KR20190071176A - 친환경 수성 아민계 경화제를 포함하는 방사선 차폐, 방탄, 방호 및 내진 기능을 구현하는 초고강도 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물 및 이를 이용한 구조물 설치 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 친환경 수성 아민계 경화제를 포함하는 방사선 차폐, 방탄, 방호 및 내진 기능을 구현하는 초고강도 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물 및 이를 이용한 구조물 설치 시공 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구조물 벽체 또는 슬라브 설치를 위한 거푸집을 설치하는 단계; 및 상기 거푸집에 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 타설하여 벽체 또는 슬라브를 형성하는 단계를 포함하여 구성되며, 상기 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물은 에폭시 수지 10~50 중량부와 물 10~90 중량부 및 첨가제 10~50 중량부를 포함하여 구성되는 수성 에폭시 수지 조성물로 이루어진 기본 수지 100 중량부에 대하여, 아민 화합물의 아민 활성기 당량 100 중 30~60의 활성기 당량이 에폭시기에 의해 어덕트되어 형성된 에폭시 변성 아민 화합물 100 중량부를 기준으로 200~500 중량부의 물 및 몬모릴로나이트 나노입자 0.01~1.0 중량부를 포함하여 구성되는 수성 아민계 경화제 조성물로 이루어진 경화성분 30~50 중량부를 현장에서 혼합하여 얻어지는 혼합 성분 100 중량부를 기준으로 규사 150~500 중량부를 다시 혼합하여 얻어진 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 사용하며, 상기 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 거푸집 내에 타설하고 경화하는 것을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 이용한 구조물의 설치 시공 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 조성함에 있어서, 단계적 반응에 의해 상기 아민계 화합물에 에폭시 화합물을 부가하여 어덕트를 형성함으로써 최대 60%까지 아민계 화합물의 표면을 에폭시 화합물로 대체할 수 있어 종래의 아민 경화제에서의 특유의 아민 악취를 효과적으로 저감시킬 수 있으며, 수성 에폭시 주재 성분과 수성 아민계 경화제 성분을 혼합하여 사용하므로 다량의 물을 후첨가하더라도 상용성이 그대로 유지되어 최대 5배에 해당하는 다량의 물을 첨가하더라도 경화 물성이 그대로 유지될 수 있고 주재와의 혼용성도 그대로 유지될 수 있으므로 사용성, 작업성이 우수하여 현장에서의 적용이 매우 편리한 장점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물은 에폭시 수지를 포함하는 주재 성분과 수성 아민계 경화제 성분으로 이루어져 압축강도, 인장강도 등 초고강도의 물성을 가지고, 신속한 공정처리가 가능한 장점이 있으므로, 이러한 초고강도를 갖는 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 이용하여 구조물을 시공함으로써 기존의 콘크리트를 대체하여 방사선 차폐, 방탄 및 방호용 구조물로 이용될 수 있고, 또한 내진 기능도 가질 수 있어 내진 구조물로 이용될 수 있으며, 댐이나, 선착장이나 부두에 설치시 압력, 충격에 대한 저항성이 크고 열화를 방지할 수 있는 효과도 있다.

Description

친환경 수성 아민계 경화제를 포함하는 방사선 차폐, 방탄, 방호 및 내진 기능을 구현하는 초고강도 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물 및 이를 이용한 구조물 설치 시공 방법 {Ultra-high strength aqueous epoxy mortar composition with function of radiation shield, bulletproof, defense and earthquake proof comprising aqueous amine-based hardner and construction method of structure using the same}

본 발명은 친환경 수성 아민계 경화제를 포함하는 방사선 차폐, 방탄, 방호 및 내진 기능을 구현하는 초고강도 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물 및 이를 이용한 구조물 설치 시공 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구조물의 벽체, 슬라브 등을 시공함에 있어서 기존의 시멘트 콘크리트를 사용하지 않고 친환경 수성 아민계 경화제를 포함하여 구성되며 초고강도 물성을 갖는 에폭시 수지 모르타르 조성물을 이용하여 시공함으로써 방사선 차폐, 방탄, 방호, 내진 및 방폐 기능을 갖는 구조물을 시공할 수 있는 기술에 관한 것이다.

기존의 방폐(방사선 차폐), 방탄, 방호용 구조물은 주로 고강도 철근 콘크리트를 이용하여 왔으나 콘크리트는 특히 충격강도, 인장 강도 등의 물성이 제한적이고, 강직성, 결합력이 약하여 총탄이나 포탄에 의해 파탄이 일어나기 쉬워 방탄, 방호 기능을 충분히 발휘하기에는 한계가 있다. 또한, 자중이 크므로 취급이 쉽지 않고 스팬 간의 일체성이나 수축의 안정성이 낮아 크랙이 발생하는 문제가 있었다.

기존의 원전 구조물의 방폐 기능은 콘크리트 표면 위에 얇은 도막을 형성하여 이뤄지며 도막 내에 방사선 흡수 물질을 포함시켜 도장하는 방법을 이용하였으나 구조물이 열화되거나 파괴되어 도막이 손상될 경우에는 방사선 유출의 위험성이 상존하였다.

또한, 기존의 내진 구조물은 주로 구조물의 저면에 내진 설계를 포함하는 경우가 대분이었으나 구조물 자체의 강도를 강화함에 의해 내진 성능을 발휘하는 기술은 기존에는 거의 없었다.

또한, 댐과 같이 높은 수압에서는 방수 기능, 그리고 부수적으로 설치되는 금속류와의 일체성이 제한적이고, 선착장이나 부두의 경우 배가 부딪히는 충격으로 배에 손상을 줄 수 있는데, 이러한 충격을 흡수하기 위해 보통 폐타이어와 같은 고무 제품을 설치하는 경우가 많으나 이는 충격 흡수에 한계가 있다.

본 발명자는 기 등록된 여러 건의 특허를 이용하여 콘크리트의 표면 또는 금속의 표면에 시공하여 콘크리트 바닥재, 금속 표면 보호 등의 용도로 사용되는 에폭시 모르타르 조성물을 제안한 바 있다. (대한민국 등록특허 제10-0829988호, 제10-0989942호, 제10-0925850호 등)

그러나, 상기 특허는 대상물의 표면에 시공하여 외부 환경에 대한 보호 기능을 강화하는 용도로만 적용되는데 한정되는 면이 있었다.

또한, 본 발명자는 기 등록된 특허 제10-1707911호를 통해 에폭시 주재 성분과의 반응성 및 밸런스를 유지할 수 있도록 하고 후첨가되는 다량의 물과의 상용성 및 혼용성을 개선하기 위해 아민계 화합물에 단계적 에폭시 부가 반응을 실시하는 기술을 제안한 바 있다. 이 기술에서는 단계적 반응에 의해 아민계 화합물에 에폭시 화합물을 부가 형성함으로써 최대 60%까지 아민계 화합물의 표면을 에폭시로 대체함으로써 아민 특유의 악취를 포집할 수 있고 다량의 물을 후첨가하더라도 사용성이 그대로 유지되어 경화 물성이 발휘될 수 있음을 설명한 바 있다.

그러나, 상기 특허에서 제안된 기술은 단지 수성 에폭시 수지 조성물로 이루어진 주재 성분과의 상용성을 향상시키고 물의 후첨가를 통해 요구되는 두께로 도막 물성을 확보하기 위한 기술에 불과하며, 구조물 자체로 활용할 수 있는 기술에 관해서는 연구된 바가 없다.

본 발명은 상기와 같은 종래 본 발명자가 개발하여 제안한 상기 특허들의 상황을 개선하고 용도의 다양성을 확보하기 위하여 각고의 추가 연구 노력 끝에 개발된 것으로, 본 발명자의 선출원 등록특허에서 제안된 친환경 수성 아민계 경화제 조성물을 일부 변형 및 응용하여 이를 구조체, 즉 벽체나 슬라브 시공에 적용함으로써 콘크리트를 사용하지 않고 콘크리트를 대체하여 방사선 차폐, 방탄 및 방호 기능을 발휘할 수 있으며, 또한, 구조물에 별도의 내진 설계를 하지 않고도 내진 구조물의 시공이 가능하고, 댐이나 선착장에 설치시 방압, 방수를 비롯하여 충격에 의한 파탄, 훼손 및 열화 방지가 가능한 구조물을 설치할 수 있는 기술을 제공하고자 한다.

상기와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명은

구조물 벽체 또는 슬라브 설치를 위한 거푸집을 설치하는 단계;

구조물 벽체 또는 슬라브 설치를 위한 거푸집을 설치하는 단계; 및

상기 거푸집에 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 타설하여 벽체 또는 슬라브를 형성하는 단계를 포함하여 구성되며,

상기 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물은

에폭시 수지 10~50 중량부와 물 10~90 중량부 및 첨가제 10~50 중량부를 포함하여 구성되는 수성 에폭시 수지 조성물로 이루어진 기본 수지 100 중량부에 대하여, 아민 화합물의 아민 활성기 당량 100 중 30~60의 활성기 당량이 에폭시기에 의해 어덕트되어 형성된 에폭시 변성 아민 화합물 100 중량부를 기준으로 200~500 중량부의 물 및 몬모릴로나이트 나노입자 0.01~1.0 중량부를 포함하여 구성되는 수성 아민계 경화제 조성물로 이루어진 경화성분 30~50 중량부를 현장에서 혼합하여 얻어지는 혼합 성분 100 중량부를 기준으로 규사 150~500 중량부를 다시 혼합하여 얻어진 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 사용하며, 상기 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 거푸집 내에 타설하고 경화하는 것을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 이용한 구조물의 설치 시공 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 에폭시 변성 아민 화합물은

아민 화합물 100 중량부를 유화제 0.1~40 중량부와 혼합하고 삼인산나트륨 0.1~10 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기에서 얻어진 혼합물에 상기 아민 화합물의 아민 활성기 당량 1을 기준으로 에폭시 활성기 당량 0.1~0.2에 해당하는 양의 에폭시 화합물을 첨가하여 반응시킴에 의해 1차 어덕트물을 형성한 후, 상기 얻어진 1차 어덕트물에 상기 아민 화합물의 아민 활성기 당량 1을 기준으로 에폭시 활성기 당량 0.1~0.2에 해당하는 양의 에폭시 화합물을 첨가하여 반응시킴에 의해 2차 어덕트물을 형성하고, 이어서 상기에서 얻어진 2차 어덕트물에 상기 아민 화합물의 아민 활성기 당량 1을 기준으로 에폭시 활성기 당량 0.1~0.2에 해당하는 양의 에폭시 화합물을 첨가하여 반응시킴에 의해 3차 어덕트물을 형성함으로써 얻어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 혼합 성분은 상기 기본 수지 100 중량부를 기준으로 나노 금속 분말 및 나노 금속 산화물 분말의 단독 또는 혼합물을 1~50 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 나노 금속 분말은 알루미늄, 티타늄, 지르코늄, 스칸듐, 이트륨, 코발트, 탄탈륨, 몰리브덴 및 텅스텐으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있다.

또한, 상기 나노 금속 산화물 분말은 산화 팔라듐, 산화이리듐, 산화루테늄, 산화오스뮴, 산화로듐, 산화백금, 산화철, 산화니켈, 산화코발트, 산화인듐, 산화알루미늄, 산화티타늄, 산화텅스텐 및 산화마그네슘으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있다.

이때, 상기 나노 금속 분말 및 나노 금속 산화물 분말은 흑연 산화물로 표면이 코팅된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 혼합 성분은 상기 기본 수지 100 중량부를 기준으로 무기 첨가제 1~80 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 무기 첨가제는 수산화칼슘, 탄산칼슘, 수산화마그네슘, 탄산마그네슘, 염화바륨 및 황산바륨으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 혼합 성분은 상기 기본 수지 100 중량부를 기준으로 방사능 차폐 내화성 시멘트 1~20 중량부를 추가로 포함하는 것일 수 있다.

이때, 상기 방사능 차폐 내화성 시멘트는 내화성 시멘트 분말을 흑연 산화물과 혼합한 상태에서 자외선 처리를 실시하여 시멘트의 표면을 흑연 산화물로 코팅한 것을 사용하는 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 혼합 성분은 상기 기본 수지 100 중량부를 기준으로 기능성 섬유 칩 1~20 중량부를 추가로 포함하는 것일 수 있다.

이때, 상기 기능성 섬유 칩은 길이 2~10 mm를 갖는 유리섬유, 아라미드 섬유 및 탄소 섬유 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 거푸집 내측에 철근을 배근하는 것을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 형성되는 벽체 또는 슬라브의 외측에 내화 콘크리트 또는 내화 벽돌을 더 설치하는 것을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 구조물은 방사선 차폐, 방탄, 방호, 내진 또는 댐, 선착장 등의 방압 내충격 구조물일 수 있다.

본 발명에 따르면, 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 조성함에 있어서, 단계적 반응에 의해 상기 아민계 화합물에 에폭시 화합물을 부가하여 어덕트를 형성함으로써 최대 60%까지 아민계 화합물의 표면을 에폭시 화합물로 대체할 수 있어 종래의 아민 경화제에서의 특유의 아민 악취를 효과적으로 저감시킬 수 있으며, 수성 에폭시 주재 성분과 수성 아민계 경화제 성분을 혼합하여 사용하므로 다량의 물을 후첨가하더라도 상용성이 그대로 유지되어 최대 5배에 해당하는 다량의 물을 첨가하더라도 경화 물성이 그대로 유지될 수 있고 주재와의 혼용성도 그대로 유지될 수 있으므로 사용성, 작업성이 우수하여 현장에서의 적용이 매우 편리한 장점이 있다. 또한, 본 발명에 따른 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물은 에폭시 수지를 포함하는 주재 성분과 수성 아민계 경화제 성분으로 이루어져 압축강도, 인장강도 등 초고강도의 물성을 가지고, 신속한 공정처리가 가능한 장점이 있으므로, 이러한 초고강도를 갖는 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 이용하여 구조물을 시공함으로써 기존의 콘크리트를 대체하여 방사선 차폐, 방탄 및 방호용 구조물로 이용될 수 있고, 또한 내진 기능도 가질 수 있어 내진 구조물로 이용될 수 있으며, 댐이나, 선착장이나 부두에 설치시 압력, 충격에 대한 저항성이 크고 열화를 방지할 수 있는 효과도 있다.

이하, 본 발명에 관하여 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 구조물의 설치 시공 방법은 예를 들어 건축물의 벽체 또는 슬라브 등을 시공할 수 있는 것으로서, 기존의 콘크리트를 대체하여 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 이용하여 구조물을 시공하는 것이다.

본 발명에 따른 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 이용한 구조물의 설치 시공 방법은 구조물 벽체 또는 슬라브 설치를 위한 거푸집을 설치하는 단계; 및

상기 거푸집에 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 타설하여 벽체 또는 슬라브를 형성하는 단계를 포함하여 구성되며,

본 발명에서 상기 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물은

수성 에폭시 수지를 포함하는 주재 성분과 수성 아민계 경화제 조성물로 이루어진 아민계 경화성분을 포함하여 구성된다.

본 발명에서 상기 주재에 사용되는 에폭시 수지로는 상기 에폭시 수지는 본 발명이 속하는 분야에서 통상적으로 사용되는 에폭시 수지를 사용할 수 있으며, 일반적인 에폭시 수지, 염소를 포함하는 에폭시 수지, 노볼락 에폭시 수지, 브롬화 다관능 에폭시 수지 또는 그 혼합물을 사용할 수 있다. 또한 아크릴, 폴리프로필렌, 섬유강화 플라스틱(FRP), 폴리에스테르, 라텍스, 비닐, 멜라민, 실리콘 수지 외 공중합 또는 개질(modification)이 가능한 고분자 수지, 그 화합물 등 본 발명이 속하는 분야에서 통상적으로 사용되는 물질을 1종 이상 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.

상기 에폭시 수지의 상업적인 예로는 국도화학에서 구입 가능한 R1475, KEM-128M, KEM-128-70, KEM-134-60, EM-101-50, KEM-172-60, KEM-019-50, H-23, H-4121, H-4148-3, KH-700, KH-701 등을 들 수 있다. 또한, 고당량 에폭시 레진(예, 비스페놀 A)의 경우는 아민과의 반응이 저조하더라도 물 등 용제의 증발 후에 고체로 환원이 원활하므로 고화가 용이해질 수 있다.

또한, 주재 성분으로 사용되는 상기 수성 에폭시 수지 조성물은 상기 에폭수 수지 10~50 중량부와 물 10~90 중량부 및 첨가제 10~50 중량부를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 첨가제로는 응집제, 무기물 충전재, 촉진제, 유화제 등을 포함할 수 있다.

구체적으로 상기 응집제로는 실리콘 디옥사이드, 벤토나이트 나노입자, 실리카 나노입자, 화이트카본, 실리케이트 및 아소베스트의 에어로질 형상으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.

또한, 상기 무기물 충전재로는 탄산칼슘, 탈크, 중탄, 쎄라믹, 점토, 실리카 및 백운석 등의 파우더로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.

또한, 상기 촉진제로는 페놀, 노닐페놀, 3급아민, 머켑탄류 외 디부틸틴디아세데이트, 스텐너스옥데이트, 디부틸틴디라우레이트, 모노부틸틴옥사이드, 모노부틸틴클로라이드디하이드록시드, 부틸틴트리(2-에틸헥산네이트), 디부틸틴멜라이트, 포테이즘옥데이트, 비스므스트리-2-에틸헥산네이트, 벤질트리에틸암모니윰클로라이드, 60-구리콤플렉스컴파운드, Ni-Al콤플렉스, 상품명 A-399 등을 1종 이상 선택하여 사용할 수 있다.

또한, 상기 유화제는 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌의 공중합체, 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥틸페닐에테르의 공중합체 및 소디움도데실벤젠설파이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 반응성 또는 비반응성유화제를 사용하는 것이 가능하다. 또한, 상업적으로 판매되는 상품명 아데카 NE-10, SE-10N 등을 사용할 수 있고, 그 외 알킬페놀 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 폴리에테르실록산 베이스 계면활성제로 이루어지 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.

이어서, 상기 경화성분은 아민 화합물의 아민 활성기 당량 100 중 30~60의 활성기 당량이 에폭시기에 의해 어덕트되어 형성된 에폭시 변성 아민 화합물을 포함하는 수성 아민계 경화제 조성물을 사용한다.

더욱 구체적으로 상기 경화성분은 상기 에폭시 변성 아민 화합물 100 중량부를 기준으로 200~500 중량부의 물 및 몬모릴로나이트 나노입자 0.01~1.0 중량부를 포함하여 구성되는 수성 아민계 경화제 조성물로 이루어진 경화성분을 사용하며,

상기 설명된 에폭시 기본 수지 100 중량부에 대하여 상기 경화성분 30~50 중량부를 현장에서 혼합하여 얻어지는 혼합 성분 100 중량부를 기준으로 규사 150~500 중량부를 다시 혼합하여 얻어진 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 사용하며, 상기 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 거푸집 내에 타설하고 경화시킴에 의해 구조물의 설치가 완료될 수 있다.

이하에서는 상기 수성 아민계 경화제 조성물을 형성하는 것에 관하여 구체적으로 설명한다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 친환경 수성 아민계 경화제의 제조 방법에서의 주요 특징은 먼저 아민계 경화제를 유화제로 1차 예비혼합 처리한 후에, 에폭시 화합물을 단계적으로 반응시켜 어덕트물을 제조하는 것으로서, 본 발명에 따른 친환경 수성 아민계 경화제의 제조 방법은 하기의 순서로 진행된다.

즉, 먼저 아민 화합물 100 중량부를 기준으로 유화제 0.1~40 중량부를 혼합하고 여기에 다시 삼인산나트륨 0.1~10 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조한다.

본 발명에서 상기 아민 화합물은 지방족 아민 화합물, 방향족 아민 화합물 및 폴리에테르 디아민 화합물의 혼합물을 사용할 수 있다.

이 때 지방족 아민 화합물의 예로서는, 비제한적으로 폴리옥시프로필렌 디아민, 트리에틸렌 테트라아민, 디에틸렌 트리아민, 이소포론 디아민, 메타크실렌 디아민, 메타페닐렌 디아민, 디메틸 아민, 디아미노 디페닐 설폰 아민, 디에틸렌 아미노 프로필 아민, 메탄 디아민 등을 사용할 수 있다.

또한, 상기 방향족 아민 화합물의 예로서는, 비제한적으로 아닐린계 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 폴리아민에 다이머, 트리머, 에틸렌 디아민 등을 반응시켜 얻어지는 방향족 폴리아미드 아민을 사용할 수도 있다. 또한, 메타 페닐렌 디아민, 디아미노 페닐 메탄 아민, 디아미노 디페닐 스폰 등을 이용한 방향족 폴리아민 변성타입 등을 사용할 수 있다.

또한, 상기 폴리에테르 디아민 화합물로는 제파민(Jeffamine)[중량평균분자량 200~5,000의 폴리에테르아민 화합물]으로 알려진 화합물을 사용할 수 있다.

또한, 노닐페놀프리(Nonyl phenol free) 제품으로 국도화학 규격명 H-21, , H-3893, H-4065, H-4165, H-4175, H-4198 외 그의 화합물을 사용할 수 있다.

구체적으로, 본 발명에서 상기 아민 화합물은 지방족 아민 화합물, 방향족 아민 화합물 및 폴리에테르 디아민 화합물이 각각 100~200:100~200:100~200 중량비로 혼합되어 사용될 수 있다.

더욱 구체적으로, 본 발명에서 상기 아민 화합물로는 폴리옥시프로필렌 디아민, 트리에틸렌 테트라아민, 디에틸렌 트리아민, 이소포론 디아민, 메타크실렌 디아민, 메타페닐렌 디아민, 디메틸 아민, 디아미노 디페닐 설폰 아민, 디에틸렌 아미노 프로필 아민, 메탄 디아민, 아미노 에틸 피페라진, 비스(4-아미노 3-메틸 사이클로 헥실)메탄, 아닐린계 화합물 및 폴리에테르 디아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에서 상기 유화제로는 비제한적으로, 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌의 공중합체, 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥틸페닐에테르의 공중합체 및 소디움도데실벤젠설파이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 또한, 상업적으로 판매되는 상품명 아데카 NE-10, SE-10N 등을 사용할 수 있고, 그 외 알킬페놀 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 폴리에테르실록산 베이스 계면활성제로 이루어지 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수도 있다.

상기 단계에서 아민 화합물과 유화제의 혼합은 상온에서 진행될 수 있으며, 혼합시간은 약 0.5~12 시간 동안 진행되는 것이 바람직하다.

또한 에폭시 수지에 유화제가 예비된 수지를 어덕트제로 사용할 수 있으며, 개시제로 과산화벤졸, 퍼설페이트를 함유하는 유화제들을 포함할 수 있다.

이어서, 상기와 같이 아민 화합물에 유화제를 혼합한 후 삼인산나트륨을 추가로 혼합한다.

상기 삼인산나트륨은 이어지는 에폭시 화합물과의 단계적 반응에서 혼합물의 점성을 낮추고 분산성을 높임에 의해 균질한 반응이 이루어지도록 하는 작용을 한다.

본 발명에서 상기 삼인산나트륨은 상기 아민 화합물 100 중량부를 기준으로 0.1~10 중량부의 범위에서 포함되는 것이 바람직하다. 상기 삼인산나트륨의 함량이 0.1 중량부 미만이면 분산 안정성 및 반응 효율성을 향상시키는 효과가 미흡하고 10 중량부를 넘으면 수율이 떨어질 수 있으므로 상기 범위에서 유지하는 것이 바람직하다.

이어서, 상기와 같이 유화제 및 삼인산나트륨으로 처리한 아민 화합물에 에폭시 화합물을 부가하여 어덕트물을 형성한다.

본 발명에서 상기 어덕트물을 형성하는 것은 3단계 부가 반응을 이용한다.

먼저, 상기에서 얻어진 유화제와 아민 화합물의 혼합물에 상기 아민 화합물의 아민 활성기 당량 1을 기준으로 에폭시 활성기 당량 0.1~0.2에 해당하는 양의 에폭시 화합물을 첨가하여 반응시킴에 의해 1차 어덕트물을 형성한다.

이어서, 상기 반응이 종료된 후에 소정의 에이징(aging) 시간을 거치고, 상기 얻어진 1차 어덕트물에 상기 아민 화합물의 아민 활성이 당량 1을 기준으로 에폭시 활성기 당량 0.1~0.2에 해당하는 양의 에폭시 화합물을 첨가하여 반응시킴에 의해 2차 어덕트물을 형성한다.

이어서, 상기 반응이 종료된 후에 소정의 에이징(aging) 시간을 거치고, 상기 얻어진 2차 어덕트물에 상기 아민 화합물의 아민 활성이 당량 1을 기준으로 에폭시 활성기 당량 0.1~0.2에 해당하는 양의 에폭시 화합물을 첨가하여 반응시킴에 의해 3차 어덕트물을 형성한다.

이와 같이 3단계의 부가 반응을 거쳐 아민 화합물과 에폭시 화합물의 어덕트물을 형성함으로써 상기 아민 화합물의 아민기 당량의 최대 60%까지 에폭시에 의해 어덕트시킬 수 있으며 이에 따라 아민 특유의 악취 발생을 최소화할 수 있다.

본 발명에서 상기 에폭시 화합물로는 폴리에폭시 수지와 단량체 화합물을 단독 또는 조합으로 사용할 수 있다.

상기 폴리에폭시 수지의 예로서는 비제한적으로, 에폭시 수지, 염소를 포함하는 에폭시 수지, 노볼락 에폭시 수지 및 다관능 브롬화 에폭시 수지 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.

또한, 상기 에폭시 단량체 화합물로는 글리시딜기를 가진 화합물을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 비제한적으로 n-부틸글리시딜에테르, 알리파틱글리시딜에테르, 2-에틸헥실글리시딜에테르, 페닐글리시딜에테르, O-크레실글리시딜에테르, 노닐페닐글리시딜에테르, p-터트부틸페닐글리시딜에테르, 1.4-부탄디올디글리시딜에테르, 1.6-헥산디올디글리시딜에테르, 네오펜틸글리시딜에테르, 1.4-사이클로헥산디메틸올디글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 디에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 레조어사이놀디글리시딜에테르, 하이드로겐네이트비스페놀에이글리시딜에테르, 트리메틸올프로펜트리글리시딜에티르, 글리세롤폴리글리시딜에테르, 디글리세롤폴리글리시딜에테르, 펜테리트리톨폴리글리시딜에테르, 케스톨글리시딜에테르, 서비톨폴리글리시딜에테르, 네오케녹에시드글리시딜에테르, 디글리시딜-1.2-사이클로핵산디카복실레이트, 디글리시딜-O-프탈레이트, n,n-디글리시딜아민, n,n-디글리시딜-O-톨루디엔, 트리글리시딜-p-아미노페놀, 테트라글리시딜-디아미노디페닐메탄, 트리글리시딜-이소시아네이트, 1.4-부탄디올디글리시딜에테르, 1.6-헥산디올디글리시딜에테르, 폴리프러필렌글리시딜디글리시딜에테르 및 트리에틸롤프로펜트리글리시딜에테르로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 1차 어덕트물 형성 반응, 2차 어덕트물 형성 반응 및 3차 어덕트물 형성 반응은 동일하거나 서로 다른 조건에서 실시될 수 있으며, 구체적으로는 50~150℃의 온도에서 1~12시간 동안 수행될 수 있다.

이어서, 상기 부가 반응이 완료된 3차 어덕트물을 숙성시키고 이를 이용하여 물(예를 들어, 증류수)을 후첨가한다. 이 때 상기 3차 어덕트물을 먼저 가열한 후 또는 가열과 동시에 물을 첨가한다.

상기 가열 온도는 70~99 ℃의 온도로 1~30분간 실시하는 것이 바람직하다.

또한, 후첨가되는 물은 상기 3차 어덕트물 100 중량부를 기준으로 약 200~500 중량부를 혼합할 수 있으며, 경우에 따라서는 1000 중량부까지도 추가할 수 있다.

본 발명에서는 상기와 같이 과량의 물을 혼합함으로써 물과 같은 유동성을 갖게 할 수 있으며, 이와 같이 과량의 물을 혼합함에도 불구하고 경화 물성에는 변함이 없다.

본 발명에서는 수성 경화제를 제조함에 있어서 물을 다량으로 후첨가하여 제조하고, 경우에 따라서는 시공 현장에서 주재성분에 경화성분을 혼합한 후 물을 후첨가하여 사용하는 것이 가능하므로 작업성, 사용성이 매우 우수하고 실온에서 장기 보관하더라도 형상이 변화되거나 경화 물성이 저하되지 않고 굳지 않으므로 보관 안정성도 매우 우수하다.

상기와 같이 과량의 물을 혼합함으로써 물과 같은 유동성을 갖도록 함에 의해 얻어지는 최종 생성물은 유동성 및 작업성은 우수하나 향후 에폭시 주재 성분과 결합하여 구조체를 형성할 경우 기계적 물성이 저하될 수 있으므로 본 발명에서는 이와 같은 현상이 발생하는 것을 방지하기 위해 상기 얻어지는 최종 생성물에 몬모릴로나이트 나노입자를 추가로 혼합한다.

상기 몬모릴로나이트 나노입자는 수지 성분에 분산됨으로써 기계적 물성을 향상시키는 역할을 하며, 상기 몬모릴로나이트 나노 입자는 상기 최종 생성물 100 중량부를 0.01~1.0 중량부가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.1~0.8 중량부이다.

상기 몬모릴로나이트 나노입자가 상기 범위보다 적게 포함되면 기계적 강도의 증대 효과가 미미하고, 상기 범위를 초과하면 기계적 강도 향상 효과는 더이상 증가하지 않고 색상이 열악해질 수 있으므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 상기 방법에 의해 제조되는 수성 아민계 경화제는 그 자체로 사용될 수 있으나, 각종 첨가제를 첨가하여 사용할 수도 있다.

첨가제의 예로서는 경화 촉진제를 들 수 있는데, 이러한 경화 촉진제로는 비제한적으로 디 부틸틴 디 아세데이트, 디부틸 틴 디라우레이트, 모노부틸 틴 옥사이드, 모노부틸 틴 클로라이드 디 하이드록시드, 부틸 틴 트리 (2-에틸헥산네이트) 및 디부틸틴 멜라이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.

종래의 수성 아민계 경화제의 경우 상기와 같은 경화 촉진제를 첨가할 경우 밸런스가 깨져서 석출물이 형성되는 경우도 발견되었는데, 본 발명에 따라 제조되는 수성 아민계 경화제는 밸런스가 안정적으로 유지될 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따라 제조되는 수성 아민계 경화제는 아민 화합물의 아민 활성기 당량 100 중 약 30~60의 활성기 당량이 에폭시기에 의해 어덕트되어 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 수성 에폭시 수지 조성물로 이루어진 주재 성분 100 중량부를 기준으로, 상기 얻어지는 친환경 수성 아민계 경화제를 50~200 중량부 혼합하여 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 제조한 후, 상기 조성물을 기 설치된 구조물 벽체 또는 슬라브 설치를 위한 거푸집 내에 상기 얻어지는 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 타설하여 경화시킴에 의해 구조물을 설치할 수 있다.

즉, 종래 방법의 경우에는 개시제가 사용되어 단량체의 분해가 일어나고, 이렇게 분해된 단량체는 물과 혼합되어 물에 의해 가교 결합이 지장을 받게 된다. 따라서 종래 기술에서는 물의 양이 증가할수록 주재와 경화재 간의 간력이 약화되어, 즉 가교 결합이 원활하게 이루어지지 않으므로 구조물을 형성할 수 없다.

그러나, 본 발명에서는 개시제가 사용되지 않으므로 단량체의 분해가 일어나지 않아 후첨가되는 물이 단량체가 분해되어 생성될 물질에 흡착하지 않고 팽윤에 의해 에어로질 형상 내에 물이 가두어지는 방식으로 물을 포함하고 있다가 구조물 형성 과정에서 물이 외부로 원만하게 배출된다. 따라서 후첨가되는 물에 의해 주재와 경화재 간의 간력이 감소되지 않으므로 구조물을 형성할 경우 주재 및 경화재 간의 간력이 활성화되어 가교 결합이 원활하게 일어나므로 구조물의 물성이 확보될 수 있는 효과가 있다.

더욱 구체적으로, 본 발명에서는 실라놀 그룹의 흡착 에너지에 의하여 에폭시 표면층으로부터 물이 안정적으로 포익되면서 팽윤을 갖는 특성으로 구조물을 형성하는 과정에서 물에 의해 주재와 경화재 간에 간력이 감소되지 않고, 가교결합이 원활하게 일어나 물성 확보가 가능할 수 있는 것이다.

이러한 본 발명의 조성물은 수성 에폭시 수지에 중점도의 유동 상태에서 혼합되어 활성 반응이 큰 아민에 의하여 안정적인 부동성을 유지하며, 이러한 조성물을 현장에서 규사 또는 쇄석과 혼합한 후 기계를 이용하여 거푸집 내에 타설한다. 이때, 타설과 동시 진동시켜 수밀성을 증대시킬 수 있고, 압착 미장 및 벌집 또는 브러쉬 형태의 로울러를 이용한 수작업 롤링에 의하여 표면층이 평활면을 갖도록 시공될 수 있다.

본 발명에서 상기 얻어지는 모르타르재는 기본 수지 성분과 경화성분을 현장에서 혼합시 적정의 부동성을 안정적으로 유지시켜 줄 수 있다.

여기서 부동성을 안정적으로 유지시킬 수 있는 핵심요인은 기본 수지 성분과 경화 성분의 혼합에서 오는 활성 반응이다. 일반적인 무용제형 조성에서는 에어로질 등의 응집제를 다량 사용하여야만 흐름성이 제어된다. 이렇게 다량의 응집제를 사용하게 되면 작업성이 불량해지며, 모르타르재로서의 기능을 할 수 없다. 이러한 문제점을 해소하기 위하여 에어로질 등의 응집제를 소량 기본 수지 성분에 투입하고, 아민계 중 활성 산소에 대한 반응성이 큰 성분을 혼성중합 또는 아닥트 방식으로 중합반응하여 얻어진 경화제를 기 조성된 수지 성분과 현장에서 혼합하는 방법을 사용할 수 있다. 이러한 경우 수지 성분 내에 함유된 극소량의 수분으로 인하여 역반응과 정반응의 교차에 의해 작은 팽윤 현상이 나타나며 강력하게 흐름성이 제어되고, 반응에 의한 가교결합에서 상기 흐름성이 지속적으로 유지되어 규사, 기타 무기물, 금속알갱이와 혼합시 공극에서 균일하게 자리한다.

이어서, 본 발명은 상기 구조물을 방폐장의 용도로서 활용할 수 있도록 방사선 흡수 분말 성분을 추가로 포함할 수 있다.

즉, 상기 기본 수지 100 중량부를 기준으로 나노 금속 분말 및 나노 금속 산화물 분말의 단독 또는 혼합물을 1~50 중량부를 더 포함하여 상기 혼합 성분을 구성할 수 있다.

본 발명에서 상기 나노 금속 분말 및 나노 금속 산화물 분말은 방사선을 흡수하여 최종적으로 소멸시키는 역할을 하는 성분으로서, 나노 크기의 입자 크기를 가지며 내부 구조는 흡수 단면적이 큰 다공성으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 나노 금속 분말은 알루미늄, 티타늄, 지르코늄, 스칸듐, 이트륨, 코발트, 탄탈륨, 몰리브덴 및 텅스텐으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에서 상기 나노 금속 산화물 분말은 산화 팔라듐, 산화이리듐, 산화루테늄, 산화오스뮴, 산화로듐, 산화백금, 산화철, 산화니켈, 산화코발트, 산화인듐, 산화알루미늄, 산화티타늄, 산화텅스텐 및 산화마그네슘으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에서 상기 나노 금속 분말 및 나노 금속 산화물 분말은 가공 처리되지 않은 형태로 사용될 수도 있으나, 조성물 내에서 서로 융합되는 것을 방지하기 위해 코팅 처리된 것을 사용하는 것이 바람직하며, 구체적으로는 흑연 산화물로 표면이 코팅된 것을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 흑연 산화물은 천연 흑연, 판상 흑연, 인조 흑연, 팽창 흑연 등으로부터 선택되는 1 종 이상의 흑연을 황산, 질산, 과망간산칼륨, 염소산칼슘 등의 산화제로 처리한 것으로서 상기 나노 금속 분말 또는 나노 금속 산화물 분말을 흑연 산화물로 표면을 코팅하는 방법은, 먼저 나노 금속 분말 또는 나노 금속 산화물 분말과 흑연 산화물을 일정 비율로 섞고 소량의 물을 가하여 슬러리 형태로 형성한 후 자외선을 조사하여 상기 흑연 산화물이 상기 나노 금속 분말 또는 나노 금속 산화물 분말과 결합되도록 하여 표면에 코팅층을 형성하도록 하는 방법을 사용한다.

이와 같이 표면에 코팅층이 형성된 나노 금속 분말 및 나노 금속 산화물 분말은 상호 재융합되기 쉽지 않으므로 분산 안정성을 향상시키게 된다.

다만, 본 발명에서는 코팅층이 형성된 나노 금속 분말이나 나노 금속 산화물 분말뿐만 아니라 다른 처리를 한 분말 및 처리를 하지 않은 분말을 그대로 사용하는 것도 본 발명의 범위에 포함된다.

이어서, 본 발명은 상기 구조물에 난연 기능을 발휘하도록 하기 위해 무기 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 무기 첨가제는 금속의 수산화물 또는 탄산화물 등의 염을 사용할 수 있으며, 예를 들어 수산화칼슘, 탄산칼슘, 수산화마그네슘, 탄산마그네슘, 염화바륨 및 황산바륨으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.

상기 무기 첨가제는 화재 발생시 난연 또는 불연 기능을 부여할 수 있도록 하는 역할을 한다.

본 발명에서 상기 무기 첨가제는 기본 수지 100 중량부를 기준으로 약 1~80 중량부의 범위로 포함되는 것이 성능의 최적화를 위하여 바람직하다.

또한, 상기 무기 첨가제 외에 난-할로겐계 난연제, 인계 난연제 등을 추가로 포함할 수도 있다.

또한, 본 발명에서 상기 에폭시 수지 모르타르 조성물을 형성하기 위하여 규사를 일정 비율로 포함한다. 상기 규사는 인조규사, 자연규사 또는 칼라규사 등으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 규사를 사용할 수 있으며, 상기 기본 수지 100 중량부에 대하여 150 ~ 500 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.

또한, 구조물용 모르타르로 사용될 경우 규사 외에 일반 쇄석이나 골재도 포함될 수 있다.

본 발명에서는 또한, 상기 에폭시 수지 모르타르 조성물 내에 선택적으로 시멘트를 더 포함할 수 있으며, 상기 시멘트로 내화성 시멘트를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 내화성 시멘트는 일반 내화성 시멘트를 사용할 수도 있으나, 방사선 차폐 효능을 강화하기 위해 상기 내화성 시멘트가 방사선 차폐 기능을 갖도록 형성된 것을 사용하는 것을 사용할 수도 있다.

본 발명에서 상기 방사선 차폐 기능을 갖는 내화성 시멘트는 상기 기본 수지 100 중량부를 기준으로 1 ~ 20 중량부의 범위로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 방사선 차폐 기능을 갖는 내화성 시멘트는 흑연 산화물과 혼합한 상태에서 자외선 처리를 실시하여 시멘트의 표면을 흑연 산화물로 코팅한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 내화성 시멘트 분말과 흑연 산화물을 일정 비율로 섞고 소량의 물을 가하여 슬러리 형태로 형성한 후 자외선을 조사하여 상기 흑연 산화물이 상기 내화성 시멘트 분말과 결합되도록 하여 표면에 코팅층을 형성하도록 하는 방법에 의해 얻어진 것을 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 에폭시 수지 모르타르 조성물을 인장강도 및 충격강도 등의 물성을 더욱 강화하기 위하여 기능성 섬유를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 기능성 섬유는 유리섬유, 아라미드 섬유 및 탄소 섬유 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.

상기 기능성 섬유는 길이가 약 2~10mm 범위에 드는 섬유 칩을 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 기능성 섬유는 상기 기본 수지 100 중량부를 기준으로 약 1~20 중량부를 추가로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 시공되는 상기 구조물은 기존의 콘크리트 구조물과 달리 에폭시 수지모르타르 조성물을 이용하여 설치되는 구조물이다.

상기 구조물은 주로 벽체나 슬라브를 의미하는 외에 일반적인 구조물의 다른 형태도 모두 포함한다.

먼저, 기존의 콘크리트 구조물을 설치하는 것과 같이, 벽체 또는 슬라브를 설치할 거푸집을 설치한다. 예를 들어, 거푸집을 설치할 때, 벽체는 넓이 및 높이 약 1 M 내외로, 슬라브 두께 0.3 ~1 M로 해서 벽면, 슬라브를 시공할 수 있으며, 상기 벽면 및 슬라브의 두께는 일체성이 높은 관계로 이어칠 수 있어 무한정 두께를 증가시킬 수 있는 장점도 있다.

또한, 본 발명에 따른 에폭시 수지 모르타르 조성물은 외기 온도, 스팬(span)의 크기에 따라 필요시 거푸집 내에 냉각 파이프를 설치하여 반응온도를 조절할 수도 있다.

이때, 거푸집 내측에는 반드시 철근을 배근해야 하는 것은 아니지만, 예를 들어 슬라브 시공을 위해서는 철근을 배근하는 것이 바람직하다.

이후에, 본 발명에 따른 상기 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 타설하고 경화 및 양생한다. 본 발명에 따른 상기 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물은 타설 후 약 24시간이 지나면 바로 다음 스팬의 타설이 가능하며, 스팬 간의 가교 반응으로 결합력이 매우 우수하여 기존의 콘크리트 구조물과 달리 스팬 경계면에서의 취약 포인트가 되는 문제가 없다.

본 발명에서 상기 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물은 폭열에 대한 약점을 보완하기 위해 상기 구조물의 외측에 내화 콘크리트 또는 내화 벽돌을 더 설치할 수 있다. 상기 내화 콘크리트 및 내화 벽돌은 일반적으로 사용되는 것을 포함할 수 있으며 이에 대해서는 구체적으로 한정하지 않는다.

이 때 표면층과의 일체성을 증대시키기 위하여 표면층에 레진 모르타르재 액을 도포하고 규사를 흩뿌려 요철면을 형성할 수도 있다.

이와 같은 방법으로 설치되는 본 발명에 따른 방법에 의해 시공되는 구조물은 상기 에도 설명된 바와 같이 수성 에폭시 수지를 포함하는 주재 성분과 수성 아민계 경화제 성분으로 이루어져 압축강도, 인장강도 등 초고강도의 물성을 가지고, 신속한 공정처리가 가능한 장점이 있다. 따라서 이러한 초고강도를 갖는 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 이용하여 구조물을 시공함으로써 기존의 콘크리트를 대체하여 방탄 및 방호용 구조물로 이용될 수 있고, 또한 내진 기능도 가질 수 있어 내진 구조물로 이용될 수 있다. 또한, 높은 자중이나, 압력, 충격이 요구되는 구조물에 있어 수축의 안정성으로 크랙이 발생하지 않고 방수기능이 탁월하여 높은 내압력이 요구되는 댐 구조물, 선착장 구조물 등에 그 효용성이 매우 크다.

Claims (15)

1. 구조물 벽체 또는 슬라브 설치를 위한 거푸집을 설치하는 단계; 및
   상기 거푸집에 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 타설하여 벽체 또는 슬라브를 형성하는 단계를 포함하여 구성되며,
   상기 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물은
   에폭시 수지 10~50 중량부와 물 10~90 중량부 및 첨가제 10~50 중량부를 포함하여 구성되는 수성 에폭시 수지 조성물로 이루어진 기본 수지 100 중량부에 대하여, 아민 화합물의 아민 활성기 당량 100 중 30~60의 활성기 당량이 에폭시기에 의해 어덕트되어 형성된 에폭시 변성 아민 화합물 100 중량부를 기준으로 200~500 중량부의 물 및 몬모릴로나이트 나노입자 0.01~1.0 중량부를 포함하여 구성되는 수성 아민계 경화제 조성물로 이루어진 경화성분 30~50 중량부를 현장에서 혼합하여 얻어지는 혼합 성분 100 중량부를 기준으로 규사 150~500 중량부를 다시 혼합하여 얻어진 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 사용하며, 상기 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 거푸집 내에 타설하고 경화하는 것을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 이용한 구조물의 설치 시공 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 에폭시 변성 아민 화합물은
   아민 화합물 100 중량부를 유화제 0.1~40 중량부와 혼합하고 삼인산나트륨 0.1~10 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기에서 얻어진 혼합물에 상기 아민 화합물의 아민 활성기 당량 1을 기준으로 에폭시 활성기 당량 0.1~0.2에 해당하는 양의 에폭시 화합물을 첨가하여 반응시킴에 의해 1차 어덕트물을 형성한 후, 상기 얻어진 1차 어덕트물에 상기 아민 화합물의 아민 활성기 당량 1을 기준으로 에폭시 활성기 당량 0.1~0.2에 해당하는 양의 에폭시 화합물을 첨가하여 반응시킴에 의해 2차 어덕트물을 형성하고, 이어서 상기에서 얻어진 2차 어덕트물에 상기 아민 화합물의 아민 활성기 당량 1을 기준으로 에폭시 활성기 당량 0.1~0.2에 해당하는 양의 에폭시 화합물을 첨가하여 반응시킴에 의해 3차 어덕트물을 형성함으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 이용한 구조물의 설치 시공 방법.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 혼합 성분은 상기 기본 수지 100 중량부를 기준으로 나노 금속 분말 및 나노 금속 산화물 분말의 단독 또는 혼합물을 1~50 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 이용한 구조물의 설치 시공 방법.
   
4. 청구항 3에 있어서, 상기 나노 금속 분말은 알루미늄, 티타늄, 지르코늄, 스칸듐, 이트륨, 코발트, 탄탈륨, 몰리브덴 및 텅스텐으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 이용한 구조물의 설치 시공 방법.
   
5. 청구항 3에 있어서, 상기 나노 금속 산화물 분말은 산화 팔라듐, 산화이리듐, 산화루테늄, 산화오스뮴, 산화로듐, 산화백금, 산화철, 산화니켈, 산화코발트, 산화인듐, 산화알루미늄, 산화티타늄, 산화텅스텐 및 산화마그네슘으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 이용한 구조물의 설치 시공 방법.
   
6. 청구항 3에 있어서, 상기 나노 금속 분말 및 나노 금속 산화물 분말은 흑연 산화물로 표면이 코팅된 것을 특징으로 하는 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 이용한 구조물의 설치 시공 방법.
   
7. 청구항 1에 있어서, 상기 혼합 성분은 상기 기본 수지 100 중량부를 기준으로 무기 첨가제 1~80 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 이용한 구조물의 설치 시공 방법.
   
8. 청구항 7에 있어서, 상기 무기 첨가제는 수산화칼슘, 탄산칼슘, 수산화마그네슘, 탄산마그네슘, 염화바륨 및 황산바륨으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 이용한 구조물의 설치 시공 방법.
   
9. 청구항 1에 있어서, 상기 혼합 성분은 상기 기본 수지 100 중량부를 기준으로 방사능 차폐 내화성 시멘트 1~20 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 이용한 구조물의 설치 시공 방법.
   
10. 청구항 8에 있어서, 상기 방사능 차폐 내화성 시멘트는 내화성 시멘트 분말을 흑연 산화물과 혼합한 상태에서 자외선 처리를 실시하여 시멘트의 표면을 흑연 산화물로 코팅한 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 이용한 구조물의 설치 시공 방법.
    
11. 청구항 1에 있어서, 상기 혼합 성분은 상기 기본 수지 100 중량부를 기준으로 기능성 섬유 칩 1~20 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 이용한 구조물의 설치 시공 방법.
    
12. 청구항 11에 있어서, 상기 기능성 섬유 칩은 길이 2~10 mm를 갖는 유리섬유, 아라미드 섬유 및 탄소 섬유 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 이용한 구조물의 설치 시공 방법.
    
13. 청구항 1에 있어서, 상기 거푸집 내측에 철근을 배근하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 이용한 구조물의 설치 시공 방법.
    
14. 청구항 1에 있어서, 상기 형성되는 벽체 또는 슬라브의 외측에 내화 콘크리트 또는 내화 벽돌을 더 설치하는 것을 특징으로 하는 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 이용한 구조물의 설치 시공 방법.
    
15. 청구항 1에 있어서, 상기 구조물은 방사선 차폐, 방탄, 방호, 내진 또는 방압 내충격 구조물인 것을 특징으로 하는 수성 에폭시 수지 모르타르 조성물을 이용한 구조물의 설치 시공 방법.