외단열 마감 공법에서 사용되는 얇은 바름재는 아크릴 에멀젼을 주 소재로 한 마감재이다. 본 연구에서는 실란 개질 아크릴 에멀젼과 실리카 분산아크릴 에멀젼을 치환하였을때 특성을 평가하였다. 실험결과, 실란 개질 아크릴 에멀젼은 인장강도 개선에는 큰 효과는 없었으나 부착강도, 물흡수계수, 온냉반복저항성의 성능 개선에 효과적인 것으로 나타났다. 실리카 분산 아크릴 에멀젼은 인장강도 개선에 효과적이며, 10%의 치환율에서는 부착강도, 물흡수계수, 온냉반복저항성의 성능 개선에 효과적인 것으로 나타났다. 이를 통해 아크릴 에멀젼의 성능을 향상할 수 있는 복합 에멀젼을 제조할 수 있는 것으로 판단되었다.
외단열 마감 공법에서 사용되는 얇은 바름재는 아크릴 에멀젼을 주 소재로 한 마감재이다. 본 연구에서는 실란 개질 아크릴 에멀젼과 실리카 분산아크릴 에멀젼을 치환하였을때 특성을 평가하였다. 실험결과, 실란 개질 아크릴 에멀젼은 인장강도 개선에는 큰 효과는 없었으나 부착강도, 물흡수계수, 온냉반복저항성의 성능 개선에 효과적인 것으로 나타났다. 실리카 분산 아크릴 에멀젼은 인장강도 개선에 효과적이며, 10%의 치환율에서는 부착강도, 물흡수계수, 온냉반복저항성의 성능 개선에 효과적인 것으로 나타났다. 이를 통해 아크릴 에멀젼의 성능을 향상할 수 있는 복합 에멀젼을 제조할 수 있는 것으로 판단되었다.
The thin coating material used in the outer insulation finishing method is a finishing material mainly based on acrylic emulsion. In this study, the properties of silane modified acrylic emulsion and silica dispersed acrylic emulsion were evaluated. Experimental results showed that the silane modifi...
The thin coating material used in the outer insulation finishing method is a finishing material mainly based on acrylic emulsion. In this study, the properties of silane modified acrylic emulsion and silica dispersed acrylic emulsion were evaluated. Experimental results showed that the silane modified acrylic emulsion had no significant effect on improving tensile strength, but was effective in improving the performance of adhesion strength, water absorption coefficient, and hot and cold repeat resistance. Silica-dispersed acrylic emulsions were effective in improving tensile strength, and at 10% substitution rate, they were effective in improving the performance of adhesion strength, water absorption coefficient and hot / cold resistance. Through this, it was judged that a composite emulsion capable of improving the performance of the acrylic emulsion could be prepared.
The thin coating material used in the outer insulation finishing method is a finishing material mainly based on acrylic emulsion. In this study, the properties of silane modified acrylic emulsion and silica dispersed acrylic emulsion were evaluated. Experimental results showed that the silane modified acrylic emulsion had no significant effect on improving tensile strength, but was effective in improving the performance of adhesion strength, water absorption coefficient, and hot and cold repeat resistance. Silica-dispersed acrylic emulsions were effective in improving tensile strength, and at 10% substitution rate, they were effective in improving the performance of adhesion strength, water absorption coefficient and hot / cold resistance. Through this, it was judged that a composite emulsion capable of improving the performance of the acrylic emulsion could be prepared.
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문제 정의
본 연구에서는 복합에멀젼계 마감재의 성능을 평가하기 위하여 실란 개질 아크릴 에멀젼과 실리카 분산 아크릴 에멀젼을 일반 아크릴 에멀젼에 혼합하여 그 성능을 평가한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
본 연구에서는 아크릴 에멀젼에 대하여 실란계 에멀젼 및 TEOS(Tri Etoxy Ortho Silane)를 가수분해하여 제조된 실리카 블렌딩(Blending) 아크릴 에멀젼을 사용하여 기존 아크릴 에멀젼에 혼합하여 마감재를 제조하고 이의 성능을 평가하고자 하였다. 이를 위하여 마감재의 인장강도, 부착강도, 물흡수계수, 온냉 반복 특성을 검토하여 기존 마감재의 물리적 성능을 개설할 수 있는 소재로의 사용가능성을 판단하고자 한다.
본 연구에서는 아크릴 에멀젼에 대하여 실란계 에멀젼 및 TEOS(Tri Etoxy Ortho Silane)를 가수분해하여 제조된 실리카 블렌딩(Blending) 아크릴 에멀젼을 사용하여 기존 아크릴 에멀젼에 혼합하여 마감재를 제조하고 이의 성능을 평가하고자 하였다. 이를 위하여 마감재의 인장강도, 부착강도, 물흡수계수, 온냉 반복 특성을 검토하여 기존 마감재의 물리적 성능을 개설할 수 있는 소재로의 사용가능성을 판단하고자 한다.
제안 방법
마감재의 배합은 아크릴 에멀젼에 대하여 실란 개질 아크릴 에멀젼과 실리카 분산 에멀젼을 각각 0, 10, 20, 30%를 치환하였다. 바인더로 사용되는 아크릴 에멀젼과 규사의 비율은 현재 제조되는 사용 제품의 배합비인 1:2.
대상 데이터
골재는 I사에서 실제 판매되고 있는 마감재에 사용되는 규사 입도와 구성을 사용하였으며, 그 입도와 구성은 Table 1과 같다.
물흡수계수를 측정하기 위하여 KS F 4715의 기준에 따라 시험체를 제작하였다. 시험체는 지름 150mm, 두께 40mm로 된 원형시험체에 대하여 표면에 마감재를 3mm도포하여 제작하였다. 제작된 시험체를 물흡수계수 산정을 위하여 KS F 2609(건축재료의 물 흡수 계수 측정 방법)에 따라 측정하였다.
아크릴 에멀젼은 C사의 Pure 아크릴을 사용하였으며, 실리카 분산 아크릴 에멀젼과 실란 개질 아크릴 에멀젼은 국내 A사의 제품을 사용하였다. 실리카 분산 아크릴 에멀젼은 TEOS((Tetraethylorthosilicate)를 산염기 반응에 의해 생성된 SiO2입자를 분산시킨 제품이다.
이론/모형
마감재의 온냉반복시험을 평가하기 위하여 KS F 4715에 따라 시험을 수행하였다. 시험체의 제작은 70×70×20의 모르타르판을 제작한 뒤 상부에 마감재를 3mm 도포하였다.
)사이의 비례 계수를 말한다. 물흡수계수를 측정하기 위하여 KS F 4715의 기준에 따라 시험체를 제작하였다. 시험체는 지름 150mm, 두께 40mm로 된 원형시험체에 대하여 표면에 마감재를 3mm도포하여 제작하였다.
시험체는 지름 150mm, 두께 40mm로 된 원형시험체에 대하여 표면에 마감재를 3mm도포하여 제작하였다. 제작된 시험체를 물흡수계수 산정을 위하여 KS F 2609(건축재료의 물 흡수 계수 측정 방법)에 따라 측정하였다. 재료의 한면이 물과 접촉시 시간에 따른 면적당 흡수량은 다음과 같다.
성능/효과
1) 실란 개질 아크릴 에멀젼의 인장강도는 큰 차이를 보이지 않으나 연신율은 증가하는 것으로 나타났다. 실리카 분산 아크릴 에멀젼의 경우 인장강도는 증가하였으나 연신율이 감소되는 특성을 가지고 있다.
2) 실란 개질 아크릴 에멀젼의 부착강도는 혼입율이 증가함에 따른 증가하는 것으로 나타났었으나 실리카 분산 아크릴 에멀젼의 경우에는 10%에서 최대로 나타났다.
3) 물흡수계수에서는 실란 개질 아크릴 에멀젼에서는 치환율이 증가함에 따라 감소하는 형태를 보였으나 실리카 분산 아크릴 에멀젼은 10%이후로 증가하는 형태를 보였다.
4) 온냉 반복 강도에서는 실란 개질 아크릴 에멀젼의 경우 강도 저하율이 감소하는 형태를 보였으며, 실리카 분산 아크릴 에멀젼의 경우 10%까지는 강도 저하율이 감소하였으나 그 이상의 치환율에서는 강도 저하율에 큰 영향을 갖지 못하였다.
5) 실란 개질 아크릴 에멀젼과 실리카 분산 아크릴 에멀젼을 치환하여 비교한 결과, 실리카 분산 아크릴 에멀젼은 인장강도 증가에 효과적이며, 실란 개질 아크릴에멀젼은 부착강도 및 내수성 등의 향상에 효과적인 것으로 나타났다. 이는 기존 마감재의 물리적 성능을 개선할 수 있는 소재로 사용될 수 있을 것으로 판단되었다.
11 N/mm2로 나타나 10%를 초과하는 배합에서는 강도가 감소하는 것으로 나타났다. 실란 개질 아크릴 에멀젼과 실리 카 분산 에멀젼의 강도 성능을 비교해보면 실란 개질 아크릴 에멀젼은 모든 배합에서 실리카 분산 아크릴 에멀젼 보다 높은 것으로 나타났다.
실리카 분산 아크릴 에멀젼을 혼입한 마감재의 경우, 치환율이 증가함에 따라 부착강도가 약간 감소하는 것으로 나타났다. 온냉 반복 시험 전의 강도 저하율과 비교하여 보면 Plain에 비하여 낮은 감소를 보여 온냉 반복에 따른 강도저하에 대한 저항성을 갖는 것으로 판단되었다.
42 N/mm2로 나타나 부착강도가 상승하는 것으로 나타났다. 실리카 분산 아크릴 에멀젼의 경우에는 치환율에 따라 각각 0.9, 1.2, 1.15, 1.11 N/mm2로 나타나 10%를 초과하는 배합에서는 강도가 감소하는 것으로 나타났다. 실란 개질 아크릴 에멀젼과 실리 카 분산 에멀젼의 강도 성능을 비교해보면 실란 개질 아크릴 에멀젼은 모든 배합에서 실리카 분산 아크릴 에멀젼 보다 높은 것으로 나타났다.
30%를 혼합한 마감재의 인장강도와 연신율을 나타낸 그래프이다. 아크릴 에멀젼만을 사용한 마감재의 인장강도는 N/㎟로 나타났다.
실란 개질 아크릴 에멀젼은 규소 이온과 한쪽은 에톡시(Etoxy)와 같은 알콕시(Alkoxy)기와 다른 한쪽은 고분자 와 결합을 하는 유기 관능기로 이루어져 유기질 재료와 무기질충전제 간의 다리 역할을 한다. 아크릴과 화학적인 결합에 의해 제조된 실란 개질 아크릴 에멀젼은 인장강도의 증가는 낮으나 아크릴 에멀젼의 필름의 결합력을 강화하여 연신율의 개선에는 효과적인 것으로 판단된다.
후속연구
외단열 공법에서 사용되는 마감재는 후면의 모재의 건조 수축 및 외부 온도 등에 의해 열팽창으로 인한 부착 강도 및 인장강도 저하로 인한 균열이 발생하게 된다. 따라서 아크릴 에멀젼의 성능을 개질하여 기초적인 부착강도의 개선과 온도에 의한 열팽창으로 저하되는 마감재의 성능을 향상하는 것이 요구된다.
이는 기존 마감재의 물리적 성능을 개선할 수 있는 소재로 사용될 수 있을 것으로 판단되었다. 본 논문은 실란 개질아크릴 에멀젼과 실리카 분산아크릴 에멀젼을 치환하였을 때 특성을 평가분석한 결과로, 향후 추가 진행되어야 할 연구제안 내용은 외단열에 적용되는 마감재의 화재안정성 및 내후성에 대한 연구 가 병행되어야 할 것으로 판단된다.
5) 실란 개질 아크릴 에멀젼과 실리카 분산 아크릴 에멀젼을 치환하여 비교한 결과, 실리카 분산 아크릴 에멀젼은 인장강도 증가에 효과적이며, 실란 개질 아크릴에멀젼은 부착강도 및 내수성 등의 향상에 효과적인 것으로 나타났다. 이는 기존 마감재의 물리적 성능을 개선할 수 있는 소재로 사용될 수 있을 것으로 판단되었다. 본 논문은 실란 개질아크릴 에멀젼과 실리카 분산아크릴 에멀젼을 치환하였을 때 특성을 평가분석한 결과로, 향후 추가 진행되어야 할 연구제안 내용은 외단열에 적용되는 마감재의 화재안정성 및 내후성에 대한 연구 가 병행되어야 할 것으로 판단된다.
참고문헌 (8)
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