KR100769853B1 - 자기수평성 몰탈 조성물 - Google Patents

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Abstract

응결시간이 짧아 시공성이 우수하고 부착강도 및 휨강도 등이 우수하여 10mm이하의 두께로 시공되는 경우에도 층분리 및 균열 등이 발생하지 않도록, 시멘트 30∼60중량%, 모래 30∼60중량%, 메타카오린, 실리카흄, 슬래그 미분말, 플라이애쉬 등에서 1가지 이상을 선택하여 사용하는 고미분 혼화재 0.1∼30중량%, 천연 무기안료 0.1∼10중량%, 나일론계, 아크릴계, 폴리프로필렌계 등에서 1가지 이상을 선택 조합하여 0.1∼9.0mm 범위의 길이를 갖는 섬유를 사용하는 섬유 화이버 0.0001∼3.0중량%, 수축저감제 0.1∼5.0중량%, 유동화제 0.01∼2.5중량%, 증점제 0.01∼2.5중량%, 지연제 0.01∼2.5중량%, 촉진제 0.01∼2.5중량%, 에틸렌비닐아세테이트계, 폴리비닐알콜계, 라텍스계 분말 등에서 1가지 이상을 선택 조합하여 사용하는 분말수지 0.1∼10중량%를 혼합하여 이루어지는 자기수평성 몰탈 조성물을 제공한다.
자기수평성, 몰탈, 조성물, 시멘트, 부착강도, 응결시간, 바닥, 섬유 화이버, 고미분 혼화재

Description

자기수평성 몰탈 조성물 {Self-Leveling Mortar Composition}
본 발명은 자기수평성 몰탈 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 응결시간이 짧고 유동성 및 강도가 우수한 자기수평성 몰탈 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 사무실 빌딩, 오피스텔, 백화점 등의 건축물의 경우 바닥면을 평탄화하고 수평으로 유지하기 위한 미장공정이 필수적으로 행해진다. 이러한 바닥면의 미장공정은 전문적인 기술과 경험, 노하우 등을 필요하여 숙련공에 의하여 시공되어야 하는 실정이다.
특히 최근 많은 소비자로부터 요청되는 바닥 마감재를 고품질로 시공하기 위해서는 시멘트 몰탈로 이루어지는 바닥면의 평탄화가 매우 중요하며, 건축물의 마감재로 널리 사용되는 시멘트 몰탈의 경우 작업자의 숙련 정도에 따라 평탄화 정도가 좌우되며, 시멘트와 모래 등을 혼합하는 비율에 따라 마감면의 품질이 좌우되는 실정이다.
최근에는 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 건조 수축에 의한 균열을 최소화하고 평탄성을 부여하기 위하여 자기수평성(self-leveling)을 갖는 몰탈 조성물을 사용하는 기술이 제공되고 있다. 이러한 자기수평성 몰탈 조성물은 물이 중 력에 의하여 자연스럽게 수평면을 이루는 원리를 이용한 것으로, 각각의 결합재에 적당한 유동화제를 첨가하여 물과 반죽한 슬러리 상태로 사용되며, 물과 같이 유동성을 보유하여 평탄한 수평면을 형성하게 된다.
일반적으로 자기수평성 몰탈 조성물은 시멘트 및 모래나 무기질계 분말을 주원료로 이루어지고, 일반용과 산업용, 박막형과 후막형 등으로 구분된다. 일반용은 사무실 빌딩, 백화점, 전시장, 아파트 등 일반 건물의 복도, 바닥 마감에 주로 사용되고, 산업용은 공장이나 연구실, 주차장 등의 바닥 마감에 주로 사용된다. 또 박막형은 두께 3∼20mm 정도로 시공되고, 후막형은 20mm 이상의 두께로 시공된다. 여기에서 후막형은 바닥면의 굴곡 오차에 관계없이 평활성을 얻을 수 있는 반면에, 박막형은 바닥면의 상태에 따라 완벽한 수평을 이루지 못할 우려가 있다.
종래 자기수평성 몰탈 조성물은 주로 포틀랜트 시멘트와 석회석 분말 등을 기재로 하여 골재 및 각종 혼화제 등을 혼합시킨 프리믹싱(premixing)형으로 시공 두께가 박막형의 경우에도 대략 10∼15mm 정도로 두껍게 이루어진다.
종래 자기수평성 몰탈 조성물의 경우 응결시간이 길어 시공성이 나쁘고, 부착강도 및 휨강도 등이 작아 5∼10mm 정도의 두께로 시공되는 경우 층분리 및 균열 등이 발생한다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고미분 혼화재와 섬유화이버, 분말수지 등을 사용하므로 응결시간이 짧고 유동성 및 강도가 우수한 자기수평성 몰탈 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 자기수평성 몰탈 조성물은 시멘트 30∼60중량%, 모래 30∼60중량%, 고미분 혼화재 0.1∼30중량%, 천연 무기안료 0.1∼10중량%, 섬유 화이버 0.0001∼3.0중량%, 수축저감제 0.1∼5.0중량%를 혼합하여 이루어진다.
또 본 발명의 자기수평성 몰탈 조성물은 분말수지 0.1∼10중량%를 더 첨가하여 혼합하는 것도 가능하다.
그리고 본 발명의 자기수평성 몰탈 조성물은 필요에 따라 유동화제, 증점제, 지연제, 촉진제, 방부제, 소포제 등에서 하나이상을 선택하는 기타 첨가제를 0.05∼10중량% 더 첨가하여 혼합하는 것도 가능하다.
상기 기타 첨가제에 있어서, 유동화제는 0.01∼2.5중량%, 증점제는 0.01∼2.5중량%, 지연제는 0.01∼2.5중량%, 촉진제는 0.01∼2.5중량% 범위에서 선택하여 첨가하는 것이 가능하다.
상기 시멘트로는 포틀랜드 시멘트, 백색 포틀랜드 시멘트, 알루미나 시멘트 등이 모두 사용 가능하다. 상기 시멘트로는 응결시간을 보다 짧게 하기 위하여 0.1∼5중량%의 조강 시멘트를 더 첨가하여 사용하는 것도 가능하다.
상기 모래로는 입자 크기 0.1∼0.6mm 정도 범위에서 사용하는 것이 미장 표면이 매끄럽게 형성되고 충분한 유동성을 확보하는 것이 가능하므로 바람직하다.
상기 고미분 혼화재로는 메타카오린, 실리카흄, 슬래그 미분말, 플라이애쉬 등에서 1가지 이상을 선택하여 사용하는 것이 가능하다.
상기 천연 무기안료로는 액상 안료를 사용하는 것도 가능하고, 분말 안료를 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.
상기 수축저감제로는 칼슘설포알루미네이트계 및 석고계를 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 가능하다. 또 상기 수축저감제로 시멘트 몰탈 내에서 물의 표면장력을 큰 폭으로 저감시키는 계면활성제로 일종으로 건조시에 발생하는 수축을 감소시키는 효과를 가진 혼화제이며 유기계 혼화제인 글리콜계를 선택하여 추가로 사용하는 것도 가능하다.
상기 유동화제로는 시멘트 몰탈 내에서 유동 특성을 발현시키는 소재로 멜라민계 및 나프탈렌계를 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 가능하다.
상기 증점제로는 메틸셀룰로오즈계를 재료분리저감제로 사용하는 것이 가능하다.
상기 지연제로는 시멘트 몰탈의 수화를 부분적으로 저하시켜 응결을 지연시키는 작용제로 엑시드계를 사용하는 것이 가능하다.
상기 촉진제로는 시멘트 몰탈의 응결을 촉진시키는 작용제로 카보네이트계를 사용하는 것이 가능하다.
상기 섬유화이버로는 나일론계, 아크릴계, 폴리프로필렌계 등에서 1가지 이상을 선택 조합하여 사용하고, 0.1∼9.0mm 범위의 길이를 갖는 섬유를 사용한다.
상기 분말수지로는 에틸렌비닐아세테이트계, 폴리비닐알콜계, 라텍스계 분말 등에서 1가지 이상을 선택 조합하여 사용한다.
본 발명의 자기수평성 몰탈 조성물은 원활한 혼합과 균일한 제품의 생산을 위하여 고미분 혼화재, 수축저감제, 섬유화이버, 분말수지, 천연 무기안료, 기타 첨가제 등을 선택적으로 프리믹싱(pre-mixing)한 다음, 시멘트와 모래를 혼합하면서 프리믹싱된 재료 등을 투입하여 고르게 혼합하는 과정으로 제조하는 것이 바람직하다.
상기에서 프리믹싱은 1,700∼2,500rpm 정도로 고속회전하는 0.1∼0.5㎥ 용량의 믹서를 이용하여 진행한다. 또 시멘트 및 모래와 프리믹싱된 재료 등을 함께 혼합하는 과정에서는 150∼200rpm 정도의 회전속도를 갖는 믹서를 사용한다.
상기에서 믹서에 재료를 투입하는 순서는 1차 모래, 2차 시멘트, 3차 고미분 혼화재, 4차 분말수지 및 기타 첨가제, 5차 섬유 화이버 등으로 이루어지는 것이 바람직하고, 3차 내지 5차에 투입하는 재료는 필요에 따라 선택적으로 프리믹싱하여 투입한다.
상기 프리믹싱은 고미분 혼화재, 수축저감제, 섬유화이버, 분말수지, 천연 무기안료, 기타 첨가제 등에서 2가지 이상을 필요에 따라 선택하여 행하며, 1가지 재료만 시멘트와 모래에 직접 투입하는 경우 고르게 혼합이 이루어지지 않는 특성을 갖는 재료를 혼합이 잘 이루어지는 재료와 함께 프리믹싱을 행하는 것이 바람직하다.
다음으로 본 발명에 따른 자기수평성 몰탈 조성물의 실시예를 설명하지만, 이는 본 발명을 예시하는 것이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
[실시예 1]
고미분 혼화재로 메타카오린 2중량%, 슬래그 미분말 3중량%, 플라이애쉬 5중량%, 수축저감제로 칼슘설포알루미네이트계 2중량%, 폴리에틸렌글리콜 0.15중량%, 아크릴계 및 나일론계가 혼합된 섬유길이 0.5∼5mm의 섬유화이버 0.15중량%, 에틸렌비닐아세테이트계 및 폴리비닐알콜계가 혼합된 분말수지 3.7중량%, 천연 무기안료로 Pigment Red 101 4중량%를 0.1∼0.5㎥ 용량의 믹서에 투입한 다음, 2,000rpm 정도로 고속회전시켜 고르게 혼합하는 프리믹싱(pre-mixing)을 행하고, 대용량의 믹서에 모래 40중량%를 1차 투입하고, 포틀랜드 시멘트 40중량%를 2차 투입하고, 프리믹싱된 첨가제 20중량%를 3차 투입하여 200rpm 정도의 속도로 회전시켜 혼합하는 것에 의하여 본 발명에 따른 자기수평성 몰탈 조성물의 실시예 1을 얻었다.
[실시예 2]
고미분 혼화재로 실리카흄 3중량%, 슬래그 미분말 3중량%, 플라이애쉬 5중량%, 수축저감제로 석고계 5중량%, 폴리에틸렌글리콜 0.2중량%, 폴리프로필렌계 및 나일론계가 혼합된 섬유길이 0.5∼5mm의 섬유화이버 0.2중량%, 라텍스계 및 폴리비닐알콜계가 혼합된 분말수지 4.6중량%를 0.1∼0.5㎥ 용량의 믹서에 투입한 다음, 2,000rpm 정도로 고속회전시켜 고르게 혼합하는 프리믹싱(pre-mixing)을 행하고, 대용량의 믹서에 모래 35중량%를 1차 투입하고, 포틀랜드 시멘트 40중량%를 2차 투입하고, 프리믹싱된 첨가제 21중량%를 3차 투입하고, 천연 무기안료로 Pigment Yellow 42 4중량%를 4차 투입하여 200rpm 정도의 속도로 회전시켜 혼합하는 것에 의하여 본 발명에 따른 자기수평성 몰탈 조성물의 실시예 2를 얻었다.
[실시예 3]
고미분 혼화재로 슬래그 미분말 7중량%, 플라이애쉬 8중량%, 아크릴계 및 폴리프로필렌계가 혼합된 섬유길이 0.5∼5mm의 섬유화이버 0.2중량%, 에틸렌비닐아세 테이트계 및 라텍스계가 혼합된 분말수지 6중량%를 0.1∼0.5㎥ 용량의 믹서에 투입한 다음, 믹서를 2,000rpm 정도로 고속회전시켜 고르게 혼합하는 프리믹싱(pre-mixing)을 행하고, 대용량의 믹서에 모래 35중량%를 1차 투입하고, 포틀랜드 시멘트 35중량%를 2차 투입하고, 프리믹싱된 첨가제 21.2중량%를 3차 투입하고, 수축저감제로 칼슘설포알루미네이트계 2중량%, 석고계 4중량%, 폴리에틸렌글리콜 0.15중량%를 4차 투입하고, 천연 무기안료로 Pigment Red 101 2.65중량%를 5차 투입하여 200rpm 정도의 속도로 회전시켜 혼합하는 것에 의하여 본 발명에 따른 자기수평성 몰탈 조성물의 실시예 3을 얻었다.
[실시예 4]
고미분 혼화재로 메타카오린 2중량%, 실리카 흄 3중량%, 슬래그 미분말 3중량%, 플라이애쉬 2중량%, 수축저감제로 칼슘설포알루미네이트계 2.5중량%, 석고계 5중량%, 폴리에틸렌글리콜 0.2중량%, 아크릴계 및 나일론계, 폴리프로필렌계가 혼합된 섬유길이 0.5∼5mm의 섬유화이버 0.3중량%, 에틸렌비닐아세테이트계 및 폴리비닐알콜계, 라텍스계가 혼합된 분말수지 5중량%, 천연 무기안료로 Pigment Yellow 42 2중량%를 0.1∼0.5㎥ 용량의 믹서에 투입한 다음, 믹서를 2,000rpm 정도로 고속회전시켜 고르게 혼합하는 프리믹싱(pre-mixing)을 행하고, 대용량의 믹서에 모래 35중량%를 1차 투입하고, 포틀랜드 시멘트 40중량%를 2차 투입하고, 프리믹싱된 첨가제 25중량%를 3차 투입하여 200rpm 정도의 속도로 회전시켜 혼합하는 것에 의하여 본 발명에 따른 자기수평성 몰탈 조성물의 실시예 4를 얻었다.
[비교예]
대용량의 믹서에 모래 40중량%를 1차 투입하고, 시멘트 40중량%를 2차 투입하고, 무수석고 5중량%, 슬래그 미분말 5중량%, 칼슘설포알루미네이트 클링커 5중량%, 분산제, 증점제, 소포제 등의 혼화제 5중량%를 3차 투입하여 200rpm 정도의 속도로 회전시켜 혼합하는 것에 의하여 자기수평성 몰탈 조성물의 비교예를 얻었다.
상기와 같이 얻어진 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예의 물성을 한국공업규격인 KS F 4041에 준하여 시험하고 그 결과를 다음의 표 1에 나타낸다.
항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예
플로우 (mm) 215 217 219 220 195
응결시간 (시:분) 초결 3:15 3:05 2:50 2:20 3:30
종결 7:45 6:55 6:20 5:50 10:10
휨강도 (kgf/㎠) 68.0 72.6 75.8 82.0 60.5
압축강도 (kgf/㎠) 296 310 345 364 280
부착강도 (kgf/㎠) 13.5 14.8 16.2 19.0 12.0
내충격성 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
길이변화율 (%) -0.048
내마모성 (mg/㎟) 0.148 0.142 0.140 0.130 0.190
상기한 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 자기수평성 몰탈 조성물의 실시예 1 내지 실시예 4는 비교예에 비하여 플로우가 크게 나타나므로 유동성이 우수함을 알 수 있다. 또 종결까지 걸리는 응결시간이 2시간 25분에서 4시간 20분까지 단축되므로, 시공에 소요되는 시간은 크게 절약하는 것이 가능하다. 그리고 휨강도, 압축강도, 부착강도가 비교예에 비하여 향상됨을 알 수 있으며, 수축에 따른 길이변화가 적음을 알 수 있다.
상기에서는 본 발명에 따른 자기수평성 몰탈 조성물의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 자기수평성 몰탈 조성물에 의하면, 고미분 혼화재, 섬유 화이버, 분말수지 등을 사용하므로, 응결시간이 짧아 시공성이 우수하며, 부착강도 및 휨강도 등이 우수하여 3∼10mm 정도의 두께로 바닥면을 시공하는 경우에도 층분리 및 균열이 발생하지 않는다.
또 본 발명에 따른 자기수평성 몰탈 조성물에 의하면, 고미분 혼화재, 섬유 화이버, 분말수지 등을 프리믹싱하므로, 소량으로 첨가되는 재료가 고르게 혼합되어 전체적으로 균일한 물성을 갖게 된다.

Claims (5)

  1. 시멘트 30∼60중량%, 모래 30∼60중량%, 고미분 혼화재 0.1∼30중량%, 천연 무기안료 0.1∼10중량%, 섬유 화이버 0.0001∼3.0중량%, 수축저감제 0.1∼5.0중량%, 기타 첨가제 0.05∼10중량%를 혼합하여 이루어지는 자기수평성 몰탈 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    분말수지 0.1∼10중량%를 더 첨가하여 혼합하는 자기수평성 몰탈 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 기타 첨가제는 유동화제 0.01∼2.5중량%, 증점제 0.01∼2.5중량%, 지연제 0.01∼2.5중량%, 촉진제 0.01∼2.5중량% 중에서 하나이상을 선택하여 첨가하고,
    상기 유동화제로는 멜라민계 및 나프탈렌계를 단독 또는 혼합하여 사용하고,
    상기 증점제로는 메틸셀룰로오즈계를 재료분리저감제로 사용하고,
    상기 지연제로는 엑시드계를 사용하고,
    상기 촉진제로는 카보네이트계를 사용하는 자기수평성 몰탈 조성물.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한항에 있어서,
    상기 고미분 혼화재로는 메타카오린, 실리카흄, 슬래크 미분말, 플라이애쉬 중에서 1가지 이상을 선택하여 사용하고,
    상기 수축저감제로는 칼슘설포알루미네이트계, 석고계, 유기계 혼화제인 글리콜계 중에서 1가지 이상을 선택하여 사용하고,
    상기 섬유화이버로는 나일론계,아크릴계,폴리프로필렌계 중에서 1가지 이상을 선택 조합하여 사용하고, 0.1∼9.0mm 범위의 길이를 갖는 섬유를 사용하고,
    상기 분말수지로는 에틸렌비닐아세테이트계, 폴리비닐알콜계, 라텍스계 분말 중에서 1가지 이상을 선택 조합하여 사용하는 자기수평성 몰탈 조성물.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 고미분 혼화재, 수축저감제, 섬유화이버, 분말수지, 천연 무기안료, 기타 첨가제 중에서 2가지 이상을 선택하여 1,700∼2,500rpm으로 고속회전하는 0.1∼0.5㎥ 용량의 믹서를 이용하여 프리믹싱을 행하는 자기수평성 몰탈 조성물.
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