발수·방수성 콘크리트용 표면처리제의 제조방법

발수·방수성 콘크리트용 표면처리제{Agent for suface treatment of concrete}

본 발명은 발수·방수성 콘크리트용 표면처리제에 관한 것으로서, 특히 휘발성 유기화합물 등이 발생되지 않고, 압축강도 등의 물성, 동결융해저항성 및 내화학성 등이 우수한 콘크리트 제품을 제조할 수 발수·방수성 콘크리트용 표면처리제에 관한 것이다.

콘크리트 제품은 외부의 유해물질 및 내산성비 등의 침투에 의해서 열화 및 동결융해가 발생하여 성능저하를 가져오는데 기존 콘크리트 제품에서는 콘크리트 표면에 표면 코팅제만을 도포하는 방식으로 미관적인 문제점의 개선은 좋으나, 열화방지 및 동결융해발생 억제 등의 기능적인 부분은 개선이 시급한 실정이다.

현재 국내/외 연구기관 및 기업에서는 표면도료 및 코팅제에 대한 중요성을 인식하여 연구를 진행 중이나 주로 에폭시 계통을 사용하여 제조원가가 비싸면서 유해물질로 인한 환경문제의 심각성은 해결되지 않고 있다.

단지 콘크리트의 강도 특성과 미관에만 신경써온 현실을 감안한다면 향후 콘크리트 제품에 있어서는 역할 및 성능이 우수하면서 장기간 지속될 수 있는 표면처리제 개발이 필수적이다.

최근 콘크리트 표면처리제가 콘크리트 제품의 내구성능에 미치는 영향이 중요하다는 연구보고에 따라 표면처리제 및 방수제 생산 공장 수는 급증했지만 그에 따른 환경문제나 인체건강에도 상당한 부작용이 우려되고 있다.

한 예로 페놀류와 벤젠, 포름알데히드를 사용하여 방수제와 방수도료 등을 생산하는 공장 인근 주변 주민들은 암, 호흡기질환 발생률이 높았으며 실제로 암을 일으키는 주요인으로 밝혀져 콘크리트 속에 살고 있는 현대인의 건강에도 상당한 악영향을 미칠 것으로 판단되고, 친환경 재료에 의한 친환경 콘크리트 표면처리제 개발이 요구되고 있다.

한편, 일반적으로 콘크리트 생산시 필연적으로 발생하는 레미콘 회수수(레미콘 믹서트럭의 세척수, B/P믹서 및 호퍼의 세척수, 공장바닥 오폐수 등)를 과거에는 자연상태로 방류하거나, 폐기함으로써 수질 및 토양오염을 유발하였으나, 최근에는 레미콘 회수수 재활용설비를 활용하여 귀중한 용수자원으로 재활용하고 있다. 그러나 콘크리트 배합시에 회수수를 사용하게 되는 경우는 다양한 콘크리트 품질의 불안정과 그 재처리에 소요되는 비용 증가 및 환경오염의 문제가 있다.

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 레미콘 회수수 및 폐식용유를 이를 이용하여 콘크리트 제품 및 구조물의 발수 및 방수성을 향상시켜 부식 및 균열로 인한 내구수명이 단축되는 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 발수·방수성 콘크리트용 표면처리제를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

레미콘 회수수에 송진, 폐식용유, 음이온 AE제 및 PC계 혼화제가 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 발수·방수성 콘크리트용 표면처리제를 제공한다.

그리고 상기 음이온 AE제는 상기 레미콘 회수수 100중량부에 20~30중량부가 혼합되는 것이 좋다.

상기 송진은 상기 레미콘 회수수 100중량부에 5~15중량부가 혼합되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 폐식용유는 상기 레미콘 회수수 100중량부에 5~15중량부가 혼합되는 것이 좋다.

상기 PC계 혼화제는 상기 레미콘 회수수 100중량부에 1~5중량부가 혼합되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 발수·방수성 콘크리트용 표면처리제에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 발수·방수성 콘크리트용 표면처리제는 레미콘 회수수에 송진, 폐식용유, 음이온 AE제 및 PC계 혼화제가 혼합되어 이루어진다.

상기 레미콘 회수수는 레디믹스트(ready-mixed) 콘크리트 공정에서 세척에 의해 발생하는 물로서, 운반차, 플랜트의 믹서, 호퍼 등에 부착된 콘크리트 및 흘러내린 콘크리트의 세척배수를 정화하여 얻어지는 슬러지수 및 상징수를 포함한다. 그리고 상기 레미콘 회수수의 pH는 대략 11~12이다.

그리고 상기 송진은 항균성을 부여하고 제품의 접착강도를 향상시키고, 콘크리트 제품 등에 발수 및 방수성을 효과적으로 향상시키기 위하여 상기 레미콘 회수수 100중량부에 5~15중량부가 혼합되는 것이 바람직하다.

상기 폐식용유는 코코넛유, 팜유, 옥수수유, 대두유, 홍화유, 해바라기유 및 올리브유 등의 식물성식용유를 사용후 수거한 것으로서, 이물질을 여과한 상태로 사용한다. 상기 폐식용유는 콘크리트 제품의 접착강도를 저하시키지 않고, 발수 및 방수성을 효과적으로 향상시키기 위하여 상기 레미콘 회수수 100중량부에 5~15중량부 혼합되는 것이 바람직하다.

상기 송진과 상기 폐식용유는 상기 레미콘 회수수에 혼합된 후 60~80℃로 가열되고, 이에 따라 상기 송진과 상기 폐식용유는 검화된다.

그리고 상기 음이온 AE제는 시멘트 입자를 분산시켜 워커빌리티를 향상시키고, 제품의 표면을 부드럽게 유지시키기 위한 것으로서, 상기 레미콘 회수수 100중량부에 대해 20~30중량부 혼합되는 것이 바람직하다.

상기 음이온 AE제가 20중량부 미만으로 혼합될 경우 공기연행 작용이 원활히 일어나지 않아 제품성형이 원활히 이루어지지 않고, 제품의 표면이 거칠게 형성되는 문제가 있고, 30중량부 초과로 혼합될 경우 분산력이 커져 시멘트의 결합력이 저하되어 강도 등의 물성이 저하되는 문제가 있다.

그리고 상기 PC(polycarboxylate)계 혼화제는 콘크리트 제품의 강도 및 발수성을 향상시키기 위하여, 상기 레미콘 회수수 100중량부에 1~5중량부가 혼합되는 것이 좋다.

본 발명의 발수·방수성 콘크리트용 표면처리제는 콘크리트 벽돌, 경계석, 인터로킹블록, 식생블록, 벤치플룸, 암거, 레미콘 등의 콘크리트 제품 뿐만 아니라 몰탈 제조시 널리 사용가능하고, 종래의 표면처리제와 달리 휘발성 유기화합물 등이 발생되지 않을 뿐만 아니라 강도 등의 물성이 우수하는 등 환경친화적이고 품질이 매우 우수하다.

본 발명의 발수·방수성 콘크리트용 표면처리제는 종래의 표면처리제와 달리 휘발성 유기화합물 등이 발생되지 않고, 압축강도 등의 물성, 동결융해저항성 및 내화학성 등이 우수한 콘크리트 제품을 제조할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 발수·방수성 콘크리트용 표면처리제를 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하면 다음과 같고, 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

콘크리트의 세척배수에서 굵은 골재 및 잔골재를 분리회수한 레미콘 회수수 100중량부에 송진 10중량부, 폐대두유 10중량부를 혼합한 후 60~80℃로 가열하여 검화시켰다.

그리고 검화된 혼합용액에 음이온 AE제 25중량부 및 PC계 혼화제 2중량부를 혼합하여 실시예 1인 발수·방수성 콘크리트용 표면처리제를 제조하였다.

[실시예 2]

콘크리트의 세척배수에서 굵은 골재 및 잔골재를 분리회수한 레미콘 회수수 100중량부에 송진 10중량부, 폐대두유 15중량부를 혼합한 후 60~80℃로 가열하여 검화시켰다.

그리고 검화된 혼합용액에 음이온 AE제 30중량부 및 PC계 혼화제 5중량부를 혼합하여 실시예 2인 발수·방수성 콘크리트용 표면처리제를 제조하였다.

[실시예 3]

콘크리트의 세척배수에서 굵은 골재 및 잔골재를 분리회수한 레미콘 회수수 100중량부에 송진 15중량부, 폐대두유 5중량부를 혼합한 후 60~80℃로 가열하여 검화시켰다.

그리고 검화된 혼합용액에 음이온 AE제 20중량부 및 PC계 혼화제 1중량부를 혼합하여 실시예 3인 발수·방수성 콘크리트용 표면처리제를 제조하였다.

[비교예 1]

비교예 1로서는 시중에 판매되고 있는 표면처리제를 구입하여 사용하였다.

[콘크리트 공시체의 제조]

일반 포틀랜드 시멘트, 자연모래, 부순모래, 굵은골재, 물 및 AD에 실시예 1 내지 3, 비교예 1의 표면처리제를 하기의 표 1과 같이 혼합하여 지름이 125mm이고 높이가 250mm인 원기둥 형상의 실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 콘크리트 공시체를 제조하였다. 비교예 2의 경우 표면처리제를 사용하지 않고 콘크리트 공시체를 제조하였다.

[압축강도 시험]

실시예 1 내지 3, 비교예 1 및 2의 콘크리트 공시체를 KS F 2405-2010(콘크리트 압축강도 시험방법)의 방법에 의해 3회 시험하였고, 그 평균 압축강도는 표 2와 같다.

[동결융해저항성 시험]

실시예 1 내지 3, 비교예 1 및 2의 콘크리트 공시체를 KS F 2456-2013(급속 동결 융해에 대한 콘크리트의 저항 시험방법)의 방법으로 동결 융해시킨 후 압축강도를 측정하여 동결융해저항성을 시험하였다. 그 결과는 표 3으로 나타냈다.

[내화학성 및 염분침투저항성 시험]

실시예 1 내지 3, 비교예 1 및 2의 콘크리트 공시체에 대해 내화학성 및 염분침투저항성을 시험하였고, 그 결과는 표 4와 같다. 내화학성 시험은 콘크리트 공시체를 30% 염산수용액에 5시간동안 침지시킨 후 압축강도를 측정하여 평가하였고, 염분침투저항성은 KS F 2711-2002(전기 전도도에 의한 콘크리트의 염소이온 침투 저항성 시험 방법) 방법으로 평가하였다.

이와 같이 실시예 1 내지 3은 비교예 1 및 2에 비하여 압축강도, 동결융해저항성, 내화학성 및 염분침투저항성이 크게 우수한 것을 확인할 수 있다.