KR19980035124A - 박막형 시멘트계 자기평탄성 몰탈 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 종래의 시멘트계 자기평탄성 상조성물이 시공 두께에 제약을 받는 점을 획기적으로 개선하여 박막 두께의 시공이 가능토록 제조된 시멘트계 자기평탄성 박막 몰탈 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, (가) 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 칼슘알루미노설페이트 70 중량% 이상, 디칼슘실리케이트 20 중량% 이상을 함유하는 칼슘설포알루미네이트계 클링커 5 내지 50 중량부, 비표면적이 3,00 내지 8,000㎠/g의 범위가 되도록 분쇄, 분급된 무수 석고 5 내지 50 중량부, 고미분말 슬래그 5 내지 50 중량부를 함유하는 4성분계 시멘트 상조성물; (나) (가)의 상조성물 100 중량부에 대하여, 최대 입경이 0.315mm 이하의 입도로 조절된 미세 골재 100 내지 200 중량부; (다) (가)의 상조성물 100 중량부에 대하여 분산제, 보수제, 비닐아세테이트계 폴리머, 소포제 등의 유기 혼화제로 구성된 혼화제 조성물 2 내지 5 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막형 시멘트계 자기평탄성 몰탈 조성물에 관한 것이다.

Description

박막형 시멘트계 자기평탄성 몰탈 조성물
본 발명은 박막형 시멘트계 자기평탄성 몰탈 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래의 시멘트계 자기평탄성 상조성무리 시공 두께에 제약을 받는 점을 획기적으로 개선하여 박막 두께의 시공이 가능토록 제조된 박막(薄膜)형 시멘트계 자기평탄성 몰탈 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 대부분의 시멘트계 자기평탄성 상조성물은 오피스텔, 백화점 등과 같은 상업용 건축물의 바닥 미장시 시공 두께가 약 10mm 이상이어야만 물리적 성능이 발현되는 제약이 있다.
시멘트계 자기평탄성 상조성물에 관하여는 대한민국 특허공고 제85-1252호, 특허공개 제92-11951호 및 제94-8510호, 일본국 특허공개 소57-92558호 동 소58-41746호, 동 소59-35052호 및 동 소60-195046호 등에 게재되어 있다.
그러나, 상기한 대한민국 특허공고 제85-1252호, 특허공개 제92-11951호 및 일본국 특허공개 소57-92558호, 소60-195046호 등은 주결합재로서 포틀랜드 시멘트, 또는 포틀랜드 시멘트와 석회석 분말(또는 플라이애쉬, 슬래그 분말 등)을 기재로 하여 골재 및 각종 혼화제 조성물등을 미리 혼합시킨 예비혼합형의 시멘트계 자기평탄성 상조성물로서, 이 조성물은 주로 시공 두께가 약 10 내지 15mm로 제한되어 있다.
상기한 시멘트계 자기평탄성 상조성물로 시공을 할 경우, 일반적으로 건축물 바닥의 슬래브를 시공할 때는 콘크리트의 반죽 질기를 나타내는 슬럼프 값을 크게 하지 않기 때문에 경화 후의 표면 마감 정도가 불량하게 됨에 따라 바닥의 평탄성을 유지할 수 없게 되어 표면에 심한 요철 차이가 발생하게 된다.
이때문에 상기한 시멘트계 자기평탄성 상조성물로 제조한 몰탈 조성물로 광범위한 면적을 시공할 때는 국부적으로 실제 최소 시공두께가 대부분 약 5mm 이하의 박막 두께로 시공되는 경우가 있다. 바닥의 시공두께가 박막으로 형성되면 모재(母材)인 콘크리트와의 부착성능 저하, 마감재로 자체의 내력(耐力)부족, 단면 부족에 따른 수축응력의 과대 등에 기인한 들뜸현상 등 바닥마감재 자체의 구조적 문제를 갖게 된다.
본 발명의 목적은 상술한 종래 기술상의 문제점들을 해결하기 위해 통상의 포틀랜드 시멘트, 칼슘설포알루미네이트계 클링커, 무수 석고 및 슬래그 미분말로 이루어진 4성분계의 상조성물을 주결합재로 하고, 여기에 각종 혼화제 조성물을 첨가하여 유동성을 향상시키므로써 바닥 미장시 별도의 평탄성 작업을 할 필요없이 간단하게 수평상면이 형성될 뿐만 아니라 시공후 약 6시간 내지 12시간 이내에 후속 작업이 가능한 것은 물론, 박막 시공에서 기인하는 균열이나 바닥과의 들뜸이 전혀 없는 박막형 시멘트계 자기평탄성 몰탈 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명은, (가) 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 칼슘알루미노설페이트 70 중량% 이상, 디칼슘실리케이트 20 중량% 이상을 함유하는 칼슘설포알루미네이트계 클링커 5 내지 50 중량부, 비표면적이 3,00 내지 8,000㎠/g의 범위가 되도록 분쇄, 분급된 무수 석고 5 내지 50 중량부, 고미분말 슬래그 5 내지 50 중량부를 함유하는 4성분계 시멘트 상조성물; (나) (가)의 상조성물 100 중량부에 대하여, 최대 입경이 0.315mm 이하의 입도로조절된 미세 골재 100 내지 200 중량부; (다) (가)의 상조성물 100 중량부에 대하여 분산제, 보수제, 비닐아세테이트계 폴리머, 소포제 등의 유기 혼화제로 구성된 혼화제 조성물 2 내지 5 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막형 시멘트계 자기평탄성 몰탈 조성물인 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서는 시멘트 성분으로 바람직하기로는 통상의 포틀랜드 시멘트를 사용하며, 시공성과 경제성 등을 고려하여 중용열, 조강 및 초조강 포틀랜드 시멘트 등을 사용할 수 있다. 특히, 긴급 상미장 공사와 같은 특수 용도에서는 초속경 시멘트 또는 알루미나 시멘트 등의 속경성 시멘트를 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 칼슘설포알루미네이트 클링커로는 70 중량% 이상의 칼슘알루미노설페이트(3CaO·3Al2O3·CaSO4)와 20 중량% 이상의 디칼슘실리게이트(2Cao·SiO2)로 이루어진 클링커를 비표면적이 3,000 내지 4,000㎠/g이 되도록 롤러밀로 분쇄한 것을 사용하며, 시멘트 성분 100 중량부에 대하여 5 내지 50 중량부를 첨가한다. 칼슘설포알루미네이트 클링커를 상기 범위로 첨가하면 안정된 수화광물을 형성하여 강도 발현이 우수할 뿐만 아니라 건조 수축이 전혀 없어 건축물의 요철차에 따라 불가피하게 발생되는 박막 두께에 대한 물리적 안정성을 확보할 수 있게 된다.
무수 석고는 비표면적이 3,000 내지 8,000㎠/g이 되도록 분쇄하여 시멘트 성분 100 중량부에 대하여 5 내지 50 중량부를 첨가한다. 무수 석고는 상기한 칼슘설포알루미네이트 클링커의 칼슘알루미노설페이트와 수화 반응하여 에트린자이트(3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O)의 생성을 더욱 촉진시켜 조기에 높은 강도를 발현하고, 수화물의 팽창압에 의해 수축을 막아주는 역할을 한다. 또한, 칼슘설포알루미네이트 클링커 광물 중에서 디칼슘실리케이트는 칼슘 실리케이트 수화물(이하 C-S-H라 함)을 생성시켜 장기적인 재령에도 높은 강도를 유지하게 해준다.
본 발명에 있어서, 고미분말 슬래그는 고효율 분쇄·분급기를 이용하여 비표면적이 8,000 내지 10,000㎠/g이 되도록 입도조정되어 상기 시멘트 100 중량부에 대하여 5 내지 50 중량부를 첨가한다. 일본국 특허공개 소57-92558호와 소60-195046호 등에서 시멘트에 슬래그나 플라이애쉬 등의 혼합물을 기재로 사용하는 시멘트계 자기평탄성 상조성물이 사용되었으나, 대개 분말도가 낮은 슬래그가 사용되어 그 역할이 단순히 증량재에 한정되었다.
그러나, 본 발명에서는 고미분말 슬래그를 상기한 범위로 첨가하므로써 증량효과 뿐만 아니라 슬러리의 유동성과 점성을 동시에 확보할 수 있는 이점이 있어 통상의 시멘트계 자기평탄성 상조성물에 첨가되는 각종 유기 혼화제의 양을 절감시킬 수 있는 장점을 동시에 얻을 수 있게 된다.
본 발명에 따른 박막형 시멘트계 자기평탄성 몰탈 조성물에는 상기 4성분계 조성물 이외에 입도조정된 미세 골재가 첨가되는데, 골재는 강모래, 규사, 석회석사 및 슬래그사 등 종래의 시멘트 몰탈용 미세 골재가 사용될 수 있다. 본 발명에서는 최대입경이 0.315mm 이하인 입도 범위를 갖도록 미세골재를 체가름하여 상기 4성분계 조성물 100 중량부에 대하여 100 내지 200 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다.
미세 골재로서 입경이 0.315mm 이상인 입도를 갖는 골재를 사용하면 바닥의 요철차에 의해 발생되는 박막 시공 부위에 골재의 치수 불안정에 의해 야기되는 미세한 변형으로 인해 미세 균열이 발생하게 되고, 이러한 미세균열은 점진적으로 전파되어 결국 바닥과의 들뜸현상이 발생하게 된다.
또한, 입도조정 골재의 첨가량이 200 중량부를 넘게 되면 가수혼합물의 표면이 거칠어져 매끄러운 상면을 형성할 수 없게 된다.
본 발명에서는 또한 분산제, 보수제, 비닐아세테이트계 폴리머, 소포제 등의 유기 혼화제 적량, 바람직하기로는 4성분계 상조성물 100 중량부에 대하여 2 내지 5 중량부를 4성분계 상조성물과 유기 혼화제의 혼합물에 첨가할 수 있다.
상기 혼화제 조성물의 주요 성분으로서 분산제로는 나프탈린, 멜라민, 리그닌술폰산계 축합물 및 비이온계 계면활성제 등이 사용될 수 있다.
보수제로는 대개 2% 수용액의 점도가 4,000 내지 15,000cps 인 통상의 셀룰로스계 에스테르 화합물이 많이 사용되는데, 이를 사용한 상조성물은 점도가 높아 대규모 건축물 바닥 시공시 혼합에 어려움이 있을 뿐만 아니라 박막 미장에 따른 고유동성을 발현하지 못하는 단점이 있다.
그러므로, 본 발명에서는 이러한 단점을 해결하기 위하여 비닐아세테이트계 폴리머 및 2% 수용액의 점도가 20 내지 2,000cps인 셀룰로스계 에스테르 화합물 및 소포제를 함께 첨가하므로써 유동성, 보수성, 소포성의 기능이 우수하고 기포 발생이 없으며, 강도가 우수하여 시공 1일 후에 연속 공정이 가능하고 균열이 없는 최적의 박막형 시멘트계 자기평탄성 몰탈 조성물을 형성할 수 있다. 본 발명에 있어서, 보수제로는 메틸셀룰로스, 히드록시에틸셀룰로스, 히드록시프로필메틸셀룰로스 등이 사용될 수 있고, 소포제로는 실리콘계, 광물유계 및 유기계 소포제가 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 시멘트-칼슘설포알루미네이트 클링커-무수 석고-고미분말 슬래그로 이루어진 4성분계 상조성물을 사용하면, 종래에 시멘트계 자기평탄성 몰탈 조성물이 100 중량부에 요구되는 단위 수량 20 내지 24 중량부를 18 내지 22 중량부로 감소시켜 강도, 마모성, 건조수축에 의한 균열억제, 박막 시공에 의한 들뜸, 박리 등의 문제점을 획기적으로 개선한 박막형 시멘트계 자기평탄성 몰탈 조성물을 제조할 수 있다.
[실시예]
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
실시예 1 내지 8
먼저, 포틀랜드 시멘트(쌍용양회(주) 제품), 칼슘알루미노설페이트 72 중량%, 디칼슘실리게이트 21%를 함유하는 클링커를 비표면적 3750㎠/g로 분쇄한 칼슘설포알루미네이트 클링거, 비표면적 8,000㎠/g으로 분쇄된 무수 석고 및 비표면적 10,000㎠/g로 분쇄된 고미분말 슬래그를 다음 표 1에 기재된 함량으로 혼합하여 4성분계 시멘트 상조성물을 제조하였다.
이어서, 상기 4성분 시멘트 상조성물 100 중량부에 대하여 골재 성분으로 최대 입경이 0.315mm 이하로 입도조정된 규사와 분산제, 보수제 및 소포제 등로 이루어진 혼화제 조성물의 성분을 다음 표 1에 기재된 함량으로 혼합하여 박막형 시멘트계 자기평탄성 상조성물을 제조하였다.
표 1에 기재된 성분과 함량에 따라 제조된 각각의 조성물을 실시예 1 내지 8로 하였다.
상기한 바와 같이 제조된 박막형 시멘트계 자기평탄성 몰탈 조성물의 물성을 시험하고, 그 결과를 다음 표 2에 기재하였다.
비교예 1 내지 5
다음 표 1에 따라 각 성분들을 기재된 함량으로 혼합하여 상기 실시예와 동일한 방법으로 시멘트계 자기평탄성 상조성물을 제조하여, 각각을 비교예 1 내지 비교예 5로 하였다(단, 이때 무수 석고는 통상의 화학 무수 석고(분발도 2,850㎠/g을 사용하였다).
상기한 바와 같이 제조된 시멘트계 자기평탄성 상조성물의 물성을 시험하고, 그 결과를 다음 표 2에 기재하였다.
[표1]
* 혼화제 혼합물
-분산제: 멜라민설폰산포름알데히드계 고축합물
-증점제: 하이드록시에틸셀룰로스, 2% 수용액 점도 20cps
-소포제: 실리콘계 소포제
-비닐아세테이트계 폴리머
[표2]
주: 1) 유동성 변화: 2개의 PVC관(Ø 51×H50mm)에 슬러리를 각각 충진한 후 즉시 및 30분간 방치 후 수직으로 들어올렸을 때 퍼진 직경
2) 응결시간: JIS R 5201에 준하여 측정
3) 압축 및 휨강도: JIS R 5201에 준하여 측정
4) 부착강도시험: JASS 15M-103 방법에 준하여 측정, 이때 성형된 시험체는 23℃, RH 65%의 실험실내에 4주간 양생한 후 실시
5) 건조수축: KS F 2404에 준하여 측정, 이대 시편은 23℃, RH 654% 실험실내 양생
상기 표 2에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 박막형 시멘트계 자기평탄성 몰탈 조성물의 물성은 흐름치 230mm 이상, 압축강도 450 내지 550kg/㎠로서 종래의 시멘트계 자기평탄성 상조성물에 비해 그 물리성능이 월등히 우수하여 대규모 바닥 공사시 수반되는 박막 시공의 물성 저하를 방지할 수 있는 실용적인 상조성물이다. 특히 경화체의 길이변화 측정값이 4주 재령 이상에서도 수축율이 거의 없어 대규모 건축물 바닥에서의 박막 시공 후에도 건조수축에 의한 균열이 전혀 없는 우수한 물성을 나타내고 있다.
본 발명에 따라 시멘트-칼슘설포알루미네이트 클링커-무수 석고-고미분말 슬래그로 이루어진 4성분계 상조성물에 미세 골재와 혼화제 조성물을 첨가하여 제조되는 박막형 시멘트계 자기평탄성 몰탈 조성물은 시공 및 타설을 위한 작업성을 얻는데 요구되는 단위수량이 감소될 뿐만 아니라, 종래의 시멘트계 자기평탄성 몰탈 조성물이 갖는 박막 시공의 문제점이 크게 개선되고 조기에 강도가 발현되는 이점을 가진다. 또한, 본 발명에 따른 물탈 조성물 중에서는 고가의 각종 유기 혼화제의 첨가량을 절감시키므로써 경제적인 몰탈 조성물을 제조할 수 있게 된다.

Claims (3)

  1. (가) 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 대하여, 칼슘알루미노설페이트 70 중량% 이상, 디칼슘실리케이트 20 중량% 이상을 함유하는 칼슘설포알루미네이트계 클링커 5 내지 50 중량부, 비표면적이 3,000 내지 8,000㎠/g의 범위가 되도록 분쇄, 분급된 무수 석고 5 내지 50 중량부, 고미분말 슬래그 5 내지 50 중량부를 함유하는 4성분계 시멘트 상조성물;
    (나) (가)의 상조성물 100 중량부에 대하여, 최대 입경이 0.315mm 이하의 입도로 조절된 미세 골재 100 내지 200 중량부;
    (다) (가)의 상조성물 100 중량부에 대하여 분산제, 보수제, 비닐아세테이트계 폴리머, 소포제 등의 유기 혼화제로 구성된 혼화제 조성물 2 내지 5 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막형 시멘트계 자기평탄성 몰탈 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 고미분말 슬래그는 분말도가 비표면적이 8,000 내지 10,000㎠/g의 범위로 입도조정된 것을 특징으로 하는 박막형 시멘트계 자기평탄성 몰탈 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 보수제는 2% 수용액의 점도가 20 내지 2,000cps 인 셀로로스계 에스테르 화합물인 것을 특징으로 하는 박막형 시멘트계 자기평탄성 몰탈 조성물.
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