KR20190085306A

KR20190085306A - 무기계 차열도료 및 그 시공방법

Info

Publication number: KR20190085306A
Application number: KR1020180003254A
Authority: KR
Inventors: 유지형; 천해광; 문승환
Original assignee: 경일대학교산학협력단; 주식회사 에슬린
Priority date: 2018-01-10
Filing date: 2018-01-10
Publication date: 2019-07-18

Abstract

본 발명은 Sodium Silicate 접착제 87 ~ 94 중량%; 수용성 시멘트계 무기안료 5~ 10 중량%; 중공 세라믹, 실리카 플라워 중 하나 또는 둘의 혼합에 의해 형성된 차열성 첨가재 1 ~ 3 중량%;로 구성된 것을 특징으로 하는 무기계 차열도료를 제시함으로써, 도심지 도로포장의 온도를 저하시켜 대기온도 상승을 억제할 수 있도록 한다.

Description

무기계 차열도료 및 그 시공방법{INORGANIC THERMAL BARRIER PAINT AND APPLYING METHOD THEREOF}

본 발명은 건설 재료 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 무기계 차열도료 및 그 시공방법에 관한 것이다.

급격한 산업화와 도시화에 따른 부작용으로 인한 엘리뇨, 라니냐 등 이상기온 현상과 홍수피해 등으로 인간 생활 영위를 위한 최소한의 개발도 조심스러워지는 시점에서 전 세계적으로 환경적으로 건전하고 지속가능한 개발(ESSD) 개념을 도입하고 있는 실정이다.

도심부의 도로 및 주변 환경은 대부분 다양한 포장 재료로 도포되어 인공적인 상태로 바뀌었고 그로 인해 자연 상태의 태양에너지 순환이 원활히 이루어지고 있지 못함으로써 국지적인 열섬현상(Heat Island; 온도가 대기오염이나 인공열 등의 영향으로 주변지역보다 높게 나타나는 현상)이 빈번히 발생해 왔다.

도심지의 열섬현상을 완화하고자 하는 방안의 일환으로 도시의 면적의 10 ~ 20%를 차지하고 있고 여름철 60℃까지 온도가 올라가는 도로포장을 열섬현상의 주요원인이라고 판단되고 있다.

따라서 이러한 도심부 환경을 개선코자 녹지 및 오픈스페이스의 확보, 인공열 발생 억제(교통량, 냉난방), 건물용도 및 도시특성을 고려한 도시설계 등 여러 방안이 모색되고 있다.

특히, 여름철 도심지 도로포장의 온도를 저하시켜 대기온도 상승을 억제하는 차열성 포장은 도시 열섬화를 해결할 수 있는 획기적 개념의 도로포장 공법으로 차열성 포장의 핵심기술인 차열도료에 대한 연구의 필요성이 대두되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 도심지 도로포장의 온도를 저하시켜 대기온도 상승을 억제할 수 있도록 하는 무기계 차열도료 및 그 시공방법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 Sodium Silicate 접착제 87 ~ 94 중량%; 수용성 시멘트계 무기안료 5~ 10 중량%; 중공 세라믹, 실리카 플라워 중 하나 또는 둘의 혼합에 의해 형성된 차열성 첨가재 1 ~ 3 중량%;로 구성된 것을 특징으로 하는 무기계 차열도료를 제시한다.

상기 수용성 시멘트계 무기안료는, TiO₂ 60 ~ 70 중량부와 Fe₂O₃ 20 ~ 30 중량부를 포함하는 회색 무기안료인 것이 바람직하다.

상기 수용성 시멘트계 무기안료는, Fe₂O₃ 92 ~ 99 중량부를 포함하는 붉은색 무기안료인 것이 바람직하다.

상기 수용성 시멘트계 무기안료는, Fe₂O₃ 70 ~ 80 중량부와 Si₂O 10 ~ 20 중량부를 포함하는 노란색 무기안료인 것이 바람직하다.

상기 차열성 첨가재는, 상기 중공 세라믹과 상기 실리카 플라워가 0.8 : 1.2 ~ 1.2 : 0.8의 비율로 혼합된 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 무기계 차열도료의 시공방법으로서, 시공대상 도로 표면의 오염물질을 제거하는 단계; 상기 무기계 차열도료를 1차 도포하는 단계; 미끄럼 저항 성능의 향상을 위한 골재를 살포하는 단계; 상기 무기계 차열도료를 2차 도포하는 단계; 양생하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무기계 차열도료의 시공방법을 제시한다.

본 발명은 도심지 도로포장의 온도를 저하시켜 대기온도 상승을 억제할 수 있도록 하는 무기계 차열도료 및 그 시공방법을 제시한다.

도 1 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 1은 공시체들의 사진.
도 2는 온도시험 현장의 사진.
도 3은 실시예 1에 의한 공시체 표면의 열화상 이미지.
도 4는 실시예 1에 의한 온도시험 결과의 그래프.
도 5는 실시예 2에 의한 공시체 표면의 열화상 이미지.
도 6은 실시예 2에 의한 온도시험 결과의 그래프.
도 7은 실시예 3에 의한 공시체 표면의 열화상 이미지.
도 8은 실시예 3에 의한 온도시험 결과의 그래프.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 1 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 무기계 차열도료는 기본적으로, Sodium Silicate 접착제 87 ~ 94 중량%; 수용성 시멘트계 무기안료 5~ 10 중량%; 중공 세라믹, 실리카 플라워 중 하나 또는 둘의 혼합에 의해 형성된 차열성 첨가재 1 ~ 3 중량%;로 구성된다.

Sodium Silicate 접착제는 점도가 90이며, 고형분 함량은 57%, 비중은 1.5/L이며, 구성성분은 Sodium Silicate 55~60%(57.3%), H₂O 35~40%(39%), 기타 0.5~2%(1.0%)로 구성된 반투명 백색의 자연건조성 무기물 접착제를 의미한다.

차열성 첨가재인 중공세라믹은 입자크기 30~100㎛, 비중 0.7~0.88g/cd, 압축강도가 약 3000N/㎠, 융점이 약 1800℃인 알루미늄 실리케이트를 주성분으로 한 미세한 원형 중공체의 세라믹 분말로서 폐쇄 공기층의 세라믹 피막을 형성하여 탁월한 열반사와 열저항 효과를 갖는다.

차열성 첨가재인 실리카 플라워(silica flour)는 규석을 파쇄한 미분으로 규사 분말이라고도 한다. 입도는 80~325메시이며, 99.5%의 실리카를 함유하며, 사락(砂落)과 주형의 고온강도의 개선에 이용된다.

수용성 시멘트계 무기안료는 색상에 따라 주성분이 상이하다.

회색 무기안료는 TiO₂ 60 ~ 70 중량부와 Fe₂O₃ 20 ~ 30 중량부를 포함하여 구성되며, 구체적 성분에 관한 시험성적서는 표 1과 같다.

붉은색 무기안료는 Fe₂O₃ 92 ~ 99 중량부를 포함하여 구성되며, 구체적 성분에 관한 시험성적서는 표 2와 같다.

노란색 무기안료는 Fe₂O₃ 70 ~ 80 중량부와 Si₂O 10 ~ 20 중량부를 포함하여 구성되며, 구체적 성분에 관한 시험성적서는 표 3과 같다.

차열성 첨가재는 중공 세라믹, 실리카 플라워 중 하나 또는 둘의 혼합에 의해 형성되는데, 이들을 비슷한 비율(0.8 : 1.2 ~ 1.2 : 0.8)로 혼합하는 것이 가장 차열효과가 우수한 것으로 나타났다.

이하, 본 발명에 의한 차열도료의 물성을 입증하기 위한 실험내용 및 결과에 관하여 설명한다.

Sodium Silicate 접착제 100g 기준으로 수용성 시멘트계 무기안료 10g, 중공세라믹 1~2g, 실리카 플라워 1~2g을 혼합하여 각 회색, 노란색, 붉은색의 차열도료를 제조하였다.

그 구체적 배합비는 표 4와 같다.

일반 아스팔트 콘크리트 포장 재료를 사용하여 직경 10.1㎝, 높이 7.6㎝의 원통형 공시체를 제작하였고, 상술한 바와 같이 제조된 차열도료를 공시체 표면에 도포하고 온도시험을 실시하였다.

도 1은 공시체의 사진들로서, 좌측에서 우측방향으로 일반 아스팔트 콘크리트 공시체(비교예, 차열도료를 도포하지 않음), 회색 차열도료를 도포한 공시체(실시예 a), 노란색 차열도료를 도포한 공시체(실시예 b), 붉은색 차열도료를 도포한 공시체(실시예 c)이다.

공시체들을 25℃의 온도가 유지되는 시험실에 설치하고, 태양광과 유사한 파장의 산광형 빔 램프(120W)를 설치하여, 비교예(차열도료가 도포되지 않은 시험체)의 표면 온도가 60℃ 이상 상승할 때까지 수행하였다(도 2).

실시예 1의 경우, 비교예에 비해 약 10℃~19℃ 정도의 표면 온도저감 효과를 확인하였다(도 3,4).

색상에 따른 표면 온도저감 효과의 차이는 명도의 차이에 기인한 것으로 판단되며, 회색(실시예 a)에 비하여 붉은색과 노란색 차열도료(실시예 b,c)의 표면 온도저감 효과가 큰 것으로 나타났다.

실시예 2의 경우, 비교예에 비해 약 9℃~21℃ 정도의 표면 온도저감 효과를 확인하였다(도 5,6).

실시예 3의 경우, 비교예에 비해 약 12℃~22℃ 정도의 표면 온도저감 효과를 확인하였다(도 7,8).

종합하면, 차열성 첨가재로서 중공 세라믹 또는 실리카 플라워 각각을 사용하는 경우(실시예 1,2)에 비해, 중공 세라믹과 실리카 플라워를 비슷한 비율로 혼합하여 사용하는 경우(실시예 1,3) 가장 차열효과가 우수한 것으로 나타났다.

수용성 시멘트계 무기안료 중에서는, 회색(실시예 a)에 비하여 붉은색과 노란색 차열도료(실시예 b,c)의 표면 온도저감 효과가 큰 것으로 나타났다.

본 발명에 의한 무기계 차열도료의 시공방법은 다음과 같다.

시공대상 도로 표면의 오염물질을 제거하고, 무기계 차열도료를 1차 도포한다.

미끄럼 저항 성능의 향상을 위한 골재를 살포하고, 무기계 차열도료를 2차 도포한다.

양생 후 교통을 개방한다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

Claims

Sodium Silicate 접착제 87 ~ 94 중량%;
수용성 시멘트계 무기안료 5~ 10 중량%;
중공 세라믹, 실리카 플라워 중 하나 또는 둘의 혼합에 의해 형성된 차열성 첨가재 1 ~ 3 중량%;로
구성된 것을 특징으로 하는 무기계 차열도료.
제1항에 있어서,
상기 수용성 시멘트계 무기안료는, TiO₂ 60 ~ 70 중량부와 Fe₂O₃ 20 ~ 30 중량부를 포함하는 회색 무기안료인 것을 특징으로 하는 무기계 차열도료.
제1항에 있어서,
상기 수용성 시멘트계 무기안료는, Fe₂O₃ 92 ~ 99 중량부를 포함하는 붉은색 무기안료인 것을 특징으로 하는 무기계 차열도료.
제1항에 있어서,
상기 수용성 시멘트계 무기안료는, Fe₂O₃ 70 ~ 80 중량부와 Si₂O 10 ~ 20 중량부를 포함하는 노란색 무기안료인 것을 특징으로 하는 무기계 차열도료.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 차열성 첨가재는, 상기 중공 세라믹과 상기 실리카 플라워가 0.8 : 1.2 ~ 1.2 : 0.8의 비율로 혼합된 것을 특징으로 하는 무기계 차열도료.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 무기계 차열도료의 시공방법으로서,
시공대상 도로 표면의 오염물질을 제거하는 단계;
상기 무기계 차열도료를 1차 도포하는 단계;
미끄럼 저항 성능의 향상을 위한 골재를 살포하는 단계;
상기 무기계 차열도료를 2차 도포하는 단계;
양생하는 단계;를
포함하는 것을 특징으로 하는 무기계 차열도료의 시공방법.