실리콘계 발수제를 적용한 황토벽돌의 내수성에 관한 연구 = The research on the Water-resisting qualities of loess brick using the Silicone Water repellent agent

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The loess brick has the weak point of absorbing much moisture when it is used as construction material. If it absorbs much moisture, phenomenon of getting loose happens and structural and esthetic problems may occur. Thus, in the paper, the study was carried out as follows in order to recognize how much water-resisting qualities of the loess can be improved in case of applying the Silicone Water repellent agent to the less brick.
1) The loess bricks which were produced from compression of 200T by press machine was used as main material for this test.
2) The loess bricks used for this study was cut in proper size and used for other various tests. The test pieces arranged by cutting the loess bricks were called the loess test pieces.
3) 3 kinds of Silicone Water repellent agents (silicone, oil-based, aqueous) whose water repellency is excellent and currently used mostly for construction were used for this test.
4) Water-resisting qualities were tested comparing that of the loess test pieces with the produced mortar test pieces.
5) After executing Water repellent agents with thickness by 0.5mm to loess test pieces and mortar test pieces, comparative test was performed regarding angle of contact of Silicone Water repellent agent, amount of water repellency, depth of penetration, resistance to chemicals, repeated resistance to high & low temperature and SME analysis.
As the results of test which compares Water-resisting qualities of loess bricks applied by 3 kinds of Silicone Water repellent agent (Silicone Water repellent agent, oil-based water repellent agent and aqueous repellent agent), the conclusion as follows were acquired.
As the results of this study, the loess test pieces spread applied by Silicone Water repellent agent showed very excellent performance than those which were not applied by Silicone Water repellent agent as much as the comparison is meaningless. To speak easily, the loess test pieces which were not applied by Silicone Water repellent agent absorb water till the loess gets loose due to its hydrophilicity if they were eroded by water.
But, the loess test pieces spread applied by Silicone Water repellent agent did not got loose against the erosion of water and maintained their shapes in the water. From the results of this test, it is judged that Silicone Water repellent agent supplements water-resisting qualities of the loess which is the weak point of that.
When 3 kinds of Silicone Water repellent agent (Silicone Water repellent agent, oil-based water repellent agent and aqueous repellent agent) were applied to loess test pieces and mortar test pieces, Silicone Water repellent agent appeared as most excellent one for both test pieces in the same way and the aqueous repellent agent appeared as the worst performance. In case of oil-based water repellent agent, it showed the similar performance to Silicone Water repellent agent.
Regarding performances of loess test pieces and mortar test pieces, it appeared that mortar test pieces were excellent than loess test pieces from all test results. The reason why two test pieces did not show the same performances despite the same Silicone Water repellent agent was used is judged that high hydrophilicity and less water-resisting qualities of loess test pieces affected the test results than mortar test pieces.
As the results, water-resisting qualities of loess as the weak point of loess could be improved to some degree when Silicone Water repellent agent was applied to loess bricks, but it is shown that the performance of loess does not reach to that of mortar.
The limit of this study is that it did not apply the effects the loess possesses. It is judged that the effect change of loess is required to be studied further in case of applying Silicone Water repellent agent.

국문 초록 (Abstract)

황토는 건축 재료로 사용될 경우 쉽게 수분을 다량 흡수 한다는 취약점을 가지고 있다. 수분을 다량 흡수하면 풀림현상이 발생 되 구조적, 미관상 안 좋은 문제가 발생될 수 있다. 이에 본 연구에서는 실리콘 발수제를 황토벽돌에 적용했을 때 황토가 갖는 취약점인 내수성을 어느 정도 개선할 수 있는지 알아보기 위해 다음과 같은 내용으로 연구를 진행하였다.
1) 프레스 기계로 200T 압축하여 만든 황토벽돌로 본 시험에 주재료로 사용하였다.
2) 연구에 사용된 황토벽돌을 각종시험에 적합한 크기로 절단하여 사용한다. 황토벽돌를 절단하여 만든 시험체를 황토시험체라고 지칭하기로 하였다.
3) 시험에 사용 된 발수제는 발수성이 우수하고, 현재까지 많이 사용되고 있는 건축용 실리콘계 발수제 3종(실리콘, 유성, 수성)을 사용하였다.
4) 모르타르시험체를 제작하여 황토시험체와 비교하여 내수성을 평가하기로 한다.
5) 황토시험체와 모르타르 시험체에 0.5mm 두께로 시공한 후 실리콘계 발수제의 물방울 접촉각, 발수량, 침투깊이, 화학품 저항성, 고온·저온 반복 저항성, SME 분석 등을 비교 시험 하였다.
실리콘계의 발수제의 3종류(실리콘발수제, 유성발수제, 수성발수제)를 적용한 황토시험체와 모르타르시험체의 내수성을 검토한 시험결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
본 연구의 시험결과를 통해 실리콘계 발수제를 도포한 황토시험체의 경우 실리콘계 발수제를 도포하지 않은 황토시험체 보다 비교할 수 없을 정도로 아주 우수한 성능을 나타났다. 쉽게 말해 실리콘 발수제를 도포하지 않은 황토시험체는 물에 침식 되면 황토의 친수성를 인해 황토가 풀어 질 때 까지 물을 흡수하게 된다.
하지만 실리콘 발수제를 적용한 황토시험체는 물에 침식을 시켜도 물에 풀어지지 않고, 물속에서 그 형상을 그대로 유지 하였다. 본 시험 결과를 통해 실리콘계 발수제는 황토가 갖는 취약점인 내수성을 보완 할 수 있을 것으로 판단된다.
실리콘계 발수제 3종류(실리콘발수제, 유성발수제, 수성발수제)를 황토시험체와 모르타르시험체에 실리콘계 발수제를 도포 하였을 가장 우수하게 나타난 발수제는 두 시험체 동일하게 실리콘발수제로 나타났고, 가장 낮게 나타난 발수제도 동일하게 수성발수제로 나타났다. 유성발수제의 경우 실리콘발수제에 유사한 성능이 나타났다.
황토시험체와 모르타르시험체의 성능에 있어서 모르타르시험체의 성능이 모든 시험결과에서 황토시험체 보다 우수하게 나타났다. 본 시험에서 같은 실리콘계 발수제를 사용 했지만, 두 시험체가 동일한 성능이 나타나지 않은 이유는 황토시험체의 경우 모르타르시험체 보다 친수성이 크고, 내수성이 없기 때문에 시험결과에 영향을 준 것으로 판단된다.
결과와 같이 실리콘계 발수제를 황토벽돌에 적용하였을 때 황토가 갖는 취약점인 내수성을 어느 정도는 개선 할 수 있지만, 반면 모르타르의 성능에는 미치지 못하는 것으로 나타났다.
본 연구의 한계점은 황토가 갖는 효과까지 반영하지 못했다. 향후 실리콘계 발수제를 적용하였을 때 황토의 효과 변화에 대한 연구가 필요 할 것으로 판단된다.

목차 (Table of Contents)

• 요 약 ⅰ
• 표 목 차 ⅲ
• 그림목차 ⅳ
• Ⅰ. 서 론 1
• 1. 연구 배경 및 목적 1
• 2. 연구의 내용 및 범위 3
• 3. 연구의 흐름 4
• 4. 기존 연구동향 5
• Ⅱ. 이론적 고찰 6
• 1. 황토 6
• 1) 황토 및 효능 6
• 2) 황토건축 8
• 2. 수분이 미치는 영향 12
• 1) 수분이 황토에 미치는 영향 12
• 2) 수분이 콘크리트에 미치는 영향(백화) 14
• 3. 실리콘계 발수제 17
• 1) 발수제의 발수원리와 요구 성능 18
• 2) 발수제의 분류 및 종류 20
• 3) 실리콘계 발수제의 특성 23
• Ⅲ. 시험 계획 및 방법 24
• 1. 시험 계획 24
• 1) 황토시험체 제작 24
• 2) 모르타르시험체 제작 25
• 3) 실리콘계 발수제 26
• 2. 시험 방법 27
• 1) 물방울 접촉각 시험 27
• 2) 침투깊이 측정 시험 28
• 3) 흡수성능 시험 29
• 4) 화학약품에 대한 저항성(흡수성능) 시험 30
• 5) 저온고온 반복 저항성(흡수성능) 시험 31
• 6) 조직관찰(SEM) 시험 32
• Ⅳ. 시험 결과 33
• 1. 물방울 접촉각 결과 35
• 2. 침투깊이 측정 결과 37
• 3. 흡수성능 시험 결과 39
• 4. 화학약품에 대한 저항성(흡수성능) 시험 결과 41
• 5. 저온고온 반복 저항성(흡수성능) 시험 결과 43
• 6. 조직관찰(SEM) 시험 결과 45
• Ⅴ. 결 론 47
• 참고문헌 50
• 부 록 52
• 영문요약 56
• 감사의 글 58