본 발명은 고층빌딩 알루미늄 커튼월의 내화성능을 향상하기 위한 경량 무기발포 내화보드 시스템에 적용되는 알루미늄 패널과 경량 무기발포 내화보드의 접착 및 건축물 구조체와 경량 무기발포 내화보드의 접착에 사용되는 내화 단열접착제의 조성물 및 이를 위한 접합방법에 관한 것으로
본 조성물은 분체로서 시멘트 10~40 중량%, 플라이애쉬 10~20 중량%, 메타카올린10~20 중량%, 폐유리분말 10~20 중량% 및 소듐실리케이트 및 수산화칼륨용액 등을 30~60 중량%를 함유하며, 경량골재로서 펄라이트 및 발포경량골재 10~40 중량%와 메칠셀룰로우스 0.1~2 중량%를 사용하여 제조한 내화 단열접착제로서
알루미늄 커튼월과 경량 무기발포 내화보드를 접착하여 내화성능을 향상시킬 수 있으며 파이어스탑(Fire stop) 등 구조체와의 연결 철물에 내화 단열접착제를 사용함으로서 고층빌딩 커튼월의 내화성능 및 단열성능을 향상할 수 있다.
기술분야
본 발명은 고층건물에 적용되는 알루미늄 커튼월의 화재발생 시 문제로 지적되는 유기계 단열재 및 섬유류 및 무기계 섬유류를 대체하고 고층건축물의 화재확산을 방지하기 사용되는 경량 무기발포 내화보드와 알루미늄 커튼월과의 접착을 위한 내화 단열접착제 제조를 위한 비정형 조성물과 이 조성물을 이용한 보드와의 접착방법 및 연결철물과의 연결방법에 관한 것이다.
배경기술
고층빌딩 커튼월 시스템 소재로는 알루미늄과 유리가 주를 이루며 현재는 이들 소재로 구성된 유닛화된 시스템으로 고층건물의 외벽을 마감하고 있다.
또한 내화성능을 향상하기 위해 경량 무기발포 내화보드를 적용하는데 기존의 접착방법으로는 고열에 내화보드가 탈락되는 현상이 발생하므로 이를 방지하기 위한 고온에서 내화성능을 확보할 수 있는 내화 단열접착제와 이를 적용하기 위한 내화마감공법이 필요하다.
건축물의 방화구획은 화재발생시 화재의 전파 및 차단을 위한 구획을 형성해야 되며 내화구조로 적용된다. 내화구조에 관한 성능으로는 비손상성, 차열성, 차염성 등을 들 수 있다. 비손상성은 화재시의 구조내력상 문제를 야기시키는 변형, 융해, 파괴 등의 손상 및 과도한 온도상승에 의해 내력의 저하가 발생하지 않는 것으로 손상되면 구조의 붕괴 위험이 발생하는 것을 말한다.
차열성 및 차염성은 연소방지를 위해 필요한 성능이며, 차열성은 벽, 바닥 등의 구획부재에 대해 구획을 구성하는 면에서 가열을 받았을 경우 반대측 표면에 접해있는 가연물의 착화를 방지하는 성능을 말하며, 차염성은 벽, 지붕 등의 구획부재 및 개구부에 설치된 방화설비에 대해 어느 한면으로부터 화염을 받을 경우 반대편의 면에 화염을 관통하는 균열 등이 발생하지 않는 것을 말한다.
고층건축물 등의 건물의 하중을 지지하는 주요 구조부는 실내화재에 대해 비손상성이 요구되며 외벽 및 칸막이벽의 경우도 내력벽인 경우 비손상성이 요구된다. 커튼월과 같이 건축물의 외피를 구성하는 부재는 실내화재에 대한 차염성이, 칸막이벽 및 바닥부재는 차열성이 요구된다.
여기서 말하는 통상의 화재는 실무상의 KS F 2257에 정의되어 있는 건축물의 표준화재를 말한다.
실제 고층빌딩 커튼월과 같이 개구부가 유리로 구성되고 알루미늄 외피를 사용하는 경우 화재에 의해 유리가 파손되고 알루미늄 외장패널이 쉽게 녹아내리기 때문에 수직방향으로의 화재전파가 용이하다.
또한 알루미늄 커튼월은 패널 내부에 단열재로 미네랄울 및 글라스울나 폴리스틸렌 발포재료를 사용하므로 화재에 대해 더욱 취약하다.
이를 방지하기 위해 수열합성 무기발포 내화패널(ALC) 및 소성 무기발포 내화패널이 적용되는데 이러한 내화패널은 무기계 섬유류 및 유기계 폴리스틸렌 발포패널보다 밀도가 크기 때문에 고온에서도 접착성능을 유지할 수 있어야 하며 외피인 알루미늄 패널과도 수월하게 접착할 수 있는 내화 단열접착제 및 이음방법 등의 개발이 절실하다.
문제점
본 발명의 주된 목적은 기존 알루미늄 커튼월 시스템의 내화성을 향상시키기위해 적용한 경량 무기발포 내화보드의 접착을 위한 내화 단열접착제의 조성물을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 본 발명의 내화 단열접착제를 활용하여 파이어스탑(Fire stop) 등의 구조부와의 연결철물을 피복함으로써 화열에 노출되지 않게 하는 피복방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 내화 단열접착제를 활용하여 알루미늄 커튼월과 내화보드와의 접착을 수월하게 하기 위한 알루미늄 커튼월의 가공 및 이음방법을 제공하는 것에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명자의 연구에서 필수성분으로 분체로서 시멘트, 플라이애쉬, 메타카올린, 폐유리분말과 액상 결합재인 소듐실리케이트 및 수산화칼륨용액과 경량골재 및 메칠셀룰로우스 등을 이용한 부정형 조성물 및 이 조성물을 이용하여 제조한 내화 단열접착제로 고층건축물의 알루미늄 커튼월용 경량 내화보드를 접착하는 내화 단열접착제로 적용하면 화재방지 성능이 필요한 알루미늄 커튼월의 수직 화재전파를 차단하고 내화성능을 확보할 수 있다는 사실을 발견하고 본 발명을 완성하게 된 것이다.
해결과제
상기한 목적을 달성한 본 발명의 고층빌딩 알루미늄 커튼월용 내화 단열접착제용 조성물은 혼합비가 시멘트 : 플라이애쉬 : 메타카올린 : 폐유리분말 : 결합재 : 경량골재 : 메칠셀룰로오스를 2.0 : 1.0∼1.5 : 1.0 : 1.0∼1.5 : 2.35 : 1.5∼2.0 : 0.3의 중량비를 만족하도록 혼합하여 되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 결합재는 소듐실리케이트, 리튬실리케이트, 포타슘실리케이트, 수산화나트륨, 수산화칼륨으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 경량골재는 펄라이트, 발포 경량골재 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 조성물에 고로슬래그 미분말, 실리카퓸 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종을 첨가한 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에서는 상기 개시된 조성물을 이용하여 제조되는 고층빌딩 알루미늄 커튼월용 내화 단열접착제를 제공한다.
효과
본 발명의 내화 단열접착제의 조성물은 알루미늄 커튼월과 경량 무기발포 내화보드를 접착할 수 있는 충분한 강도를 지니며 또한 경량골재를 사용함으로써 단열성능도 우수하다.
최근에 초고층건축물의 시공이 빈번해 짐에 따라 화재에 의한 위험도 또 한 증가하고 있는데 본 발명의 조성물을 적용한 내화 단열접착제를 적용함에 따라 무기발포 내화보드를 안전하게 접착할 수 있어 화재안전성을 향상 시킬 수 있다.
또한, 상기의 발명은 무기발포 내화보드를 적용하는 커튼월 시스템에 내화 단열접착제로 활용하기 때문에 활용범위가 넓고 또한 연결철물에 내화성능 및 단열성능을 부여함으로서 화재안전 및 열교현상을 차단할 수 있으므로 관련 신기술 확보에 유용하게 적용이 가능하고 관련 제품 개발 및 상업화에 따른 국내 제반 기술력을 증대할 수 있으며 국내 고유 기술 개발에 의한 세계적 수준의 선도 기술을 확보할 수 있다.
본고는 한국세라믹기술원 송훈, 추용식, 이종규의 발표자료를 요약한 것이다.