VAE 재분산성 폴리머 분말(CAS 24937-78-8)을 이용한 바닥 스크리드 균열 및 박리 문제 해결

인도네시아 수라바야에 위치한 한 건식 혼합 모르타르 제조업체는 동부 자바와 발리의 주거 및 상업 건설 프로젝트에 공급할 다양한 바닥 스크리드 및 바닥 레벨링 제품을 생산하고 있었습니다. 개발업자들이 현장에서 직접 혼합하는 모래와 시멘트 스크리드에서 일관된 성능과 빠른 시공이 가능한 포장 제품으로 전환함에 따라 공장에서 생산된 건식 혼합 바닥 스크리드에 대한 수요가 크게 증가했습니다. 이 제조업체는 접착식 바닥 스크리드, 비접착식 스크리드, 셀프 레벨링 바닥 마감재를 포함하는 제품 라인을 구축했으며, 모든 제품은 동일한 기본 배합을 기반으로 하고 제품 등급별로 약간의 조정을 거쳤습니다.

도전

바닥 미장 제품 출시 6개월 후, 제조업체는 수라바야 전역의 사무실 건물과 소매 공간 등 대규모 상업용 바닥에 해당 접착식 바닥 미장재를 시공한 두 곳의 바닥 시공업체로부터 보증 청구를 접수하기 시작했습니다. 청구 내용에는 서로 다른 현장 두 곳에서 발생한 두 가지 뚜렷한 하자 유형이 기술되어 있었습니다.

첫 번째 파손 양상은 30제곱미터 이상의 바닥 면적에 스크리드를 시공한 후 14~21일 이내에 표면 균열이 발생하는 것이었습니다. 균열은 스크리드 표면에 불규칙적인 형태로 나타났으며, 일반적으로 바닥의 가장 긴 변과 평행하게 뻗어 있었고, 가장자리보다는 중앙 부분에 집중되었습니다. 이러한 균열 양상은 건조 과정에서 스크리드가 자유롭게 수축하지 못하고 콘크리트 하부 바닥과의 접착력으로 인해 수축이 제한되어 발생하는 수축 균열을 나타냅니다. 이로 인해 스크리드 층의 인장 강도를 초과하는 인장 응력이 발생했습니다.

두 번째 파손 양상은 바닥재 시공 중 타진 검사에서 속이 빈 소리가 나는 부분으로, 이는 시공 후 몇 주 만에 스크리드가 콘크리트 하부 바닥에서 상당 부분 박리되었음을 나타냅니다. 속이 빈 부분은 수축력이 가장 큰 넓은 바닥면의 중앙 부분에 집중되어 있었는데, 이는 초기에는 적절한 접착력을 확보했으나 누적 수축 응력이 스크리드와 하부 바닥면 사이의 접착 강도를 초과하면서 접착력이 약해진 스크리드의 특성과 일치합니다.

제조업체의 기술팀은 기본 배합을 검토한 결과, 바닥 스크리드 제품에 폴리머 개질제가 포함되어 있지 않다는 것을 확인했습니다. 해당 배합은 응집력과 바탕면 접착력 모두 시멘트 수화에 전적으로 의존했으며, 동부 자바 건설 현장의 높은 주변 온도(건기 평균 기온이 섭씨 32도를 regularly 초과하는 지역) 하에서 넓은 바닥 면적의 건조 과정에서 발생하는 수축 응력을 수용할 수 있는 유연한 폴리머 네트워크가 없었습니다.

근본적인 원인은 간단했습니다. 넓은 공간에 시공되는 미처리 시멘트 바닥 스크리드는 수축력이 발생하는데, 이 수축력은 스크리드 층의 인장 강도와 하부 바닥과의 접착 강도를 모두 초과합니다. 특히 더운 기후에서는 급속한 건조로 인해 시멘트 매트릭스가 균열에 저항할 만큼 충분한 인장 강도를 확보하기 전에 수축 응력이 가속화됩니다.

해결책

EastChem에 연락한 후, 제조업체는 해당 업체로부터 다음과 같은 내용을 포함하는 기술 제안서를 받았습니다.VAE 재분산성 고분자 분말CAS 24937-78-8은 각 용도에 적합한 다양한 투입량 및 등급으로 접착식 바닥 스크리드 및 비접착식 스크리드 제형에 첨가됩니다.

접착식 바닥 미장재의 경우, EastChem은 건조 혼합물 중량 대비 1.5%의 투입량으로 유리 전이 온도가 10~20°C인 반유연성 등급의 RDP 분말을 바닥 미장재 배합에 사용할 것을 권장합니다. 이 등급과 투입량 조합은 상업용 바닥 하중 적용에 필요한 적절한 압축 강도를 유지하면서 수축으로 인한 박리를 방지하는 데 필요한 접착 강도 향상을 제공합니다.

폴리에틸렌 멤브레인 또는 단열 보드 위에 시공하는 비접착식 및 부유식 스크리드의 경우, EastChem은 완전한 하부 바닥 접착이 없는 상태에서 지지되지 않은 스크리드 구간에 필요한 균열 보강 능력을 제공하기 위해 Tg가 0~10도인 연성 등급 RDP 분말을 2~2.5%의 투입량으로 사용할 것을 권장합니다.

이스트켐제조업체는 Tg, 회분 함량, 재분산성 및 수분 함량을 포함하는 배치별 시험 인증서와 함께 두 등급 모두에 대한 시험용 샘플을 제공했습니다. 제조업체는 권장되는 RDP 등급을 포함하여 세 가지 바닥재 제품 모두를 재배합하고 40제곱미터 규모의 시험 구역에서 본격적인 설치 시험을 실시했으며, 균열 및 접착 강도를 8주 동안 모니터링했습니다.

시험 결과, 권장 투입량에서 세 가지 폴리머 변성 스크리드 제형 모두 표면 균열이 완전히 제거되었음을 확인했습니다. 접착 스크리드 시험 시공 부위의 접착 강도 테스트 결과, 28일 양생 후 콘크리트 하부 바닥과의 인장 접착력이 1.1MPa로 나타났으며, 이는 상업용 바닥 시공에 요구되는 접착 스크리드의 최소 접착 강도인 0.5MPa를 크게 상회하는 수치입니다. 8주 후 전체 시험 구역에 대한 타진 테스트 결과, 빈 공간이 전혀 발견되지 않아 폴리머 변성 스크리드가 건조 및 수축 기간 동안 하부 바닥에 완벽하게 접착된 상태를 유지했음을 확인했습니다.

결과

제조업체는 시험 완료 후 10주 이내에 모든 바닥재 제품을 EastChem RDP 분말을 사용하여 재구성했습니다. 재구성된 접착식 스크리드는 보증 청구를 제출했던 두 시공업체에 공급되었으며, 두 업체 모두 후속 프로젝트에 시공 후 6개월간 모니터링한 결과 균열이나 박리 현상이 발생하지 않았음을 확인했습니다.

제조업체는 제품군 전체에 프리미엄 폴리머 변성 바닥 스크리드라는 명칭을 도입하여, 일반적인 현장 혼합형 제품과 가격 경쟁력이 아닌 기술적 성능 면에서 차별화를 꾀했습니다. 이러한 프리미엄 포지셔닝 덕분에 가격을 소폭 인상할 수 있었고, 이는 RDP(재활용 폴리머) 첨가에 따른 추가 원자재 비용을 상쇄하고도 남았습니다. 결과적으로 제품 마진이 향상되었고, 동시에 보증 청구 위험도 감소했습니다.

EastChem이 제공한 폴리머 변성 스크리드 균열 방지 솔루션 덕분에 제조업체는 모든 바닥 스크리드 제품의 제품 보증 기간을 6개월에서 12개월로 연장할 수 있었으며, 이는 대부분의 경쟁업체가 공식적인 제품 보증을 제공하지 않는 인도네시아 건설 화학 시장에서 중요한 차별화 요소가 되었습니다.

12개월 공급 계약건식 모르타르 제조업체용 RDP 분말 공급업체EastChem과 협력하여 접착식 스크리드, 비접착식 스크리드 및 바닥 수평 조절 제품 라인 전반에 걸친 요구 사항을 수립했으며, 제조업체가 타일 접착제 및 방수 제품 범주로 확장함에 따라 신제품 개발에 대한 기술 지원도 포함되었습니다.

고객이 한 말

저희는 타일 접착제에만 필요하다고 생각해서 폴리머 변성제를 넣지 않은 바닥 스크리드를 출시했습니다. 하지만 보증 청구 사례를 통해 넓은 바닥 면적에는 타일 접착제보다 폴리머 변성제가 더 많이 필요하다는 것을 알게 되었습니다. 이스트켐은 그 메커니즘을 명확하게 설명해 주었고, 제품 재구성을 통해 문제를 완벽하게 해결했습니다.

제품 개발 관리자, 건식 혼합 모르타르 제조업체, 수라바야, 인도네시아

자주 묻는 질문

30제곱미터 이상의 넓은 공간에서 바닥 미장 균열을 방지하려면 RDP 분말을 얼마나 투입해야 할까요?

더운 기후에서 30제곱미터 이상의 넓은 공간에 접착식 바닥 스크리드를 시공할 경우, 건조 혼합물 중량 대비 1.5~2%의 반유연성 등급 RDP 분말을 첨가하면 건조 기간 동안 수축 균열 및 박리를 방지하는 데 필요한 균열 저항성과 접착 강도를 확보할 수 있습니다. 1% 미만의 첨가량은 열대 건조 조건에서 넓은 바닥 면적에 발생하는 수축 균열을 메울 만큼 충분한 고분자 네트워크 밀도를 제공하지 못합니다.

바닥 미장재가 시공 직후가 아니라 몇 주 후에 콘크리트 하부 바닥에서 떨어져 나가는 이유는 무엇일까요?

일반적으로 스크리드 박리는 시공 후 2~6주 후에 발생하는데, 이는 스크리드가 이 기간 동안 수분을 계속 잃으면서 수축 응력이 점진적으로 축적되기 때문입니다. 초기 접착 강도는 초기 수축력을 견디기에 충분하지만, 수주에 걸쳐 지속적으로 건조되면서 누적되는 수축 응력은 결국 미변성 시멘트 스크리드와 콘크리트 하부 바닥 사이의 접착 강도를 초과하게 됩니다. 1.5~2%의 RDP 분말을 첨가한 폴리머 변성 스크리드는 더 높은 초기 접착 강도를 제공할 뿐만 아니라, 접착 파손 없이 누적 수축 변형을 수용할 수 있는 충분한 유연성을 제공합니다.

동일한 RDP 분말 등급을 접착식 바닥 스크리드와 부유식 바닥 스크리드 모두에 사용할 수 있습니까?

섭씨 10~20도 사이의 유리전이온도(Tg)를 갖는 반유연성 등급의 RDP는 바닥면 접착 강도와 압축 강도가 중요한 접착식 스크리드에 적합합니다. 단열재 또는 방수막 위에 시공하는 부유식 스크리드에는 지지되지 않은 스크리드 구간에 걸쳐 균열을 적절히 메울 수 있도록 섭씨 0~10도 사이의 유리전이온도(Tg)를 갖는 연성 등급의 스크리드가 필요합니다. 부유식 시공에 반유연성 등급을 사용하면 사용 중 발생하는 수축 및 처짐 하중을 견딜 수 있는 충분한 유연성을 확보하지 못합니다.