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KR102174754B1 - 섬유보강재를 포함하는 콘크리트 모르타르 조성물 및 그를 사용하는 구조물에 대한 마감 공법 - Google Patents

섬유보강재를 포함하는 콘크리트 모르타르 조성물 및 그를 사용하는 구조물에 대한 마감 공법 Download PDF

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KR102174754B1
KR102174754B1 KR1020190102304A KR20190102304A KR102174754B1 KR 102174754 B1 KR102174754 B1 KR 102174754B1 KR 1020190102304 A KR1020190102304 A KR 1020190102304A KR 20190102304 A KR20190102304 A KR 20190102304A KR 102174754 B1 KR102174754 B1 KR 102174754B1
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Abstract

본 발명은 시멘트 9~20 중량%; 골재 50~80 중량%; 고로슬래그 미분말 4~7 중량%; 아크릴 개질 에멀젼 1∼8 중량%; 폴리비닐아세테이트 1~10 중량%, 화학식 1로 표시되는 고분자 화합물 1~10 중량%; 실리카 흄 0.1~8 중량%; 폴리카르복실산계 유동화제 0.1~5 중량%; 섬유보강재 0.5~5.0 중량%; 및 불소계 4급 알킬암모늄염 0.1~5 중량%를 포함하는 콘크리트 모르타르 조성물 및 그를 사용하는 콘크리트 모르타르 마감 공법을 제공한다.

Description

섬유보강재를 포함하는 콘크리트 모르타르 조성물 및 그를 사용하는 구조물에 대한 마감 공법{Concrete mortar composition including fiber reinforcements and construction finishing method using the same}
본 발명은 섬유보강재를 포함하는 콘크리트 모르타르 조성물 및 그를 사용하는 구조물 마감 공법에 관한 것이다.
일반적으로, 콘크리트 구조물의 내구성에 영향을 미치는 인자로서 재료조건, 구조물의 용도, 외기 환경조건 등이 있으며, 이중 외기 환경조건으로서는 콘크리트 구조물이 접하게 되는 수분에 의한 건습 반복, 염분의 침투에 의한 염해, 이산화탄소등의 침투로 인한 콘크리트의 중성화, 외기 온도의 심한 변화로 인한 동결융해 및 각종 산 등의 침식에 의한 화학적 침식 등이 있다. 또한, 자연 재해 중에서 지진은 콘크리트 구조물의 내구성을 위협하는 환경적 인자이다.
상기와 같은 원인으로 발생하는 콘크리트 구조물에서 균열, 누수, 철근부식, 박리, 박락 등의 현상이 발생한다. 즉, 수분이나 기타 외부 유해 물질 등이 콘크리트 내부로 침투하여 콘크리트 자체를 열화 시키거나, 철근의 부식 등을 유발하여 콘크리트 구조물의 성능저하를 일으키며, 지진은 콘크리트 구조물에 심각한 균열을 발생시킨다.
상기와 같은 콘크리트 구조물의 열화를 방지하기 위해서는 구조물의 외부 마감에 의해, 수분 및 외부 유해물질 등의 침투를 방지하는 것이 필요하다.
그러나 기존에 외부 마감에 사용되고 있는 콘크리트 모르타드 조성물은 콘크리트 구조물 등의 마감 대상 구조물에 대한 접착력이 부족하고, 얇은 두께로 시공되는 이유로 쉽게 균열이 발행하는 단점을 갖는 것으로 알려져 있다.
상기와 같은 문제를 해소하기 위하여 섬유보강재를 혼합한 콘크리트 모르타르 조성물이 소개되고 있다. 그러나, 상기 섬유보강재는 시멘트 등의 결합재 잘 결합되지 않고, 혼합과정에서 뭉침이 빈번히 발생하므로 효율적으로 사용하기 어렵다는 단점을 갖는다.
그러므로, 섬유보강재의 뭉침 현상을 방지하고, 시멘트 등의 결합재와 견고한 결합을 형성하게 하며, 마감 대상 구조물에 대한 결합력을 향상시키는 방법이 모색되고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2015-0142415호
본 발명은, 종래기술의 상기와 같은 단점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,
섬유보강재가 뭉침 없이 균일하게 분산되며, 마감 대상 구조물에 대한 접착력이 우수하며, 단열성, 항곰팡이성, 결로방지성, 방음성, 및 내구성이 향상된 콘크리트 모르타르 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기 콘크리트 모르타르 조성물을 사용하는 효율적인 구조물 마감 공법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위하여,
시멘트 9~20 중량%; 골재 50~80 중량%; 고로슬래그 미분말 4~7 중량%; 아크릴 개질 에멀젼 1∼8 중량%; 폴리비닐아세테이트 1~10 중량%; 하기 화학식 1로 표시되는 고분자 화합물 1~10 중량%; 실리카 흄 0.1~8 중량%; 폴리카르복실산계 유동화제 0.1~5 중량%; 섬유보강재 0.5~5.0 중량%; 및 불소계 4급 알킬암모늄염 0.1~5 중량%를 포함하는 콘크리트 모르타르 조성물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure 112019085825866-pat00001
상기 식에서, R1 및 R2는 수소 또는 메틸기이며,
a 및 b는 몰분율로서 a는 0.3~0.7이며, b는 0.3~0.7이며, a+b=1이다.
또한, 본 발명은
(a) 본 발명의 콘크리트 모르타르 조성물을 물과 혼합하여 슬러리 상태로 혼합하는 단계;
(b) 상기 슬러리 상태의 콘크리트 모르타르 조성물을 마감 대상 구조물의 표면에 도포하는 단계; 및
(c) 양생단계;를 포함하는 구조물에 대한 콘크리트 모르타르 마감 공법을 제공한다.
본 발명의 섬유보강재를 포함하는 콘크리트 모르타르 조성물은 섬유보강재가 뭉침 없이 균일하게 분산되며 결합재와 우수한 결합을 형성하므로 구조물 마감시 우수한 내구성을 제공하며, 우수한 단열성, 항곰팡이성, 결로방지성, 및 방음성을 제공한다.
또한, 본 발명의 섬유보강재를 포함하는 콘크리트 모르타르 조성물은 폴리머 성분을 포함함으로써 마감 대상 구조물에 우수한 접착력을 제공한다.
이하에서 본 발명에 대하여 자세히 설명한다.
본 발명은 시멘트 9~20 중량%; 골재 50~80 중량%; 고로슬래그 미분말 4~7 중량%; 아크릴 개질 에멀젼 1∼8 중량%; 폴리비닐아세테이트 1~10 중량%; 하기 화학식 1로 표시되는 고분자 화합물 1~10 중량%; 실리카 흄 0.1~8 중량%; 폴리카르복실산계 유동화제 0.1~5 중량%; 섬유보강재 0.5~5.0 중량%; 및 불소계 4급 알킬암모늄염 0.1~5 중량%를 포함하는 콘크리트 모르타르 조성물에 관한 것이다:
[화학식 1]
Figure 112019085825866-pat00002
상기 식에서, R1 및 R2는 수소 또는 메틸기이며,
a, b 및 c는 몰분율로서 a는 0.3~0.7이며, b는 0.3~0.7이며 및 c는 0.1~0.5이며, a+b=1이다.
본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 시멘트는 포틀랜트 시멘트, 슬래그 시멘트, 알루미나 시멘트 및 초속경 시멘트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합 시멘트일 수 있다. 상기 시멘트들은 시중에서 구입하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 골재로는 일반적으로 콘크리트용으로 알려진 것을 사용할 수 있으며, 잔골재와 굵은 골재로 이루어질 수 있다. 잔골재로는 KS F 2526 규격에 준하는 입경 0.15 내지 5.0mm, 절대건조밀도 2.5g/㎤ 이상, 흡수율 3%이하, 안정성 10%이하인 것을 사용할 수 있다.
굵은 골재로는 KS F 2526 규격에 준하는 입경 2.5 내지 25mm, 절대조건밀도 2.5g/㎤이상, 흡수율 3%이하, 안정성 10%이하, 마모율 40% 이하인 것을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어 잔골재는 골재 총 중량에 대하여 40∼100 중량%로 사용될 수 있으며, 굵은 골재는 골재 총 중량에 대하여 0 내지 60 중량%로 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 고로슬래그 미분말은 제철산업의 용광로에서 발생하는 부산물을 의미한다. 고로슬래그 미분말을 사용하는 것은 폐부산물을 재활용하는 것이므로 환경적으로 도움이 되며 경제성도 개선하는 장점이 있다. 점이 있다.
상기 고로슬래그 미분말은 예를 들어, 이산화규소(SiO2) 30~40 중량%; 산화알루미늄(Al2O3) 10~15 중량%; 삼산화황(SO3) 0.5~1.5 중량%; 산화마그네슘(MgO) 4~4.5 중량%; 산화칼슘(CaO) 40~48 중량%; 산화망간(MnO) 0.1~0.5 중량%; 산화철(Fe2O3) 0.01~0.2 중량%; 이산화티타늄(TiO2) 0.5~ 1 중량%; 알칼리(Na2O, K2O) 0.2~0.6 중량%;를 포함할 수 있다. .
특히, 본 발명에서는 분말도가 3,500~4,500cm2/g인 고로슬래그를 사용하는 것이 콘크리트 모르타르 조성물의 결합력 및 내구성 측면에서 바람직하다.
본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 아크릴 개질 에멀젼은 콘크리트의 점도 저하 및 접착 성능 개선을 위하여 사용하는 것으로, 아크릴 수지, 부틸아크릴레이트 및 라텍스를 혼합한 것이다. 아크릴 개질 에멀젼으로 라텍스만을 사용할 경우에는 콘크리트의 점도가 증가되어 마무리 작업 시 콘크리트가 작업도구에 부착되는 현상이 발생하므로, 이를 방지하기 위하여 아크릴 수지를 혼합한다. 또한, 아크릴 수지는 경화되기가 쉬우며, 작업성이 나빠지고, 경질화될 수 있으므로, 연성화하고 작업성을 개선하기 위하여 부틸 아크릴레이트도 함께 사용한다. 아크릴 수지, 부틸 아크릴레이트 및 라텍스가 혼합된 아크릴 개질 에멀젼을 사용하는 경우, 콘크리트가 경화되는 시간을 연장시킴으로써 타설된 콘크리트의 표면을 매끄럽게 하는 마무리 작업 시간을 충분히 확보할 수 있어서 작업성의 향상 및 콘크리트 모르타르의 강도, 접착력 내구성이 향상되는 효과가 제공된다. 작업성 향상, 가사 시간 확보, 강도 증진 등을 위하여 아크릴 수지, 부틸 아크릴레이트 및 라텍스를 일정비율로 혼입함으로써 콘크리트를 타설 후, 콘크리트의 표면을 매끄럽게 하는 마무리 작업을 할 경우 콘크리트가 작업 도구에 부착되는 문제를 해결함과 동시에 적당한 가사 시간을 유지하여 작업성을 크게 개선할 수 있다. 상기 아크릴 개질 에멀젼은 점도, 작업성, 경화성, 연화 정도 등을 고려하여 아크릴 수지 40∼60 중량%, 라텍스 20∼40 중량% 및 부틸 아크릴레이트 10∼20 중량%를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 라텍스는 스티렌-부타디엔 고무(styrene-butadiene rubber; SBR)로 이루어진 것을 사용할 수 있다.
아크릴 개질 에멀젼은 콘크리트 모르타르 조성물 총 중량에 대하여 1∼8 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 아크릴 개질 에멀젼의 함량이 너무 많을 경우에는 점도가 낮아지며, 취성이 강해짐과 동시에 성형성이 떨어지고, 수화반응을 지연시켜 초기 압축강도(3∼4시간) 발현을 저하시키며 제품 가격이 높아져서 경제적이지 못하다. 상기 아크릴 개질 에멀젼의 함량이 너무 작을 경우에는 점도가 높아져서 작업성(슬럼프)이 떨어진다. 아크릴 개질 에멀젼에 아크릴 수지 및 부틸 아크릴레이트가 함유되면 콘크리트의 수축이 저하되고 수밀성이 향상되는 효과가 제공된다.
상기 아크릴 수지로는 중량평균분자량 100,000 내지 300,000의 폴리메타크릴산메틸 수지가 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 폴리비닐아세테이트는 모르타르 성분 간 상용성, 부착성을 증대시켜서 모르타르의 물성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 폴리비닐아세트에트는 조성물 총 중량에 대하여 1~10 중량%로 포함되며, 상기 범위를 벗어나는 경우에는 목적 효과를 얻기 어렵거나, 단가가 상승되어 경제성이 저하되는 단점이 발생한다. 본 발명에서 상기 폴리비닐아세테이트는 중량평균분자량이 50,000 내지 100,000인 것이 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명의 콘크리트 모르타르 조성물은 섬유보강재의 분산도를 높이고, 모르타르 조성물의 접착력을 높이기 위하여 하기 화학식 1로 표시되는 고분자 화합물 1~10 중량%을 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112019085825866-pat00003
상기 식에서, R1 및 R2는 수소 또는 메틸기이며,
a, b 및 c는 몰분율로서 a는 0.3~0.7이며, b는 0.3~0.7이며 및 c는 0.1~0.5이며, a+b=1이다.
상기 화학식 1로 표시되는 고분자 화합물은 포스페이트기 및 카테콜기를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 포스페이트기는 섬유보강재의 분산성을 개선하는 효과를 제공하며, 모르타르 조성물의 경화도를 향상시킨다. 카테콜기는 모르타르 조성물의 마감 대상 구조물에 대한 접착력을 향상시킨다.
상기 화학식 1로 표시되는 공중합체는 중량평균분자량은 50,000 내지 3000,000인 것이 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 70,000 내지 150,000인 것이 사용될 수 있다.
본 발명의 콘크리트 모르타르 조성물은 실리카 흄 0.1~8 중량%를 포함한다. 상기 실리카 흄(Silica fume)은 평균 입경 0.1~0.5 mm 정도로 이루어진 완전 구형에 가까운 입자로서 비정질의 활성 실리카이며, 아래의 화학식에서와 같이 수산화칼슘과 반응하여 상온에서 함수 규산 칼슘으로 변화함으로써 수퍼 포졸란 성질을 띤다.
3CaOSiO2 + H2O → C-S-H(시멘트겔) + Ca(OH)2
상기 실리카 흄은 구상 입자에 의한 볼 베어링 효과로 분산성 및 감수 효과를 향상시키고 시멘트 입자 사이에 실리카 흄의 충전 효과로 수밀성 향상 및 고강도화, 그리고 숏크리트의 부착성 향상으로 그라운드량 감소, 알칼리 실리카 반응 억제 및 화학적 저항성 향상 등의 효과를 제공한다.
본 발명의 콘크리트 모르타르 조성물은 폴리카르복실산계 유동화제 0.1~5 중량%를 포함한다. 상기 폴리카르복실산계 유동화제로는 이 분야에 공지된 성분이 제한 없이 사용될 수 있다.
본 발명의 콘크리트 모르타르 조성물은 섬유보강재를 0.5~5.0 중량%로 포함한다. 상기 섬유보강재로는 유리섬유, 강섬유, 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유, 폴리프로필렌(PP) 섬유, 셀룰로오스 섬유 및 폴리에틸렌 섬유 중에서 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있다.
특히, 상기 섬유보강재로는 나일론 섬유가 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 나일론 섬유는 하기와 같은 구조식을 갖는다.
Figure 112019085825866-pat00004
따라서, 물과 혼합되는 경우, 하기 화학식으로 나타낸 바와 같이, 물과 상호작용을 통하여 우수한 분산성을 제공한다.
Figure 112019085825866-pat00005
상기 나일론 섬유로는 예를 들어, 나이콘소재㈜에서 제조한 상품명 "나이콘화이버"가 사용될 수 있다.
본 발명의 모르타르 조성물은 불소계 4급 알킬암모늄염 0.1~5 중량%를 포함한다.
상기 불소계 4급 알킬암모늄염은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112019085825866-pat00006
상기 식중, R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, X는 불소함유 음이온이다. 상기 X는 PF6 -, BF4 -, AsF6 -, SbF6 - 등일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 불소계 4급 알킬암모늄염은 섬유보강재의 분산성을 향상시키는 기능을 수행한다. 즉, 상기 불소계 4급 알킬암모늄염은 섬유보강재 주변에서 섬유보강재 간의 분산성을 개산하는 기능을 수행한다.
상기 상기 불소계 4급 알킬암모늄염의 양이온으로는 테트라메틸암모늄, 테트라에틸암모늄, 테트라프로필암모늄, 테트라부틸암모늄, 테트라펜틸암모늄 등을 들 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 콘크리트 모르타르 조성물은 리튬메톡사이드 0.1~5 중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 리튬메톡사이드는 예를 들어, 나이론 섬유 보강재와 반응하여, 나이론 섬유의 질소원자에 리튬이온이 이온결합을 형성하게 함으로써 섬유보강재의 분산성을 향상시킨다. 이 때, 리튬메톡사이드에서 분리된 메톡사이드기는 수소와 결합하여 메탄올을 형성하며, 양생과정에서 증발되어 제거된다. 또한 리튬이온은 모르타르 조성물의 항균성을 향상시키는 기능도 수행한다.
본 발명의 모르타르 조성물은 조성물 총 중량에대하여 폴리도파민 1~10 중량%를 더 포함할 수 있다. 신경전달물질로 잘 알려져 있는 도파민(dopamine)은 바다 속 홍합류(Mussels)에서 발견되는 3,4-dihydroxy-L-phenylalanine (L-DOPA) 분자의 모방 분자이다. 특히 도파민의 산화제-유도 자체고분자화(oxidant-induced self-polymerization)와 전기화학적 고분자화 반응(electrochemical polymerization)들에 의해 생성된 폴리도파민은 공유결합(covalent bond) 카테콜(catechol)과 이민(imine) 작용기를 가지고 있어 생체물질, 합성고분자 등의 유기질뿐만 아니라 콘크리트 구조물 등의 고체 표면들에서도 아주 강한 결합을 형성한다.
그러므로, 상기 폴리도파민은 모르타르 조성물이 마감 대상 구조물에 더욱 강한 결합을 하게 하는 기능을 수행한다.
상기 폴리도파민은 하기와 같은 공지의 방법으로 제조될 수 있으며, 중량평균분자량이 50,000 내지 200,000인 것이 사용될 수 있다.
Figure 112019085825866-pat00007
본 발명의 모르타르 조성물은 수축 방지제로서 네오펜틸글리콜(Neopentyl glycol) 0.1 내지 2 중량%를 더 포함할 수 있다. 상기 네오펜틸글리콜은 대칭형의 2개의 알코올 기와 알파 카본 위치에 2개의 메틸기를 가지고 있어 에스테르화 반응에 탁월한 반응성을 나타낸다. 본 발명에서 상기 네오펜틸글리콜은 백색 결정체 100%로 이루어진 플레이크(flake) 형태 또는 네오펜틸글리콜 90% 및 물 10%로 이루어진 슬러리(slurry) 형태로 사용될 수 있다.
본 발명의 모르타르 조성물은 모르타르 내의 거대 기공을 제거하여 모르타르의 강도와 외관을 좋게 하기 위하여 0.1 내지 2 중량%의 소포제를 더 포함할 수 있다.
상기 충전재로서 10㎛ 이하의 입자 크기를 가지며, SiO2가 95 중량% 이상 포함된 석영질 분말 0.1 내지 2 중량% 및 CaCO3이 75 중량% 이상 포함된 석회석 미분말 0.1 내지 2 중량%를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 있어서, 상기 콘크리트 모르타르 조성물은 방음, 단열, 결로방지 및 곰팡이 방지가 요구되는 구조물의 마감처리에 사용될 수 있다.
상기 구조물은 예를 들어, 아파트, 음악실, 영화관, 스튜디오, 학교, 체육관 등 방음이 요구되는 건축물의 벽체, 천정, 바닥 등일 수 있으며, 주택, 냉장, 냉동창고, 공장 등의 건축물 및 냉, 난방 기계설비, 덕트 등일 수 있다.
본 발명은 또한,
(a) 본 발명의 콘크리트 모르타르 조성물을 물과 혼합하여 슬러리 상태로 혼합하는 단계;
(b) 상기 슬러리 상태의 콘크리트 모르타르 조성물을 마감 대상 구조물의 표면에 도포하는 단계; 및
(c) 양생단계;를 포함하는 구조물에 대한 콘크리트 모르타르 마감 공법에 관한 것이다.
상기 마감 공법에 사용되는 시공방법은 이 분야에 공지된 방법에 의해 실시될 수 있다.
상기 단계에서 물은 콘크리트 조성물 100 중량부에 대하여, 총 중량에 대하여 20 내지 60 중량부로 혼합될 수 있다. 물의 혼합비율은 시공 장소, 환경 등에 따라 적절히 조절될 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다.
제조예 1: 화학식 1의 고분자 화합물의 합성
2-(메타크릴로일옥시)에틸 포스페이트(2-(Methacryloyloxy)ethyl phosphate) 단량체 및 도파민 메타크릴아마이드(dopamine methacrylamide)를 1:1의 몰비로 첨가하고, 전체 단량체 100 중량부에 노르말 머캡탄 0.5 중량부를 혼합하여 균일하게 만들었다. 교반기가 부착된 스테인레스 스틸 고압 반응기에 이온교환수 130 중량부에 소량의 디소듐하이드로겐 포스페이트를 용해시키고 교반하며, 질소 등의 불활성 기체로 반응기 내부를 채우고 가열하였다. 72 ℃에서 3시간, 110℃에서 2시간을 중합하여 반응을 종결하였다. 반응이 종결된 후 세척, 탈수, 건조하여 중량평균분자량이 125,000인 화학식 1의 고분자 화합물을 얻었다.
[화학식 1]
Figure 112019085825866-pat00008
상기 식에서, R1 및 R2는 메틸기이고, a는 0.5 및 b는 0.5이다(a와 b는 몰비이며, a+b=1이다)
실시예 1~4 및 비교예 1: 섬유보강재를 포함하는 콘크리트 모르타르의 제조
하기 표 1의 성분을 해당 조성비로 혼합하고, 조성물 100 중량부에 대하여 물 10 중량부를 혼합하여 실시예 및 비교예의 모르타르 조성물을 제조하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1
포틀랜트 시멘트 14 14 13 13 14
골재 70 70 70 70 70.7
고로슬래그 미분말 4 4 4 4 4
아크릴 개질 에멀젼 2.7 2.5 2 2 3.8
폴리비닐아세테이트 2 2 2 2 3
화학식 1로 표시되는 고분자 화합물 2 2 1.5 1.5 -
실리카 흄 1 1 1 1 1
폴리카르복실산계 유동화제 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
나이론 섬유 3 3 3 3 3
불소계(PF6 -) 4급 메틸암모늄염 0.8 0.5 0.5 0.5 -
리튬메톡사이드 - 0.5 0.5 0.5 -
폴리도파민 - - 2 1.2 -
첨가제 - - - 0.8 -
합계 100 중량% 100 중량% 100 중량% 100 중량% 100 중량%
주) 첨가제: 네오펜틸글리콜(Neopentyl glycol), 소포제, 석영질 분말, 및 석회석 미분말 1:1:1:1(중량비)
시험예: 성능 평가
1) 모르타르 조성물의 물성 측정
상기 실시예 및 비교에서 제조된 모르타르를 이용하여 시험체를 제조하여 하기 시험 방법에 의해 물성을 측정하였다.
(1) 흡수율, 플로우, 슬러리 밀도: KS L 5220에 준하여 실시
(2) 휨강도: KS F 2476「폴리머 시멘트 모르타르의 강도시험 방법」
(3) 압축강도: KSF 2405
(4) 부착강도: KS F 4716 「폴리머 시멘트 모르타르의 강도시험 방법」
(5) 길이변화율: KS F 2424 모르타르 및 콘크리트의 길이 변화 시험 방법에 따라 측정하였다. 그 값은 초기 시공체의 값을 0으로 하여, “-”는 수축율을 나타내는 것이며, “+”는 팽창율을 나타낸다.
상기 시험 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1
흡수율(%) 10 10 9 9 13
플로우(mm) 127 129 128 126 116
슬러리밀도 1.68 1.65 1.69 1.68 1.9
휨강도(N/mm2)) 7일 8.8 9.0 9.1 9.1 6.6
28일 10.3 10.5 10.6 10.7 8.8
압축강도(N/mm2) 7일 35.8 36.2 37.0 37.1 34.2
28일 45.4 45.9 47.1 47.2 40.6
부착강도(N/mm2) 표준조건 2.9 3.0 3.2 3.1 1.6
온냉반복후 2.7 2.9 3.0 2.9 1.4
길이변화율(%) 7일 0.004 0.003 0.003 0.003 0.005
28일 -0.025 -0.023 -0.023 -0.021 -0.06
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 콘크리트 모르타르 조성물은 섬유보강재가 뭉침없이 분산되고, 각 구성성분간 및 모르타르와 구조물 간의 결합을 강하게 하는 성분을 포함함으로써, 전체적인 물성이 비교예보다 매우 우수한 것으로 확인되었다.

Claims (12)

  1. 시멘트 9~20 중량%; 골재 50~80 중량%; 고로슬래그 미분말 4~7 중량%; 아크릴 개질 에멀젼 1∼8 중량%; 중량평균분자량이 50,000 내지 100,000인 폴리비닐아세테이트 1~10 중량%; 하기 화학식 1로 표시되는 중량평균분자량이 70,000 내지 150,000인 고분자 화합물 1~10 중량%; 실리카 흄 0.1~8 중량%; 폴리카르복실산계 유동화제 0.1~5 중량%; 섬유보강재 0.5~5 중량%; 불소계 4급 알킬암모늄염 0.1~5 중량%; 수축 방지제로서 네오펜틸글리콜(Neopentyl glycol) 0.1~2 중량%; 소포제 0.1~2 중량%; 석영질 분말 0.1~2 중량%; CaCO3이 75 중량% 이상 포함된 석회석 미분말 0.1~2 중량%; 리튬메톡사이드 0.1~5 중량%; 및 중량평균분자량이 50,000 내지 200,000인 폴리도파민 1 내지 10 중량%;를 포함하며,
    상기에서 고로슬래그 미분말은 이산화규소(SiO2) 30~40 중량%; 산화알루미늄(Al2O3) 10~15 중량%; 삼산화황(SO3) 0.5~1.5 중량%; 산화마그네슘(MgO) 4~4.5 중량%; 산화칼슘(CaO) 40~48 중량%; 산화망간(MnO) 0.1~0.5 중량%; 산화철(Fe2O3) 0.01~0.2 중량%; 이산화티타늄(TiO2) 0.5~1 중량%; 및 알칼리(Na2O, K2O) 0.2~0.6 중량%;를 포함하고, 분말도가 3,500~4,500cm2/g이며,
    상기 불소계 4급 알킬암모늄염은 하기 화학식 2로 표시되며,
    상기 시멘트는 포틀랜트 시멘트, 슬래그 시멘트, 알루미나 시멘트 및 초속경 시멘트 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합 시멘트이며,
    상기 아크릴 개질 에멀젼은 아크릴 수지 40∼60 중량%, 라텍스 20∼40 중량% 및 부틸 아크릴레이트 10∼20 중량%를 포함하며,
    상기 섬유보강재는 나일론 섬유인 콘크리트 모르타르 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112019122573307-pat00009

    상기 식에서, R1 및 R2는 수소 또는 메틸기이며,
    a 및 b는 몰분율로서 a는 0.3~0.7이며, b는 0.3~0.7이며, a+b=1이며,
    [화학식 2]
    Figure 112019122573307-pat00010

    상기 식중, R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, X는 PF6 -이다.
  2. 삭제
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  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 콘크리트 모르타르 조성물은 방음, 단열, 결로방지 및 곰팡이 방지가 요구되는 구조물의 마감에 사용되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 모르타르 조성물.
  12. (a) 제1항의 콘크리트 모르타르 조성물을 물과 혼합하여 슬러리 상태로 혼합하는 단계;
    (b) 상기 슬러리 상태의 콘크리트 모르타르 조성물을 마감 대상 구조물의 표면에 도포하는 단계; 및
    (c) 양생단계;를 포함하는 구조물에 대한 콘크리트 모르타르 마감 공법.
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