KR20160100117A - 콘크리트 바닥의 친환경 표면강화 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트로 만들어진 건축물의 통로, 교실, 계단 또는 주차장 등의 바닥 표면을 강화하기 위한 건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는, 콘크리트 바닥의 표면을 세척하고 바탕 조정하여 시공을 준비하는 전처리단계, 전처리한 바닥 표면에 접착제 수지 혼합물로 이루어진 도포제를 도포하는 하도단계, 하도 처리된 바닥 표면에 표면강화제를 도포하는 중도단계, 및 중도 처리된 표면강화제의 상부에 세라믹 코팅 도료를 도포하는 상도단계를 포함하여 구성되는 건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법을 개시한다.

Description

콘크리트 바닥의 친환경 표면강화 시공방법{A method for constructing eco-friendly concrete surface's reinforcements}

본 발명은 콘크리트로 만들어진 건축물의 통로, 교실, 계단 또는 주차장 등의 바닥 표면을 강화하기 위한 건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는, 콘크리트 바닥의 표면을 세척하고 바탕 조정하여 시공을 준비하는 전처리단계, 전처리한 바닥 표면에 접착제 수지 혼합물로 이루어진 도포제를 도포하는 하도단계, 하도 처리된 바닥 표면에 표면강화제를 도포하는 중도단계, 및 중도 처리된 표면강화제의 상부에 세라믹 코팅 도료를 도포하는 상도단계를 포함하여 구성되는 건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법에 관한 것이다.

종래 콘크리트 바닥의 마감처리방법은 콘크리트 바닥의 표면에 아무런 마감처리를 하지 않은 노출 상태로 유지시키거나, 표면을 폴리싱하여 갈아내고 매끄럽게 만든 다음 소정의 보강ㆍ광택제를 도포한 후 재차 폴리싱하는 방법을 이용하거나, 기능성 도포제를 바닥의 표면에 도포하는 방법을 이용하였다.

특히, 바닥에 기능성 도포제(표면강화제)를 도포하여 건축물 바닥의 표면을 강화시키기 위한 방법은 기본적인 기능 이외에 단열성, 방수성, 내열성, 난연성, 내화학성 및 내후성 등의 기능을 갖춘 표면강화제의 발달로 다양한 시공방법이 제시되고 있다.

국내특허 제10-1036311호에는 천연석 무늬형성 도료 조성물에 관한 것으로서, 1차조성물, 2차조성물, 조막형성조제, 증점제, 방부제, 분산제 및 소포제가 혼합되어 조성된 천연석 무늬형성 도료 조성물이고, 상기 1차조성물은 아크릴수지에멀션, 물, 80∼140메쉬의 천연규사, 체질안료 및 착색제로 조성되며, 상기 2차조성물은 아크릴수지에멀션, 물, 80∼140메쉬의 천연규사 및 유리섬유로 조성되는 천연석 무늬형성 도료 조성물이 공개되어 있다.

상기 종래 기술은 바닥의 표면에 천연석의 무늬를 부여할 수 있는 효과를 실현하였으나, 단열성, 방수성, 내열성, 난연성, 내화학성 및 내후성 등 기능성이 다소 미약한 문제가 제시되고 있는 실정이다.

또한 국내특허 제10-0610457호에는 우수한 내오염성 및 탄성을 갖는 수성도료용 조성물이 개시되어 있고, 국내공개특허 제1999-014598호에는 균열 추종성 건물 단열용 수성도료 조성물에 관한 사항이 공개되어 있다. 그러나 이러한 도료는 방수성능이 우수하지 못하고, 내구성 등에서도 띄어난 성능을 보여주지 못한다.

아울러, 현재 다양한 침투성 도포방수제가 제조 시판되고 있으나 그 효과와 내구성에 있어서 많은 문제점이 노출되고 있다. 즉 주종을 이루고 있는 용제형인 폴리스티렌, 폴리염화비닐과 수용액형인 염화비닐, 염화비닐리덴에멀젼 등의 침투성 도포방수제는 건축물의 바닥에 도포하였을 때 건물에 부자연스러운 광택을 가져오고 또 산소,일광 등의 영향으로 쉽게 노화하여 수명이 짧고 쉽게 풍화하여 그 성능을 잃게 된다.

한편 유성계 도료는 벤젠, 톨루엔, 자일엔 등의 방향족 용제를 다량 사용했으므로 작업자의 인체에 유해한 VOC 및 납, 중금속, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등 포름알데히드(발암성 물질) 유독성분이 함유되어 있어 대기환경규제에 저촉될 뿐만 아니라 페인트벽면의 팽윤이나 변색을 가져온다. 예로서 일본제철화학주식회사 제품인 실리콘 수지 용제형 침투성 도포방수제 아쿠아씰(상품명)과 영국 엘피, 아이 사 제품인 리퀴드 플라스틱(상품명)은 석유계 용제사용으로 인해 페인트벽면에 분무했을 경우 벽면의 팽윤과 변색을 가져온다. 파라핀왁스를 원료로 한 에멀젼 형태의 침투성 도포방수제는 생산가격이 저렴하기는 하나 유화제의 영향으로 백화ㆍ황변현상이 생기는 경우가 대부분이고 내마모성이 약하여 그 효과가 오래 지속하지 못하는 것으로 알려져 있다.

아울러 수성계 도료에 있어서는 암모니아, 포르말린을 함유하고 있으며 현장 작업성에 있어서는 도료 조성물의 부착성이 약하여 모체에 침투 건조하기 전 원액이 흘러내려서 단열성, 방수성, 내열성, 난연성, 내화학성 및 내후성 등의 물성 향상 기능을 발휘하지 못하여 건물의 수명보호 및 보수 도포에 기능 취약점이 많다는 단점이 있다.

또한 불소화합물계 도료는 여러 가지 면에서 성능이 우수하지만 타제품에 비하여 가격이 월등히 고가인 단점이 있다. 최근에는 삶의 질이 향상됨에 따라 주거문화의 안정성, 보건성 등을 중요시함에 따라 인체에 유해한 휘발성 유기화합물(VOC)에 의해서 실내공기가 오염되는 것을 해결할 수 있는 기술이 필요하다. 종래의 표면강화제는 유성도료로 설계 및 생산됨으로 기본적인 성능은 만족시키고 있으나, 새집증후군을 일으키는 휘발성 유기화합물(VOC)에 대한 규정이 미흡하거나 없기 때문에 환경 친화적인 성능이 부족한 실정이다.

현재 가장 많이 사용되고 있는 콘크리트 바닥 표면처리 마감재로는 에폭시수지, 우레탄수지, 비닐수지 등을 주제로 하는 합성수지 도료형 마감재가 있으며, 상기 에폭시 및 우레탄 수지는 굴곡성, 신축성, 방진성, 내오염성이 우수하고, 작업성, 속건성이 우수할 뿐만 아니라 초기 접착력이 매우 탁월하며, 내수성이 우수하고 다량의 각종 충진제와 같이 사용할 수 있는 이점이 있다. 그러나 에폭시, 우레탄계 바닥재는 대부분 휘발성 유기화합물이 포함된 제품으로 시공 시 작업자의 작업환경 위험, 시공 후 잔여 용제의 계속적인 휘발로 인한 시공자 및 이용자의 장기적 위험 노출과 같은 인체에 대한 치명적 악영향 문제가 있을 뿐만 아니라 휘발성 용제로 인한 작업 시 높은 화재 발생요인 및 시공 후 화재에 매우 취약하며, 화재 시 다량의 유독한 가스 발생 등으로 자칫 대형 사고를 부를 수 있는 화재의 문제가 있다.

특히, 에폭시계 바닥재는 비스페놀 A와 휘발성 환경유해화합물(VOCs 44mg/kg)이 다량 발생되고 중금속인 납성분(70mg/kg)을 다량 함유하고 있어 인체에 심각한 영향을 주며(유방암, 발기부진, 고환암, 특히 임산부에게 치명적임), 환경유해화합물(VOCs)의 수치는 기준치(4mg/kg)를 11배나 넘는 수치로 이러한 성분들은 화제시 유독가스를 배출해 많은 인명피해를 초래하는 문제점을 안고 있으므로 주차장 등에 이러한 유기계 바닥재 사용이 규제되고 있다.

또한 상기 에폭시, 우레탄계 바닥재는 표면 내수성은 우수하나 수압에 약해 박리가능성이 있고, 콘크리트와 함수율과 신축율이 달라 장기 접착력에 문제가 있으며, 인위적인 색상 및 디자인이 단순하고 자외선 및 수분에 약해 외부사용에 문제가 있을 뿐만 아니라 영상 5도 이상에서 시공해야 하는 문제가 있다. 즉, 상기 에폭시, 우레탄계 바닥재는 콘크리트면 거동에 의한 저항성이 부족하고, 바닥재 자체가 가지고 있는 접착특성에 의하여 콘크리트 바닥면에 단순히 접착된 상태만을 유지하므로 시간이 지남에 따라 무기계인 시멘트 바닥면과의 파단, 박리, 탈락현상이 발생하며, 열변화에 적응력이 떨어져 고온 및 물을 사용하는 장소에서는 수분의 증발압력에 의한 시공부위 들뜸(부풀어오름)현상이 발생하고, 가연성 재료를 사용함으로써 화재발생시 인화점이 확산되는 위험성이 상존할 뿐만 아니라 통기성이 없고, 탄성계수 차이에 의하여 2차적인 열화현상을 가속시키는 문제가 발생하여, 이를 해결하기 위한 지속적인 연구개발이 요구된다. 이러한 요구에 따라 본 발명자의 국내특허출원제2012-0076107호는 종래의 문제를 해결할 수 있는 방법이라 할 것이나 이는 실리카에어로젤과 폴리에테르에테르케톤을 함유하고 있기 때문에 실리카에어로젤의 공기중 확산을 일으킴에 따라 환경문제가 발생할 수가 있고 폴리에테르에테르케톤이 진한 황산과 같은 산성 화학물질에 취약한 단점이 있다.

본 발명은 건축물 바닥 표면강화 시공방법의 종래기술에 따른 문제점들을 개선하고자 안출된 것으로, 종래 건축물 바닥 표면강화 시공방법은 바닥의 표면을 세척하고 바탕조정하여 시공을 준비하는 전처리단계와 전처리한 바닥의 표면에 접착제인 프라이머를 도포하는 하도단계, 프라이머의 상부면에 표면강화제를 도포하는 중도단계, 중도처리된 표면강화제의 상부면에 상도제를 도포하는 상도단계를 포함하고 있기 때문에, 시공이 복잡한 문제가 발생하였고, 중도단계의 표면강화제가 방수성, 내열성, 난연성, 내화학성 및 내후성 등의 물성이 미약하여 시공완료된 벽체의 기능성이 미흡한 문제가 발생하고 있는바, 이에 대한 해결점을 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자, 콘크리트 바닥의 표면을 세척하고 바탕조정하여 시공을 준비하는 전처리단계, 상기 전처리한 바닥의 표면에, 접착제 수지 혼합물로 이루어진 도포제를 30~100㎛로 도포하는 하도단계, 하도 처리한 바닥의 표면에, 아크릴계 공중합체 수지 30 ~ 50중량%, 소듐마그네슘실리케이트 20 ~ 30중량%, 분산제 1 ~ 2중량%, 경화제 0.5 ~ 2중량%, 안료 10~20중량%, 산화아연 10 ~ 20중량%를 포함하여 구성되는 표면강화제를 2~5mm의 두께로 도포하는 중도단계, 및 상기 중도공정 처리한 표면강화제의 표면에 세라믹 코팅 도료를 도포하는 상도단계를 포함하여 구성되는 건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법을 제시한다.

상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법은 인체에 무해한 표면강화제를 이용하여 방수성, 내열성, 난연성, 내화학성 및 내후성 등의 물성이 향상된 콘크리트 바닥을 제공할 뿐만 아니라 방음성이 우수하고 시공방법이 간단한 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공정의 순서도이다.

본 발명은 콘크리트로 만들어진 건축물의 바닥 표면을 강화하기 위한 건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법에 관한 것으로서, 도 1에 나타낸 순서도에서 알 수 있는 바와 같이, 콘크리트 바닥의 표면을 세척하고 바탕조정하여 시공을 준비하는 전처리단계, 이렇게 전처리한 바닥의 표면에 접착제 수지 혼합물로 이루어진 도포제를 30~100㎛로 도포하는 하도단계, 상기 하도단계 처리한 바닥의 표면에, 아크릴계 공중합체 수지 30 ~50중량%, 소듐마그네슘실리케이트 20~30중량%, 분산제 1 ~ 2중량%, 경화제 0.5 ~ 2중량%, 안료 10~20중량%, 산화아연10 ~ 20중량%를 포함하여 구성되는 표면강화제를 2~5mm의 두께로 도포하는 중도단계, 및 상기 중도공정 처리한 표면강화제의 표면에 세라믹 코팅 도료를 도포하는 상도단계를 포함하여 구성되는 건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법에 관한 것이다.

구체적으로, 상기 전처리단계는 하기 중도단계에서 도포되는 표면강화제가 바닥의 표면에 긴밀하게 고착될 수 있도록 하기 위한 처리단계이다. 즉 물리적으로 바닥 표면에 묻어있는 이물질 또는 기 도포된 표면강화물ㆍ표면강화제를 제거하고 표면을 평탄하게 다듬어 바탕조정하며, 표면에 균열이 있거나 파손된 부분이 있으면 V커팅 또는 연마한 후 실링제를 이용하여 충진함으로써 콘크리트 재질인 바닥의 표면을 정리하는 것이다.

또한 상기 실링제는 일반적인 것을 모두 이용가능하고, 중도단계에서 도포되는 표면강화제와의 접착력을 확보하기 위하여, 에폭시 수지 또는 아크릴계 공중합체 수지가 포함되는 것을 이용하는 것이 보다 바람직하다.

하도단계는 전처리단계 처리한 바닥의 표면에 접착제 수지 혼합물로 이루어진 도포제(프라이머)를 30~100㎛로 도포하는 처리단계로서, 하도단계는 접착제 역할을 하는 에폭시 또는 아크릴 수지 혼합물을 이용하여 주된 표면강화 기능을 하는 중도단계의 표면강화제를 바닥의 표면에 긴밀하게 접착시키기 위한 공정이다.

아울러 중도단계는 본 발명에 의하여 시공된 콘크리트 바닥에 방수성, 내열성, 난연성, 내화학성 및 내후성 등의 물성 향상 효과를 부여하기 위한 표면강화제를 도포하는 단계로서, 상기 하도 처리한 바닥의 표면에, 아크릴계 공중합체 수지 30 ~ 50중량%, 소듐마그네슘실리케이트 20 ~ 30중량%, 분산제 1 ~ 2중량%, 경화제 0.5 ~ 2중량%, 안료 10 ~ 20중량%, 산화아연10 ~ 20중량%를 포함하여 구성되는 표면강화제를 2~5mm의 두께로 도포하는 중도단계이다. 즉, 상기 아크릴계 공중합체 수지는 상기 전처리단계처리 시에 이용되는 접착제 수지와 우수한 강도로 접착될 수 있고, 도포 후 상온에서 강인한 도막을 얻을 수 있기 때문에 방수성 및 내후성이 우수할 뿐만 아니라 내화학성이 우수한 특성이 있다.

또한 본 발명에 따라 사용하는 소듐마그네슘실리케이트는 내충격성과 내마모성을 높이기 위한 것이고, 사용되는 산화아연은 자외선으로부터 발생하는 퇴색 및 변색을 방지하고 내후성을 향상시키기 위해 사용한다. 따라서, 소듐마그네슘실리케이트를 30중량% 이상으로 사용하면 콘크리트 내부로의 침투성이 어려운 반면 20중량% 미만일 경우에는 강도가 약해지는 문제가 있다. 또한 산화아연을 20중량% 이상으로 사용하는 경우에도 콘크리트에 균일이 발생할 수 있을 뿐만 아니라 경제성이 낮아지고, 10중량% 미만으로 사용하는 경우에는 그 효과를 가질 수가 없다.

분산제는 1 ~ 2중량% 미만으로 포함되면 표면강화제의 다른 조성물에 대한 수지의 분산이 미미할 수 있고, 2중량%를 초과하면 아크릴계 공중합체 수지의 접착력을 저해할 우려가 발생하므로 상기 범위 내의 조성비를 유지하는 것이 바람직하다. 또한 분산제는 본 발명에 따라 나프탈렌 술폰산 나트륨염 또는 나프탈렌 술폰산 칼슘염이 바람직하다.

본 발명에 따라 사용되는 경화제는 작업환경의 상황에 따른 아크릴계 공중합체 수지의 경화속도를 조절하여 바닥 마감 시공작업의 속도를 조절하기 위한 구성이다. 이때, 경화제는 일반적인 아크릴계 공중합체 수지를 경화시킬 수 있는 종류의 것이면 어떠한 종류의 것을 모두 이용가능하고, 0.5 ~ 2중량% 범위내에서 자유롭게 조절가능하다. 이때, 상기 경화제 조성비의 하한값은 경화제의 활성화를 실현하기 위한 최소값이고, 상한값은 표면강화제의 물성을 저해하지 않을 기준 조성비이다. 사용되는 경화제는 이소시아네이트 작용기를 포함하는 아크릴계 수지가 바람직하다.

또한 안료는 본 발명에 의한 중도단계 시에 바닥의 표면에 도포되는 표면강화제가 일정의 색상을 갖아 심미감을 갖도록 하기 위한 구성으로서, 다양한 색상을 갖는 일반적인 유기안료 또는 무기안료 모두를 이용가능하고, 액상의 안료가 아닌 고형의 안료를 이용할 경우에는 표면강화제의 다른 조성물에 대한 분산을 원활하게 확보하기 위하여, 100~400nm의 평균입자 크기를 갖는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 이때, 안료의 조성비가 10중량% 미만으로 포함되면 안료의 조성이 미미하여 도포된 표면강화제의 색상이 명확해지지 못하는 문제가 발생하고, 20중량%를 초과하면 아크릴계 공중합체 수지의 접착력이 저해되는 문제가 발생하므로, 상기 범위 내의 조성비를 갖는 것이 바람직하다.

아울러 본 발명에 따른 중도단계는 일정의 점성을 갖는 표면강화제를 바닥 표면에 원활하게 도포할 수 있는 방법이면, 롤러방식, 뿜질방식 또는 헤라를 이용한 미장방식 등의 어떠한 방법을 이용하여 수행하여도 무방하나, 일반적인 뿜칠기를 이용하여 도포하는 것이 더욱 바람직하다. 이와 관련하여, 중도단계는 서로 다른 색상을 갖는 안료가 각각 포함된 서로 다른 표면강화제를 뿜칠기의 호퍼에 각각 넣은 후, 서로 다른 색상을 갖는 표면강화제를 동시에 이중으로 분사가능한 이중 분사노즐을 통하여 표면강화제의 분사가 가능하다.

또한 표면강화제는 2~5mm의 도포 두께로 바닥의 표면에 도포되는 것이 바람직하다. 즉, 표면강화제가 2mm 미만으로 도포되면, 도포된 표면강화제의 두께가 지나치게 얇아 표면강화제층에 의한 단열성, 방수성, 내열성, 난연성, 내화학성 및 내후성 등의 물성 실현이 원활하지 못하는 문제가 발생하고, 5mm를 초과하면, 표면강화제에 의한 기능성 향상은 우수 하나, 경제성이 떨어지므로 상기 범위 내의 도포 두께를 갖는 것이 바람직하다.

아울러 본 발명의 상도단계는 상기 중도단계 처리한 표면강화제 표면에 세라믹 코팅 도료를 도포하는 공정단계로서, 일반적인 바닥 강화 시공방법의 상도공정과 동일하게 방수성을 갖는 일반적인 코팅제로서 처리가능하나, 세라믹 코팅 도료를 이용함으로써, 상도층의 방수성 및 내후성을 증가시킬 수 있는 효과를 실현한다. 또한 본 발명은 세라믹 코팅 도료에 불소수지계 공중합체 수지를 더 포함한 것을 이용함으로써, 상도층이 내구성 및 내식성을 더 가질 수 있는 효과도 실현 가능하다.이때, 세라믹 코팅 도료의 도포 두께는 경제성을 고려하여 150~300㎛의 범위 내로 처리하는 것이 바람직하다.

표면강화제 준비

메틸메타크릴레이트 30Kg, 소듐마그네슘실리케이트 20Kg, 산화아연 20Kg, 분산제인 나프탈렌술폰산칼슘염 2Kg, 경화제 15Kg, 및 안료 13Kg을 잘 교반하여 표면강화제를 준비한다.

1. 전처리단계:

건축물 바닥의 표면을 세척하고 균열부분을 찾아 V커팅 후 에폭시계 수지로 실링하여 전처리한다.

2. 하도단계

상기 전처리된 바닥의 표면에 에폭시계 수지를 60㎛의 두께로 도포한다.

3. 중도단계

상기 준비한 표면강화제를 하도 처리한 후에 3mm의 두께로 도포한다.

4. 상도단계

상기 나. 도포공정 처리된 표면강화제의 상부면에 세라믹 코팅 도료를 180㎛의 평균 두께로 도포한다.

상기 실시예에 따라 시공한 콘크리트를 시험한 결과, 난연성과 내식성 및 내후성이 우수할 뿐만 아니라 방음성이 뛰어나고 표면강도가 우수한 것으로 나타났다.

Claims (4)

1. 콘크리트 바닥의 친환경 표면강화 시공방법에 있어서,
   콘크리트 바닥의 표면을 세척하고 바탕조정하는 전처리단계;
   상기 전처리단계를 수행한 바닥의 표면에 접착제 수지 혼합물로 이루어진 도포제를 30~100㎛로 도포하는 하도단계;
   상기 하도단계를 수행한 바닥의 표면에, 아크릴계 공중합체 수지 30 ~50중량%, 소듐마그네슘실리케이트 20 ~ 30중량%, 분산제 1 ~ 2중량%, 경화제 0.5 ~ 2중량%, 안료 10~20중량%; 산화아연10 ~ 20중량%를 포함하여 구성되는 표면강화제를 2~5mm의 두께로 도포하는 중도단계; 및
   상기 중도공정 처리한 표면강화제의 표면에 세라믹 코팅 도료를 도포하는 상도단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 분산제는 나프탈렌 술폰산 나트륨염 또는 나프탈렌 술폰산 칼슘염을 사용하는 것을 특징으로 하는 건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 경화제는 이소시아네이트 작용기를 포함하는 아크릴계 수지를 사용하는 것을 특징으로 하는 건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 아크릴계 폴리머는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 메틸메타클릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 아크릴로니트릴중에서 선택된 어느 하나의 화합물인 것을 특징으로 하는 건축물 바닥의 친환경 표면강화 시공방법.
   
   
   

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