KR20210028769A - 습식 콘크리트 피그먼트 시공방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일체식으로 하자없고, 반영구적으로 사용가능하며, 시공비 절감이 가능하며, 다양한 칼라와 문양을 나타낼 수 있는 습식 콘크리트 피그먼트 조성물 및 이의 시공방법을 제공하는 것으로, 구체적으로는 (a) 노상지반다짐층이 형성되게 하는 노상지반다짐단계; (b) 상기 노상지반다짐층 위에 보조기층이 형성되게 하는 보조기층타설 및 다짐단계; (c) 상기 보조기층 위에 분리막을 갖도록 하는 분리막설치단계; (d) 상기 분리막 위에 칼라콘크리트층이 형성되게 하는 칼라콘크리트포장단계 (e) 상기 칼라콘크리트층이 양생되게 하고 줄눈을 이용하여 절단되게 하는 양생 및 줄눈절단단계를 포함하며, 상기 (d)의 칼라콘크리트포장단계는 콘크리트 1㎥당, 150 내지 180kgf 중량의 물; 260 내지 350kgf 중량의 시멘트; 800 내지 1000kgf 중량의 잔골재; 850 내지 1000kgf 중량의 굵은골재; 1 내지 5Kgf 중량의 혼화제를 포함하는 시멘트 조성물 100중량부에 대하여, 피그먼트 안료 0.3 내지 5 중량부의 범위로 혼합한 습식 콘크리트 피그먼트 조성물을 분리막에 타설하며, 표면을 경화 직전에 마무리할 수 있는 습식 콘크리트 피그먼트 조성물 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 다양한 색상을 발현하여 미감을 살림과 동시에 자연친화적인 다양한 칼라를 구현할 수 있는 습식 콘크리트 피그먼트 조성물 및 이의 시공방법을 제공하고자 하는 것이다.

Description

습식 콘크리트 피그먼트 조성물 및 이의 시공방법{WET CONCRETE PIGMENT COMPOSITION AND METHOD OF WORKING THE SAME}
본 발명은 친환경 소재의 안료인 피그먼트(pigments)안료를 이용하여 다양한 색상으로 칼라콘크리트 포장을 시공할 수 있도록 개선된 습식 콘크리트 피그먼트 조성물 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 시멘트 콘크리트에 피그먼트(pigments)안료를 이용하여 다양한 색상을 발현하여 미감을 살리는 습식 콘크리트 피그먼트 조성물 및 이의 시공방법을 제공하고 한다.
또한, 피그먼트(pigments)안료를 이용하여 자연친화적인 다양한 칼라를 구현할 수 있는 습식 콘크리트 피그먼트 조성물 및 이의 시공방법을 제공하고자 하는 것이다.
콘크리트 구조물은 염해, 중성화, 융성제 등에 의한 화학적 침식, 동해, 알칼리 골재 반응, 차량 매연으로 인한 변색, 피로 등으로 시간이 경과함에 따라 원래의 기능을 발휘하지 못하게 되며 특성이 저하되게 된다.
또한, 콘크리트 구조물중 교각, 중앙분리대, 통로 암거, 수리시설 구조물 등은 탄산화 즉 중성화나 동해 등의 요인으로 균열이나 구조물에 영향을 주어 이를 장시간 경과함에 따라 압축강도와 인장강도가 떨어지게 되며, 균열을 통해 철근의 부식이 발생되게 된다. 이러한 경우 심해지면 구조물의 붕괴까지 일어날 수 있다.
한편, 장기적으로 구조물의 수명이 오래되거나, 공기 중의 이산화탄소화와 산성비의 영향, 박리현상, 균열, 철근 녹 발생, 융설제에 의한 화학적 부식현상, 터널이나 지하차도 등의 자동차 배기가스 중에 아황산 성분 등이 구조물의 중성화를 촉진시켜 콘크리트의 변색 등이 발생하여 구조물의 내구성을 저하시키며 이는 곧 유지관리 비용을 증가하게 된다.
특히, 교량 및 터널 등 도로와 관련 구조물의 탄산화(중성화)가 심각한 상태이다.
물의 유출입이 빈번한 하수종말처리장 처리로, 정수장 배수지의 경우 수명이 오래되어 표면이 중성화된 구조물을 보수할 경우에는, 구조물 배면의 지하수압에 의하여 에어 포켓, 부착계면의 박리, 박락 등으로 인해 보수용 시멘트 모르타르로 시공이 불가능한 경우가 발생하게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 모르타르에 칼라를 부여함으로써 코팅제를 사용하지 않아도 되므로 이러한 시공 상의 문제점을 해결할 수 있다.
우수 및 외기 등의 접촉에 의해 콘크리트 부재 표면의 열화가 발생하게 된다.
따라서, 부재 표면을 외기와 차단하는 콘크리트 부재를 보호하여 열화를 방지하는 방법을 사용하여 시공하여야 한다.
이러한 기본적인 원리에 따라 기존에는 콘크리트 표면에 어느 정도 두께를 가지도록 보호재료를 덧발라 미장재료와 같은 역할을 하게 하는 도포차단, 콘크리트 표면에 발수제나 방수제를 얇게 코팅하는 도막차단, 표면에 기성재를 부착하는 부착차단의 3가지 방법이 있다.
도막차단 방식의 경우에는 내구성도 미약하며 두께가 거의 없을 정도의 얇은 피막으로써 콘크리트의 표면에 외관적 결함을 조정할 능력이 없다.
방수성이나 내구성은 떨어지는 단점이 있으나, 도포 차단 방식은 표면 조정효과를 갖는다는 장점을 가지고 있다.
그러나, 부착차단의 경우에는 내구성도 좋고 표면의 결점을 완벽하게 감춰주지만 비용이 많이 발생하게 되어 토목 구조물에는 사용할 수 없고 고급 건축물의 리노베이션용으로만 사용된다.
한편, 선행기술문헌의 특허문헌에 기재된 등록특허의 경우에는 산화철안료와 시멘트콘크리트 배합시 유리섬유(토목섬유)를 일정량 사용해야 하므로 분진 등으로 인하여 인체에 피해를 가져오는 문제점이 있으며, 또한, 유리섬유는 수분흡수율이 떨어지므로 시멘트와의 혼합이 잘 되지 않는 단점이 있으며, 물과 시멘트비에 따른 콘크리트 타설 후 초기 건조 및 수축에 따른 크랙이 발생하여 내구성이 떨어지는 단점이 있다.
또한, 제설제 사용과 건조한 바람이 많이 발생하는 겨울철에는 더욱 유리섬유의 분진이 심하게 발생 되며, 염도가 높은 물질이 도로 표면에 지속적으로 접촉될 경우 탈색 및 염도로 인한 내구성이 떨어지는 문제점을 수반하고 있다.
한국등록특허 제10-1924887호(2018.11.28.) 한국등록특허 제10-0518712호(2005.9.26.) 한국공개특허 제10-2003-0055220호(2003.07.02) 한국등록특허 제10-16600023호(2016.09.20.) 한국등록특허 제10-0902937호(2009.06.15.)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명은 일체식으로 하자가 없고, 반영구적으로 사용가능하며, 시공비 절감이 가능하며, 다양한 칼라와 문양을 나타낼 수 있는 습식 콘크리트 피그먼트 조성물 및 이의 시공방법을 제공함에 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 시멘트 콘크리트에 피그먼트(pigments)안료를 이용하여 다양한 색상을 발현하여 미감을 살리는 습식 콘크리트 피그먼트 조성물 및 이의 시공방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 피그먼트(pigments)안료를 이용하여 자연친화적인 다양한 칼라를 구현할 수 있는 습식 콘크리트 피그먼트 조성물 및 이의 시공방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
습식 콘크리트 피그먼트 시공방법으로, (a) 노상지반다짐층이 형성되게 하는 노상지반다짐단계; (b) 상기 노상지반다짐층 위에 보조기층이 형성되게 하는 보조기층타설 및 다짐단계; (c) 상기 보조기층 위에 분리막을 갖도록 하는 분리막설치단계; (d) 상기 분리막 위에 칼라콘크리트층이 형성되게 하는 칼라콘크리트포장단계; (e) 상기 칼라콘크리트층이 양생되게 하고, 줄눈을 이용하여 절단되게 하는 양생 및 줄눈절단단계를 포함하며, 상기 (d)의 칼라콘크리트포장단계는 콘크리트 1㎥당, 150 내지 180kgf 중량의 물; 260 내지 350kgf 중량의 시멘트; 800 내지 1000kgf 중량의 잔골재; 850 내지 1000kgf 중량의 굵은골재; 1 내지 5Kgf 중량의 혼화제를 포함하는 시멘트 조성물 100중량부에 대하여, 피그먼트 안료 0.3 내지 5 중량부의 범위로 혼합한 습식 콘크리트 피그먼트 조성물을 분리막에 타설하며, 표면을 경화 직전에 마무리하는 것을 포함하며, 상기 혼화제는 폴리카본산염계 감수제 0.3 내지 15중량부, 벤토나이트류 0.1 내지 10중량부, 폴리비닐알코올 0.03 내지 10중량부, 부틸아크릴레이트-스티렌 0.1 내지 15중량부, 폴리이소부티렌 0.1 내지 15중량부, 폴리아크릴산 나트륨 0.01 내지 10중량부, 당류 0.01 내지 0.2중량부, 이소부틸올레이트 0.1 내지 5 중량부, 유화제 0.1 내지 5 중량부, 공기연행제 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것;을 특징으로 한다.
여기서, 상기 (c) 단계와 (d)단계 사이에 강도유지부재를 더 포함할 수 있으며, 상기 강도유지부재는 금속와이어메쉬나 수지망으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 유화제는 글리세린지방산에스테르, 폴리글리세린지방산에스테르, 에톡시레이티드솔비탄 지방산에스테르, 에톡시레이티드알킬아민으로 이루어지는 군에서 1종이상 선택하고, 상기 공기연행제는 소듐라우릴에테르설페이트 또는 빈졸레진으로 이루어지는 군에서 1종이상 선택하는 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 혼화제는 첨가제를 더 포함하며, 상기 첨가제는 소포제, 분산제, 자외선 차단제, 점도조절제, 산화방지제, 방청제에서 선택되는 1종 이상을 더 함유하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 (e) 단계 이후에 문양을 형성하는 단계(f)를 더 포함하며, 상기 문양은 스템프, 스텐실, 다이나텍스 매트 및 기계미장 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, (f)단계 후에 표면강화제를 이용하여 도포하여, 건조하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 습식 콘크리트 피그먼트 조성물은,
콘크리트 1㎥당, 150 내지 180kgf 중량의 물; 260 내지 350kgf 중량의 시멘트; 800 내지 1000kgf 중량의 잔골재; 850 내지 1000kgf 중량의 굵은골재; 1 내지 5Kgf 중량의 혼화제를 포함하는 시멘트 조성물 100중량부에 대하여, 피그먼트 안료 0.3 내지 5 중량부의 범위로 혼합한 습식 콘크리트 피그먼트 조성물에 있어서, 상기 혼화제는 폴리카본산염계 감수제 0.3 내지 15중량부, 벤토나이트류 0.1 내지 10중량부, 폴리비닐알코올 0.03 내지 10중량부, 부틸아크릴레이트-스티렌 0.1 내지 15중량부, 폴리이소부티렌 0.1 내지 15중량부, 폴리아크릴산 나트륨 0.01 내지 10중량부, 당류 0.01 내지 0.2중량부, 이소부틸올레이트 0.1 내지 5 중량부, 유화제 0.1 내지 5 중량부, 공기연행제 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 습식 콘크리트 피그먼트 조성물 및 이의 시공방법은 콘크리트 조성물과 피그먼트를 일체로 혼합한 일체식으로 하자없고, 반영구적으로 사용가능하며, 시공비 절감이 가능하며, 다양한 칼라와 문양을 나타낼 수 있으며, 다양한 색상을 발현하여 미감을 향상시키는 효과를 가진다.
더욱이, 본 발명의 일체식 습식 콘크리트 피그먼트 조성물 및 이의 시공방법을 통하여 시공부위의 두께 조절이 가능하여, 얇은 두께에서부터 두꺼운 두께까지도 가능하여, 시공시간을 단축할 뿐만 아니라, 균일하고, 평활화된 표면을 얻을 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은 철사로 이루어진 금속와이어메쉬가 내부에 삽입되어 더욱 좋은 강도를 유지시켜 주므로 내구성 증대는 물론이거니와 도로 사용년한을 크게 증가되게 하는 효과가 있는 것이다.
본 발명에 의한 습식 콘크리트 피그먼트 조성물 및 이의 시공방법은 자연친화적인 황토색이나 그린색 등과 같은 다양한 색상조절이 가능하고, 고객이 요구하는 색상으로 시공이 가능하며, 재질의 강도가 높아 내구성 및 내구연한이 높고, 물에 대한 저항성이 강한 효과가 있다.
이하에서는 본 발명의 습식 콘크리트 피그먼트 조성물 및 이의 시공방법을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 습식 콘크리트 피그먼트 시공방법은, (a) 노상지반다짐층이 형성되게 하는 노상지반다짐단계; (b) 상기 노상지반다짐층 위에 보조기층이 형성되게 하는 보조기층타설 및 다짐단계; (c) 상기 보조기층 위에 분리막을 갖도록 하는 분리막설치단계; (d) 상기 분리막 위에 칼라콘크리트층이 형성되게 하는 칼라콘크리트포장단계 (e) 상기 칼라콘크리트층이 양생되게 하고, 줄눈을 이용하여 절단되게 하는 양생 및 줄눈절단단계를 포함하며, 상기 (d)의 칼라콘크리트포장단계는 콘크리트 1㎥당, 150 내지 180kgf 중량의 물; 260 내지 350kgf 중량의 시멘트; 800 내지 1000kgf 중량의 잔골재; 850 내지 1000kgf 중량의 굵은골재; 1 내지 5Kgf 중량의 혼화제를 포함하는 시멘트 조성물 100중량부에 대하여, 피그먼트 안료 0.3 내지 5 중량부의 범위로 혼합한 습식 콘크리트 피그먼트 조성물을 분리막에 타설하며, 표면을 경화 직전에 마무리할 수 있다.
습식 콘크리트 피그먼트 조성물은 시멘트, 물, 잔골재, 굵은골재, 혼화제를 배합한 원료에 칼라 안료인 피그먼트 안료를 배합하여 믹싱하여 이루어진다.
본 발명에 따른 습식 콘크리트 피그먼트 조성물에 포함하는 시멘트는 당업계에서 통상적으로 사용되는 시멘트라면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 일반 포틀랜드 시멘트 또는 고로슬래그시멘트, 초미분말시멘트, 초속경 시멘트 등의 특수 시멘트 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 습식 콘크리트 피그먼트 조성물에 포함하는 골재는 크기에 따라 0.074mm 이상 4.76mm 미만의 것은 잔골재라 하고, 4.76mm 이상의 것은 굵은골재라 한다.
바람직한 골재의 사용량은 콘크리트 1㎥ 당 800 내지 1000kgf 중량의 잔골재; 850 내지 1000kgf 중량의 굵은골재를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 물은 150 내지 180kgf 중량을 배합하되 물시멘트비는 42.8 내지 69.2%가 되도록 배합하는 것이 바람직하다.
이러한 이유는 물시멘트비가 42.8% 미만일 경우에는 믹스의 형성이 어렵고, 반대로 69.2% 이상인 경우에는 재료의 분리가 일어나서 도막물성에도 나쁜 영향을 유발한다.
상기 혼화제는 혼화제 조성물 100중량부에 대하여 폴리카본산염계 감수제 0.3 내지 15중량부, 벤토나이트류 0.1 내지 10중량부, 폴리비닐알코올 0.03 내지 10중량부, 부틸아크릴레이트-스티렌 0.1 내지 15중량부, 폴리이소부티렌 0.1 내지 15중량부, 폴리아크릴산 나트륨 0.01 내지 10중량부, 당류 0.01 내지 0.2중량부, 이소부틸올레이트 0.1 내지 5 중량부, 유화제 0.1 내지 5 중량부, 공기연행제 0.1 내지 5 중량부 및 잔량의 물을 포함한다.
본 발명에서 사용하는 감수제는 폴리카르본산 염(폴리카르본산계)의 AE 감수제를 사용한다. 공지의 감수제로는 나프탈렌 술폰산 포름 알데히드 축합물 염(나프탈렌계), 멜라민 술폰산 포름알데히드 축합물 염(멜라민계), 폴리카르본산 염(폴리카르본산계)의 AE 감수제가 사용되고 있으나, 이 중에서 나프탈렌계와 멜라민계 감수제는 감수율 조절이 용이하지 않아 사용량을 증가시키는 경우에도 일정치 이상의 감수율 증가 효과를 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 시멘트 입자의 분산성을 저하시키고, 시멘트의 경화특성과, 경화 후 콘크리트의 강도에 심각한 영향을 미치는 문제를 갖는다.
따라서, 본 발명의 감수제는 소량의 첨가만으로도 우수한 감수력을 가지는 폴리카본산염계 감수제를 사용하는 것이 바람직하며, 또한 혼화제에 대하여 폴리카본산염계 감수제 0.3 내지 15중량부에서 사용하는 것이 바람직하며, 이러한 이유는 0.3 중량부 미만일 경우 입자의 분산성을 저하시키며, 반대로 15 중량부를 초과할 경우 경제성이 떨어질 뿐만 아니라 경화후에 콘크리트 강도에 나쁜 영향을 유발한다.
본 발명에서 사용하는 벤토나이트류는 벤토나이트, 산성백토, 및 활성백토로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 것이 바람직하며, 폴리카르본산 염계 감수제를 사용하는 경우에 벤토나이트류 콘크리트의 재료분리를 억제하고, 플라스틱성을 부여하여하는 장점을 갖는다.
또한, 혼화제에 대하여 벤토나이트류 0.1 내지 10중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 이러한 이유는 0.1 중량부 미만일 경우에는 보수(保水)성이 강한 벤토나이트류를 이용하여도 폴리카르본산계 감수제의 재료분리를 경감하는 효과는 작고, 반대로 10 중량부를 초과할 경우 경제성이 떨어질 뿐만 아니라 단위 수량이 증가하여 강도적으로 바람직하지 못하는 나쁜 영향을 유발한다.
본 발명에서 사용하는 폴리비닐알코올(이하 'PVA'라 한다.)은, 벤토나이트류와 폴리카르본산계 감수제를 병용한 경우 반죽하여 섞는 중의 급격한 콘크리트의 슬럼프 드롭 등을 방지함과 함께 그 후의 슬럼프 로스를 방지하는 효과를 가지는 것이다.
본 발명에서는, PVA의 평균 중합도는 2,000 이하가 바람직하며, 작을수록 보다 바람직하다.
PVA의 평균 중합도가 2,000을 넘으면 슬럼프 로스 방지효과가 작아지는 경우가 있다.
PVA의 배합량은, 혼화제 대하여, 0.03 내지 10중량부가 바람직하며, 0.03부 미만에서는 벤토나이트류의 배합량이 적어도 부착력 개선효과가 미약하며, 10부를 넘어서 배합하면, 강도의 저하가 커지는 경우가 있다.
본 발명에서 사용하는 당류란, 이당류 또는 삼당류 등의 올리고당을 나타낸다.
구체적으로는, 자당(蔗糖)이나 라피노스 등을 들 수 있다.
당류의 사용량은, 혼화제에 대하여, 0.01 내지 0.2중량부가 바람직하며, 0.01중량부 미만에서는 부착력 개선효과가 미약하며, 0.2중량부를 넘어서 배합하면, 강도의 저하가 커지는 경우가 있다.
본 발명에서 사용하는 부틸아크릴레이트-스티렌은 점도 조절 및 부착력을 개선하기 위하여 사용한다.
상기 부틸아크릴레이트-스티렌은 상기 시멘트 100중량부에 0.1 내지 15중량부 함유되는 것이 바람직하다.
상기 부틸아크릴레이트-스티렌의 함량이 15중량부를 초과하면 부착강도가 개선되나 점도가 높아져 작업성이 저하될 수 있고, 상기 부틸아크릴레이트-스티렌의 함량이 0.1중량부 미만이면 점도 조절 및 부착력 개선 효과가 미약할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 폴리이소부티렌(polyisobutylene)은 수밀성 및 내구성을 개선하기 위하여 사용한다.
상기 폴리이소부티렌은 혼화제에 0.1 내지 15중량부 함유되는 것이 바람직하다.
상기 폴리이소부티렌의 함량이 15중량부를 초과하면 내구성이 개선되나 점도가 높아져 작업성이 저하될 수 있고, 상기 폴리이소부티렌의 함량이 0.1중량부 미만이면 수밀성 및 내구성 개선 효과가 미흡할 수 있다.
본 발명의 혼화제에 폴리아크릴산 나트륨을 첨가할 경우에는, 유동성, 응집력 및 재료분리 방지성을 부여하여 안정적인 콘크리트 구조체를 형성할 수 있으며, 상기 폴리아크릴산 나트륨은 상기 혼화제에 0.01 내지 10중량부 함유되는 것이 바람직하다.
상기 폴리아크릴산 나트륨의 함량이 10중량부를 초과하면 유동성, 재료분리 방지성은 개선되나 점도가 높아져 작업성이 저하될 수 있고, 상기 폴리아크릴산 나트륨의 함량이 0.01중량부 미만이면 응집력 및 재료분리 방지성 개선 효과가 미약할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 이소부틸올레이트는 화학적으로 안정화시키기 위하여 첨가하는 보조제의 역할을 하는 것으로서, 특히 기포 안정 역할을 부여하기 위하여 사용하며, 상기 이소부틸올레이트는 상기 혼화제에 0.1 내지 5중량부 함유되는 것이 바람직하다.
상기 이소부틸올레이트는 0.1 중량부 미만에서는 다른 성분과 안정되게 혼합되지 못하며, 5중량부를 초과하면 콘크리트의 강도 저하 등 성능에 악영향을 미칠 수 있다.
본 발명에서 사용하는 유화제는 유화제로는 글리세린지방산에스테르, 폴리글리세린지방산에스테르, 에톡시레이티드솔비탄 지방산에스테르, 에톡시레이티드알킬아민 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 상기 유화제는 상기 혼화제에 0.1 내지 5중량부 함유되는 것이 바람직하다.
상기 유화제의 함량이 5중량부를 초과하면 콘크리트 강도 저하 등의 성능에 악영향을 미치며, 상기 유화제의 함량이 0.1중량부 미만이며 혼화제의 다른 성분과 안정적으로 혼합하지 못하게 된다.
본 발명의 공기연행제에는 음이온계 공기연행제(소듐라우릴에테르설페이트, 빈졸레진 등), 양이온계, 비이온계 공기연행제를 들 수 있으며, 바람직하게는 음이온계 공기연행제인 소듐라우릴에테르설페이트, 또는 빈졸레진을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 공기연행제는 혼화제에 대하여 0.1 내지 5중량부 함유하는 것이 바람직하며, 상기 범위 내에서 공기량을 일정하게 유지시킬 수 있음을 효과를 보인다.
또한, 피그먼트 안료는 색상이 다양하므로, 다양한 색상의 콘크리트 포장에 사용할 수 있다.
본 발명에 이용되는 피그먼트 안료로서는, 공지된 피그먼트 안료를 사용할 수 있다.
피그먼트 안료는, 안료 단체(착색성 화합물 그 자체)일 수도 있지만, 안료의 특성을 향상시키기 위해서 안료 유도체 등의 첨가제를 포함하고 있을 수도 있다.
안료 유도체란, 안료 단체의 골격에 술폰기나 카르복실기와 같은 산성기, 아미노기나 알킬아미드기와 같은 염기성기, 프탈이미드메틸기, 니트로기, 술폰아미드기 등의 관능기를 제공하고, 안료 결정의 안정화, 결정 성장의 억제, 안료의 분산 안정성 향상 등, 여러 가지 기능을 안료에 부가하는 역할을 갖는 화합물이다.
또한, 안료 유도체에는, 상기한 산성기나 염기성기에 대해 이온이 부착된 염도 포함된다.
안료와 안료 유도체의 조합은 안료 골격 부분이 공통되어 있을 수도 있고, 상이한 것일 수도 있다.
안료는 안료 유도체에 의한 표면 처리 공정을 미리 행하고, 안료 유도체가 포함되는 것을 안료라고 칭하여 시판되고 있는 경우가 많다.
또한, 안료 유도체는 분산을 행할 때에, 분산성을 향상시키는 분산 보조제로서 첨가할 수도 있다.
피그먼트 안료에는 프탈로시아닌 그린(C.I. 74260), 프탈로시아닌 블루(C.I. 74160), 미쓰비시 카본 블랙 MA100, 페릴렌 블랙(BASF K0084. K0086), 시아닌 블랙, 리놀옐로우(C.I.21090), 리놀 옐로우GRO(C.I. 21090), 벤지딘 옐로우4T-564D, 미쓰비시 카본 블랙 MA-40, 빅토리아 퓨어 블루(C.I.42595), C.I. PIGMENT RED97, 122, 149, 168, 177, 180, 192, 215, C.I. PIGMENT GREEN 7, 36, C.I. PIGMENT 15:1, 15:4, 15:6, 22, 60, 64, C.I. PIGMENT 83, 139 C.I. PIGMENT VIOLET 23 등의 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있으나, 이에 한정한 것은 아니다.
무기 피그먼트 안료에는 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 실리카, 실리카-알루미나, 유리분말, 유리구슬, 운모, 흑연, 환산바륨, 수산화알루미늄, 탈크, 고령토, 산성점토, 활성백토, 벤토나이트, 규조토, 몬모릴로나이트, 백운석 등의 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있으나, 이에 한정한 것은 아니다.
또한, 피그먼트 안료는 시멘트 조성물 100중량부에 대하여 0.3 내지 5 중량부의 범위에서 사용하는 것이 바람직하며, 이러한 이유는 0.3 중량부 미만일 경우 시각적인 효과를 충분히 기대하기 어려우며, 반대로 5 중량부를 초과할 경우 경제성이 떨어질 뿐만 아니라 도막물성에도 나쁜 영향을 유발한다.
그리고, 상기 (c) 단계와 (d)단계 사이에 강도유지부재를 더 포함할 수 있으며, 상기 강도유지부재는 금속와이어메쉬나 수지망으로 이루어지는 것에 다른 특징을 가진다.
상기 (e) 단계 이후에 칼라콘크리트 표면 위에 표면강화제를 더 도포하는 것에 다른 특징을 가진다.
또한, 상기 혼화제는, 혼화제 100중량부에 대하여 폴리카본산염계 감수제 0.3 내지 15중량부, 벤토나이트류 0.1 내지 10중량부, 폴리비닐알코올 0.03 내지 10중량부, 부틸아크릴레이트-스티렌 0.1 내지 15중량부, 폴리이소부티렌 0.1 내지 15중량부, 폴리아크릴산 나트륨 0.01 내지 10중량부, 당류 0.01 내지 0.2중량부, 이소부틸올레이트 0.1 내지 5 중량부, 유화제 0.1 내지 5 중량부, 공기연행제 0.1 내지 5 중량부를 포함하며, 상기 유화제는 글리세린지방산에스테르, 폴리글리세린지방산에스테르, 에톡시레이티드솔비탄 지방산에스테르, 에톡시레이티드알킬아민으로 이루어지는 군에서 1종이상 선택하고, 상기 공기연행제는 소듐라우릴에테르설페이트 또는 빈졸레진으로 이루어지는 군에서 1종이상 선택하는 것을 특징으로 한다.
필요에 따라 본 발명의 습식 콘크리트 피그먼트 조성물 및 이의 시공방법에 있어서, 상기 혼화제는 특정용도에 따라 소포제, 분산제, 자외선 차단제, 점도조절제, 산화방지제, 방청제 등에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 함유 할 수 있으며, 이에 한정한 것은 아니다.
또한, 상기 표면강화제의 구체예로 공지의 아크릴계 표면강화제, 우레탄-아크릴계 표면강화제, 수용성 에폭시계 표면강화제를 이용하여 도포하여 실시할 수 있다.
본 발명의 습식 콘크리트 피그먼트 조성물 및 이의 시공방법에 있어서, 상기 혼화제는 기포제거기능을 부여하기 위하여 사용하는 소포제로는 더 포함할 수 있으며, 상기 소포제는 기포를 파괴하는 폴리머 및 폴리실록산 용액이 주성분이 BYK-Chemie사의 BYK-A501을 사용한다.
또한, EFKA사의 EFKA8203, Impag사의 퍼에놀 E8 등의 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있으나, 이에 한정한 것은 아니다.
본 발명의 습식 콘크리트 피그먼트 조성물 및 이의 시공방법에 있어서, 상기 혼화제는 분산성을 부여하기 위하여 분산제를 더 포함할 수 있으며, 상기 분산제는 안료친화그룹을 가진 고분자량의 블록공중합체에 용액을 주성분으로 하는 BYK-Chemie사의 BYK-#161, BYK-#168, 1-메톡시-2프로필렌아세테이드, EFKA사의 EFKA4048, 4060 등의 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있으나, 이에 한정한 것은 아니다.
본 발명의 습식 콘크리트 피그먼트 조성물 및 이의 시공방법에 있어서, 상기 혼화제는 자외선 내성을 위하여 자외선 차단제를 필요에 따라 부가하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 습식 콘크리트 피그먼트 조성물 및 이의 시공방법에 있어서, 상기 혼화제는 방청기능을 향상하기 위하여 고체상 방청제를 더 포함할 수 있다.
상기 고체상 방청제는 소듐나이트라이트, 암모늄포스페이트, 소듐카보네이트, 및 암모늄벤조에이트로부터 이루어진 군 중에서 선택된 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 습식 콘크리트 피그먼트 조성물 및 이의 시공방법에 있어서, 양생 및 줄눈절단단계 이후에, 상부면에 문양을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 문양은 스템프, 스텐실, 다이나텍스 매트 및 기계미장 중 어느 하나의 방식을 통해 형성할 수 있다.
이후에 앞서 기술한 공지의 표면강화제를 이용하여 도포할 수 있으며, 상기 표면강화제의 구체예로 공지의 아크릴계 표면강화제, 우레탄-아크릴계 표면강화제, 또는 수용성 에폭시계 표면강화제를 이용하여 도포 후, 건조시켜 시공을 마감할 수 있다.
본 발명의 습식 콘크리트 피그먼트 조성물 및 이의 시공방법을 이용하여 도로, 지하주차장, 옥외 주차장 중 어느 하나에 도포하여 도막을 형성할 수 있다.
본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명이 이들에 의해 한정되지는 않는다.
[실시예 및 비교예]
본 발명의 습식 콘크리트 피그먼트 시공방법을 위한 습식 콘크리트 피그먼트 조성물을 이용한 칼라 콘크리트의 물성 파악을 위하여 레디믹스트 콘크리트 1㎥당 공장배합에 따른 배합량은 아래의 [표 1]와 같다.
구분 단위 재료량(Kg)
W C 굵은골재 잔골재 혼화재1 혼화제2 혼화제3 혼화제4 안료
실시예1 150 260 850 800 1 75
실시예2 150 260 850 800 1 75
실시예3 180 350 1000 1000 5 100
실시예4 180 350 1000 1000 5 100
비교예1 150 260 850 800 1 75
비교예2 180 350 1000 1000 5 100
W : 물, C : 시멘트
[혼화제 제조예]
[혼화제 1의 제조예]
혼화제 1Kg에 대하여 폴리카본산염계 감수제 0.3 중량부, 벤토나이트류 0.1중량부, 폴리비닐알코올 0.03중량부, 부틸아크릴레이트-스티렌 0.1중량부, 폴리이소부티렌 0.1중량부, 폴리아크릴산 나트륨 0.01중량부, 당류 0.01중량부, 이소부틸올레이트 0.1중량부, 유화제 0.1중량부, 공기연행제 0.1중량부와 잔량의 물을 포함하여 제조하였다.
[혼화제 2의 제조예]
혼화제 1Kg에 대하여 폴리카본산염계 감수제 15중량부, 벤토나이트류 10중량부, 폴리비닐알코올 10중량부, 부틸아크릴레이트-스티렌 15중량부, 폴리이소부티렌 15중량부, 폴리아크릴산 나트륨 10중량부, 당류 0.2중량부, 이소부틸올레이트 5 중량부, 유화제 5 중량부, 공기연행제 5 중량부와 잔량의 물을 포함하여 제조하였다.
[혼화제 3의 제조예]
혼화제 1Kg에 대하여 폴리카본산염계 감수제 0.3 중량부, 벤토나이트류 0.1중량부, 폴리비닐알코올 0.03중량부, 폴리아크릴산 나트륨 0.01중량부, 당류 0.01중량부, 잔량의 물을 포함하여 제조하였다.
[혼화제 4의 제조예]
혼화제 1Kg에 대하여 폴리카본산염계 감수제 15중량부, 벤토나이트류 10중량부, 폴리비닐알코올 10중량부, 폴리아크릴산 나트륨 10중량부, 당류 0.2중량부와 잔량의 물을 포함하여 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예들에 따라 제조된 습식 콘크리트 피그먼트 조성물을KS F 2424(콘크리트의 길이변화 시험방법)에 의하여 길이변화율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2
길이변화율
(%)		 0.03 0.02 0.03 0.02 0.06 0.05
위의 표 2에서와 같이, 실시예 1 내지 4 및 비교예들에 따라 제조된 습식 콘크리트 피그먼트 조성물을 비교하면, 길이변화율이 감소되어 수축 저감 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예들에 따라 제조된 습식 콘크리트 피그먼트 조성물을 KS F 4042(콘크리트 구조물 보수용 폴리머 시멘트 모르타르)에 의하여 휨, 압축 및 접착강도 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2
강도
(Mpa)		 휨 11.8 11.9 11.6 12.0 10.1 10.2
압축 34 33.2 31 33 18 16
접착 3 2.8 2.9 3.1 1.7 1.6
위의 표 3에서와 같이, 실시예 1 내지 4 및 비교예들에 따라 제조된 습식 콘크리트 피그먼트 조성물을 비교하면, 휨, 압축, 인장 및 접착강도의 물성이 더 우수함을 확인할 수 있었다.
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예들에 따라 제조된 습식 콘크리트 피그먼트 조성물에 대하여 KS M 5000에 의한 용기 내 상태, 건조시간시험을 수행하였고, KS M 5037에 의한 도포 작업성을 실시하였으며, 5%-H2SO4, 및 5%-NaOH 수용액에서 7일 침적/20℃의 조건하에서 내산성 및 내알칼리성 시험을 실시하였고, KS F 4921에 의해 저온,고온 반복저항성시험을 실시하였으며, 내오염성에 대하여 시험한 결과치를 하기 표4에 나타내었다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2
내용매성 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음 균열발생 이상없음
내알칼리성 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음 미흡 미흡
내충격성 우수 우수 우수 우수 미흡 미흡
내오염성 우수 우수 우수 우수 미흡 미흡
상기 표 4 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 4 및 비교예들에 따라 제조된 습식 콘크리트 피그먼트 조성물의 내구성, 내충격성, 내용제성, 내오염성 등의 물리/화학적 특성이 극대화되는 등의 효과가 있다.
이처럼 상기와 같이 본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
본 발명은 친환경 소재의 안료인 피그먼트(pigments)안료를 이용하여 다양한 색상으로 칼라콘크리트 포장을 시공할 수 있도록 개선된 습식 콘크리트 피그먼트 조성물 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 시멘트 콘크리트에 피그먼트(pigments)안료를 이용하여 다양한 색상을 발현하여 미감을 살리는 습식 콘크리트 피그먼트 조성물 및 이의 시공방법을 제공하고 한다.
또한, 피그먼트(pigments)안료를 이용하여 자연친화적인 다양한 칼라를 구현할 수 있는 습식 콘크리트 피그먼트 조성물 및 이의 시공방법을 제공하고자 하는 것이다.

Claims (7)

  1. 습식 콘크리트 피그먼트 시공방법으로,
    (a) 노상지반다짐층이 형성되게 하는 노상지반다짐단계; (b) 상기 노상지반다짐층 위에 보조기층이 형성되게 하는 보조기층타설 및 다짐단계; (c) 상기 보조기층 위에 분리막을 갖도록 하는 분리막설치단계; (d) 상기 분리막 위에 칼라콘크리트층이 형성되게 하는 칼라콘크리트포장단계; (e) 상기 칼라콘크리트층이 양생되게 하고, 줄눈을 이용하여 절단되게 하는 양생 및 줄눈절단단계를 포함하며,
    상기 (d)의 칼라콘크리트포장단계는 콘크리트 1㎥당, 150 내지 180kgf 중량의 물; 260 내지 350kgf 중량의 시멘트; 800 내지 1000kgf 중량의 잔골재; 850 내지 1000kgf 중량의 굵은골재; 1 내지 5Kgf 중량의 혼화제를 포함하는 시멘트 조성물 100중량부에 대하여, 피그먼트 안료 0.3 내지 5 중량부의 범위로 혼합한 습식 콘크리트 피그먼트 조성물을 분리막에 타설하며, 표면을 경화 직전에 마무리하는 것을 포함하며,
    상기 혼화제는 폴리카본산염계 감수제 0.3 내지 15중량부, 벤토나이트류 0.1 내지 10중량부, 폴리비닐알코올 0.03 내지 10중량부, 부틸아크릴레이트-스티렌 0.1 내지 15중량부, 폴리이소부티렌 0.1 내지 15중량부, 폴리아크릴산 나트륨 0.01 내지 10중량부, 당류 0.01 내지 0.2중량부, 이소부틸올레이트 0.1 내지 5 중량부, 유화제 0.1 내지 5 중량부, 공기연행제 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것; 을 특징으로 하는 습식 콘크리트 피그먼트 시공방법
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 (c) 단계와 (d)단계 사이에 강도유지부재를 더 포함할 수 있으며, 상기 강도유지부재는 금속와이어메쉬나 수지망으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 습식 콘크리트 피그먼트 시공방법
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 유화제는 글리세린지방산에스테르, 폴리글리세린지방산에스테르, 에톡시레이티드솔비탄 지방산에스테르, 에톡시레이티드알킬아민으로 이루어지는 군에서 1종이상 선택하고, 상기 공기연행제는 소듐라우릴에테르설페이트 또는 빈졸레진으로 이루어지는 군에서 1종이상 선택하는 하는 것을 특징으로 하는 습식 콘크리트 피그먼트 시공방법
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 혼화제는 첨가제를 더 포함하며, 상기 첨가제는 소포제, 분산제, 자외선 차단제, 점도조절제, 산화방지제, 방청제에서 선택되는 1종 이상을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 습식 콘크리트 피그먼트 시공방법
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 (e) 단계 이후에 문양을 형성하는 단계(f)를 더 포함하며, 상기 문양은 스템프, 스텐실, 다이나텍스 매트 및 기계미장 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 습식 콘크리트 피그먼트 시공방법
  6. 제 5항에 있어서,
    (f)단계 후에 표면강화제를 이용하여 도포하여, 건조하는 것을 특징으로 하는 습식 콘크리트 피그먼트 시공방법
  7. 콘크리트 1㎥당, 150 내지 180kgf 중량의 물; 260 내지 350kgf 중량의 시멘트; 800 내지 1000kgf 중량의 잔골재; 850 내지 1000kgf 중량의 굵은골재; 1 내지 5Kgf 중량의 혼화제를 포함하는 시멘트 조성물 100중량부에 대하여, 피그먼트 안료 0.3 내지 5 중량부의 범위로 혼합한 습식 콘크리트 피그먼트 조성물에 있어서, 상기 혼화제는 폴리카본산염계 감수제 0.3 내지 15중량부, 벤토나이트류 0.1 내지 10중량부, 폴리비닐알코올 0.03 내지 10중량부, 부틸아크릴레이트-스티렌 0.1 내지 15중량부, 폴리이소부티렌 0.1 내지 15중량부, 폴리아크릴산 나트륨 0.01 내지 10중량부, 당류 0.01 내지 0.2중량부, 이소부틸올레이트 0.1 내지 5 중량부, 유화제 0.1 내지 5 중량부, 공기연행제 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식 콘크리트 피그먼트 조성물.
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