KR20120103374A - 상온 경화형 무기질 결합제 조성물 및 이를 이용한 다공질 구조물의 표면처리방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 상온 경화형 무기질 결합제 조성물 및 이를 이용한 다공성 구조물의 처리방법에 관한 것으로, 특히, 콘크리트 구조물 등의 다공성 구조물에 도포하거나 분사함으로써 다공성 구조물의 표면 및 내부에 존재하는 구명을 충진시켜, 구조물의 강도를 증진시키는 동시에 구조물의 열화현상을 방지할 수 있는 상온 경화형 무기질 결합제 조성물과 이 조성물을 이용하여 다공성 구조물을 처리하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 고강도 구조물 구축과 그 구조물의 지속적이고도 영구적인 열화현상 방지 효과가 가능함은 물론, 난연효과를 부여하고 건축물의 외관을 획기적으로 향상시킬 수 있으며, 저비용으로 단시간에 구조물을 효과적으로 처리할 수 있다.
Description
본 발명은, 상온 경화형 무기질 결합제 조성물 및 이를 이용한 다공성 구조물의 처리방법에 관한 것으로, 특히, 콘크리트, 목재, 석재, 슬레이트 구조물 등의 다공성 구조물에 도포하거나 분사함으로써 다공성 구조물의 표면 및 내부에 존재하는 구멍을 충진시켜, 구조물의 강도를 증진시키는 동시에 구조물의 열화(劣化)현상을 방지할 수 있는 상온 경화형 무기질 결합제 조성물과 이 조성물을 이용하여 다공성 구조물을 처리하는 방법에 관한 것이다.
콘크리트 구조물은 초기에 주재료인 시멘트가 나노버블액과 섞이면 pH 12~13의 강알카리성 수산화칼슘을 만들고, 이에 따라 콘크리트 내부의 철근은 알카리성 피복에 둘러싸여 있어 녹이 슬지 않는다. 그러나, 콘크리트 구조물의 표면에 보호막이 없으면, 다공성의 콘크리트 표면에 염화물 등 유해한 화합물이 부착하기 쉬우며 이러한 유해 화합물이 부착된 콘크리트는 빗물, 바람 등에 의해서도 쉽게 떨어지기 때문에 유해 화합물이 더욱 쉽게 침투하게 된다.
또한, 콘크리트 구조물 중 콘크리트 조성물이 불균일하게 분포된 시공이음부와 조인트 등 취약부분에서 염화물은 급속히 침투하여 축적량이 증가하고, 이에 따라 콘크리트 및 강재(철근)가 조기에 부식된다. 더욱이, 상기 염화물은 다량의 수분을 끌어들여 겨울철 동파를 초래한다. 콘크리트에 이러한 결함이 없어도 콘크리트 표면에 부착한 염화물은 상당량이 내부로 이동하는 것으로 알려져 있다.
또한, 이산화탄소와 콘크리트와의 탄산화 반응, 외부의 산성비, 오염된 대기, CO2, SO2, 염해 등에 의해서도 중성화가 서서히 진행되어 콘크리트 구조물이 열화되고, 결국 콘크리트 구조물의 수명을 단축시키게 된다.
이러한 구조물의 열화는 상기 콘크리트 뿐만 아니라 현재 건축재료로 광범위하게 사용되고 있는 화강암 등의 천연석재나 목재 등의 구조물에서도 마찬가지로 심각한 문제로 대두되고 있다. 이러한 열화는 상기 건축재료들 자체가 갖는 다공성 때문으로, 공극으로 침투한 빗물, 공기 중의 CO2, NOx, SOx, 해풍 등은 구조물의 강도 저하, 크랙 발생 등의 문제를 일으킬 뿐 아니라, 건축물의 외관을 해치는 요인으로 작용하고 있다. 특히, 지구 환경오염의 주범인 상기한 CO2, NOx, SOx 등에 의한 산성비로 인해 이러한 구조물들의 백화열화현상은 더욱 가속화되어 심각한 상황에 이르고 있다.
이러한 다공성 구조물의 열화를 방지하기 위해 그 표면에 도료 등을 도포하여 차폐층을 형성시키는 것이 일반적이나, 상기 차폐층을 구성하는 접착제 성분이 주로 유기 고분자 물질들이어서 그 자체로 환경에 유해하며, 이를 도포하기 위해 사용하는 유기용제 역시 작업자나 환경에 유해한 단점이 있다.
본 발명의 무기질 결합제 조성물은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 다공성 구조물의 표면 및 내부에 존재하는 구멍을 완전히 충진시켜 무공화시킴으로써, 구조물의 강도를 증진시키는 동시에, 콘크리트나 슬레이트 구조물 등의 열화에 의한 석면 등 구성성분의 비산을 지속적이면서도 영구적으로 방지하고, 건축물의 외관을 획기적으로 향상시킬 수 있으며, 우수한 내약품성을 지님은 물론, 다공성 구조물의 구성 재료와 유사한 무기질 재료로 구성되어 다공성 구조물과의 결합성 및 친화성이 우수할 뿐만 아니라, 저비용으로 단시간에 구조물을 효과적으로 처리할 수 있는 친환경적 상온 경화형 무기질 결합제 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 무기질 결합제 조성물을 이용하여 다공성 구조물의 표면을 처리하는 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 무기질 결합제 조성물은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여,
나노버블액 100 중량부,
콜로이드 실리카 (colloid silica) 0.1 내지 40 중량부,
소듐 실리케이트 (sodium silicate) 0.1 내지 35 중량부 및
포타슘 실리케이트 (potassium silicate) 0.5 내지 20 중량부
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 나노버블액의 기포 평균입경은 1 내지 500 nm인 것이 바람직하다.
또한, 상기 나노버블액을 구성하는 액체는 물, 에탄올 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 것이 바람직하다.
또한, 상기 나노버블액을 구성하는 기체는 공기, 질소, 산소 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 것이 바람직하다.
또한, 상기 나노버블액의 액체 및 기체의 중량비는 액체 : 기체 = 70 내지 99.9 : 0.1 내지 30인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다공성 구조물의 표면처리방법은
(A) 상기 상온 경화형 무기질 결합제 조성물을 다공성 구조물 표면에 도포, 침적, 함침 또는 분산하는 단계; 및
(B) 상기 다공성 구조물 표면에 도포, 침적, 함침 또는 분산된 상온 경화형 무기질 결합제 조성물을 경화시키는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다공성 구조물의 표면처리방법은 단계 (A) 이전에 주기율표의 1 족, 2 족 또는 13 족 원소의 이온, 바람직하게는 Ca2 +, Mg2 +, 또는 Al3 + 이온을 함유하는 용액을 다공성 구조물에 함침시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다공성 구조물의 표면처리방법은
(C) 상기 상온 경화형 무기질 결합제 조성물을 시멘트 또는 시멘트 및 모래와 혼합하여 모르타르를 제조하는 단계;
(D) 상기 제조된 모르타르를 다공성 구조물 표면에 도포하는 단계; 및
(E) 상기 다공성 구조물 표면에 도포된 모르타르를 경화시키는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 시멘트 페이스트(paste)는 상기 상온 경화형 무기질 결합제 조성물 및 시멘트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 시멘트 모르타르(mortar)는 상기 상온 경화형 무기질 결합제 조성물, 시멘트 및 모래를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 콘크리트는 상온 경화형 무기질 결합제 조성물, 시멘트 및 골재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 무기질 결합제 조성물은 통상적인 콘크리트-모르타르 등의 콘크리트 구조물, 천연 석재, 목재 등과 같은 다공성 구조물에 간단히 도포, 침적, 함침 또는 분사함으로써 작업이 간편하다. 이처럼 다공성 구조물에 적용된 본 발명의 조성물은 상기 다공성 구조물 내부까지 침투하여, 콜로이드 실리카의 존재하에서 칼슘 실리케이트와 복합 콜로이드 규산 화합물 등의 불용성 화합물을 생성시켜 다공성 구조물에 존재하는 구멍을 완전히 충진하여 무공화시킬 수 있다. 그 결과 고강도 구조물 구축과 그 구조물의 지속적이고 영구적인 열화현상 방지 효과를 얻을 수 있음은 물론, 건축물의 외관을 획기적으로 향상시킬 수 있으며, 난연효과가 우수하고 저비용으로 단시간에 구조물을 효과적으로 처리할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 상온 경화형 무기질 결합제 조성물이 구조물의 공극을 폐색함으로써 구조물에 포함된 유해 유기화합물의 발산을 억제하고, 구조물을 구성하는 석면 등의 미립자가 비산하여 발생되는 환경적, 위생적 위험을 원천적으로 차단할 수 있다. 나아가, 본 발명의 무기질 결합제 조성물은 오래된 콘크리트, 벽돌, 각종 금속은 물론, 목재 등 거의 모든 피착재에 강력한 접착력을 가져 작업이 간편하고 내구성이 뛰어나다.
이와 같은 본 발명에 따른 대표적인 처리 효과를 들면 다음과 같다.
1) 내구성(강도, 방진) 증진 효과:
본 발명에 따른 상온 경화형 무기질 결합제 조성물을 다공성 구조물에 도포하면, 구조물 내부에 불용성 결정체를 형성하기 때문에, 방수 및 구조물의 표면 강도의 증대되어 내마모성이 대폭적으로 향상된다. 또한, 공극 부분이 무공질로 개질되기 때문에, 동결융해에도 강하고 방수 효과가 지속적으로 발휘되며, 이러한 특징은 본 발명의 조성물이 매질로서 나노버블액을 사용함으로써 장기간에 걸쳐 보다 안정적으로 분산질 또는 용질인 무기물을 분산시킬 수 있기 때문이다. 특히, 산성비는 구조물의 산성화 등 열화를 야기시키나, 본 발명에 따른 상온 경화형 무기질 결합제 조성물의 미반응 성분이 산성비의 성분과 복잡한 불용성 부분을 형성하기 때문에, 산성비에 대해 현저한 대처 효과를 발휘한다. 나아가, 본 발명의 무기질 결합제 조성물은 각종 시멘트에 입자를 무기계 화합물로 결합하여 물의 침투를 잘 막아줌으로써 우수한 방수성을 갖는다. 그리고, 본 발명의 무기질 결합제 조성물을 사용한 각종 시멘트 또는 모르타르를 철 구조물에 도장하면 우수한 방청성 및 방화성을 갖는다. 뿐만 아니라, 본 발명의 조성물을 사용한 모르타르는 우수한 신축 강도를 가져 진동이 있는 밑바탕의 움직임에도 잘 견딜 수 있다. 또한, 중력이나 압력을 잘 흡수하여 매우 우수한 내충격성 및 내압축 강도를 발휘한다. 나아가, 본 발명의 상온 경화형 무기질 결합제 조성물을 시멘트 페이스트, 시멘트 모르타르, 또는 콘크리트 제조시 물 대신 사용하면 이들의 강도를 현저히 상승시킬 수 있다.
2) 산성화/열화 방지 효과:
본 발명에 따른 상온 경화형 무기질 결합제 조성물은 콘크리트 구조물 등의 산성화 내지는 중성화 현상의 요인인 물, CO2, NOx, SOx 등의 진입을 차단함으로써 산성화와 그로 인한 열화를 방지할 수 있다. 나아가, 본 발명의 무기질 결합제 조성물를 포함한 시멘트 및 모르타르는 접착력이 뛰어나 외부로부터의 물이나 오염 물질의 침투를 막고 콘크리트 자체의 알칼리성을 유지시켜 주며 방청 효과도 뛰어나 콘크리트 중성화 방지에 효과적이고, 특히 염화칼슘 등의 제설제나 해풍, 해수에 노출된 콘크리트 벽체 구조물에 효과적이다.
3) 내후성/동결융해 방지 효과:
본 발명에 따른 상온 경화형 무기질 결합제 조성물을 다공성 구조물에 도포하면, 내후성이 향상되고 자외선에 의한 열화를 억제시킨다. 또한, 수분의 침투를 방지하여 동결/융해 사이클에 의해 발생하는 크랙을 방지한다. 더구나, 곰팡이의 발생도 억제하는 것이 가능하다.
4) 외관 향상 효과:
본 발명에 따른 상온 경화형 무기질 결합제 조성물을 다공성 구조물에 도포하면, 개질 반응에 의해 고체화된 칼슘 실리케이트 및 복합 콜로이드 규산 화합물이 충진되기 때문에, 재료의 표면이 봉인되어 건축물의 외관이 미려해지는 효과가 있다.
5) 환경오염 차단
본 발명의 상온 경화형 무기질 결합제 조성물은 매질로서 유기화합물을 사용하지 않음으로써, 상기 유기화합물의 휘발로 인한 환경오염을 원천적으로 차단할 수 있으며, 이에 더하여 작업자들의 보건위생 역시 제고하는 효과가 있다.
6) 내약품성(화학적 저항성) 향상 효과:
본 발명에 따른 상온 경화형 무기질 결합제 조성물을 다공성 구조물에 도포하면, 이하의 약품에 대해 뛰어난 내약품성(화학적 저항성)을 발휘한다.
a) 각종 탄화수소, 할로겐 탄화수소와 같은 치환 탄화수소류, 알데히드-케톤류, 알코올류, 아민류, 계면활성제, 지방산 등
b) 자동차용, 기계용, 식품용 등의 각종 유지류
c) 기타, 해수 등의 염류 용액, 부동액 등.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 또한, 하기의 설명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 많은 특정사항들이 설명되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무기질 결합제 조성물은,
나노버블액 100 중량부,
콜로이드 실리카 (colloid silica) 0.1 내지 40 중량부,
소듐 실리케이트 (sodium silicate) 0.1 내지 35 중량부 및
포타슘 실리케이트 (potassium silicate) 0.5 내지 20 중량부
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
최근 작은 직경을 갖는 기포(버블)에 여러가지 작용 효과가 있다는 것이 밝혀졌으며, 현재 이러한 기포를 제조하는 기술 및 그 효과에 대한 연구가 진행되고 있다. 상기 기포는 그 직경에 따라서 마이크로 버블, 마이크로 나노버블 및 나노버블로 분류할 수 있다. 구체적으로는, 마이크로 버블은 그 발생시에 있어서 10 내지 수십 ㎛의 직경을 갖는 기포이고, 마이크로 나노버블은 그 발생시에 있어서 수백 ㎚ 내지 10 ㎛의 직경을 갖는 기포이며, 나노버블은 그 발생시에 있어서 수백 ㎚ 이하의 직경을 갖는 기포이다. 또한, 마이크로 버블은 발생 후의 수축 운동에 의해 그 일부가 마이크로 나노버블로 변화되는 경우가 있다. 또, 나노버블은 장기간에 걸쳐 액체 중에 존재할 수 있다는 성질을 가지고 있다.
예를 들어, 일본 공개특허공보 제2004-121962호에는 물을 전기분해함과 함께 당해 물에 초음파 진동을 가함으로써 제조한 나노버블이 부력의 감소, 표면적의 증가, 표면 활성의 증대, 국소 고압장(高壓場)의 생성 또는 정전 분극의 실현에 따라 계면 활성 작용 및 살균 작용을 나타낸다는 것이 기재되어 있으며, 한국특허출원 제2010-0110141호에는 한 쌍의 펌프와 상기 펌프들 사이에 위치하며 별도로 공기가 유입되는 관으로 이루어진 나노버블액 발생장치가 개시되어 있다.
본 발명은 이러한 나노버블을 함유한 나노버블액을 사용함으로써 별도의 분산제 없이도 무기물들을 용이하게 혼합시킬 수 있고, 오랜 시간 경과 후에도 상기 무기물들이 안정적으로 혼합상태를 유지할 수 있음을 가장 큰 특징으로 한다. 분산제는 분산질이 분산매에 잘 분산되도록 첨가하는 성분인데, 이 자체가 환경에 유해할 수 있고, 더군다나 본 발명의 경우에는 콜로이드 실리카의 촉매 작용을 저해하므로 그 사용을 지양하는 것이 바람직하다.
상기 나노버블액을 구성하는 기포의 평균입경은 1 내지 500 nm인 것이 바람직한데, 1 nm 미만의 나노버블을 형성시키려면 초음파를 더 많이 가하거나 펌핑 압력을 상승시켜야 하므로 불필요한 운전비용의 상승을 가져오고, 반대로 평균입경이 500 nm를 초과하면 본 발명 소기의 목적을 달성하기 곤란한 문제점이 있다.
상기 나노버블액을 구성하는 액체는 물, 무기용매, 유기용매 또는 그 혼합물 등 제한이 없으나, 물이 일반적이고, 필요시 에탄올을 사용할 수도 있으며, 물과 에탄올의 혼합 매질도 사용하는 것도 가능하다.
그리고, 상기 나노버블액을 구성하는 기체는 공기가 일반적이나, 산화력을 필요로 하는 경우에는 산소를, 반대로 산화가 문제되는 경우에는 질소를 사용하는 것이 더 바람직하며, 이들의 혼합 기체를 사용하는 것도 가능하다.
상기 나노버블액을 구성하는 액체 및 기체의 중량비는 액체 : 기체 = 70 내지 99.9 : 0.1 내지 30인 것이 바람직한데, 기체가 0.1 중량비 미만인 경우 본 발명 소기의 목적을 달성하기 곤란하고, 30 중량비를 초과하는 경우 과도한 기포 주입으로 인한 운전비 상승의 문제점이 있다.
본 발명에 따른 상온 경화형 무기질 결합제 조성물의 구성성분 중 다공성 구조물을 처리할 때 촉매로 작용하는 콜로이드 실리카는, 단분산 형태를 갖는 나노입자로서, 평균 입자크기가 약 10 내지 200 nm이며, 통상의 물 유리를 이온교환법으로 제조하거나, 메틸 트리메톡시 실란 (methyl tri-methoxy silane) 등으로 대표되는 알킬 알콕시 실란 (alkyl alkoxy silane)이나 테트라 에톡시 실란 (tetra ethoxy silane) 등으로 대표되는 테트라 알콕시 실란으로부터 제조한다.
한편, 상기한 본 발명의 조성물에 있어서, 콜로이드 실리카의 함량이 나노버블액 100 중량부 당 0.1 중량부보다 작은 경우에는 본 발명의 소기의 목적을 달성할 수 없으며, 40 중량부보다 큰 경우에는 최종적으로 얻어진 조성물의 안정성이 떨어져, 제조 후 곧바로 침전현상을 일으키기 쉽고, 점도의 증가로 인해 침투율이 저하되며 그 결과 결합력 약화 및 작업성 저하를 초래하게 된다. 또한, 소듐 실리케이트의 함량이 나노버블액 100 중량부 당 0.1 중량부보다 작은 경우에는 본 발명의 소기의 목적을 달성할 수 없으며, 35 중량부보다 큰 경우에는 최종적으로 얻어진 조성물이 곧바로 겔화(gelation)되어, 고화된 규산염 화합물을 생성하므로 다공성 구조물의 표면처리에 사용할 수 없고, 점도의 증가로 인해 결합력 약화 및 작업성 저하를 초래하게 된다. 마찬가지로, 포타슘 실리케이트의 함량이 나노버블액 100 중량부 당 0.5 중량부보다 작은 경우에는 본 발명의 소기의 목적을 달성할 수 없으며, 20 중량부보다 큰 경우에는 최종적으로 얻어진 조성물이 곧바로 겔화(gelation)되어, 고화된 규산염 화합물을 생성하므로 다공성 구조물의 처리에 사용할 수 없고, 점도의 증가로 인해 결합력 약화 및 작업성 저하를 초래하게 된다.
본 발명의 무기질 결합제 조성물을 이용한 다공성 구조물의 표면처리방법은, 상기 무기질 결합제 조성물을 다공성 구조물의 표면에 도포, 상압의 침적, 가압의 함침 또는 분사한 후, 상기 무기질 결합제 조성물을 경화시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 무기질 결합제 조성물을 다공성 구조물에 도포, 침적, 함침 또는 분사하게 되면, 상기 무기질 결합제 조성물은 다공성 구조물의 표면 또는 내부에 존재하는 공극으로 스며들게 된다.
이렇게 공극으로 스며든 본 발명의 무기질 결합제 조성물을 구성하는 화학종은 다공성 구조물 내부에 존재하는 이온 등과 치환반응을 일으키게 되는데, 이때 본 발명의 무기질 결합제 조성물의 구성성분 중 콜로이드 실리카가 이 치환반응의 촉매로 작용하게 된다. 즉, 다공성 구조물 내부에 존재하는 잉여의 금속이온, 구체적으로 주기율표의 1 족, 2 족, 또는 13 족 원소의 이온, 바람직하게는 Ca2 +, Mg2 +, Al3 + 등의 이온종 및 CaO, MgO 등의 산화물과 본 발명의 무기질 결합제 조성물이 반응하여, 반응 후 재용해되지 않는 칼슘 실리케이트 및 복합 콜로이드 규산 화합물 등의 유리질(glass) 불용성 화합물을 생성하게 되는 것이다.
이렇게 생성된 불용성 화합물은 다공성 구조물의 표면 및 내부에 존재하는 공극을 메움으로써, 다공성 구조물에 존재하는 구멍을 완전히 충진시키게 되고 그 결과 다공성 구조물이 무공화되어 구조물의 내구성을 향상시키는 것이다.
또한, 본 발명의 다공성 구조물의 표면처리방법은 금속이온, 구체적으로 주기율표의 1 족, 2 족, 또는 13 족 원소의 이온, 바람직하게는 Ca2 +, Mg2 +, Al3 + 등의 이온이 결핍된 다공성 구조물에 대해 본 발명을 적용하는 경우에는, 미리 이들 이온을 함유하는 용액을 다공성 구조물에 함침시켜 건조시킨 후, 본 발명에 따른 조성물을 침투시킴으로써, 본 발명에 따른 효과를 도모하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명의 다공성 구조물의 표면처리방법은 본 발명의 무기질 결합제 조성물을 시멘트 또는 시멘트 및 모래와 혼합하여 모르타르를 제조하고 이를 다공성 구조물 표면에 도포하여 경화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이렇게 제조된 모르타르는 본 발명의 우수한 물성을 유지하면서도 신속하게 원하는 형태로 도포가 가능하여 작업성이 뛰어난 장점이 있다. 이 경우 본 발명의 무기질 결합제 조성물과 시멘트 또는 시멘트 및 모래의 혼합비는 당해 기술분야에 널리 알려져 있는 범위면 무방하다.
본 발명의 상온 경화형 무기질 결합제 조성물은 전술한 바와 같이 다공성 구조물 표면에 직접 적용하는 방식 외에도, 시멘트 페이스트, 시멘트 모르타르 또는 콘크리트 제조시 물 대신 사용하는 것도 가능하다. 이처럼, 물 대신 본 발명의 조성물을 사용하면 제조된 시멘트 모르타르 또는 콘크리트의 강도가 현저히 개선되고, 시멘트 페이스트 역시 골재와 더욱 단단하게 결합된다. 이 경우도 마찬가지로 본 발명의 무기질 결합제 조성물과 시멘트, 모래 또는 골재의 혼합비는 당해 기술분야에 널리 알려져 있는 범위면 무방하다.
나아가, 본 발명의 무기질 결합제 조성물은 화학적 저항성이 뛰어나 경화된 영구 결정체는 흡수성을 감소시키고 솔벤트, 글리즈 및 일반 화학약품에 대해 높은 내구성을 나타낸다. 그리고, 중성화 방지 기능으로 인해 옹벽, 도로, 교량, 교각 등 콘크리트 구조물의 중성화를 방지하고 일반석재나 인조 화강암 콘크리트 표면에도 사용할 수 있다.
본 발명의 무기질 결합제 조성물이 적용될 수 있는 분야를 열거하면 다음과 같다:
재생 : 스레트 지붕, 기와, 블록 담장;
보수 : 파손된 콘크리트 바닥 및 벽체, 콘크리트 옹벽 및 도로, 교량, 교각 등;
접착 : 바닥재, 벽재, 단열재, 방청재, 기공성타일 돌붙임, 각종 방수재;
방수 : 슬라브, 지하실, 물탱크, 수영장, 터널 내부 등;
방청 : 철골, 교각, 철탑, 철파이프, 각종 철구조물;
포장 : 공장, 하치장, 도로, 축사, 플랫폼;
단열 : 무기질 단열재의 접착 및 마감;
마감 : 토목/건축물의 도장전 마감처리;
목재용 방수 박리 기능의 최상부 마감제 : 목재를 이용한 외부 노출 조형물 일체의 오염방지 및 방수기능이 필요한 곳, 벤치나 난간처럼 부드러운 촉감을 필요로 하는 목구조물 외부데크, 외부목재의 사이딩, 외부도어, 펜스,테이블, 창문틀과 외부 몰딩, 학교 및 유치원의 목재 놀이기구, 교보재, 사찰 목제건축물, 외장용 목재 제품 가제보, 꽃박스, 격자무늬목재, 목조주택 등.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
실시예
실시예
: 무기질 결합제 조성물의 제조
하기 표 1에 나타낸 조성비에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 상온 경화형 무기질 결합제 조성물을 제조하였다.
| 구성성분 | 조성비 (중량부) |
| 물 | 87.0 |
| 콜로이드 실리카 | 2.5 |
| 소듐 실리케이트 | 2.5 |
| 포타슘 실리케이트 | 8.0 |
시험예
1 :
인장강도
상기 실시예의 무기질 결합제 조성물을 일반 콘크리트 구조물 시편 (두께 × 폭 × 길이 = 2 × 10 × 50 인치)에 도포 처리하고 24 시간 동안 상온에서 방치한 후 인장시험기 (Shimadzu, Japan)로 인장강도를 측정한 결과 88.12 psi로 나타났다. 비교 실험을 위해 상기 실시예의 조성물을 도포하지 않은 동일 크기의 일반 콘크리트 구조물에 대해 동일한 시험을 수행한 결과 57.11 psi의 인장강도를 얻었으며, 그 결과 본 발명의 상온 경화형 무기질 결합제 조성물을 도포한 구조물이 월등히 우수한 물리적 특성을 나타냄을 확인하였다.
시험예
2 : 유기물 방출
상기 실시예로부터 유기물 방출 여부를 외부 의뢰한 결과를 표 2에 나타내었다. 시험은 기체 크로마토그래피 (Shimadzu, Japan)로 수행하였다.
| 시험항목 | 단위 | 시험결과 |
| 총 휘발성 유기 화합물 (TVOCs) | g/L | 불검출 |
| 아세톤 | 불검출 (검출한계 0.01) | |
| 메탄올 | 불검출 (검출한계 0.01) | |
| 메틸에틸케톤 | 불검출 (검출한계 0.005) | |
| 에탄올 | 불검출 (검출한계 0.01) | |
| 벤젠 | 불검출 (검출한계 0.005) | |
| 2-프로판올 | 불검출 (검출한계 0.005) | |
| 메틸이소부틸케톤 | 불검출 (검출한계 0.005) | |
| 이소부탄올 | 불검출 (검출한계 0.01) | |
| 톨루엔 | 불검출 (검출한계 0.005) | |
| 아세트산부틸 | 불검출 (검출한계 0.005) | |
| 1-부틸알콜 | 불검출 (검출한계 0.01) | |
| 셀로솔브 | 불검출 (검출한계 0.01) | |
| o-자일렌 | 불검출 (검출한계 0.005) | |
| m-자일렌 | 불검출 (검출한계 0.005) | |
| p-자일렌 | 불검출 (검출한계 0.005) | |
| 스티렌 | 불검출 (검출한계 0.005) | |
| 부틸셀로솔브 | 불검출 (검출한계 0.01) | |
| 기타 VOCs | 불검출 (검출한계 0.005) |
상기 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 무기질 결합제 조성물은 유기물질을 전혀 방출하지 않음으로써, 환경에 무해하고 작업자에게 위생적으로 안전한 물질임을 확인할 수 있었다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본원 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 범위는 위의 실시예에 국한해서 해석되어서는 안되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.
Claims (9)
- 나노버블액 100 중량부,
콜로이드 실리카 (colloid silica) 0.1 내지 40 중량부,
소듐 실리케이트 (sodium silicate) 0.1 내지 35 중량부, 및
포타슘 실리케이트 (potassium silicate) 0.5 내지 20 중량부
를 포함하는 상온 경화형 무기질 결합제 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 나노버블액의 기포 평균입경은 1 내지 500 nm인 것을 특징으로 하는 상온 경화형 무기질 결합제 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 나노버블액을 구성하는 액체는 물, 에탄올 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 상온 경화형 무기질 결합제 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 나노버블액을 구성하는 기체는 공기, 질소, 산소 및 그 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 상온 경화형 무기질 결합제 조성물. - 청구항 1에 있어서,
상기 나노버블액의 액체 및 기체의 중량비는 액체 : 기체 = 70 내지 99.9 : 0.1 내지 30인 것을 특징으로 하는 상온 경화형 무기질 결합제 조성물. - (A) 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 청구항의 상온 경화형 무기질 결합제 조성물을 다공성 구조물 표면에 도포, 침적, 함침 또는 분산하는 단계; 및
(B) 상기 다공성 구조물 표면에 도포, 침적, 함침 또는 분산된 상온 경화형 무기질 결합제 조성물을 경화시키는 단계
를 포함하는 다공성 구조물의 표면처리방법. - 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 청구항의 상온 경화형 무기질 결합제 조성물 및 시멘트를 포함하는 시멘트 페이스트(paste).
- 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 청구항의 상온 경화형 무기질 결합제 조성물, 시멘트 및 모래를 포함하는 시멘트 모르타르(mortar).
- 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 청구항의 상온 경화형 무기질 결합제 조성물, 시멘트 및 골재를 포함하는 콘크리트.
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|---|---|---|---|---|
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| KR101515171B1 (ko) * | 2014-09-30 | 2015-05-11 | 이종원 | 상온 경화형 무기질 결합제 난연 조성물 및 이를 이용한 가연성 물체의 난연처리방법 |
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Families Citing this family (1)
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| KR100941997B1 (ko) * | 2009-08-11 | 2010-02-11 | 주식회사 포인텍 | 내수성이 향상된 무기질 수성 바인더 및 이를 이용한 무기질 수성 도료와 그 제조방법 |
-
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015048290A (ja) * | 2013-09-03 | 2015-03-16 | 電気化学工業株式会社 | セメント硬化体の製造方法およびセメント硬化体 |
| JP2015231927A (ja) * | 2014-06-10 | 2015-12-24 | デンカ株式会社 | セメント硬化体の製造方法およびセメント硬化体 |
| US10219670B2 (en) | 2014-09-05 | 2019-03-05 | Tennant Company | Systems and methods for supplying treatment liquids having nanobubbles |
| KR101515171B1 (ko) * | 2014-09-30 | 2015-05-11 | 이종원 | 상온 경화형 무기질 결합제 난연 조성물 및 이를 이용한 가연성 물체의 난연처리방법 |
| KR20200077886A (ko) * | 2018-12-21 | 2020-07-01 | 경기대학교 산학협력단 | 에어로겔 임베디드 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 에어로겔 임베디드 콘크리트 제조방법 |
| KR20200090398A (ko) * | 2019-01-21 | 2020-07-29 | 우석대학교 산학협력단 | 시멘트 급결용 조성물 |
| CN114620969A (zh) * | 2022-03-26 | 2022-06-14 | 中建西部建设北方有限公司 | 一种外加剂及其制备方法和混凝土 |
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