KR100519838B1 - 건축물의 보수재 또는 마감재용 폴리머 시멘트 모르터조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내구성능이 저하된 바닥마감의 성능복원을 위해 열화된 콘크리트의 보수, 타일표면의 마감, 낡고 더러워진 바닥재의 보수 등 건축물의 리-모델링 뿐만 아니라 신축건물의 주차장 등의 바닥마감재 공법에 적합한 재료인 폴리머 시멘트 모르터 조성물에 관한 것으로서, 재유화형 분말 수지 또는 폴리머 에멀젼과 시멘트 모르터의 특성을 복합적으로 이용함으로써, 부착강도 및 내구성이 우수하고 시공이 용이한, 건축물의 보수재 또는 마감재용 폴리머 시멘트 모르터 조성물에 관한 것이다.

본 발명에 의한 건축물의 보수재 또는 마감재용 폴리머 시멘트 모르터 조성물은, 백시멘트 30 내지 60 중량부, 규사 30 내지 50 중량부, 탄산칼슘 10 내지 20 중량부, 재유화형 분말수지로 이루어진 에틸렌 비닐 아세테이트-비닐 바사테이트 공중합물 계열의 재분산성 폴리머, 폴리아크릴계 재분산성 폴리머, 또는 이들의 혼합물 2 내지 6 중량부, 실리콘계 소포제 0.2 내지 0.6 중량부, 셀루로오스 염 0.01 내지 0.2 중량부, 및 나프탈렌-포름알데히트 설페이트 축합물을 주성분으로 하는 유동화제 0.5 내지 1.0 중량부가 혼합된 것을 특징으로 한다.

Description

건축물의 보수재 또는 마감재용 폴리머 시멘트 모르터 조성물{Polymer cement mortar composition for maintenance materials or finishing materials of building}

본 발명은 내구성능이 저하된 바닥마감의 성능복원을 위해 열화된 콘크리트의 보수, 타일표면의 마감, 낡고 더러워진 바닥재의 보수 등 건축물의 리-모델링 뿐만 아니라, 신축건물의 주차장 등의 바닥마감재 공법에 적합한 재료인 폴리머 시멘트 모르터 조성물에 관한 것으로서, 재유화형 분말 수지 또는 폴리머 에멀젼과 시멘트 모르터의 특성을 복합적으로 이용함으로써, 부착강도 및 내구성이 우수하고 시공이 용이한, 건축물의 보수재 또는 마감재용 폴리머 시멘트 모르터 조성물에 관한 것이다.

폴리머 모르터 복합체와 관련하여, 한국 공개특허 특2000-0000485에서는, 폴리머 모르터를 제조함에 있어 불포화 폴리에스테르 모르터 수지를 결합재로 하여 금형몰드에 넣고 20℃에서 양생하여 제조하는 것을 개시하였다. 그러나, 이 발명은 결합재로 오르토프탈산염계 불포화 폴리에스테르, 충전재, 골재, 폴리스티렌수지(PS), 발포폴리스티렌(EPS)/폴리스티렌수지(PS), 메틸에틸케톤 퍼옥사이드 등을 사용함으로 인하여 양생이 곤란하고, 일반 건축물에서 다양한 형태로의 적용이 불편하여 활용범위가 성형품에만 국한되는 단점이 있다.

또한, 한국공개특허 특2001-0046911에서는 폴리머 모르터와 시멘트 모르터 복합체를 제조함에 있어 중앙에 제거 가능한 격막을 설치한 후 모르터가 경화되기 전에 격막을 제거하여 모르터를 혼합시키는 방법을 제시하고 있다. 이 발명은 폴리머 성분으로 불포화 폴리에스테르 수지를 사용하고 있으며, 별도로 시멘트 모르터를 제조하여 혼합하는 공정을 거친다. 그러나, 이 발명도 다양한 형태로의 적용이 필요한 건설 시공현장에서 사용이 불가능한 문제점이 있다.

상기의 특허에 의해 개시된 성분 이외에도 일반적으로 사용되는 재료로서 에폭시 수지, 우레탄 수지 등이 있다. 그러나, 이러한 수지들은 반드시 주제와 경화제, 기타 첨가제를 사용하여야 하는데, 이들 주제 및 경화제는 휘발성 재료로서 사용시 환경적인 문제를 유발한다. 또한, 이들 에폭시 및 우레탄 수지는 물이 있는 곳에서는 사용이 곤란하며, 사용 후에도 물 또는 습기에 의해 많은 하자가 발생하는 실정이다.

불포화 폴리에스테르계 폴리머 시멘트 모르터재는 주제인 불포화 폴리에스테르 수지와 경화제 및 촉진제 등으로 이루어진다. 여기에 충전재나 기타 재료를 첨가하여 조합한 것을 폴리에스테르수지 폴리머 시멘트 모르터라 하는데, 이것은 주제에 경화제 및 촉진제를 각각 소량첨가 혼합할 경우 주제중의 불포화 폴리에스테르 단량체가 상온에서 공중합 반응하고 겔상태를 거쳐 불용, 불융의 열경화성 중합체가 되는 성질을 이용한 것이다. 따라서, 이들은 열경화성 수지계 재료라 할 수 있으며, 본 발명에서 이루고자 하는 상온에서 물을 이용한 고강도, 고부착 성능을 발휘하는 폴리머 시멘트 모르터 재료와는 매우 상이하다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 기존의 폴리머 보수재 및 마감재가 별도의 경화제를 사용해야 하고, 휘발성 재료를 사용하여 시공해야 하는 문제점을 개선하기 위하여 시멘트를 주재료로 하여 수경화성을 도입하고, 시멘트 재료의 취약점인 취성파괴 및 낮은 부착력의 개선을 위하여 재분산성 폴리머를 사용하며, 기타 시멘트 분산제 등의 재료를 사용함으로써, 시공장비나 시공장소에 구애받지 않고 시공가능하고, 기존에 시공된 재료의 제거없이 적용가능한, 건축물의 보수재 또는 마감재용 폴리머 시멘트 모르터 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 콘크리트와의 친화성이 우수한 재분산성 폴리머 및 시멘트를 주재료로 사용함으로써, 신축건물의 콘크리트 표면에 마감재로 시공할 수 있고, 기존에 사용되어진 타일, 에폭시 수지 마감재, 우레탄 수지 마감재, 기타 레진 모르터 등의 표면 위에 안정하게 시공될 수 있는, 건축물의 보수재 또는 마감재용 폴리머 시멘트 모르터 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 건축물의 보수재 또는 마감재용 폴리머 시멘트 모르터 조성물은, 백시멘트 30 내지 60 중량부, 규사 30 내지 50 중량부, 탄산칼슘 10 내지 20 중량부, 재유화형 분말수지로 이루어진 에틸렌 비닐 아세테이트-비닐 바사테이트 공중합물 계열의 재분산성 폴리머, 폴리아크릴계 재분산성 폴리머, 또는 이들의 혼합물 2 내지 6 중량부, 실리콘계 소포제 0.2 내지 0.6 중량부, 셀루로오스 염 0.01 내지 0.2 중량부, 및 나프탈렌-포름알데히트 설페이트 축합물을 주성분으로 하는 유동화제 0.5 내지 1.0 중량부가 혼합된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 건축물의 보수재 또는 마감재용 폴리머 시멘트 모르터 조성물에 있어서, 상기 에틸렌 비닐 아세테이트-비닐 바사테이트 공중합물 계열의 재분산성 폴리머 및 폴리아크릴계 재분산성 폴리머는, 폴리머 시멘트 모르터의 부착강도를 향상시키고, 시멘트 모르터 내부에 점착성 필름을 형성시키기 위한 재료로 사용되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 건축물의 보수재 또는 마감재용 폴리머 시멘트 모르터 조성물에 있어서, 상기 셀루로오스 염 및 나프탈렌-포름알데히트 설페이트 축합물을 주성분으로 하는 유동화제는, 폴리머 시멘트 모르터의 분무 시공성 및 작업성을 확보하기 위해 사용되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 건축물의 보수재 또는 마감재용 폴리머 시멘트 모르터 조성물은, 기본재료로 백시멘트, 입도 크기가 제어된 인조규사, 콘크리트 및 타일 등에 대한 부착력을 증대시키기 위한 폴리머 에멀젼, 및 통기성을 발현해 주는 실리콘계 폴리머를 사용한다.

재유화형 분말수지는, 합성수지 에멀젼을 건조 분무시킨 것으로서 물을 가했을때 재유화(Redispersion)되는 아크릴계, 초산비닐계, 염화비닐계 등의 합성수지이며, 시멘트계 경화체의 압축강도, 휨강도, 접착강도, 내구성, 내마모성, 방수성능 등을 향상시키는 특성을 갖는다.

본 발명에서는 재유화형 분말수지로서 에틸렌 비닐 아세테이트-비닐 바사테이트 공중합물 계열의 재분산성 폴리머를 사용는데, 이 재분산성 폴리머는 다른 시멘트 혼화용 폴리머에 비하여 취급이 편리할 뿐만 아니라, 내수성, 내알카리성, 및 내후성이 우수한 필름을 형성한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 실리콘계 소포제는 유화상태가 우수하며 취급이 용이하고, 소량으로도 뛰어난 억포 및 소포력을 나타낸다.

본 발명에서는 유동화제로서 나프탈렌-포름알데히트 설페이트 축합물을 주성분으로 하는 유동화제를 사용하는데, 이 유동화제는 초기강도를 증진시키고, 강도의 손실없이 높은 작업성 및 유동성을 부여한다.

이하, 실시예를 들어 본 발명의 구성 및 발명 효과를 보다 상세하게 설명한다. 아래의 실시예는 본 발명의 내용을 설명하나, 본 발명의 내용이 여기에 한정되지는 않는다.

<실시예 1>

실시예 1에서는 백시멘트 800g, 정선된 백규사 1000g, 정선된 탄산칼슘 200g, 에틸렌 비닐 아세테이트-비닐 바사테이트 공중합물 계열의 재분산성 폴리머 50g, 실리콘계 소포제 4g, 셀루로오스 염 0.3g, 나프탈렌-포름알데히트 설페이트 축합물을 주성분으로 하는 유동화제 15g을 건식으로 완전하게 혼합한 후, 물을 430g 첨가한 후 1분당 회전수 20으로 서서히 5분간 교반하였다. 혼합물을 압력 5기압 이상에서 시멘트 모르터 콘으로 분무 시공하였다.

<실시예 2>

실시예 2에서는 백시멘트 1000g, 정선된 백규사 1000g, 정선된 탄산칼슘 200g, 에틸렌 비닐 아세테이트-비닐 바사테이트 공중합물 계열의 재분산성 폴리머 25g, 폴리아크릴계 재분산성 폴리머 25g, 실리콘계 소포제 4g, 셀루로오스 염 0.5g, 나프탈렌-포름알데히트 설페이트 축합물을 주성분으로 하는 유동화제 20g을 건식으로 완전하게 혼합한 후, 물을 430g 첨가한 후 1분당 회전수 20으로 서서히 5분간 교반하였다. 혼합물을 압력 5기압 이상에서 시멘트 모르터 콘으로 분무 시공하였다.

본 발명의 특성을 확인하기 위하여, 상기에서 제조된 폴리머 시멘트 모르터의 물성을 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.

항 목	단위	측정결과	측정방법
1. 타일과의 부착강도	kgf/cm2	8.5	KS F 4715-97
2. 모르터와의 부착강도	kgf/cm2	21	KS F 4715-97
3. 내충격성	육안관찰	이상 없음	KS F 4715-97
4. 난연성		난연1급	KS F 2271-98

1. 강도 및 부착강도

주택의 천정이나 벽체에 사용되는 마감재는 굳이 강도가 클 필요는 없다. 그러나, 바닥 마감재는 일정이상의 강도가 요구된다. 특히, 부착강도는 제품 자체의 특성을 좌우한다고 보아야 할 것이다.

또한, 리-모델링을 위해서는 기존에 사용한 재료를 제거하여야 하나, 기존에 사용되어진 재료가 완전하게 제거되지 않을 수 있다는 점을 감안한다면, 기존에 사용되어진 재료의 표면 위에 덧씌우는 작업이 필요하다. 이때, 기존 재료와의 부착성능이 무엇보다도 중요하다.

본 발명의 폴리머 시멘트 모르터는 모르터와의 부착강도가 21kgf/㎠ 정도로 나타나는데, 이는 시멘트와 재유화형 분말수지와의 이상적인 조화로 인하여 재유화형 폴리머와 혼용된 시멘트가 콘크리트 피착면(천장, 벽, 바닥)에 침투되어 콘크리트층과 일체화를 이루기 때문이다.

또한, 본 발명은 시멘트 페이스트내 개기공 상태의 불안정한 구조를 혼련과정에서 폐기공 상태의 매우 안정적인 구조(폐기공 내부를 재유화형 폴리머로 코팅)로 형성시킴으로써, 2차적으로 물이 혼입되어도 수축이나 벽, 바닥의 갈라짐이 전혀 없다.

2. 연 소 성

일반적인 에폭시나 우레탄 마감재는 난연재료의 첨가로 자기소화성은 있지만, 화재시 연소하는 가연성 물질이다. 따라서, 시공이나 보관시에 화기와 접촉하지 않도록 충분한 주의가 필요하며, 내부 마감재로의 시공도 피하여야 한다. 이를 보완하기 위하여 본 발명의 폴리머 시멘트 모르터는 원재료 자체가 불연재로 구성되어 있어 불에 타지 않고, 화재시 연기도 발생되지 않으므로 건축물 내부의 마감재로 적합한 재료라고 할 수 있다.

3. 유 해 성

무기질 섬유상의 내외장인 암면, 유리면 등은 시공시 피부와 접촉하면 자극을 유발하는 문제가 있고, 반면 유기계 개보수재는 연소시 연소가스로부터 유독성 물질이 배출되는 위험이 있다. 특히, 요소 수지를 적용하여 만든 마감재는 사용중 인체에 해로운 포름알데히드가 방출되어 캐나다 및 미국 일부 지역에서는 사용을 금지하고 있다.

이러한 유해성을 배제하기 위해서 본 발명의 폴리머 시멘트 모르터는 섬유상 물질인 암면, 유리면 등을 사용하지 않고, 일반적인 실리카를 시멘트와 함께 혼용하여 제조함으로써 피부와 접촉시 자극이 없고, 화재시 연소되지 않으며, 유독가스 또한 배출되지 않는다.

본 발명에 따른 건축물의 보수재 또는 마감재용 폴리머 시멘트 모르터 조성물은, 시멘트 모르터의 장점과 폴리머의 장점이 결합된 복합재료로서, 콘크리트, 타일, 금속 등에의 부착력이 우수하여 노후화 및 열화된 건축물의 개·보수용뿐만 아니라, 신축 건축물의 내·외장 마감용으로 사용될 수 있다.

Claims (3)

1. 백시멘트 30 내지 60 중량부, 규사 30 내지 50 중량부, 탄산칼슘 10 내지 20 중량부, 재유화형 분말수지로 이루어진 에틸렌 비닐 아세테이트-비닐 바사테이트 공중합물 계열의 재분산성 폴리머, 폴리아크릴계 재분산성 폴리머, 또는 이들의 혼합물 2 내지 6 중량부, 실리콘계 소포제 0.2 내지 0.6 중량부, 셀루로오스 염 0.01 내지 0.2 중량부, 및 나프탈렌-포름알데히트 설페이트 축합물을 주성분으로 하는 유동화제 0.5 내지 1.0 중량부가 혼합된 것을 특징으로 하는 건축물의 보수재 또는 마감재용 폴리머 시멘트 모르터 조성물.
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