실리콘 방수제의 작용 메커니즘은 무엇입니까?

실리콘, 즉 유기규소 화합물은 Si-C 결합을 포함하며 실리콘 원자에 직접 연결된 적어도 하나의 유기기를 가진 화합물입니다. 일반적으로 산소, 황, 질소 등을 통해 실리콘 원자에 유기기가 연결된 화합물도 실리콘 화합물로 취급합니다.

 

The cross-linked macromolecular structure of silicone resins and the structure of silica crystals (e.g. quartz, etc.) have very similar silicon-oxygen bonds, and this structural feature makes silicones have a great affinity for inorganic mineral materials that contain silicon-oxygen bonds. If silicone is applied to the surface of inorganic materials such as brick and stone, the coating film will form an ordered and oriented arrangement, with the Si-O-Si of the silicone molecules adsorbed on the mineral surface and the methyl or other alkyl groups lined up neatly on the outside (see diagram below). Methyl or other alkyl groups have a very low surface tension and are hydrophobic groups, so this oriented arrangement of silicone molecules exhibits a very high degree of hydrophobicity. When water vapour in the air or raindrops come into contact with the surface of the material, the hydrophobic surface of the material acts as a hydrophobic barrier, making it difficult for liquid water to remain on the slope and façade and roll off in the form of water droplets, thus preventing external moisture from penetrating into the cementitious material. In addition to its remarkable water repellency, the silicone coating film is also ‘breathable’ (see diagram below), maintaining the moisture balance of the cladding itself and thus further advancing the durability of the coating film.

 

 

이 실리콘 발수제의 발수 효과는 연잎 효과와 근본적으로 다릅니다.

 

연잎 표면의 미세 구조는 아래 그림과 같습니다.

 

 

There are very complex multiple nano- and micron-scale ultrastructures on the leaf surface of the lotus leaf. Under the ultra-high resolution microscope, many tiny papillae can be clearly seen on the surface of the lotus leaf, with the average size of the papillae being about 10 microns and the average spacing being about 12 microns. And each papilla consists of many waxy protrusions with a diameter of about 200 nm. The leaf surface of the lotus leaf is covered with one by one raised “bun”, which is full of hairs, and at the top of the “bun” grows a bun-like “bunker” with a convex top, and at the depression between the “buns” is filled with air, so that a layer of air only nanometer thick is formed in the immediate area of the leaf surface. When the size of dust, rain, etc. is much larger than this structure on the leaf surface after landing, separated by a very thin layer of air, can only form a point of contact with the convex top of the leaf surface “berg”. The raindrops form a sphere under their own surface tension, and the water ball attracts dust in rolling and rolls out of the leaf surface to achieve self-cleaning, which is the “lotus leaf effect”.

실리콘 발수제의 주요 용도는 무엇인가요?

실리콘 발수제는 장식 모르타르, 천연 또는 인조 대리석, 천연 또는 인조 화강암, 장식 콘크리트, 무 마감 콘크리트, 블록 및 벽돌, 실리콘 함침 부츠, 실리콘 워터 가드, 침낭, 건축 자재 등의 표면 도장에 사용될 수 있습니다. 이들은 주로 다음과 같은 역할을 합니다.

1) 오염 방지 및 먼지 제거

건물 외관의 벽돌 표면, 콘크리트 및 모르타르 표면에는 다수의 미세 균열, 함몰 및 모세관이 있어 수분 흡수와 먼지 부착을 유발합니다. 대기 강수물이 위 표면에 축적된 먼지와 혼합되어 하류에서 검은 오수를 형성하고, 건조 후 검은 줄무늬나 얼룩이 생깁니다. 이는 마감재의 장식 효과에 심각한 손상을 줍니다. 그러나 실리콘 방수제를 도포하면 발수막이 형성되어 오수가 물방울로 굴러 떨어지게 되며, 오수의 침투를 방지할 뿐만 아니라 오수 물방울이 굴러 떨어지면서 부착된 먼지도 함께 떨어뜨립니다. 따라서 실리콘이 도포된 벽면은 폭우나 이슬비(또는 인공 물 분무) 세척 후 미처리 벽면과 완전히 달라 새롭게 보이며, 비후 오염이 심한 상황도 현저히 개선됩니다.

2) 풍화 및 백화 현상 방지

풍화는 벽면 내부에서 외부로 이동한 무기 염 용액이 벽 표면에서 결정을 형성하고 부피 팽창으로 인해 벽에 균열이 생기며, 이러한 손상이 해마다 반복되어 벽 표면이 부풀고 박리되면서 기능을 상실하는 현상입니다. 방수제가 벽 표면에 발수층을 형성하면 외부 강수물의 내부 침투와 내부 염 용액의 외부 이동을 방지하여 염 침전으로 인한 풍화를 예방할 수 있습니다.

 

백화 현상은 건물 벽 내부의 유리 수산화칼슘 용액이 외부로 이동하여 벽 표면에 침전된 후 건조되고 점차 이산화탄소와 반응하여 물에 녹지 않는 탄산염을 생성하며, 이는 벽면에 영구적으로 부착되어 고르지 않은 흰색 반점으로 나타납니다. 수산화칼슘 용액의 불규칙한 이동은 벽면을 하얗게 만들어 장식 효과를 해칠 뿐만 아니라 큰 파괴 효과를 일으킵니다. 벽면에 형성된 실리콘 코팅막의 발수층은 백화를 방지하는 효과적인 방법입니다.

3) 미생물 성장 방지

건물 표면에 미생물이 번식하기 위한 주요 조건은 수분이며, 장기간 젖은 표면은 이끼와 다양한 곰팡이의 성장에 취약하여 번식과 증식이 이루어져 건물 표면에 손상을 일으킵니다. 실리콘 방수제 도포 후 형성된 발수성 표면층은 물을 저장하기 어려워 파괴적인 생물이 생존할 수 없습니다.

4) 동해 방지

북측 벽체의 표면 기공이나 균열에 저장된 물이 얼면 체적이 약 10% 팽창하며, 이러한 팽창은 막대한 손상 응력을 발생시키는데, 이 수분 장벽은 동결로 인한 이러한 손상을 제거합니다.

 

5) 산성 비 부식 방지

실리콘 발수성 막은 대기 중 산성비로 인한 벽체의 부식 손상을 차단합니다. 앞서 언급한 바와 같이, 실리콘 코팅막은 “호흡성'을 가지고 있어 기체 수분자들이 코팅막을 통해 자유롭게 출입할 수 있으므로, 벽체 자체의 수분 균형을 유지합니다. 벽체 내부의 수분자는 외부로 쉽게 빠져나갈 수 있어, 코팅막 아래 벽체는 자연스러운 습윤-건조 균형을 유지하며, 완전 밀폐형 코팅막처럼 습기를 분산시키지 못해 발생하는 물집이나 표면 박리를 일으키지 않습니다.

 

6) 색상 유지 및 노화 방지 효과

색상이 있는 벽체의 경우, 실리콘 막을 사용하여 색상을 보존할 수 있습니다. Si-O 결합의 높은 결합 에너지로 인해, 광에너지가 이를 파괴하는 것이 어렵기 때문입니다. 일단 광에너지가 코팅막 내 Si-O 결합에 흡수되면, 더 이상 실리콘 코팅막 아래의 색상 그룹에 손상을 주지 않으며, 색상은 오랜 기간 초기 상태를 유지합니다.

 

실리콘 방수제의 스프레이(코팅) 시공 방법은 무엇인가요?

실리콘 방수제의 시공은 일반적으로 기층 표면 청소, 균열 보수, 그리고 분무 시공의 3가지 절차로 나뉩니다.

1) 기층 표면 청소

실리콘 방수제를 분무하기 전에 기층 표면의 먼지, 이끼 얼룩 및 기타 오염물을 청소해야 합니다. 일반 먼지, 부유 토양은 물로 세척하거나 걸레로 문질러 청소할 수 있습니다; 기름, 녹 자국, 이끼 얼룩은 세정제로 신중하게 세척한 후, 물로 잔류 세정제를 깨끗이 헹궈야 합니다.

 

2) 균열 수리

기층 누수는 모관 흡수 누수와 균열, 구멍, 누수로 나뉩니다. 실리콘 방수제는 모관 수분 흡수 누수를 처리하는 데 매우 효과적입니다. 그러나 기층에 큰 균열이나 구멍이 있는 경우, 단순히 실리콘 방수제를 분무하는 것만으로는 문제를 해결하기 어려운 경우가 많습니다. 왜냐하면 강풍을 동반한 비가 올 경우, 강한 풍압에 의해 빗물이 여전히 더 큰 균열이나 구멍을 통해 기층으로 스며들 수 있기 때문입니다. 따라서 적절한 재료를 선택하여 균열과 구멍을 메워 보수한 후 실리콘 방수제를 분무해야 합니다.

 

3) 실리콘 방수제 도포

기층을 청소, 보수하고 건조시킨 후(수분 함량 10% 미만), 실리콘 방수제를 분무할 수 있습니다.

 

a) 실리콘 방수제와 물을 1:(10-12) 비율(질량 비율)로 균일하게 혼합하고, 깨끗한 농업용 분무기나 브러시를 사용하여 건조한 벽에 직접 분무하거나 칠하여, 수직 및 수평 방향으로 연속 2회 도포합니다.

 

b) 분무 순서는 표준화되어야 하며, 가능하면 아래에서 위로, 또는 먼저 아래 부분을 분무한 후 위에서 아래로 세그먼트별로 분무하는 것이 좋습니다. 예를 들어, 벽 분무 시, 시공면의 하단부터 시작하여 수평 방향으로, 왼쪽에서 오른쪽 또는 오른쪽에서 왼쪽으로(바람을 향해야 함) 분무하여 수평 시공 도막을 형성하고, 이런 식으로 점차 상단까지 분무하여 첫 번째 분무를 완료합니다; 그 다음 두 번째 분무는 수직 방향으로 시행하여 두 번째 도막이 “교차'되도록 하여, 벽이 에멀전을 충분히 흡수하고 분무 누락을 방지합니다. 분무 시 두 가지 사항에 유의해야 합니다: 첫째, 첫 번째와 두 번째 분무 간격이 너무 길어서는 안 됩니다. 예를 들어, 첫 번째 도막이 완전히 경화된 후 두 번째를 분무하면, 경화된 도막은 이미 발수성을 띠게 되어(특히 여름철 고온에서는 더욱 그렇습니다) 두 번째 분무가 제대로 부착되지 않거나 부착되어도 떨어질 수 있습니다; 둘째, 분무는 뛰어넘거나, 무질서하거나, 무작위로 해서는 안 되며, 최대한의 발수성을 확보하기 위해 균일하게 도포해야 합니다. 그렇지 않으면 분무 부족 또는 분무 누락 현상이 발생하기 쉬워 시공 품질에 영향을 미칩니다.

 

c) 벽대, 발코니, 창턱 등의 돌출 부분과 타일, 대리석 등 마감재의 벽돌 이음새는 분무의 핵심 부위로, 충분히 분무해야 합니다.

 

d) 시공은 온도가 4°C 이상, 24시간 이내에 비, 눈, 동결 없음, 풍속 6급 이하의 조건이 필요하며, 물로 희석한 액체는 당일 사용해야 합니다.

 

e) 에멀전과 물의 비율을 엄격히 통제해야 하며, 너무 진하거나 너무 묽으면 원하는 방수 효과를 얻을 수 없습니다. 일반 콘크리트, 시멘트 모르타르, 타일, 거친 화강암, 브러시 처리한 석재, 청량 벽돌 벽은 1:(10-11)이 적당하며; 연마된 화강암, 대리석 벽은 1:12가 가장 적당합니다.