KR101038769B1 - 친환경 무기질계 불연 컬러 모르타르 바닥재 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

친환경 무기질계 불연 컬러 모르타르 바닥재 조성물 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중 이용시설의 바닥재 공사에 적용할 무기질계 불연 컬러 바닥재 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 무중력혼합기를 이용하여 원부재료를 단계적으로 투입하고 혼합함으로써, 투입재료 입도 폭이 다양한 원부재료가 균일한 혼합이 용이하게 이루어진 모르타르 바닥재 혼합물이 제조될 수 있어, 시공 현장에서 이 모르타르 바닥재 혼합물이 희석제인 물에 빠르고 쉽게 희석될 수 있어 작업시간이 단축될 수 있고, 친환경적이며(포름알데히드 와 휘발성유기화합물 방출에 안전), 불연성의(화제 안전성 및 유독가스발생 없음) 새로운 친환경 무기질계 불연 컬러 모르타르 바닥재 조성물 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
바닥재, 컬러, 불연, 무기질, 무중력혼합기

Description

친환경 무기질계 불연 컬러 모르타르 바닥재 조성물 및 그 제조방법 { Inorganic Nonflammable Color Mortar Floor Composition For Application}
본 발명은 바닥재 조성물 및 그 제조 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 친환경적이고 불연성 및 통기성을 요하는 원부재료를 평량하여 무중력혼합기에 단계적으로 투입하고 혼합함으로써, 컬러 모르타르 바닥재 중 특히 하도(프라이머) 및 중도를 위한 조성물을 종래 드럼믹싱 방식에 의하여 제조한 것에 비하여 균일하게 혼합 제조될 수 있도록 한 새로운 무기질계 불연 컬러 모르타르 바닥재 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 학교나 공장, 상가 건물, 사무실, 식당, 지하 공동 다중시설 등의 바닥표면 마감재로서 수분의 침투를 방지하고, 작업성을 향상시키기 위하여 주로 하드너계,에폭시계,우레탄계,수지몰탈계 등이 난립하여 적용되고 있다.
특히 화학공장의 바닥과 같이 내화성이 요구되는 바닥표면의 마감재로는 불포화 폴리에스테르가 일부 사용되고 있으나, 불포화 폴리에스테르는 다른 수지에 비하여 5 내지 10%의 수축률을 나타내고 있고 또한 매우 경질의 특성을 가지고 있으므로, 콘크리트 바닥면상에 불포화 폴리에스테르를 단독으로 도포하였을 경우에 는 콘크리트 바닥면으로부터 불포화 폴리에스테르가 들뜸, 균열, 누수, 먼지, 마모, 주행소음, 오일오염 및 염화칼슘에 의한 부식 현상이 빈번히 발생하는 등의 여러가지 문제점이 있었다.
따라서 종래에 컬러 모르타르 바닥재 조성물의 시공시 3겹의 조성물을 적층하여 도포하였는 바, 도 1에 예시된 바와 같이, 일반적으로 콘크리트 바닥(1)에 직접 도포되는 가장 아래쪽 층은 하도(프라이머)(2)라 하고, 그 위에 도포하는 층을 중도(3), 그리고 가장 윗쪽에 도포하는 층을 상도(4)라 칭하였다.
그런데 이렇게 여러겹으로 바닥재를 시공하므로 시공시간이 오래 걸리고, 수분이 있는 곳에서는 조성물이 균일하게 경화되지 않으며, 수축률과 부착력이 서로 달라 층사이가 들뜰 수 있다는 등의 여러가지 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해소하기 위하여 종래에 중도용 또는 하도용 무기질 컬러 모르타르 바닥재 조성물이 제안되어 있다. 예컨대 대한민국 특허 공개번호 10-2007-0118356, 10-2007-018358의 공개공보에는 수분이 있는 곳에 용이하게 시공할 수 있음과 동시에, 시공시간을 단축할 수 있고, 무수축성이고, 넓은 시공면적을 단시간 내에 시공이 가능하며, 경화시간을 단축할 수 있는 바닥재 조성물이 공개되어 있다.
그런데, 이러한 종래 바닥재 조성물은 원부재료를 평량하여 드럼믹싱 방식으로 제조 생산하여 현장에서 직접 작업자가 핸드 믹싱하여 사용하기 때문에, 원부재료들(분말+점성이 있는 접착재 희석액) 자체가 점성이 많아 균일하게 혼합되기가 매우 어려우므로, 믹싱 시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라, 믹싱된 조성물의 균일도가 낮기 때문에 비균일적인 상태에서 시공하므로 양생시 수축현상, 들틈현상, 크랙현상 이 발생하기 쉬워서 시공된 상태의 품질이 저하될 수 있다는 단점이 있었다.
따라서 바닥재 조성물에 있어서, 각각의 원부재료를 평량하여 혼합할 때 종래 드럼믹싱 방식에 의한 것에 비하여 작업성이 용이하고 원부재료간 균일한 혼합이 이루어질 수 있으며, 혼합한 다음에도 상대적으로 오랫동안 침전이 되지않고 작업성이 향상되도록 할 수 있는 새로운 원부재료로 구성된 바닥재 조성물 및 그 제조방법에 대한 절실한 요구가 있었다.
본 발명은 상술한 종래 컬러 모르타르 바닥재 하도 또는 중도 조성물 기술에 존재하는 문제를 개선하고 다양한 추가 장점을 제공하기 위하여 발명된 것으로서, 구체적으로 무중력혼합기를 이용하여 원부재료를 단계적으로 투입하고 혼합함으로써, 입도가 각기 다른 원부재료간 균일한 혼합이 용이하게 이루어진 모르타르 바닥재 혼합물이 제조될 수 있어, 시공 현장에서 이 모르타르 바닥재 혼합물이 희석제인 물에 빠르고 쉽게 입자 사이를 침투하여 희석됨으로 기포 발생이 없고 작업시간이 단축될 수 있고, 친환경적이며, 불연성의 새로운 친환경 무기질계 불연 컬러 모르타르 바닥재 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적은 본 발명에 따라 제공되는 친환경 무기질계 불연 컬러 모르타르 바닥재 조성물 및 그 제조방법에 의하여 달성된다.
본 발명의 일 양상에 따라 제공되는 친환경 무기질계 불연 컬러 모르타르 바닥재 조성물은, 하도, 중도 및 상도의 3층을 각각 도포하여 시공하는 바닥재를 위한 조성물에 있어서, 상기 중도를 위한 조성물은 이 중도를 위한 조성물 총중량에 대하여 75중량%의 분말 상태의 중도용 무기질계 불연 컬러 모르타르 혼합물과 25중량%의 물을 함유할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 중도용 무기질계 불연 컬러 모르타르 혼합물은, 이 중도용 무기질계 불연 컬러 모르타르 혼합물 총중량에 대하여 20~30 중량%의 시멘트와, 37~47중량%의 입경 3mm ~ 0.1mm인 규회석 골재를 포함하여, 기타 첨가제로서 5~7 중량%의 팽창제, 0.005~0.015중량%의 증점제 또는 소포제, 4~6중량%의 무수석고, 4~5중량%의 300메쉬 규회석 분말, 6~8중량%의 고령토 분말, 0.15~0.25중량%의 분산제 분말, 0.005~0.015중량%의 촉진제, 2~4중량%의 안료, 5.75~5.85중량%의 재분산성 수지 분말, 및 0.5~1.5중량%의 항균제를 함유할 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 따라 제공되는 무기질계 불연 컬러 모르타르 바닥재 조성물은, 하도, 중도 및 상도의 3층을 각각 도포하여 시공하는 바닥재를 위한 조성물에 있어서, 상기 하도를 위한 조성물은 이 하도를 위한 조성물 총중량에 대하여 75중량%의 분말 상태의 세라믹 불연 모르타르 혼합물과 25중량%의 물을 함유할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하도용 세라믹 불연 모르타르 혼합물은, 이 하도용 세라믹 불연 모르타르 혼합물 총중량에 대하여 35~45 중량%의 시멘트와, 38~46중량%의 300메쉬 규회석 분말을 포함하여, 기타 첨가제로서 4~6 중량%의 고령토 분말, 4~6중량%의 재유화형 분말수지, 4~6중량%의 실리카, 0.15~0.25중량%의 팽창제, 0.2~0.3중량%의 증점제, 0.15~0.25중량%의 분산제, 0.5~1.5중량%의 항곰팡이제 또는 항균제, 및 0.4~0.6중량%의 아질산칼슘을 함유할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상에 따라 제공되는 위에 기재된 무기질계 불연 컬러 모르타르 바닥재 조성물을 제조하는 방법에 있어서, 상기 무기질계 불연 컬러 모르타르 바닥재 조성물 중 상기 중도용 무기질계 불연 컬러 모르타르 혼합물 또는 상기 하도용 세라믹 불연 모르타르 혼합물은, 시멘트 총 투입량의 10중량%와 규회석 골재 또는 분말 총 투입량의 20중량%을 무중력 혼합기에 투입하여 혼합하면서, 기타 첨가제를 투입하여 10~20초간 교반한 후, 나머지 시멘트 총 투입량의 90중량%와 규회석 골재 또는 분말 총 투입량의 80중량%을 상기 무중력 혼합기에 투입하여 25~35초 혼합하여 제조될 수 있다.
상술한 구성을 가지는 본 발명에 따르면, 점성이 강한 원부재료간 균일한 혼합이 용이하게 이루어진 모르타르 바닥재 혼합물이 제조될 수 있어, 시공 현장에서 이 모르타르 바닥재 혼합물이 희석제인 물에 빠르고 쉽게 희석될 수 있어 작업시간이 단축될 수 있고, 친환경적이며, 불연성의 새로운 할 수 있는 무기질계 불연 컬러 모르타르 바닥재 조성물 및 그 제조방법이 제공되는 등의 효과를 제공한다.
이하, 본 발명을 구체적인 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일 양상에 따라 제공되는 친환경 무기질계 불연 컬러 모르타르 바 닥재 조성물은, 하도, 중도 및 상도의 3층을 각각 도포하여 시공하는 바닥재를 위한 조성물에 있어서, 특히 중도 및 하도를 위한 조성물에 관한 것이며, 이 조성물 중 특히 분말 혼합물을 혼합하는 방법에 특징을 가지고 있다.
본 발명에 따라 제공되는 중도를 위한 조성물은 이 중도를 위한 조성물 총중량에 대하여 75중량%의 분말 상태의 중도용 무기질계 불연 컬러 모르타르 혼합물과 25중량%의 물을 함유할 수 있다. 중도용 무기질계 불연 컬러 모르타르 혼합물은 특정한 중량비율의 시멘트 및 규회석 골재 또는 분말을 주재료로 하면서, 친환경성 및 불연성 및 기타 기능을 위한 기타 첨가제를 함유한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 중도용 무기질계 불연 컬러 모르타르 혼합물의 조성비예를 보이면 아래와 같다. 아래 배합비에 있어서, 중량%는 중도용 무기질계 불연 컬러 모르타르 혼합물 총중량에 대한 비율이며, 각각의 원부재료는 분말 형태이다.
중도용 혼합물의 배합비
20~30 중량%의 시멘트,
37~47중량%의 입경 3mm ~ 0.1mm인 규회석 골재,
5~7 중량%의 팽창제,
0.005~0.015중량%의 증점제 또는 소포제,
4~6중량%의 무수석고,
4~5중량%의 300메쉬 규회석 분말,
6~8중량%의 고령토 분말,
0.15~0.25중량%의 분산제 분말,
0.005~0.015중량%의 촉진제,
2~4중량%의 무기안료,
5.75~5.85중량%의 재분산성 수지 분말,
0.5~1.5중량%의 항균제.
여기서, 시멘트는 예컨대 1종시멘트 및 Al시멘트를 사용할 수 있다. 상기 실시 예1에서 시멘트를 30 중량%보다 많이 사용하면 접착강도는 강하나, 크랙이 발생하여 바람직하지 못하고 시멘트를 20 중량% 미만으로 함유하면 접착강도가 떨어져서 결집력이 부족하여 바람직하지 못하다.
규회석 골재는 예컨대 5,6,7호사 3mm~0.1mm의 입경을 가지는 것을 사용할 수 있다. 이러한 규회석 골재 분말은 채굴된 규회석 암석(예컨대 (주)영우컴택의 충주 목벌광업소에서 채광된 것)을 여러 단계를 거쳐 파쇄하여 분말로 만든 후 기류 속에서 분산시켜 입자의 이동거리의 차를 이용하거나 침강속도의 차를 이용하여 분급하여 제조될 수 있다. 여기서 규회석 골재를 47중량%를 초과하여 함유하면 시멘트의 응집력이 떨어져 바람직하지 못하며, 규회석 골재를 37중량% 미만으로 함유하면 시멘트의 함량이 너무 과도하게 되어 크랙(균열)이 발생하기 쉬우므로 바람직하지 않다.
고령토는 SiO2, Al2O3와 같은 화학식을 가지는 세라믹 점토이다. 이 고령토 분말(이천 도자기 작업시 불량분의 폐기 고령토를 분쇄하여 세라믹화한 원료)은 물 과 혼합시 유동성이 좋고 기존 콘크리트 구조물과 통기성이 좋으며, 미립자이기 때문에 부착력도 크고, 공극에 침투하여 수분과 반응하여 돌처럼 변한다는 장점을 가진다. 일반적으로 콘크리트 구조체는 0.02~0.2 마이크로미터의 공극을 형성하므로, 이보다 작은 직경의 수증기(0.0004 마이크로미터)는 미세한 다공구조의 공극을 통하여 배출시키고 직경이 큰 물방울 및 비는 침입을 방지하는 역할을 할 수 있다. 여기서 고령토를 6중량%를 초과하여 함유하면 공극을 막아 통기성이 떨어지므로 바람직하지 못하며, 고령토를 4중량% 미만으로 함유하면 공극을 통해 침투하는 물방울을 방지할 수 없어 바람직하지 않다.
팽창제는 경화촉진제로서 사용되는데, 팽창제를 7 중량% 초과하여 함유하면 너무 빨리 수분이 증발해서 크랙이 발생하며 작업성이 떨어져 바람직하지 못하고, 팽창제를 5중량% 미만으로 함유하면 경화속도가 늦어져서 작업성은 양호하나 작업시간이 장시간 소요되어 바람직하지 못하다.
한편 증점제 또는 소포제를 0.015 중량% 초과하여 함유하면 양생시간 지연 또는 점도가 증가되어 작업성이 떨어져서 바람직하지 못하고, 증점제 또는 소포제를 0.005중량% 미만으로 함유하면 점도가 떨어져서 작업성은 좋으나 접착강도가 떨어져서 층분리가 발생할 수 있어 바람직하지 않다. 증점제로서 예컨대 PMC(poly methyl cellulose)를 사용할 수 있다. 증점제는 일반적으로 점도 증가성, 재료 분리 방지성, 보수성 부여 작업시간 확보, 윤활성, 미장성, 응집성 등의 특성을 가지고 있어서, 물, 시멘트, 분말(고령토, 규회석 분말, 실리카, 분말도 300메쉬, 비중 0.46~1mm)의 다양한 입도에 결합력을 형성하며, 침전, 층분리 현상을 막아줌으로써 안정적인 품질을 유지하여 장시간 작업을 연장할 수 있다. 소포제는 기포 발생을 억제하는 것으로서, 다량이 함유되면 기포 때문에 얼룩이 지게 되고, 함유량이 너무 적으면 다량의 핀홀이 발생하여 구조체와의 부착력이 저하되어 바람직하지 않다.
안료는 중금속을 함유하지 않은 친환경적인 무기안료를 사용하는 것이 바람직하다. 무기안료는 천연 광물성 안료라고도 불리며 자연산과 인공으로 된 종류(금속 화합물을 원료로 하여 만들어진다)가 많이 알려져 있다. 무기안료는 일반적으로 내후성 및 내약품성이 좋고 유기안료에 비해 대체로 안정하며 색이 변하지 않으며 내광성 및 내열성이 좋아 황변현상이 적다. 안료를 4중량% 초과 함유하면 짙은 컬러의 바닥재 조성물을 제조할 수 있으나, 다른 성분 등의 함량이 부족하게 되어 바닥재 조성물의 원하는 특성을 얻기 어려우므로 바람직하지 못하고, 안료를 2중량% 미만으로 함유하는 경우, 원하는 컬러를 얻기 어려우므로 바람직하지 못하다.
한편 무수석고를 6중량% 초과 함유하면 팽창성은 양호하나 고화작용이 증가되어 바람직하지 못하고, 무수석고를 4중량% 미만으로 함유하면 고화작용이 지연될 수 있다. 규회석 분말은 백색도가 92~93%이며 염기성(pH 9.9)의 물성을 가지고 용융점이 1540℃ 로 높아 단열성이 좋고 유류와의 흡착성이 좋은 고품질의 재료이며백색도가 높아 착색제 역할을 하고 안료 투입량이 적게 들어가기 때문에 별도의 백색도 증가를위한 재료 투입이 필요없는 장점을 가진다.
촉진제는 수화반응시 경화를 촉진하는 재료로서 예컨대 리튬카보네이트를 사용할 수 있다. 촉진제는 0.005~0.015중량%을 함유하는 것이 바람직하다. 촉진제가 이 함량대 미만으로 적게 함유되면 수화반응이 지연되어 연속작업이 불가능하게 될 수 있어 바람직하지 못하고, 이 함량대 초과 함유하면 급격한 수화반응이 일어나서 경화속도가 지나치게 빨라질 수 있고 이에 따라 작업성이 떨어질 수 있으므로 바람직하지 않다.
재분산성 수지 분말은 5.75~5.85중량%으로 함유되는 것이 바람직하다. 이는 예컨대 아크릴산 에스테르 공중체 조성물을 분무 건조하여 생산된 것(예컨대 특허등록번호 10-0830909호에 기재된 것)을 사용할 수 있다. 이것은 친수성이므로 중합 안정성이 우수하고 내수성, 내알칼리성 및 유동성이 좋고, 바닥면과의 접착력이 우수하고 모르타르제품에 사용시 유연성(즉 셀프레벨링), 방수성능, 크랙방수기능, 휨강도 증가, 물과 시멘트 및 골재와의 혼용성이 우수하다는 장점이 있다.
항균제는 예컨대 항곰팡이 억제제를 포함할 수 있으며 0.5~1.5중량%으로 함유할 수 있다. 이는 부식의 원인이 되는 유황산화균(H2S + 2O2 -> H2SO4)에 효과적인 구리, 은이온 등을 무기물질에 치환시켜 화학 물리적으로 안전하게 만든 제품을 시중에서 구입하여 이용할 수 있다.
이상과 같은 조성을 가진 중도용 무기질계 불연 컬러 모르타르 혼합물은, 본 발명에 따라, 무중력 혼합기에 의하여 혼합된다. 무중력 혼합기는 예컨대 특허 공개번호 특1987-0000955의 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 서로 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 수평한 바람개비 형태의 메인 집합체를 구비한다. 이러한 무중력 혼합기의 개략적인 구성이 도 2에 예시되어 있다. 무중력 혼합기에 따르면, 두 개 의 베인 집합체가 서로 반대방향으로 회전하면서, 노즐에 의해 분사되는 원부재료들이 거의 무중력 상태로 부유하면서 혼합된다. 중도용 무기질계 불연 컬러 모르타르 혼합물의 주 재료인 시멘트와 골재가 무중력 혼합기 내에서 부유하면서, 시멘트 입자가 상대적으로 표면적인 큰 골재에 달라붙어 고르게 분산될 수 있고, 이 시멘트와 골재가 혼합된 입자들 사이에 다른 미량의 첨가제들이 안착함으로써, 효과적이고 균일하게 믹싱된 혼합물로 될 수 있다는 장점이 제공된다.
이러한 효과적이고 균일한 혼합을 위하여, 본 발명에 따라, 중도용 무기질계 불연 컬러 모르타르 혼합물의 제조시, 먼저 시멘트 총 투입량의 10중량%와 규회석 골재 총 투입량의 20중량%을 무중력 혼합기에 투입하여 혼합한다. 이렇게 혼합하면서, 기타 미량의 첨가제를 한꺼번에 투입하여 10~20초간 교반한다. 이후, 나머지 시멘트 총 투입량의 90중량%와 규회석 골재 총 투입량의 80중량%을 상기 무중력 혼합기에 투입하여 25~35초간 믹싱할 수 있다.
이에 따라 제조된 중도용 무기질계 불연 컬러 모르타르 혼합물은 바닥재 시공 현장에서 희석제인 물과 혼합되어 중도 바닥재 조성물로 완성된 후, 청소 및 이물질이 제거되고 크랙이 보수된 이후 프라이머가 타설된 다음에, 중도로서 시공될 수 있다.
본 발명에 따른 중도용 바닥재 조성물을 시험하기 위하여, 무기질계 불연 컬러 모르타르 혼합물의 배합을, 25 중량%의 시멘트, 42중량%의 규회석 골재, 6중량%의 팽창제, 0.01중량%의 증점제(및 소포제), 5중량%의 무수석고, 5중량%의 300메쉬 규회석 분말, 7중량%의 180메쉬 고령토 분말, 0.2중량%의 분산제 분말, 0.01중량% 의 촉진제, 3중량%의 안료, 5.8중량%의 재분산성 수지 분말, 및 1중량%의 항균제(CLM)로 하고, 이를 무중력 혼합기에서 믹싱한 후, 물과 75:25의 중량비로 혼합하여 실시예1을 제조한 후, 한국건설산업품질 연구소에 의뢰하여 다음의 시험결과를 얻었다.
중도 시험 성적서(한국건설산업품질 연구소, KSF-4041-2004)
플로값: 217 mm
응결시간: 초결 55분, 종결 13시간 35분
휨강도: 7.5 N/mm2
압축강도: 38.3 N/mm2
부착강도: 1.9 N/mm2
내충격성: 이상없음
길이변화율: -0.02%
내마모성: 0.13 mg/mm2
규격기준(KSF-4041, 자기수평 모르타르 품질 기준)
플로값: 190 mm 이상
응결시간: 초결 1시간 이내, 종결 15시간 이내
휨강도: 6.0 N/mm2 이상
압축강도: 29 N/mm2 이상
부착강도: 1.2 N/mm2 이상
내충격성: 갈라짐 및 벗겨짐이 없을것
길이변화율: ±0.05%
내마모성: 0.15 mg/mm2 이하
아래 표1은, 상기 실시예1에 대하여, 건축물 내부 마감 재료의 난연성 기준(건설 교통부 고시 제2006-476호)에 따라 불연성 시험 및 가스유해성 시험을 한 시험결과를 보여준다.
Figure 112009001163352-pat00001
아래 표2는, 상기 실시예2에 대하여, 다중이용시설 등의 실내공기질 관리법 대통령 시행령 10조(오염물질 방출 건축자재) 2008.2.27 개정에 따라, 일반자재기준에 의해 시험한 시험결과를 보여준다.
Figure 112009001163352-pat00002
이상의 시험결과에서 본 발명에 따라 조성되고 제조된 조성물은 콘크리트 바닥면을 코팅하는 바닥재로서 적합함을 알 수 있었다.
더 나아가 본 발명의 다른 양상에 따라 친환경 무기질계 불연 컬러 모르타르 바닥재 조성물 즉 하도, 중도 및 상도의 3층을 각각 도포하여 시공하는 바닥재를 위한 조성물에 있어서, 하도 즉 프라이머를 위한 조성물을 제공한다.
본 발명에 따라 제공되는 하도를 위한 조성물은 이 하도를 위한 조성물 총중량에 대하여 75중량%의 분말 상태의 하도용 세라믹 불연 모르타르 혼합물과 25중량%의 물을 함유할 수 있다. 하도용 세라믹 불연 모르타르 혼합물은 특정한 중량비율의 시멘트 및 규회석 분말을 주재료로 하면서, 친환경성 및 불연성 및 기타 기능을 위하여 특히 세라믹(고령토) 성분을 포함하는 기타 첨가제를 함유한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 하도용 세라믹 불연 모르타르 혼합물의 조성비예를 보이면 아래와 같다. 아래 배합비에서, 중량비는 하도용 세라믹 불연 모르타르 혼합물 총중량에 대한 비율이며, 각각의 원부재료는 분말 형태이다.
하도용 혼합물의 배합비
35~45 중량%의 시멘트,
38~46중량%의 300 메쉬 규회석 분말,
4~6 중량%의 고령토 분말,
4~6중량%의 재유화형(재분산형) 분말수지,
4~6중량%의 실리카,
0.15~0.25중량%의 팽창제,
0.2~0.3중량%의 증점제,
0.15~0.25중량%의 분산제,
0.5~1.5중량%의 항곰팡이제 또는 항균제, 및
0.4~0.6중량%의 아질산칼슘.
여기서, 시멘트는 예컨대 1종 포틀랜드 시멘트를 사용할 수 있다. 상기 실시예1에서 시멘트를 45 중량%보다 많이 사용하면 접착강도는 강하나, 크랙이 발생하여 바람직하지 못하고 시멘트를 35 중량% 미만으로 함유하면 접착강도가 떨어져서 결집력이 부족하여 바람직하지 못하다. 규회석 분말을 46중량%를 초과하여 함유하면 시멘트의 응집력이 떨어져 바람직하지 못하며, 규회석 골재를 38중량% 미만으로 함유하면 시멘트의 함량이 너무 과도하게 되어 크랙(균열)이 발생하기 쉬우므로 바람직하지 않다.
한편 고령토를 6중량%를 초과하여 함유하면 공극을 막아 통기성이 떨어지므로 바람직하지 못하며, 고령토를 4중량% 미만으로 함유하면 공극을 통해 침투하는 물방울을 방지할 수 없어 바람직하지 않다. 팽창제를 0.25중량% 초과하여 함유하면 너무 빨리 경화되어 작업성이 떨어져 바람직하지 못하고, 팽창제를 0.15중량% 미만으로 함유하면 경화속도가 늦어져서 작업성은 양호하나 작업시간이 장시간 소요되어 바람직하지 못하다. 한편 증점제를 0.3중량% 초과하여 함유하면 접착강도 또는 점도가 증가되어 작업성이 떨어져서 바람직하지 못하고, 증점제를 0.2중량% 미만으로 함유하면 점도가 떨어져서 작업성은 좋으나 접착강도가 떨어져서 층분리가 발생할 수 있어 바람직하지 않다. 재유화형 수지 분말은 4~6중량%으로 함유되는 것이 바람직하며, 이러한 함유 비율을 벗어나면 크랙방수기능, 휨강도 증가, 물과 시멘트 및 골재와의 혼용성이 우수하다는 장점이 적어진다. 항균제는 예컨대 항곰팡이 억제제를 포함할 수 있으며 0.5~1.5중량%으로 함유할 수 있다.
이외에 아질산칼슘을 0.5~1.5% 함유할 수 있는데, 아질산칼슘은 구조체에 침투해서 철근의 방청기능 및 콘크리트 중성화를 차단하는 효과가 우수하다. 아질산칼슘은 물에 용해가 잘되고 다른 물질과의 친화력이 우수하다. 분산제로는 폴리카르본산 공중합 분산제 분말을 이용할 수 있다. 실리카는 무독성이며, 구조체에 입자가 깊이 침투하여 표면조직의 기공을 완전히 막아 자체 강도를 증가시킨다. 이렇게 수밀화 기능이 있어 구조물에 대해 지속적이고 반영구적인 산성화와 열화현상을 방지하는 효과를 가진다. 또한 항균성 물질을 흡착하며, 내열성이 좋고, 광분해, 자외선 흡수분해성이 뛰어나다. 이에 따라 내산성, 내유성, 내화학성, 및 내식성이 뛰어나고 구조체의 안정성을 높이는데 필수적인 원료라고 할 수 있다.
이상과 같은 조성을 가진 하도용 세라믹 불연 모르타르 혼합물은, 본 발명에 따라, 무중력 혼합기에 의하여 혼합된다. 무중력 혼합기는 상술한 바와 같이 두 개의 베인 집합체가 서로 반대방향으로 회전하는 구조를 가지며, 노즐에 의해 분사되는 원부재료들이 무중력 혼합기 내에서 거의 무중력 상태로 부유하면서 혼합될 수 있다. 하도용 세라믹 불연 모르타르 혼합물의 주 재료인 시멘트와 규회석 분말이 무중력 혼합기 내에서 부유하면서, 시멘트 입자가 상대적으로 표면적인 큰 규회석 분말에 달라붙어 고르게 분산될 수 있고, 이 시멘트와 규회석 분말이 혼합된 입자들 사이에 다른 미량의 첨가제들이 안착함으로써, 효과적이고 균일하게 믹싱된 혼합물로 될 수 있다는 장점이 제공된다.
이러한 효과적이고 균일한 혼합을 위하여, 본 발명에 따라, 하도용 세라믹 불연 모르타르 혼합물의 제조시, 먼저 시멘트 총 투입량의 10중량%와 규회석 분말 총 투입량의 20중량%을 무중력 혼합기에 투입하여 혼합한다. 이렇게 혼합하면서, 기타 미량의 첨가제를 한꺼번에 투입하여 10~20초간 교반한다. 이후, 나머지 시멘트 총 투입량의 90중량%와 규회석 분말 총 투입량의 80중량%을 상기 무중력 혼합기에 투입하여 25~35초간 믹싱할 수 있다.
이에 따라 제조된 하도용 세라믹 불연 모르타르 혼합물은 바닥재 시공 현장에서 희석제인 물과 혼합되어 하도 바닥재 조성물로 완성된 후, 청소 및 이물질이 제거되고 크랙이 보수된 이후 하도 즉 프라이머로서 타설될 수 있다.
본 발명에 따른 하도용 바닥재 조성물을 시험하기 위하여, 하도용 세라믹 불연 모르타르 혼합물의 배합을, 40 중량%의 시멘트, 43중량%의 300 메쉬 규회석 분말, 5중량%의 고령토 분말, 5중량%의 재유화형(재분산형) 분말수지, 5중량%의 실리카, 0.2중량%의 팽창제, 0.25중량%의 증점제, 0.1중량%의 분산제, 1중량%의 항곰팡이제 또는 항균제, 및 0.5중량%의 아질산칼슘으로 하고, 이를 무중력 혼합기에서 믹싱한 후, 물과 75:25의 중량비로 혼합하여 실시예2을 제조한 후, 한국건설품질관리 시험원에 의뢰하여 다음의 시험결과를 얻었다.
프라이머 시험성적( 실시예2 )
비중: 1.412 (기준 KSM-5050-2003)
건조시간: (지촉) 4시간 30분, (경화) 6시간 (기준 KSM-5050-2003)
작업성, 용기내에서의 상태, 건조후 막상태 육안검사 양호, 가사시간: 1시간(25℃)
부착강도: 1.8 N/mm2
내충격성: 이상없음 (기준 KSF-4041-2004)
이상의 시험결과에서 본 발명에 따라 조성되고 제조된 조성물은 콘크리트 바닥면을 코팅하는 바닥재로서 적합함을 알 수 있었다.
이상에서는 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 설명하였으나, 당업자라면 본 명세서에서 설명된 여러 가지 특징을 참조하고 조합하여 다양한 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 범위가 설명된 실시예에만 국한되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 함을 지적해둔다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 무기질계 불연 컬러 모르타르 바닥재 조성물 및 그 제조방법은, 공장, 상가 건물, 사무실, 식당 등의 바닥표면 마 감재로서 프라이머층, 중도층, 및 상도층을 시공하는 바닥재를 위한 조성물과 이 조성물을 제조하는 등에서 널리 이용가능하다.
도 1은 일반적인 3층 구조의 바닥재 구조를 보여주는 개략적인 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 조성물을 혼합하는 기구인 무중력 혼합기의 구조를 예시하는 개략적인 단면도.
<도면의 주요부호의 설명>
1: 콘크리트 바닥
2: 하도(프라이머)
3: 중도
4: 상도

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 하도, 중도 및 상도의 3층을 각각 도포하여 시공하는 바닥재를 위한 조성물에 있어서, 상기 중도를 위한 조성물은 이 중도를 위한 조성물 총중량에 대하여 75중량%의 분말 상태의 중도용 무기질계 불연 컬러 모르타르 혼합물과 25중량%의 물을 함유하며,
    상기 중도용 무기질계 불연 컬러 모르타르 혼합물은, 이 중도용 무기질계 불연 컬러 모르타르 혼합물 총중량에 대하여 20~30 중량%의 시멘트와, 37~47중량%의 입경 3mm~0.1mm인 규회석 골재를 포함하여, 기타 첨가제로서 5~7 중량%의 팽창제, 0.005~0.015중량%의 증점제 또는 소포제, 4~6중량%의 무수석고, 4~5중량%의 300메쉬 규회석 분말, 6~8중량%의 고령토 분말, 0.15~0.25중량%의 분산제 분말, 0.005~0.015중량%의 촉진제, 2~4중량%의 안료, 5.75~5.85중량%의 재분산성 수지 분말, 및 0.5~1.5중량%의 항균제를 함유하는 것을 특징으로 하는, 무기질계 불연 컬러 모르타르 바닥재 조성물.
  3. 삭제
  4. 하도, 중도 및 상도의 3층을 각각 도포하여 시공하는 바닥재를 위한 조성물에 있어서, 상기 하도를 위한 조성물은 이 하도를 위한 조성물 총중량에 대하여 75중량%의 분말 상태의 세라믹 불연 모르타르 혼합물과 25중량%의 물을 함유하며,
    상기 하도용 세라믹 불연 모르타르 혼합물은, 이 하도용 세라믹 불연 모르타르 혼합물 총중량에 대하여 35~45 중량%의 시멘트와, 38~46중량%의 300메쉬 규회석 분말을 포함하여, 기타 첨가제로서 4~6 중량%의 고령토 분말, 4~6중량%의 재유화형 분말수지, 4~6중량%의 실리카, 0.15~0.25중량%의 팽창제, 0.2~0.3중량%의 증점제, 0.15~0.25중량%의 분산제, 0.5~1.5중량%의 항곰팡이제 또는 항균제, 및 0.4~0.6중량%의 아질산칼슘을 함유하는 것을 특징으로 하는, 무기질계 불연 컬러 모르타르 바닥재 조성물.
  5. 청구항 2 또는 청구항 4에 기재된 무기질계 불연 컬러 모르타르 바닥재 조성물을 제조하는 방법에 있어서, 상기 무기질계 불연 컬러 모르타르 바닥재 조성물 중 상기 중도용 무기질계 불연 컬러 모르타르 혼합물 또는 상기 하도용 세라믹 불연 모르타르 혼합물은, 시멘트 총 투입량의 10중량%와 규회석 골재 또는 분말 총 투입량의 20중량%을 무중력 혼합기에 투입하여 혼합하면서, 기타 첨가제를 투입하여 10~20초간 교반한 후, 나머지 시멘트 총 투입량의 90중량%와 규회석 골재 또는 분말 총 투입량의 80중량%을 상기 무중력 혼합기에 투입하여 25~35초 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는, 무기질계 불연 컬러 모르타르 바닥재 조성물 제조방법.
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