KR20200094294A - 분말 방수제 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 분말 방수제는, 점토를 원료로 하는 벽돌 표면에 타설될 수 있는 방수제로서, 75wt%의 양으로 첨가되는 포틀랜드 시멘트와, 25wt%의 양으로 첨가되는 쿼츠 샌드와, 첨가제로서, 1wt% 양으로 첨가되고, 다당류 생체 고분자인 검분말과, 첨가제로서, 1wt%의 양으로 첨가되고, 습윤제의 역할을 수행하는 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(Hydroxypropyl methylcellulose, HPMC)와, 첨가제로서, 1wt%의 양으로 첨가되는 칼슘실리케이트와, 첨가제로서, 1wt%의 양으로 첨가되고, 분자식이 Na₂OSiO_2**5H₂O 또는 Na₂OSiO₂*9H₂O인 소듐 실리케이트와, 첨가제로서, 1wt%의 양으로 첨가되는 이산화규소를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

분말 방수제{POWDERED WATER PROOFING AGENT}

본 발명은 분말 형태의 방수제에 대한 것으로서, 특히, 벽돌 표면에 타설이 가능한 분말 방수제로서, 높은 침투력과 방수력을 갖는 방수제를 낮은 단가로 제조될 수 있는 것이다.

일반적으로, 방수제(防水劑, waterproof agent)는, 방수성(防水性)을 갖게 하기 위하여 사용되는 재료를 말하는 것으로, 방수포(防水布)와 같이 무명, 삼베의 발에 아스팔트 등을 함침(含浸)시킨 것, 또는 콘크리트블록 등의 아스팔트루핑이나, 모르타르, 콘크리트제품 등의 표면, 또는 천/종이/섬유제품의 표면에 발라서 발수성(撥水性: 물이 겉돌게 하는 성질)을 갖게 하는 것, 또한 모르타르 ·콘크리트의 혼합, 용해제로서 방수성과 수밀성을 증대시키는 것 등 다양하다.

상기 방수제 중에서, 콘크리트 제품, 콘크리트 구조물에 사용하는 일반적인 방수제는, 다양한 유기질 및 유기질 및 화학적 성분이 포함되어, 도포한 모재 표면에 방수층을 형성하여 콘크리트층에 방수 효과를 갖도록 적용된다.

또한, 최근에는 무기질 또는 무기계 재료를 주성분으로 하는 방수제가 제시되고 있는바 그 예시를 들면 대한민국 특허등록 제474166호 '세라믹 방수방법 및 그에 사용되는 방수제' 특허기술에서는 40％의 옥 파우더, 20％의 규사, 30％의 포틀랜드 시멘트, 3％의 메틸셀로우즈 및 7％의 옥사이드로 구성되는 무기질 재료와 20％의 S.B.R 라텍스, 20％의 E.V.A 접합제, 3％의 소디움 벤조나이트, 57％의 증류수로 구성되는 경화재가 혼합되도록 적용되는 방수제가 제시되어 있다.

또한, 대한민국 특허등록 제668077호 '콘크리트 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 보호용 무기계 표면침투제'는 부분적으로 가수분해되어 조절된 에틸실리케이트 단량체 50 내올리고머 실록산 및 저분자량의 폴리실록산으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 유기계 실리콘 화합물 10 내지 50중량％로 이루어진 조성 100 중량부에 대하여 글라이콜 에테르계, 탄화수소계, 글리콜 에테르 에스테르계 및 C1∼C4의 알코올로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 유기용매 10 내지 50중량부로 구성하는 표면침투제가 제시되어 있고, 최근 토목분야를 중심으로 도포방수제라 칭하는 구체방수제(軀體防水濟)의 수요가 증가하고 있다.

이러한 방수제는 콘크리트면에 타설하여 구체(驅體)에 무기질 분말이 도포되도록 하는 것이나, 상하방향으로도 높은 압력을 받는 벽돌 표면에 타설하기에는 방수 효과가 현저히 떨어지는 문제가 있다.

일반적으로 콘크리트 방수제로 유기질 재료는 표면에 단순히 유기성 방수막을 형성하기 때문에 시간이 지남에 따라 부착력과 내구성이 떨어지고, 내산성이 떨어지며 유기 용재에 취약한 문제점이 있고 자외선에 직접적인 노출시 부착성과 내구성이 더욱 떨어지는 문제점이 있고, 무기계 재료를 주성분으로 하는 분말형 도포제 또는 방수제는 접착성능 등의 물성을 향상시킬 필요성이 요구되어 왔다.

본 발명은 제조 단가가 낮으면서, 쉽게 제조가 가능하며 방수 효과를 크게 향상시킬 수 있는 분말 방수제를 제안하고자 한다.

본 발명에 따른 분말 방수제는, 점토를 원료로 하는 벽돌 표면에 타설될 수 있는 방수제로서, 75wt%의 양으로 첨가되는 포틀랜드 시멘트와, 25wt%의 양으로 첨가되는 쿼츠 샌드와, 첨가제로서, 1wt% 양으로 첨가되고, 다당류 생체 고분자인 검분말과, 첨가제로서, 1wt%의 양으로 첨가되고, 습윤제의 역할을 수행하는 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(Hydroxypropyl methylcellulose, HPMC)와, 첨가제로서, 1wt%의 양으로 첨가되는 칼슘실리케이트와, 첨가제로서, 1wt%의 양으로 첨가되고, 분자식이 Na₂OSiO_2**5H₂O 또는 Na₂OSiO₂*9H₂O인 소듐 실리케이트와, 첨가제로서, 1wt%의 양으로 첨가되는 이산화규소를 포함하는 것을 특징으로 한다.

제안되는 바와 같은 본 발명의 분말 방수제에 의해서, 제조 단가가 낮으면서 방수의 효율을 증가시킬 수 있으며, 단열 효과와 소음방지 효과 뿐만 아니라 포틀랜트 시멘트의 수성 현탁액에 결정을 안정화시킬 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 분말 방수제에 대해서 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 분말 방수제는 벽돌 제조 공장이나 건축 현장에서 점토를 주원료로 하는 벽돌 표면에 타설되는 분말 방수제에 대한 것이다.

본 발명의 방수제를 주로 구성하는 포틀랜드 시멘트는 주성분이 석회, 실리카, 알루미나 및 산화철을 함유하는 원료를 혼합한 것으로서, 그 일부가 용융하여 소결된 클링커에 석고를 첨가해 분말로 이루어진 것이다. 본 발명의 방수제는 주택이나 건물 건축시 사용되는 벽돌에 사용되도록 하기 위한 것으로, 벽돌 제조 공장에서 방수제를 도포하여 출하하거나, 건축 현장에서 직접 방수제를 벽돌에 도포시킬 수 있다.

방수제의 원가를 절감시키면서 현장에서도 쉽게 제조할 수 있도록 하기 위하여 포틀랜드 시멘트가 주성분으로 이루어진다.

상기 포틀랜드 시멘트를 주성분으로 하여 쿼츠 샌드(Quartz sand, 규사)가 부성분으로 포함되며, 첨가제로는 분산 검분말, 하이드록시프로필 메틸셀룰로스, 칼슘 실리케이트, 소듐 실리케이트, 및 이산화규소가 포함된다.

상기 쿼츠 샌드는 포틀랜드 시멘트가 70wt%의 양만큼 사용되는 때에 20wt%의 양이 혼합된다.

상기 쿼츠 샌드는 세립자가 많으면 상기 포틀랜드 시멘트의 유동성이 증가하지만 크기에 따라 유동성, 펌핑성, 공기연행성에 영향을 미치므로 인위적으로 부순 고른 입도를 가져 품질을 향상시킬 수 있는 직경 약 200메쉬 이하의 쿼츠 샌드를 사용하는 것이 좋다. 쿼츠샌드의 직경이 200메쉬보다 더 작은 것이 사용되는 것도 가능하지만, 벽돌 표면에 타설되는 방수제에 대한 것이기 때문에 100메쉬 내지 200 메쉬 범위의 크기면 충분하다.

또한, 상기 포틀랜드 시멘트가 75wt%의 양이 첨가될 때, 1wt% 양으로 분산 검분말(dispersible gum powder)가 혼합된다. 예를 들어, 분산 검분말은 다당류 생체 고분자로서 유체를 점성화하기 위하여 제작된 것이다. 담수, 해수, 소금 및 염수 모두에 용해되며, 잔탄 검(Xanthan Gum)이 사용될 수 있다.

잔탄 검은 다당체이며, 글루코스, 수 크로스 또는 락토오스의 발효에 의해 생성되는 클루코오스, 만노스 및 글루 쿠 론산을 2:2:1의 몰비로 포함하는 펜타사카라이드 반복 단위로 구성된다.

특히, 상기 잔탄 검은 본 발명의 방수제에서 점도 및 겔 구조를 형성하며, 1 wt.%의 비율만으로도 효과적인 전단 박리 작용은 높은 전단하에서의 침투율을 증가시킬 수 있다.

잔탄 검의 경우, 상온(예를 들면, 20℃)에서 물과 소금물에 매우 잘 용해되기 때문에, 일반적인 벽돌 제조 공장이나 건축 현장에서도 방수제 제조를 위해 사용될 수 있다.

상기 분산 검분말이 제조되는 분말 방수제에서 1wt%를 초과하게 되는 경우에는, 제조되는 분말 방수제를 벽돌 표면에 타설할 때에 그 점성이 너무 높아져 현장에서 벽돌에 도포/코팅을 하기 매우 어려워지므로, 포틀랜드 시멘트가 75wt%의 양이 사용되는 경우에는 1/75에 해당하는 1wt%로 혼합되는 것이 가장 바람지하다.

또한, 본 발명에서 포틀랜드 시멘트가 75wt%의 양이 사용되면, 습윤제의 역할을 수행하는 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(Hydroxypropyl methylcellulose, HPMC)는 1wt%의 양이 첨가된다.

상기 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(Hydroxypropyl methylcellulose, HPMC)는 서방성 약물 제제화시 친수성 매트릭스의 제조 및 고체 화합물의 고체 분산물 내 습윤제 및 담체로서의 기능을 비롯하여, 제약 산업에서 다양한 방식으로 이용된다. 본 발명에서는 하이드록시프로필 메틸셀룰로스를 방수제의 1 wt%의 비율로 혼합되며, 결정 안정화제 및 습윤제로서의 역할을 수행한다. 포틀랜트 시멘트의 수성 현탁액에 결정을 안정화시키고, 결정 성장 및 재형성을 제어함으로써 결정 구조를 안정화할 수 있다. 하이드록시프로필 메틸셀룰로스는 본 발명의 방수제에서 습윤제로도 작용할 수 있다. 포틀랜드 시멘트와 석영의 수성 현탁액에 하이드록시프로필 메틸셀룰로스를 첨가하게 되면 현탁된 포틀랜드 시멘트와 석영 결정의 크기 변화, 용해 및 재결정화가 현저히 느려진다.

또한, 첨가제로서 방수제의 단열 효과와 소음방지 효과를 증가시키기 위하여 칼슘 실리케이트(calcium silicate)가 1wt%의 양만큼 첨가된다. 1wt% 이하의 양이 사용되면 되지만, 1wt%를 초과하게 되면 단열 효과가 크게 증가하지는 않으면서 고가의 중공체 분말이 고다 사용됨에 따라 제조 단가가 크게 증가하기 때문에, 1wt% 정도의 양만큼 첨가되면 충분하다.

또한, 첨가제로서 소듐실리케이트(sodium silicate)가 1wt%의 양만큼 첨가된다. 상기 소듐실리케이트는 분자식이 Na₂OSiO_2**5H₂O 또는 Na₂OSiO₂*9H₂O로서, 백색 립상으로 물에 가용 침투력이 강하다. 상기 소듐실리케이트는 정제수(물)에 쉽게 용해되는 성질을 갖고 있으며, 별다른 온도조건이나 별도의 장치를 사용하지 않고서도 제조할 수 있다.

또한, 첨가제로서 이산화규소(silicon dioxide)가 1wt%의 양만큼 첨가되며, 규소의 산화물로 실리카라고도 하며, 습기를 잡아주는 흡습 작용의 기능이 있다. 이산화규소는 분말 방수제를 벽돌표면에 타설할 때에 이산화규소가 물에 반응하여 실리카가 형성된 후 겔로 변하는 과정에서 벽돌 내부의 열과 수분에 의해 침투가 이루어져 겔화를 마치게 되면 벽돌 피복 내부를 채워주게 되고, 산성비, 미세먼지, 물 등을 방지해주면서 열화를 억제하고 벽돌 표면을 추가적으로 도색으로 마감할 수 있도록 해준다.

Claims (2)

1. 점토를 원료로 하는 벽돌 표면에 타설될 수 있는 방수제로서,
   75wt%의 양으로 첨가되는 포틀랜드 시멘트와,
   25wt%의 양으로 첨가되는 쿼츠 샌드와,
   첨가제로서, 1wt% 양으로 첨가되고, 다당류 생체 고분자인 검분말과,
   첨가제로서, 1wt%의 양으로 첨가되고, 습윤제의 역할을 수행하는 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(Hydroxypropyl methylcellulose, HPMC)와,
   첨가제로서, 1wt%의 양으로 첨가되는 칼슘실리케이트와,
   첨가제로서, 1wt%의 양으로 첨가되고, 분자식이 Na₂OSiO_2**5H₂O 또는 Na₂OSiO₂*9H₂O인 소듐 실리케이트와,
   첨가제로서, 1wt%의 양으로 첨가되는 이산화규소를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 방수제.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 검분말은 잔탄 검(Xanthan Gum)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분말 방수제.