폴리우레아 물성 — 공개된 시험 수치

한 장으로 보는 물성값

아래 표는 이 문서에서 다루는 값을 한자리에 모은 것입니다. 각 항목의 시험 규격과 그레이드별 편차는 이어지는 절에서 하나씩 풀어 적었습니다.

출처 — 하이코틱 기술 가이드 PART 2·3. 그레이드·시험 조건에 따라 값이 달라집니다.

신장률 400~450%와 부착성 3.0N/mm²

신율은 소재가 끊어지지 않고 늘어날 수 있는 비율입니다. 폴리우레아는 그레이드에 따라 400~450%를 보입니다. 주목할 점은 이 값이 무른 소재의 값이 아니라는 것입니다. 콘크리트에 준하는 강도를 유지하면서 이만큼 늘어나기 때문에, 바탕 콘크리트에 크랙이 생겨도 도막이 깨지지 않고 그 움직임을 따라갑니다.

현장의 바탕면은 가만히 있지 않습니다. 장비 진동과 지반 침하, 계절에 따른 온도차가 겹치면 바탕 콘크리트의 틈은 벌어졌다 좁아지기를 반복합니다. 신율이 낮은 소재는 이 움직임을 견디지 못하고 갈라지지만, 폴리우레아는 균열을 추종하면서 방수·구조 성능을 유지합니다. 이 유연성과 강도의 조합은 군사 시설의 방폭 대책으로도 활용될 정도입니다. 방수제품 기준으로는 리히터 7.0 규모 충격에 대응하는 내진 성능이 제시되어 있습니다.

늘어나는 성질만으로는 부족합니다. 늘어나는 동안 바탕면에 붙어 있어야 의미가 있습니다. 콘크리트 부착성이 3.0N/mm² 이상이라는 값이 그 부분을 담당합니다.

인장 강도는 기술 가이드의 비교표에 들어 있지 않은 항목입니다. 같은 회사의 소개서를 정리한 공통 물성표에는 6,000Psi(약 42MPa)로 적혀 있고, 건축물 방수 자료는 같은 항목을 "일반 우레탄의 약 10배"라고 표현합니다. 다만 두 표기 모두 시험 규격과 시험편 조건이 함께 적혀 있지 않습니다. 인장 강도를 사양으로 요구한다면 제품별 성적서에서 규격과 조건을 확인하고 옮겨 적는 편이 안전합니다.

출처 — 하이코틱 사업분야 자료의 폴리우레아 공통 물성표 및 건축물 방수 항목.

출처 — 하이코틱 기술 가이드 PART 3.

출처 — 하이코틱 기술 가이드 PART 2 소재 비교표. 항목별 상세 비교는 소재 비교 문서에 정리했습니다.

경도 쇼어D 80과 테이버 마모 시험

폴리우레아의 경도는 쇼어D 80 수준입니다. 쇼어D는 경질 플라스틱 영역을 재는 경도계로, 무른 고무를 재는 쇼어A와는 다른 척도입니다. 앞 절의 신장률과 같이 놓고 보면 이 소재의 성격이 드러납니다 — 단단한 표면을 가지면서도 늘어납니다.

내마모성은 테이버식 마모 시험으로 잽니다. 시험편 위에서 마모 휠을 규정 횟수만큼 회전시킨 뒤 줄어든 질량을 밀리그램으로 재는 방식이며, 값이 작을수록 덜 닳았다는 뜻입니다. 공개된 시험 데이터에 적힌 조건은 하중 9.81N(1kgf), 시험 회전수 1,000회이고, 이 조건 아래에서 규격과 휠 종류가 다른 두 가지 결과가 함께 공개되어 있습니다.

출처 — 하이코틱 기술 가이드 PART 3. 그레이드별 성격 차이는 그레이드 문서에서 다룹니다.

같은 ST 그레이드가 CS-17 휠에서 8mg, CS-10 휠에서 3mg으로 나옵니다. 마모 휠의 종류와 시험 규격이 다르기 때문에 생기는 차이이므로, 두 열의 숫자를 서로 견주면 안 됩니다. 비교는 같은 규격·같은 휠 안에서만 성립합니다.

출처 — 하이코틱 기술 가이드 PART 2 소재 비교표. 폴리우레아 값 8mg은 위 표의 ST 그레이드 CS-17 결과와 같은 수치입니다.

내열성 120℃·85℃와 산소지수 30.7

내열성은 하나의 숫자가 아니라 두 개로 제시됩니다. 기체 120℃, 액체 85℃입니다. 같은 온도라도 액체와 접촉할 때 열이 더 빠르게 전달되기 때문에, 이송 매체가 증기인지 온수인지에 따라 검토 기준이 달라집니다. 배관 라이닝을 검토한다면 설계 온도만이 아니라 매체의 상(相)을 함께 적어 두는 편이 정확합니다.

산소지수는 재료가 연소를 계속하는 데 필요한 최소 산소 농도를 백분율로 나타낸 값입니다. 값이 클수록 불이 붙어도 스스로 꺼지는 쪽에 가깝습니다. 폴리우레아는 FR 등급 기준으로 30.7이 공개되어 있습니다. 별도로 하이코틱은 미국 표면 연소 시험 규격 ASTM E84 기준 난연 클래스1등급 인증을 보유하고 있습니다.

이 숫자를 어느 구간에 놓고 읽어야 하는지도 같은 시험 데이터에 적혀 있습니다. 산소지수 시험 규격은 JIS K 7201-2:2007이고, 난연성 판정 기준은 22 이하가 가연성 물질, 23~27이 자기 소화성 물질, 27 이상이 난연성 물질입니다. FR 등급의 30.7은 세 번째 구간에 들어갑니다. 반대로 말하면 FR 등급이 아닌 제품에는 이 값을 적용할 수 없으므로, 난연이 요구 조건이라면 등급까지 사양에 적어야 합니다.

출처 — 하이코틱 제품정보의 산소지수 난연성 시험 결과.

투수성 제로와 VOC 0%

방수 항목의 값은 투수성 제로입니다. 물이 도막을 통과하지 않는다는 뜻이며, 이 값 자체는 폴리우레탄·에폭시·FRP도 같습니다. 차이는 막의 형태에서 납니다. 폴리우레아는 이음매 없는 연속막을 만들기 때문에 시트를 겹쳐 붙일 때 생기는 접합부가 없습니다. 물이 새는 지점은 대개 막 자체가 아니라 접합부와 단부라는 점을 생각하면 실질적인 차이입니다. 참고로 폴리머 시멘트계는 투수성은 합격이지만 증기 투과성이 있습니다.

환경·안전 쪽 수치는 VOC 0%입니다. 휘발성 유기화합물을 내보내지 않으므로 작업자 안전과 주변 환경에 미치는 영향이 작습니다. 지하 저수조나 관로 내부처럼 환기가 어려운 공간에서 특히 의미가 있는 값입니다.

식수 접촉 여부는 물성값이 아니라 인증으로 판단합니다. 하이코틱의 전 제품은 미국·싱가폴· 캐나다·중국 등 관계부처의 식수·식품시설 사용 인증을 완료했고, 그중 NUKOTE ST PW와 Nukote IM 129 두 제품은 음용수 접촉 자재에 대한 미국 규격 ANSI/NSF 61에 적합합니다. 모든 폴리우레아가 식수용인 것은 아니므로 제품별 인증서를 확인해야 합니다.

출처 — 하이코틱 기술 가이드 PART 2·3·8.

물성이 쓰임으로 이어지는 자리

지금까지의 값은 시험실에서 잰 숫자입니다. 그 숫자가 어떤 자리에서 요구되는지를 함께 놓고 보면 사양의 출발점이 잡힙니다. 하이코틱이 제품정보에서 성능을 여섯 갈래로 나누고 갈래마다 주요 용도를 적어 둔 표가 그 대응을 보여 줍니다.

출처 — 하이코틱 제품정보 '폴리우레아 특징'의 제품 특성별 주요용도.

이 표는 뒤에서부터 읽는 편이 실무에 가깝습니다. 요구가 내마모라면 앞 절의 마모 감량을, 방폭·내진이라면 신장률과 인장 강도를, 옥외 노출이라면 내후성을 성적서에서 확인하면 됩니다. 다만 한 제품이 여섯 갈래를 모두 최고 수준으로 만족하지는 않습니다. 갈래마다 앞세우는 그레이드가 다르다는 점은 그레이드 문서에서 다룹니다.

이 수치를 읽을 때 주의할 것

지금까지의 값은 모두 시험 조건이 붙어 있는 숫자입니다. 시방서에 옮길 때 조건을 떼어내면 의미가 달라집니다. 다음 네 가지는 견적과 시공 품질에 직접 영향을 줍니다.

• 그레이드마다 값이 다릅니다. 마모 감량만 해도 ST 8mg과 AL 35mg은 네 배 이상 차이가 납니다. 제품명 없이 "폴리우레아"라고만 적으면 어느 값을 요구하는 것인지 특정되지 않습니다.
• 내약품성은 농도까지 봐야 합니다. ASTM D3912를 준용한 시험에서 황산 15%는 ST·XT·LP·PA 모두 추천 가능이지만, 황산 50%는 XT만 추천 가능입니다. 이송 물질과 농도를 함께 제시해야 그레이드가 정해집니다.
• 두께에 따라 역할이 달라집니다. 바닥·옥상 방수는 1~2mm 도막이고, 배관 라이닝은 3~51mm로 배관 내부에 구조체를 형성합니다. 같은 소재라도 배관 라이닝은 장비와 공법이 다른 영역입니다.
• 바탕면 상태가 최종 성능을 정합니다. 표면에 수분이나 이물질이 남아 있으면 부착성 3.0N/mm²는 나오지 않습니다. 전처리 순서는 스프레이 시공 문서에서 다룹니다.

한 가지가 더 있습니다. 같은 항목을 자료마다 다르게 적는 경우입니다. 이 문서가 기준으로 삼은 기술 가이드와, 같은 회사의 소개서를 정리한 사업분야 자료가 여섯 항목에서 서로 다른 숫자를 적고 있습니다.

출처 — 하이코틱 기술 가이드 PART 2·3과 하이코틱 사업분야 자료의 폴리우레아 공통 물성표를 나란히 놓은 것입니다.

어느 쪽이 틀렸다고 말할 근거는 두 자료 안에 없습니다. 기준으로 삼은 제품이 다르거나 시험 조건이 다를 수 있는데, 그 조건이 양쪽 모두에 적혀 있지 않기 때문입니다. 실무에서는 시험 규격과 조건이 함께 적힌 값을 설계에 쓰고, 더 넓은 쪽 값이 필요하다면 그 값을 내는 제품의 성적서를 따로 요구하는 편이 안전합니다.