KR100221029B1 - 시멘트와의 친화성을 높인 스치로폴 비드의 코팅제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토목이나 건축등의 건설공사에 사용되는 경량 콘크리트에 첨가되는 경량골재중의 하나인 스티로폴 비드와 시멘트와의 친화성을 높이기 위한 코팅제에 관한 것으로서, 규산소다와 고유동화제 및 소포제등의 무기화합물을 혼합한 코팅제를 스치로폴 비드의 표면에 코팅하여 콘크리트 몰탈에 혼합하므로서 콘크리트 몰탈과의 친화성을 높이고 스치로폴 비드가 콘크리트 몰탈내에서 균등하게 분포되도록 하므로 경량 및 단열효과를 높이며 스치로폴 비드에 코팅된 코팅제가 주로 무기화합물 계통으로 이루어져 스치로폴 비드가 화기에 노출되어도 난연성에 의하여 자기소화력을 발휘하고 화재발생시 인화되지 않을 뿐만 아니라 가스발생이 없어 화재에 대한 피해를 최소화 할 수 있도록 한 시멘트와 친화성을 높인 스치로폴 비드의 코팅제를 제공하는데 있다.

Description

시멘트와의 친화성을 높인 스치로폴 비드의 코팅제

본 발명이 속하는 기술분야로서는 단열효과를 높이고 중량을 가볍게 하여 사용하는 경량콘크리트에 첨가되는 스치로폴 비드를 코팅하는 코팅제에 속한다.

일반적으로 경량콘크리트는 건설공사에서 구조체에 미치는 하중에 대한 부담을 최소화하기 위하여 널리 사용되고, 또한 방음 및 단열등의 효과를 위하여 다용도로 널리 사용되고 있는바, 이러한 경량 콘크리트는 일반 콘크리트에 비하여 중량을 가볍게 하기 위하여 경량의 소재로서 단열과 방음의 효과를 가지는 골재를 시멘트나 시멘트몰탈과 혼합하여 사용하여 왔고 상기의 경량골재는 여러 가지 소재로 개발되어 있으며, 특히 단열과 방음효과가 뛰어나고 제조원가가가 저렴한 스치로폴 비드를 이용한 콘크리트가 널리 사용되어 와었다.

상기와 같이 경량골재로 이용되는 스치로폴은 직경 5mm의 비드가 약 1,000~2,000개의 세포군으로 구성되며 각각의 세포는 독립된 기공으로 형성되어 체적의 97%가 공기로 되어 있으므로 단열성이 우수하고 경량이며 흡수성이 적은 장점을 가지고 있으나 종래의 스치로폴 비드를 이용한 경량콘크리트와 같이 단순히 스치로폴 비드를 시멘트나 시멘트몰탈에 혼합하여 경량콘크리트를 성형시 각각의 입자가 마찰이나 운동에너지를 받을 때에는 정전기에 의하여 시멘트와 스치로폴 비드와의 혼합이 잘이루어지지 않고 스치로폴 비드가 가벼워 비산됨으로서 유실이 많이 발생되는 단점을 가지고 있었으며, 스치로폴 비드의 균일한 분포가 이루어지지않고 경량콘크리트의 상부층이나 어느 한쪽에 편중되며 스치로폴 비드가 합성수지 계열이므로 콘크리트 몰탈과 친화성이 없어 작업성이 불량하므로 이러한 점을 개선하고자 종래에는 시멘트 풀을 이용하여 스치로폴 비드에 코팅하거나 스치로폴 비드에 유기화합물을 코팅하여 사용하였었다.

따라서, 상기와 같이 시멘트풀을 이용하거나 유기화합물 계통의 코팅제로 스치로폴 비드의 표면에 코팅을 하였을 때에는 시멘트와 스치로폴 비드와의 친화성을 높여주는 장점을 가지고 있으나 상기의 전자와 같이 시멘트 풀을 이용할 때 스치로폴 비드와 시멘트 풀과의 접착과정이 용이하지 않고 코팅상태가 균일하지 않은 단점이 있으며 또한 시멘트 풀이 코팅후에 쉽게 건조되지 않으며 코팅이 스치로폴 비드의 표면에서 쉽게 박리되는 단점이 발생되었고, 후자와 같이 유기화합물을 사용할 때에는 스치로폴 비드와 시멘트와의 접착성은 좋으나 코팅제가 고가이므로 경제성이 저하되고 코팅제가 화기에 약한 유기화합물이므로 자기소화성이 없어 화재시 인화되어 대형화재로 발전되는 문제점이 있으며 시멘트몰탈과의 혼합시에는 경화시간이 지연되는 문제점이 발생되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 스치로폴 비드를 이용한 경량콘크리트에서 발생된 문제점을 해결하고자 창출한 것으로서, 규산소다와 고유동화제 및 소포제등의 무기화합물을 혼합한 코팅제를 스치로폴 비드의 표면에 코팅하여 콘크리트 몰탈에 혼합하므로서 콘크리트 몰탈과의 친화성을 높이고 스치로폴 비드가 콘크리트 몰탈내에서 균등하게 분포되도록 하므로 경량 및 단열효과를 높이며 스치로폴 비드에 코팅된 코팅제가 주로 무기화합물 계통으로 이루어져 스치로폴 비드가 화기에 노출되어도 난연성에 의하여 자기소화력을 발휘하고 화재발생시 인화되지 않을 뿐만 아니라 가스발생에 있어 화재에 대한 피해를 최소화 할 수 있도록 한 시멘트와의 친화성을 높인 스치로폴 비드의 코팅제를 제공하는데 있다.

제1도는 본 발명의 분포도 시험체의 절단위치 표시도.

본 발명의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

입자로 이루어진 스치로폴 비드를 시멘트 및 시멘트 몰탈과의 혼합함에 있어 시멘트와 스치로폴 비드와의 친화성을 높이도록 스치로폴 비드의 표면을 코팅하는 스치로폴 비드 코팅제에 있어서, 스치로폴 비드의 코팅제를 무기질 바인더로 규산소다(Na₂O nSiO₂)와, 고른분산과 작업성을 향상하기 위해 분산성이 높은 메라민계(독일훽스트사 MELMENT F-10)또는 나프탈렌계인 고유동화제와, 혼합시 발생되는 기포발생을 최소화하여 콘크리트 몰탈의 조직을 치밀하게 하기 위하여 실리콘계 소포제(미국다우코닝사 X-1708)와, 스치로폴의 표면강도를 높이고 내열성을 향상시키기 위하여 #320메쉬를 통과한 규산칼슘(CaSiO₂)과, 규산소다의 경화와 안정화를 위하여 이산화 티타늄(TiO₂)과, 코팅시 코팅상태를 확인하기 위하여 산화철이나 아연황등의 무기질 안료와, 희석제인 물을 혼합한 것이다.

그리고, 상기의 부재에 대한 혼합비율은 규산소다를 중량부 40 ~ 60%, 고유 동화제를 중량부 5 ~ 12%, 실리콘 소포제를 중량부 1 ~ 5%, 규산칼슘을 중량부 5 ~ 15%, 이산화 티타늄 중량부 1 ~ 5%, 무기질 안료를 중량부 0.2 ~ 0.5%, 물을 중량부 30 ~ 45%로 혼합하여서 된 것이다.

상기와 같은 혼합비율로서 부재를 혼합하여 코팅제를 형성한 후 코팅제를 스치로폴 비드와 일정한 시간동안 혼합시켜 스치로폴 비드의 표면에 코팅제가 코팅되도록 하고 건조후 시멘트나 시멘트몰탈에 혼합하여 사용하면 되는 것으로서, 코팅제를 이루는 부재의 혼합시 비교적 성능이 우수한 경우만을 시험결과에서 발취한 다수의 실시예를 표 1에서와 같이 산출하고 상기 실시예에 의한 스치로폴 비드와 시멘트 및 시멘트몰탈과의 혼합비율을 다르게 하여 압축강도를 시험한 결과를 표 2에서와 같이 얻을 수 있는 것으로 코팅되지 않은 스치로폴 비드를 사용한 경량콘크리트를 비교예로 하여 본 발명과 대비하였다.

상기 표 1에서와 같은 코팅부재의 혼합비율로 혼합한 코팅제를 코팅하여서 된 스치로폴 비드와 콘크리트 부재로 사용되는 시멘트와의 혼합하여서 된 경량콘크리트의 압축강도와 시멘트와 모래 및 스치로폴 비드를 혼합하여서 된 경량콘코리트의 압축강도를 표면에 코팅하지 않은 일반 스치로폴 비드를 사용한 경량콘크리트의 압축강도를 비교한 결과 표 2에서와 같이 표면이 코팅된 경량콘크리트의 압축강도가 월등히 높은 것을 알 수 있었다.

이러한 효과는 주요 혼합물의 작용으로 주제이며 바인더인 규산소다는 시멘트의 응결을 촉진하여 자칫 경화가 지연되는 단점을 개선하고 고유동화제가 감수역활을 하므로 물/시멘트 비를 적게하여 강도향상에 기여하며, 소포제가 콘크리트 매트릭스내에서 혼합시 연행된 공기를 제거하므로 비드의 주면을 더욱 긴밀이하여 경량 콘크리트에서 소홀히 되는 강도를 증가시키는 작용을 하게되는 것이다.

또한, 경량콘크리트에 혼합되는 스치로폴 비드는 원료를 팽창시켜 조성시 비중의 차이가 발생되고 각각의 비중으로 구분되어 생산되며 그에 따른 코팅의 적응성을 비교하여 보면 표 3에서와 같은 결과를 얻을 수 있는 것이다.

상기 표 3에서와 같이 비중이 무거운 것일수록 코팅의 적응성이 불량하며 그 원인은 스치로폴 비드의 표면이 가벼운 조성품보다 치밀하고 견고하여 코팅액이 쉽게 코팅되지 않은 결과치를 보였고 코팅시간을 연장한 결과 최종변화율이 상승되었음을 알수 있는 것이다.

그리고, 본 발명에 의한 경량콘크리트에 스치로폴 비드의 분포율을 가로×세로×높이가 10Cm인 정육면체를 시험용 몰드로 제작하여 첨부된 도면 제11도에서와 같이 X축은 상면과 하면에서 각각 3Cm의 간격을 가지는 기점에서 다이아몬드 컷터를 사용하여 절단하므로 상단면과 하단면의 스치로폴 비드의 분포도를 살펴보고 Y축은 중앙부를 절단하여 스치로폴 비드의 분포도를 살펴보면 표 4와 같은 결과치를 얻을 수 있는 것으로 표면이 코팅되지 않은 스치로폴 비드를 사용한 경량콘크리트를 비교예로 하여 함께 비교하면 본 발명제의 코팅제가 코팅된 스치로폴 비드의 분포가 우수함을 알 수 있는 것이다.

상기 표 4에서와 같이 스치로폴 비드에 코팅한 경량콘크리트에서 스치로폴 비드의 분포가 균일한 것을 알 수 있어 코팅되지 않은 스치로폴 비드를 사용한 경량콘코리트보다 우수한 경량 및 단열효과를 가지는 것이다.

또한, 스치로폴 비드의 표면에 코팅제가 코팅됨으로서 스치로폴 비드가 마찰에 의한 정전기의 발생을 억제시킬 수 있어 작업이 용이하며 코팅제가 무기화합물로 이루어져 난연성을 가지게 되므로 화염에 접하여도 자기소화성을 갖게 됨으로서 장기간 보관중 발생될 수 있는 화재를 예방하여 방염제를 추가하지 않아도 되는 잇점을 가지게 되는 것이다.

이와같이 본 발명은 스치로폴 비드의 표면에 무기화합물로 이루어진 코팅제로 코팅을 하므로 시멘트나 시멘트몰탈과의 혼합시 친화성을 향상시켰으며 스치로폴 비드가 마찰이나 운동에 의하여 정전기가 발생되는 것을 억제하고 작업시 스치로폴 비드가 비산되는 것을 방지하여 스치로폴 비드의 유실을 최소화 하므로 작업성을 높이고 스치로폴 비드가 성형된 경량콘크리트에 골고루 분산되도록 하여 경량과 단열효과를 높이며, 스치로폴 비드의 표면에 무기질소재가 코팅되므로 화재가 발발시 인화되어 대형화재로 번지는 것을 방지할 수 있는 장점을 가지고 있어 경량 콘크리트나 경량몰탈외에 시멘트 보드나 패널 및 블록등의 2차제품으로 성형하여 경량 및 단열소재로서 널리 사용할 수 있는 장점을 가지는 것이다.

본 발명은 토목이나 건축등의 건설공사에 사용되는 경량콘크리트에 첨가되는 경량골재중의 하나인 스치로폴 비드와 시멘트와의 친화성을 높이기 위한 코팅제에 관한 것으로서, 특히 단열이나 중량을 경량화하기 위하여 시멘트 및 시멘트몰탈에 합성수지제인 스치로폴 비드를 골재로서 혼합하여 사용할 때 스치로폴 비드와 시멘트와의 친화성을 높이고 스치로폴 비드가 고르게 분포되어 단열효과를 높일 수 있도록 하는 시멘트와의 친화성을 높인 스치로폴 비드의 코팅제에 관한 것이다.

Claims (1)

1. 입자로 이루어진 스치로폴 비드를 시멘트 및 시멘트몰탈과 혼합함에 있어 시멘트와 스치로폴비드와의 친화성을 높이도록 스치로폴 비드의 표면을 코팅하는 방법에 있어서, 무기질 바인더로 규산소다(Na₂O nSiO₂)를 중량부 40 ~ 60%와; 고른분산과 작업성을 향상시켜 주기 위해 분산성이 높은 메라인계 또는 나프탈렌계인 고유동화제를 중량부 5 ~ 12%와; 혼합시 발생되는 기포발생을 최소화하여 콘크리트 몰탈의 조직을 치밀하게 하기 위하여 실리콘소포제를 중량부 1 ~ 5%와; 스치로폴의 표면강도를 높이고 내열성을 향상시키기 위하여 #320메쉬를 통과한 규산칼슘(CaSiO₂)을 중량부 5 ~ 15%와, 규산소다의 경화와 안정화를 위하여 무기질 안료(산화철 또는 아연황)를 중량부 0.2 ~ 0.5%와; 희석제인 물을 중량부 30 ~ 45%를 혼합하여 된 것을 특징으로 하는 시멘트와의 친화성을 높인 스치로폴 비드의 코팅제.