Preparation and Characterization of Polyurethane Waterproof Coatings Containing Fly Ash = Preparation and Characterization of Polyurethane Waterproof Coatings Containing Fly Ash

국문 초록 (Abstract)

국내에서 폴리우레탄 방수 코팅은 노후된 건축물의 지붕 수리와 다양한 스포츠시설의 시공으로 인하여 수요가 증가되고 있다. 본 연구에서는 일반적으로 많이 사용되고 있는 탄산칼슘 충진제의 일부를 비산재로 대체하여 폴리우레탄 코팅을 제조하였다. Cyclone과 Bag filter에서 수집된 비산재가 대체할 수 있는 탄산칼슘의 최대량은 각각 20%와 10%로 결정되었다. 폴리우레탄의 경화속도는 Pb-octoate 촉매를 사용하여 조절할 수 있었다. 코팅의 제조에 사용되는 성분들의 상대적인 양을 조절하면, 비산재를 함유하는 폴리우레탄 코팅의 인장강도, 인열강도 및 신장율 등이 폴리우레탄 코팅의 표준 값들과 유사하게 되었다. 그러나 bag filter에서 수집된 비산재를 사용할 경우에는, 제조된 폴리우레탄 코팅으로부터 카드뮴(Cd), 수은(Hg) 및 납(Pb)이 허용 수치보다 높게 용출되었다. 한편, cyclone으로부터 수집된 비산재를 사용해서 제조한 폴리우레탄 코팅은 더 우수한 기계적 특성을 보였으며 중금속의 용출양도 심각하지 않았다. 결론적으로, 적당한 비산재를 선정하여 사용한다면, 비산재 함유 폴리우레탄 코팅도 현장에서 활용될 수 있을 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Polyurethane waterproof (PW) coatings are increasingly demanded in Korea for repairing cracks on old building roofs and construction of many sporting facilities. Calcium carbonate, a common filler, is incorporated in PW compositions. In this study, PW coatings were prepared by substituting a part of calcium carbonate with fly ash. the maximum amounts of calcium carbonate which can be substituted by fly ash obtained in the cyclone and bag filter dust collectors were 20 and 10%, respectively. It was found that the curing rate of PWs can be controlled by varying the amount of Pb-octoate catalyst. The elongations at break as well as tensile strength and tear strength of PW coatings containing fly ash could also be adjusted such that their values were comparable to those of a standard PW coating by varying relative amounts of some components. However, the amount of cadmium, mercury, and lead leached from PW coatings containing fly ash obtained from the bag filter collector exceeded the respective allowed upper limits, mainly due to the initial high contents of them in the fly ash. On the other hand, PW coatings containing fly ash obtained from the cyclone collector exhibited better mechanical properties and did not release any significant amounts of the heavy metals. Thus, it was concluded that PW coatings containing fly ash can be utilized for practical applications as long as an appropriate fly ash is used.