KR20230158764A - 콘크리트 또는 모르타르 강화제. - Google Patents
콘크리트 또는 모르타르 강화제. Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 콘크리트 또는 모르타르에 첨가되는 강화제에 관한 것으로서, 상기 강화제는 에틸렌비닐아세테이트 공중합체, 질산나트륨, 이소티아졸린온 화합물 및 보존제로 이루어짐으로써 콘크리트 또는 모르타르의 시공시 시공면의 물성을 향상시킬 수 있는 콘크리트 또는 모르타르 강화제에 관한 것이다.
Description
본 발명은 콘크리트 또는 모르타르 강화제에 관한 것으로서, 콘크리트 또는 모르타르에 함유되거나 콘크리트 또는 모르타르의 시공면에 도포되어 시공면의 부착강도, 내균열성, 내수성, 내약품성 등의 물성을 향상시킬 수 있는 콘크리트 또는 모르타르 강화제에 관한 것이다.
콘크리트 또는 모르타르는 벽면 또는 바닥 시공에 사용되는 것으로서, 조성에 따라 프라이머층이나 방수층을 형성하는데 사용된다. 이러한 콘크리트 또는 모르타르를 사용하여 시공할 경우 시공면의 부착강도, 내균열성, 내수성, 내약품성 등 다양한 물성을 충족시켜야 하기 때문에 이를 구성하는 성분 및 함량을 최적화하여 사용해야 한다. 또한, 콘크리트 또는 모르타르에 강화제를 첨가함으로써 물성을 향상시킬 수도 있다.
예를 들어, 대한민국 등록특허공보 10-2369069호에서는 콘크리트와의 접착 강도 및 자체 휨강도를 보강하기 위하여 VAE 재유화형 분말수지 바인더를 첨가하며, 콘크리트 단면의 접착강도 강화를 위하여 아크릴 수지, 에틸렌비닐아세테이트 수지, 메틸메타크릴레이트 또는 실리콘 수지 등의 프라이머를 도포하는 기술이 공지되어 있다. 이는 적절한 수지 조성물을 부가함으로써 콘크리트 또는 모르타르의 시공시 물성을 강화할 수 있음을 시사하는 것이다.
또한, 대한민국 등록특허공보 10-2159545호에서는 보차도 블록을 제조하는 공정에서 콘크리트 조성물에 1,2-벤즈이소티아졸-3(2H)-온(1,2-Benzisothiazol-3(2H)-one) 및 2-메틸-2H-이소티아졸-3-온(2-methyl-2H-isothiazol-3-one)을 1:1의 중량비로 혼합한 강도증진제를 부가하는 기술이 공지되어 있다. 이러한 강도증진제를 부가함으로써 기능 성분의 균질 혼합과 강도를 증진시키는 효과를 얻고 있다.
또한, 대한민국 등록특허공보 10-2272763호에서는 모르타르 조성물의 습윤 경화 성능 및 균열 억제 성능을 향상시키기 위한 구성 성분으로 기능개선제를 첨가하고 있는데, 상기 기능개선제는 미립도 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 10 내지 30 중량부, 천연셀룰로오스 강화섬유 10 내지 30 중량부, 황산마그네슘 5 내지 20 중량부, 칼슘설포알루미네이트 5 내지 20 중량부, 탄질화티타늄 0.5 내지 10 중량부, 경질혈암단백석 0.5 내지 10 중량부, 부틸(메트)아크릴레이트-부타디엔 공중합체 10 내지 30 중량부, 폴리초산비닐-염화비닐 공중합체 10 내지 30 중량부, 아세토아세톡시에틸 메타크릴레이트 1 내지 15 중량부, 폴리피로멜리트이미드 0.5 내지 10 중량부, 클로로메틸 이소티아졸린 0.1 내지 5 중량부, 옥틸-3-이소티아졸론 0.1 내지 5 중량부 및 에틸헥실갈레이트 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것으로서 모르타르의 습윤 경화 성능 및 균열 억제 성능을 향상시키고 있다.
이러한 종래기술들을 참조하면 수지 조성물의 적절한 조합에 의해 수득되는 강화제를 첨가함으로써 콘크리트 또는 모르타르의 물성을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술을 감안하여 안출된 것으로서, 콘크리트 또는 모르타르에 함유되거나 콘크리트 또는 모르타르의 시공면에 도포되어 시공면의 물성을 향상시킬 수 있는 콘크리트 또는 모르타르 강화제를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 콘크리트 또는 모르타르 강화제는 에틸렌비닐아세테이트 공중합체, 질산나트륨, 이소티아졸린온 화합물 및 보존제로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 이소티아졸린온 화합물은 1,2-벤즈이소티아졸린-3(2H)-온 및 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온을 10:1 내지 1:10의 중량비로 혼합한 혼합물일 수 있다.
또한, 상기 보존제는 5-클로로-2-메틸-3(2H)-이소티아졸론 및 2-메틸-3(2H)-이소티아졸론을 2:1 내지 3:1의 중량비로 혼합한 혼합물일 수 있다.
또한, 상기 강화제는 강화제 및 물을 1:1 내지 2:1의 중량비로 배합하여 콘크리트 또는 모르타르 시공면에 도포하기 위하여 사용될 수 있으며, 강화제, 물 및 모르타르를 1:1:2 내지 2:1:6의 중량비로 배합하여 시공면을 형성하기 위하여 사용될 수도 있다.
또한, 상기 에틸렌비닐아세테이트 공중합체는 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 에멀전 100 중량부에 대하여 아크릴 에멀전 20 내지 30 중량부를 혼합하여 제조된 아크릴 변성 에틸렌비닐아세테이트 공중합체일 수 있다.
본 발명에 따른 강화제는 콘크리트 또는 모르타르에 함유되거나 콘크리트 또는 모르타르의 시공면에 도포되어 시공면의 물성을 향상시키는 효과를 나타낸다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 콘크리트 또는 모르타르 강화제는 에틸렌비닐아세테이트 공중합체, 질산나트륨, 이소티아졸린온 화합물 및 보존제로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 에틸렌비닐아세테이트 공중합체는 시멘트나 모르타르의 접착력을 강화시키기 위하여 사용될 수 있는 수지의 일종으로 본 발명에서는 변성 에틸렌비닐아세테이트 공중합체를 적용하여 강화제로서의 물성을 향상시키고 있다. 상기 변성 에틸렌비닐아세테이트 공중합체는 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 에멀전 100 중량부에 대하여 아크릴 에멀전 20 내지 30 중량부를 혼합하여 제조될 수 있는데, 아크릴 수지가 혼합되어 에틸렌비닐아세테이트 공중합체의 말단 구조를 변성함으로써 다양한 조성의 모르타르 또는 콘크리트 조성물과의 상용성이 향상될 수 있으며, 모르타르 또는 콘크리트로 시공된 시공면의 계면과도 양호한 접착성능을 발현할 수 있다.
구체적으로 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 에멀전 75 내지 80 중량%와 아크릴 에멀전 18 내지 24 중량% 및 계면활성제 1 내지 2 중량%를 상온에서 혼합하고 여과 및 숙성하는 과정을 통해 변성 에틸렌비닐아세테이트 공중합체를 얻을 수 있으며, 이를 적용할 때 강화제로서의 향상된 성능을 얻을 수 있는 것으로 나타났다.
또한, 상기 강화제에 함유되는 이소티아졸린온 화합물은 모르타르의 강도를 증진시키기 위해 사용되는 성분으로서, 대한민국 등록특허공보 10-2159545호에 보차도 블록 제조 과정에서 표층부의 강도 증진을 위하여 1,2-벤즈이소티아졸-3(2H)-온, 2-메틸-2H-이소티아졸-3-온을 사용하는 점이 공지되어 있고, 대한민국 등록특허 10-2272763호에 모르타르 조성물의 기능 개선제로 클로로메틸 이소티아졸린, 옥틸-3-이소티아졸론을 사용하는 점이 공지되어 있는 등 모르타르에 함유됨으로써 효과를 나타내는 성분으로 알려져 있다.
본 발명에서 사용되는 이소티아졸린온 화합물은 1,2-벤즈이소티아졸린-3(2H)-온 및 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온을 10:1 내지 1:10의 중량비로 혼합한 혼합물을 사용하고 있다. 이러한 이소티아졸린온 화합물은 다양한 실험을 통해 최적의 물성을 나타내는 조합으로 선택된 것으로서, 상기 1,2-벤즈이소티아졸린-3(2H)-온 및 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온을 10:1 내지 1:10의 중량비로 혼합할 때 그렇지 않은 경우에 비해 콘크리트 또는 모르타르 강화제로서의 효과를 나타내는 것을 확인하였다. 또한, 상기 이소티아졸린온 화합물은 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 100 중량부에 대하여 0.01 내지 0.1 중량부의 범위에서 함유되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 질산나트륨은 에틸렌비닐아세테이트 공중합체를 포함하는 강화제를 구성하는 에틸렌비닐아세테이트 공중합체에 대한 이소티아졸린온 화합물의 침투를 촉진시키는 것으로서, 질산칼슘, 질산칼륨, 아질산나트륨, 아질산칼륨 등의 성분들을 검토했을 때 질산나트륨을 사용할 때 가장 나은 물성을 나타내었다. 상기 질산나트륨을 함유함으로써 상기 강화제의 pH가 4 내지 6의 산성을 나타내게 되는데, 이를 통해 도포시 경화를 촉진시키는 효과를 나타낼 수도 있다. 상기 질산나트륨은 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 100 중량부에 대하여 0.01 내지 0.1 중량부의 범위에서 함유되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 보존제는 상기 강화제의 장기 보존성을 향상시키기 위한 것으로서, 5-클로로-2-메틸-3(2H)-이소티아졸론 및 2-메틸-3(2H)-이소티아졸론을 2:1 내지 3:1의 중량비로 혼합한 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 보존제는 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 100 중량부에 대하여 0.01 내지 0.1 중량부의 범위에서 함유되는 것이 바람직하다. 상기 보존제의 함량이 상기 범워를 벗어나는 경우 강화제의 보존성이 저하되어 6개월 이상 장기 보존이 어려운 것으로 나타났다.
상기 강화제는 콘크리트 또는 모르타르를 사용한 하도 및 중도 작업에 사용될 수 있다. 하도 작업의 경우 콘크리트 또는 모르타르로 이루어진 벽면이나 바닥면 등의 표면에 도포 작업을 수행할 수 있는데, 이 경우 강화제 및 물을 1:1 내지 2:1의 중량비로 배합하여 콘크리트 또는 모르타르 시공면에 도포할 수 있다.
또한, 상기 강화제를 중도 작업에 사용하는 경우에는 하도 표면에 모르타르를 도포하게 되는데, 이 경우, 강화제, 물 및 모르타르를 1:1:2 내지 2:1:6의 중량비로 배합하여 중도 작업을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 강화제를 사용할 때의 콘크리트 또는 모르타르 물성의 향상을 확인하기 위하여 다음과 같이 시편을 제조하여 성능을 평가하였다.
[실시예 1]
블렌더에 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 에멀전 78 중량부, 아크릴 에멀전 21 중량부 및 계면활성제 1 중량부를 투입하고 상온에서 30분 동안 교반한 후 1시간 동안 숙성하고 이를 여과하여 불순물을 제거함으로써 변성 에틸렌비닐아세테이트 공중합체를 수득하였다.
또한, 1,2-벤즈이소티아졸린-3(2H)-온 및 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온을 1:1의 중량비로 배합하여 이소티아졸린온 화합물을 제조하였으며, 5-클로로-2-메틸-3(2H)-이소티아졸론 및 2-메틸-3(2H)-이소티아졸론을 3:1의 중량비로 배합하여 보존제를 제조하였다.
수득된 변성 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 95 중량부에 이소티아졸린온 화합물 2 중량부, 질산나트륨 2 중량부, 및 보존제 1 중량부를 배합하여 강화제를 제조하였다.
[비교예 1]
실시예 1과 동일한 방법으로 강화제를 제조하되 아크릴 변성을 하지 않은 에틸렌비닐아세테이트 공중합체를 사용하여 강화제를 제조하였다.
[비교예 2]
블렌더에 에틸렌비닐아세테이트 공중합체 에멀전 40 중량부, 폴리우레탄 에멀전 40 중량부, 아크릴 에멀전 19 중량부 및 계면활성제 1 중량부를 투입하고 상온에서 30분 동안 교반한 후 1시간 동안 숙성하고 이를 여과하여 불순물을 제거함으로써 변성 에틸렌비닐아세테이트 공중합체를 수득하였다. 상기 수득된 변성 에틸렌비닐아세테이트 공중합체를 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 강화제를 제조하였다.
[비교예 3]
실시예 1과 동일한 방법으로 강화제를 제조하되 이소티아졸린온 화합물로 1,2-벤즈이소티아졸린-3(2H)-온만 사용한 것 외에 실시예 1과 동일한 방법으로 강화제를 제조하였다.
제조된 강화제와 물 및 모르타르를 18:10:80의 중량비로 배합하여 시편을 제조하였다. 모르타르로는 포틀랜드 시멘트 80중량%와 칼슘 알루미나 시멘트 20중량%로 혼합된 시멘트 결합재 100중량부에 대하여 고로 슬래그 골재와 플라이 애시로 구성된 무기결합재 100중량부, 소포제 1중량부, 석고 5중량부, 유동화제 3중량부, 지연제 3중량부, 경화촉진제 3중량부, 증점제 3 및 방수재 100중량부와 배합수 50 중량부를 혼합하여 제조된 모르타르를 사용하였다.
또한, 비교예 4에서는 강화제를 사용하지 않고 물과 모르타르를 10:90의 중량비로 배합하여 시편을 제조하였다.
각 시편을 한국건설산업품질연구원에 의뢰하여 KS F 4919: 2008에 따라 그 물성을 평가하였다. 그 결과는 표 1과 같다.
표 1에서 부착강도, 흡수량은 70×70×20㎜의 모르타르 판을 사용하였으며, 내진갈림성은 300×300×60㎜의 모르타르 판을 사용하였고, 습기투과성은 Φ100×30㎜의 모르타르 판을 사용하였다. 또한, 내진갈림성, 내균열성은 모르타르 방수층의 표면에 잔갈림이 생기지 않은 경우 이상없음으로 판정하였다.
| 시험항목 | 실시예 | 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | 비교예4 |
| 부착강도(N/㎟) | 1.6 | 1.6 | 1.2 | 1.3 | 1.0 |
| 침수후 부착강도(N/㎟) | 1.2 | 0.9 | 1.0 | 0.9 | 0.7 |
| 내진갈림성 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 |
| 흡수량(g) | 1.5 | 1.6 | 2.2 | 1.8 | 2.5 |
| 인장강도(N/㎟) | 1.6 | 1.6 | 1.4 | 1.2 | 1.2 |
| 습기투과성(m) | 1.9 | 2.2 | 2.8 | 2.4 | 2.8 |
| 20℃에서 내균열성 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 |
| -10℃에서 내균열성 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 |
| 내알칼리성 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 |
시험결과 실시예의 강화제를 모르타르 조성물에 혼합하여 모르타르 판을 제조하는 경우 강화제를 사용하지 않은 비교예 4에 비해 부착강도, 방수성, 표면 내구성이 모두 향상되는 것으로 나타나 본 발명의 강화제가 모르타르 조성물에 혼합됨으로써 모르타르의 물성을 강화하는 효과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 비교예 1과의 대비를 통해 에틸렌비닐아세테이트를 아크릴 변성 처리함으로써 특히 침수 후의 부착강도나 습기투과성에서 향상된 효과를 얻을 수 있음을 알 수 있었다. 이는 아크릴 변성 처리에 의해 에틸렌비닐아세테이트의 내수성이 개선되기 때문으로 추측된다.
또한, 비교예 2와의 대비를 통해 우레탄-아크릴 변성 처리보다는 본 발명에서와 같이 아크릴 변성 처리를 한 에틸렌비닐아세테이트가 강화제로서의 향상된 효과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 비교예 3의 결과는 2종의 이소티다졸린온 화합물을 배합하여 사용함에 따라 강화제로서의 효과가 향상될 수 있음을 시사한다.
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.
Claims (5)
- 콘크리트 또는 모르타르에 첨가되는 강화제로서,
상기 강화제는 에틸렌비닐아세테이트 공중합체, 질산나트륨, 이소티아졸린온 화합물 및 보존제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 콘크리트 또는 모르타르 강화제.
- 청구항 1에 있어서,
상기 이소티아졸린온 화합물은 1,2-벤즈이소티아졸린-3(2H)-온 및 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온을 10:1 내지 1:10의 중량비로 혼합한 혼합물인 것을 특징으로 하는 콘크리트 또는 모르타르 강화제.
- 청구항 1에 있어서,
상기 보존제는 5-클로로-2-메틸-3(2H)-이소티아졸론 및 2-메틸-3(2H)-이소티아졸론을 2:1 내지 3:1의 중량비로 혼합한 혼합물인 것을 특징으로 하는 콘크리트 또는 모르타르 강화제.
- 청구항 1에 있어서,
상기 강화제는 강화제 및 물을 1:1 내지 2:1의 중량비로 배합하여 콘크리트 또는 모르타르 시공면에 도포하기 위하여 사용되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 또는 모르타르 강화제.
- 청구항 1에 있어서,
상기 강화제는 강화제, 물 및 모르타르를 1:1:2 내지 2:1:6의 중량비로 배합하여 시공면을 형성하기 위하여 사용되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 또는 모르타르 강화제.
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