특징으로 하는 저분진 치핑을 이용한 콘크리트 구조물 도장공법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 도료는 수분 흡수성과 접착성을 높이기 위한 도료 보충재가 플라스틱 수지성 주제를 포함하는 페인트에 혼합 교반되고,
   상기 도료 보충재는,
   황토 100중량부에, 접착성 향상을 위한 천연고무나무수액 30~40중량부, 닥나무 분말 50~60 중량부, 한지 슬러지 30~40 중량부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 저분진 치핑을 이용한 콘크리트 구조물 도장공법.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 도료 보충재는,
   아교 30중량부, 세라믹분말 30중량부, 전분 20중량부, 초목분 10중량부 및 첨가제 5중량부를 더 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 저분진 치핑을 이용한 콘크리트 구조물 도장공법.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 닥나무 분말은 닥나무의 섬유질 60중량부와 닥나무 껍질분말 40중량부를 혼합하여 이루어진 것을 특징으로 하는 저분진 치핑을 이용한 콘크리트 구조물 도장공법.
6. 제 3항에 있어서,
   상기 한지 슬러지는 물에 불린 과정으로 거친 1 ~ 5 mm 크기의 한지슬로지 로 이루어진 것을 특징으로 하는 저분진 치핑을 이용한 콘크리트 구조물 도장공법.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 결합재는,
   보통포틀랜드 60~70중량부와 알루미나 시멘트 20~25중량부와 고로슬래그 분말 10~15중량부로 이루어지는 혼합 시멘트와,
   상기 혼합 시멘트 100 중량부에 대하여, 폐유리분말 5~10중량부, 폐조개분 5~10중량부, 찹살풀이 혼합된 해조류분말 5~10중량부로 이루어진 결합 보충재,
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 저분진 치핑을 이용한 콘크리트 구조물 도장공법.
8. 제1항에 있어서
   자동원료 공급식 도장기(100)는,
   연결대(110) 전단에 회동되게 부착되고 롤러 표면에 침지되는 페인트 또는 페인트와 도료 보충재와 혼합된 도료를 회전하면서 콘크리트 대상 표면에 도장하는 롤러(110)와,
   전단에 상기 롤러(110)가 결합되어 길게 연장된 중간의 연결대(120)와,
   상기 연결대(130)의 후방에 부착된 손잡이(130)와,
   상기 롤러(110)에 도료를 침지시키며 상기 롤러(110) 회전축과 수직인 바향으로 서로 평행하게 복수개가 배치되고 선단에 롤러(110) 상부 표면에 접하도록 위치한 솔(150)들과,
   상기 솔(150)들에 액상 또는 겔상의 도료를 공급하는 공급 노즐(160)과,
   도료 저장부로부터 제2 공급호스(H2)를 통하여 도료를 공급 노즐(160)에 공급하는 제1 공급 호스(H1)와,
   상기 제2 공급호스(H2)와 제1 공급 호스(H1) 사이에 위치하여 상기 롤러(110)로 도료 공급을 개, 폐 및 공급량을 조절하는 원료 공급 조절기(170),
   를 포함하여 구성되는 것을 것을 특징으로 하는 저분진 치핑을 이용한 콘크리트 구조물 도장공법.
   

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