KR101747660B1 - 자기 지수 및 보수성을 가지는 교면 방수제 조성물 및 이를 이용한 교면 방수공법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 콘크리트 구조물을 방수하기 위한 조성물에 있어서, 자기 보수성 무기 결합재 및 방수성 개질제를 포함하는 교면 방수제 조성물을 제공한다.
상기 교면 방수제 조성물은 자기 보수성 무기 결합재 10~60중량% 및 방수성 개질제 40~90 중량%를 포함할 수 있다. 상기 자기 보수성 무기 결합재는 마이크로 시멘트 5~50중량%, 메타카올린 1~30중량%, 천매암 분말 1~30 중량%, 활석 1~30중량%, 탄화규소 1~30 중량%, 아질산 칼슘 0.1~20중량%, 벤토나이트 0.01~20중량%, 실리콘 분말 0.01~10중량% 및 알칼리실리케이트 0.01~10중량%를 포함하는 자기 지수 및 보수성을 가지는 교면 방수제 조성물 및 이를 이용한 교면 방수공법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 교량 구조물을 방수하는 경우 침투력이 우수하고 자기 지수성, 자기 보수성, 내수성, 내화학성, 내산성, 내구성, 내염성 및 강도 등의 특성이 우수한 교면 방수제 조성물을 얻을 수 있다. 또한, 콘크리트의 미세균열 및 모세관 공극 등에의 침투성능이 우수한 교면 방수제 조성물을 적용함으로써, 추가적 보호막을 형성할 수 있고, 외부하중이나 충격 등으로 손상받기 쉬운 콘크리트 교면과 교면 방수제 조성물 계면의 결합을 공고히 할 수 있을 뿐만 아니라 내투수 저항성을 향상시킬 수 있어 콘크리트 교면의 내구성을 대폭 향상시킬 수 있다.
상기 교면 방수제 조성물은 자기 보수성 무기 결합재 10~60중량% 및 방수성 개질제 40~90 중량%를 포함할 수 있다. 상기 자기 보수성 무기 결합재는 마이크로 시멘트 5~50중량%, 메타카올린 1~30중량%, 천매암 분말 1~30 중량%, 활석 1~30중량%, 탄화규소 1~30 중량%, 아질산 칼슘 0.1~20중량%, 벤토나이트 0.01~20중량%, 실리콘 분말 0.01~10중량% 및 알칼리실리케이트 0.01~10중량%를 포함하는 자기 지수 및 보수성을 가지는 교면 방수제 조성물 및 이를 이용한 교면 방수공법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 교량 구조물을 방수하는 경우 침투력이 우수하고 자기 지수성, 자기 보수성, 내수성, 내화학성, 내산성, 내구성, 내염성 및 강도 등의 특성이 우수한 교면 방수제 조성물을 얻을 수 있다. 또한, 콘크리트의 미세균열 및 모세관 공극 등에의 침투성능이 우수한 교면 방수제 조성물을 적용함으로써, 추가적 보호막을 형성할 수 있고, 외부하중이나 충격 등으로 손상받기 쉬운 콘크리트 교면과 교면 방수제 조성물 계면의 결합을 공고히 할 수 있을 뿐만 아니라 내투수 저항성을 향상시킬 수 있어 콘크리트 교면의 내구성을 대폭 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 자기 지수 및 보수성(water-holding capacity)을 가지는 교면 방수제 조성물 및 이를 이용한 교면 방수공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자기 보수성 무기 결합재 및 방수성 개질제의 혼합물로 이루어진 자기 지수 및 보수성을 가지는 교면 방수제 조성물 및 이를 이용한 교면 방수공법에 관한 것이다.
교량(bridge structures)의 슬래브는 교통 차량에 의한 반복하중, 진동, 충격 및 전단 등의 작용과 온도 변화에 의한 수축 팽창 등이 복잡하게 작용하고 있다. 이러한 교량의 슬래브 상면에는 표면의 포장층으로부터 침투되는 물과 염화물에 의한 열화 및 철근의 부식을 방지하기 위해 방수재를 도포하여 사용한다. 이러한 방수재의 품질이 떨어지거나 방수 효과가 떨어지게 되면 여러 가지 조건이 복잡하게 작용하는 교량의 슬래브가 손상되게 된다. 그리고 결과적으로는 철근의 부식 현상 등이 발생하게 되어 교량의 전체적인 내구성을 약화시켜, 교량의 상태가 점차 나빠지게 되고 교량의 안전성 등에 심각한 위험을 초래하게 된다. 그러므로 우수한 품질의 방수재를 제조하는 것이 중요하다.
일반적으로 콘크리트나 철근 구조의 교면 등에 적용되는 방수제는 포장으로부터 침투되는 물과 염화물에 의한 바닥판 콘크리트의 열화 및 철근의 부식 방지를 위해 사용된다. 일반적으로 콘크리트나 철근 구조물의 교면이 오래되면 빗물 침투와 누적된 하중으로 표면 재료 간 결합력이 저하되고 온도 변화에 의한 물의 체적변화에 따라 공극 균열이 발생한다. 또한 시간이 지남에 따라 그러한 균열이 확대되어 콘크리트 또는 철근 구조물의 강도 저하 및 수명 저하를 초래한다.
콘크리트 또는 철근 구조의 교면에 사용되어온 방수 방법은 사용의 간편함과 경제성을 이유로 침투식 방수처리 방법에 의존해 왔다. 그러나 이 방식은 고강도 콘크리트에 방수제가 충분히 침투되지 않는 문제점이 있다. 또한, 근래에는 방수를 위해 시트식 방수 처리방법 중 하나인 아스팔트 시트를 이용한 방수 처리방법도 많이 사용되는데 이는 저온 특성이 떨어져 우리나라와 같이 사계절이 있는 경우 콘크리트나 철근 구조물의 내구성 향상에 큰 효과를 나타내지 못한다. 따라서 최근에는 합성 수지 재료를 발라 방수도막을 형성시켜 시공하는 방법인 도막식 방수 시공방법을 선호하고 있으며 도막식 방수 시공 방법 중 속경화형 우레아 층을 도입한 시공방법들이 소개되고 있다.
한편, 지금까지 국내외에서 일반적으로 이용되고 있는 침투형 방수재는 알칼리계 실리케이트로 이루어져 있다. 이러한 알칼리계 실리케이트는 표면장력이 작더라도 콘크리트 주성분인 칼슘이온과 빠르게 반응하여 칼슘 실리케이트를 형성한다. 이러한 칼슘 실리케이트는 불용성이면서 화학적으로 매우 안정된 산화물로 콘크리트의 표면을 보호해주나, 침투력이 수 mm에 불과하여 콘크리트 내부에 침투되지 못하는 문제점을 가지고 있어 콘크리트 구조물의 성능회복을 시키기에는 어려운 단점을 가지고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 교면 슬래브 및 콘크리트 구조물을 방수하는 경우 침투력이 우수하고 자기 지수성, 자기 보수성, 내수성, 내화학성, 내산성, 내구성, 내염성 및 강도 등의 특성이 우수한 교면 방수제 조성물을 제공함에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 자기 보수성 무기 결합재 및 방수성 개질제를 포함하는 교면 방수제 조성물을 이용하여 교면 콘크리트 슬래브를 방수함으로서 침투력이 우수하고 자기 지수성, 자기 보수성, 내수성, 내화학성, 내산성, 내구성, 내염성 및 강도 등에 있어서 우수한 특성을 나타내는 교면 방수공법을 제공함에 있다.
본 발명은, 콘크리트 구조물을 방수하기 위한 조성물에 있어서, 자기 보수성 무기 결합재 및 방수성 개질제를 포함하는 교면 방수제 조성물을 제공한다.
상기 교면 방수제 조성물은 자기 보수성 무기 결합재 10~60중량% 및 방수성 개질제 40~90 중량%를 포함할 수 있다.
상기 자기 보수성 무기 결합재는, 상기 자기 보수성 무기 결합재 중량 대비, 마이크로 시멘트 5~50중량%, 메타카올린 1~30중량%, 천매암 분말 1~30 중량%, 활석 1~30중량%, 탄화규소 1~30 중량%, 아질산 칼슘 0.1~20중량%, 벤토나이트 0.01~20중량%, 실리콘 분말 0.01~10중량% 및 알칼리실리케이트 0.01~10중량%를 포함한다.
상기 방수성 개질제는, 상기 방수성 개질제 중량 대비, 아크릴-우레탄 40~98 중량%, 초산비닐-말레인산디에틸 1~15중량%, 수성 실리카졸 0.01~15중량%, 디메틸 폴리실록산 0.01~15중량%, 프로필렌글리콜 0.01~10중량% 및 폴리아미드 0.01~10중량%로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 방수성 개질제는 안료 0.1~10중량% 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 방수성 개질제는 방수성 개질제 내의 기포를 제거하여 강도 및 내구성을 높이기 위한 소포제 0.01~10중량%를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 방수성 개질제는 물-시멘트비를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하기 위한 고성능 감수제 0.01~10중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은, 콘크리트 구조물을 방수하기 위한 조성물을 제조하는 방법에 있어서, 자기 보수성 무기 결합재 10~60중량% 및 방수성 개질제 40~90 중량%를 첨가하여 30초~5분간 믹싱하여 교면 방수제 조성물의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 아스팔트 콘크리트를 로드커트 등을 이용하여 제거하는 단계와 기존 방수층을 제거하거나, 교량 슬래브 콘크리트가 열화되어 탈락된 부위를 치핑(Chipping)하여 불순물 및 열화 부위를 제거하는 등의 전처리를 수행하는 전처리 단계와, 전처리된 교량 슬래브 콘크리트 상부에 프라이머를 도포하여 프라이머 층을 형성하는 단계와, 프라이머 층 상부에 상기 교면 방수제 조성물을 1차 도포하고 경화된 후 상기 교면 방수제 조성물을 2차 도포하는 단계와 도포된 상기 교면 방수제 조성물 상부에 방수성, 내마모성 및 방오성을 개선하기 위하여 택코팅하는 단계 및 택코팅 후 아스팔트 콘크리트나 시멘트 콘크리트를 타설하는 단계를 포함하는 교면 방수제 조성물을 이용한 교면 방수 공법을 제공한다. 이때, 상기 교면 방수제 조성물을 1차 도포한 후 인성을 증대시켜 반사균열 등을 방지하기 위하여 PE, PP, 나이론 섬유, 유리섬유 등으로 제조된 방수 시트를 매설하고 상기 교면 방수제 조성물을 2차 도포하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 프라이머는 상기 교면 방수제 조성물이 교량 콘크리트 슬래브에 고착되기 용이하게 하는 아크릴, 에틸 비닐 아세테이트(Ethyl Vinyl Acetate; EVA), 스티렌부타디엔(Styrene Butadiene; SB), 아스팔트 유제 및 상기 방수성 개질제 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.
본 발명에 의하면, 교량 구조물을 방수하는 경우 침투력이 우수하고 자기 지수성, 자기 보수성, 내수성, 내화학성, 내산성, 내구성, 내염성 및 강도 등의 특성이 우수한 교면 방수제 조성물을 얻을 수 있다. 또한, 콘크리트의 미세균열 및 모세관 공극 등에의 침투성능이 우수한 교면 방수제 조성물을 적용함으로써, 추가적 보호막을 형성할 수 있고, 외부하중이나 충격 등으로 손상 받기 쉬운 콘크리트 교면과 교면 방수제 조성물 계면의 결합을 공고히 할 수 있을 뿐만 아니라 내투수 저항성을 향상시킬 수 있어 콘크리트 교면의 내구성을 대폭 향상시킬 수 있다. 이뿐만 아니라 기존 콘크리트 교면 보수공사 시 연약한 표층 콘크리트를 완벽히 정리하지 않고 도 방수 효과가 탁월한 방수층을 형성할 수 있으므로, 과도한 제거공정으로 인해 콘크리트 교면의 피복두께가 얇아져서 콘크리트 교량이 손상되거나 수명이 단축되는 것을 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 교면 방수제 조성물을 이용하여 건축물 옥상, 지하 주차장, 옥외주차장, 교량 등의 노출 콘크리트 구조물 및 지수 지하 구조물을 방수하는 경우, 사용된 PP, PE, 나이론, 유리섬유 등으로 제조된 방수 시트에 의해 인장강도 및 신장률이 증가하여 하부 콘크리트 구조물의 반사균열에 대한 저항성을 개선함과 동시에 온도, 습도 등에 의한 수축·팽창을 유도하여 기존 콘크리트 구조물과 일체거동을 할 수 있다. 따라서, 수분의 차단효과와 더불어 염화물 또는 이산화탄소에 의한 중성화, 내수성, 내후성 및 내동결융해성이 우수한 효과를 나타낸다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 교면 방수제 조성물은 자기 보수성 무기 결합재 및 방수성 개질제를 포함한다.
상기 교면 방수제 조성물은 자기 보수성 무기 결합재 10~60중량% 및 방수성 개질제 40~90 중량%를 함유할 수 있다.
상기 자기 보수성 무기 결합재는, 상기 자기 보수성 무기 결합재 중량 대비, 마이크로 시멘트 5~50중량%, 메타카올린 1~30중량%, 천매암 분말 1~30 중량%, 활석 1~30중량%, 탄화규소 1~30 중량%, 아질산 칼슘 0.1~20중량%, 벤토나이트 0.01~20중량%, 실리콘 분말 0.01~10중량% 및 알칼리실리케이트 0.01~10중량%를 포함한다.
상기 방수성 개질제는, 상기 방수성 개질제 중량 대비, 아크릴-우레탄 40~98 중량%, 초산비닐-말레인산디에틸 1~15중량%, 수성 실리카졸 0.01~15중량%, 디메틸 폴리실록산 0.01~15중량%, 프로필렌글리콜 0.01~10중량% 및 폴리아미드 0.01~10중량%로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 방수성 개질제는 안료 0.1~10중량% 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 방수성 개질제는 방수성 개질제 내의 기포를 제거하여 강도 및 내구성을 높이기 위한 소포제 0.01~10중량%를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 방수성 개질제는 물-시멘트비를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하기 위한 고성능 감수제 0.01~10중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 마이크로 시멘트는 조성물의 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 마이크로 시멘트의 함량은 상기 자기 보수성 무기 결합재에 대하여 5~50 중량%함유되는 것이 바람직하다. 상기 마이크로 시멘트의 함량이 5 중량%미만이면 강도 및 내구성 개선 효과가 미흡하고, 함량이 50 중량%를 초과하면 경화가 빨라져 작업성이 저하될 수 있다.
상기 메타카올린은 포졸란 특성으로 장기 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 메타카올린은 상기 자기 보수성 무기 결합재에 대하여 1~30 중량%함유되는 것이 바람직하다. 상기 메타카올린의 함량이 1 중량%미만이면 장기 강도 및 내구성 개선 효과가 미흡하고, 그 함량이 30 중량%를 초과하면 초기 강도 발현이 늦어져 시공성이 저하된다.
상기 천매암 분말은 포졸란 특성을 가지고 있어 자기 지수 및 자기 보수성능을 개선하기 위해 사용된다. 상기 천매암 분말은 상기 자기 보수성 무기 결합재에 대하여 1~30 중량%함유되는 것이 바람직하다. 상기 천매암 분말의 함량이 1 중량%미만이면 자기 지수 및 자기 보수 성능 개선효과가 미흡하게 되고, 그 함량이 30 중량%를 초과하면 초기 강도 발현이 늦어져 시공성이 저하된다.
상기 활석은 조성물의 흡습 및 평활성을 얻기 위하여 사용된다. 상기 활석의 함량은 상기 자기 보수성 무기 결합재에 대하여 1~30 중량%함유되는 것이 바람직하다. 상기 활석의 함량이 1 중량%미만이면 흡습 및 평활성이 미흡하게 되고, 함량이 30 중량%이상이면 작업성이 저하될 수 있다.
상기 탄화규소는 내마모성, 내화성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 탄화규소는 상기 무기 충전재에 대하여 1∼30중량% 함유되는 것이 바람직하며, 상기 탄화규소의 함량이 30중량%를 초과하면 내마모성 및 내화성은 개선되나 작업성이 저하될 수 있고, 상기 탄화규소의 함량이 1중량% 미만이면 작업성은 개선되나 내마모성 및 내화성 개선 효과가 미약할 수 있다.
상기 아질산 칼슘은 내식성 및 내구성 개선을 위해 사용된다. 상기 아질산 칼슘의 함량은 상기 자기 보수성 무기 결합재에 대해 0.1~20중량% 포함하는 것이 바람직하며, 상기 아질산 칼슘의 함량이 20중량%를 초과하면 난연성 및 내구성이 개선효과가 미흡하고, 0.1중량% 미만이면 성능개선효과가 저하된다.
상기 벤토나이트는 흡습제로서 속경화 시 상기 방수성 개질제의 수분을 흡수하여 발포를 방지하기 위하여 사용한다. 이는 수분을 흡수하여 외부의 염분 및 수분이 내부 금속층으로 이동하는 것을 차단하여 강재의 부식을 억제하는 역할을 한다. 상기 벤토나이트는 상기 자기 보수성 무기 결합재에 대해 0.01~20중량% 포함하는 것이 바람직하며, 벤토나이트의 함량이 20중량%를 초과하면 작업성이 저하되고, 0.01 중량% 미만이면 재료분리현상이 발생할 수 있다.
상기 실리콘 분말은 내마모성, 발수성, 내수성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 실리콘 분말은 상기 자기 보수성 무기 결합재에 대해 0.01~10중량% 포함하는 것이 바람직하다. 상기 실리콘 분말의 함량이 0.01중량% 미만이면 내마모성, 발수성, 내수성 개선 효과가 미약하고, 그 함량이 10중량%를 초과하면 경제적이지 못하다.
상기 알칼리실리케이트는 알칼리 부여, 내수성 및 내구성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 알칼리실리케이트의 함량은 상기 자기 보수성 무기 결합재에 대해 0.01~10중량% 포함하는 것이 바람직하며, 상기 알칼리실리케이트의 함량이 10중량%를 초과하면 내수성 및 내구성이 개선되나 가격경쟁력이 저하되고, 0.01중량% 미만이면 개선효과가 저하된다.
상기 아크릴-우레탄은 강도, 내구성, 내후성 개선을 위해 사용된다. 상기 아크릴-우레탄의 함량은 상기 방수성 개질제에 대해 40~98 중량% 포함하는 것이 바람직하다. 상기 아크릴-우레탄의 함량이 98 중량%를 초과하면 내후성이 개선되나 가격경쟁력이 저하되고, 그 함량이 40 중량% 미만이면 내후성 개선효과가 미흡하다.
상기 초산비닐-말레인산디에틸은 접착력 및 내구성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 초산비닐-말레인산디에틸 수지의 함량은 상기 방수성 개질제에 대해 1~15 중량% 포함하는 것이 바람직하다. 상기 초산비닐-말레인산디에틸 수지의 함량이 15 중량%를 초과하면 접착력 및 내구성은 개선되나 점도가 높아져 작업성이 저하되고, 그 함량이 1 중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하다.
상기 수성 실리카졸은 접착력, UV저항성 및 내마모성을 증가시키기 위하여 사용된다. 상기 수성 실리카졸은 상기 방수성 개질제에 대해 0.01~15중량% 함유되는 것이 바람직하며, 수성 실리카졸의 함량이 15중량%를 초과하면 성능은 개선되나 가격경쟁력이 저하되고, 그 함량이 0.01중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하게 된다.
상기 디메틸 폴리실록산은 침투력, 발수성 및 상분리 저항성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 디메틸 폴리실록산의 함량은 상기 방수성 개질제에 대해 0.01~15 중량% 포함하는 것이 바람직하다. 상기 디메틸 폴리실록산의 함량이 15 중량%를 초과하면 침투력, 발수성 및 상분리 저항성은 개선되나 재료분리 현상이 발생되기 쉽고, 그 함량이 0.01 중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하게 된다.
상기 프로필렌글리콜은 흡습성이 우수하여 염소이온 및 수분을 흡착하여 철근의 부식을 방지할 수 있으며 저온 경화성을 개선하기 위해 사용된다. 상기 프로필렌글리콜의 함량은 상기 방수성 개질제에 대해 0.01~10 중량% 포함하는 것이 바람직하다. 상기 프로필렌글리콜의 함량이 10 중량%를 초과하면 염소이온 및 수분 흡착성 및 저온 경화성은 개선되나 작업성이 저하되기 쉽고, 그 함량이 0.01 중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하다.
상기 폴리아미드는 유동성, 응집력 및 재료분리 방지성을 부여하며, 부수적으로는 탁월한 응집력에 의해 수중 오염방지, 콘크리트 구조물의 철근 보호, 자기보수기능 등의 부수적인 효과를 거둘 수 있다. 상기 폴리아미드는 상기 방수성 개질제에 대해 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 폴리아미드 함량이 10중량%를 초과하면 성능은 개선되나 점도가 높아져 작업성이 저하될 수 있으며, 그 함량이 0.01중량% 미만이면 작업성은 개선되나 유동성, 응집력 및 재료분리 방지성 부여 효과가 미약할 수 있다.
상기 안료는 적외선을 반사하는 유기 안료인 아조 화합물(AZO compound)을 사용할 수 있다. 아조 화합물은 아조기 －N=N－를 갖는 화합물의 총칭이다. 아조 화합물은 아조기의 질소가 120˚에 가까운 결합각을 가지고 있어 시스형과 트랜스형의 기하이성질체가 가능한데, 대부분 안정한 트랜스형으로 존재하며, 트랜스형의 대표적인 아조 화합물로는 아조벤젠(azobenzene)이 있다. 이러한 아조 화합물은 소비자가 원하는 색상을 낼 때 사용할 수 있다. 상기 안료의 함량은 상기 방수성 개질제에 대해 0.1∼10 중량% 범위인 것이 바람직하다. 상기 안료의 함량이 0.1 중량% 미만이면 적외선 반사효과가 저하되고, 함량이 10 중량%를 초과하면 가격경쟁력이 저하된다.
상기 소포제는 방수성 개질제 내의 기포를 제거하여 강도 및 내구성을 높이기 위하여 사용한다. 또한, 상기 소포제가 방수성 개질제에 첨가되면 공기연행 효과를 부여하여 작업성 및 가사시간을 향상시킬 수 있다. 상기 소포제는 방수성 개질제에 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 소포제로는 알콜계 소포제, 실리콘계 소포제, 지방산계 소포제, 오일계 소포제, 에스테르계 소포제, 옥시알킬렌계 소포제 등을 사용할 수 있다. 상기 실리콘계 소포제로는 디메틸실리콘유, 폴리오가노실록산, 플루오로실리콘유 등이 있다. 상기 지방산계 소포제로는 스테아린산, 올레인산 등이 있다. 상기 오일계 소포제로는 등유, 동식물유, 피마자유 등이 있다. 상기 에스테르계 소포제로는 솔리톨트리올레이트, 글리세롤모노리시놀레이트 등이 있다. 상기 옥시알킬렌계 소포제로는 폴리옥시알킬렌, 아세틸렌에테르류, 폴리옥시알킬렌지방산에스테르, 폴리옥시알킬렌알킬아민 등이 있다. 상기 알콜계 소포제로는 글리콜(glycol) 등이 있다.
상기 고성능 감수제는 물-시멘트비를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하고 방수성 개질제의 유동성을 확보하기 위하여 사용한다. 방수성 개질제에 고성능 감수제가 첨가되면 물-시멘트비가 저감된다. 상기 고성능 감수제는 방수성 개질제에 0.01∼10중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 고성능 감수제는 폴리카르본산계, 멜라민계 또는 나프탈렌계 감수제를 사용할 수 있으나, 나프탈렌계와 멜라민계는 폴리카르본산계에 비하여 조성물의 강도가 떨어지고 작업성 및 가사시간을 저하시킬 수 있으므로 조성물의 강도, 작업성 및 가사시간을 저하시키지 않는 폴리카르본산계 감수제를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 콘크리트 구조물을 방수하기 위한 조성물을 제조하는 방법에 있어서, 방수성 개질제 40~90중량%에 자기 보수성 무기 결합재 10~60중량%를 첨가하여 30초~5분간 믹싱하여 교면 방수제 조성물의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 아스팔트 콘크리트를 로드커트 등을 이용하여 제거하는 단계와 기존 방수층을 제거하거나, 교량 슬래브 콘크리트가 열화되어 탈락된 부위를 치핑(Chipping)하여 불순물 및 열화 부위를 제거하는 등의 전처리를 수행하는 전처리 단계와, 전처리 된 교량 슬래브 콘크리트 상부에 프라이머를 도포하여 프라이머 층을 형성하는 단계와, 프라이머 층 상부에 상기 교면 방수제 조성물을 1차 도포하고 경화된 후 상기 교면 방수제 조성물을 2차 도포하는 단계와 도포된 상기 교면 방수제 조성물 상부에 방수성, 내마모성 및 방오성을 개선하기 위하여 택코팅하는 단계 및 택코팅 후 아스팔트 콘크리트나 시멘트 콘크리트를 타설하는 단계를 포함하는 교면 방수제 조성물을 이용한 교면 방수 공법을 제공한다. 이때, 상기 교면 방수제 조성물을 1차 도포한 후 인성을 증대시켜 반사균열 등을 방지하기 위하여 PE, PP, 나이론 섬유, 유리섬유 등으로 제조된 방수시트를 매설하고 상기 교면 방수제 조성물을 2차 도포하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 신설인 경우는 상기 기존 방수층을 제거하는 단계를 제외할 수 있다.
상기 프라이머는 상기 교면 방수제 조성물이 교량 콘크리트 슬래브에 고착되기 용이하게 하는 아크릴, 에틸 비닐 아세테이트(Ethyl Vinyl Acetate; EVA), 스티렌부타디엔(Styrene Butadiene; SB), 아스팔트 유제 및 상기 방수성 개질제 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명한다.
<실시예 1>
자기 보수성 무기 결합재 20 중량%, 방수성 개질제 80중량%를 강제식 믹서에 2분간 혼합하여 교면 방수제 조성물을 제작하였다.
이때, 상기 자기 보수성 무기 결합재는, 상기 자기 보수성 무기 결합재 중량 대비, 마이크로 시멘트 40중량%, 메타카올린 10중량%, 천매암 분말 10 중량%, 활석 10중량%, 탄화규소 10중량%, 아질산 칼슘 5중량%, 벤토나이트 5중량%, 실리콘 분말 5중량% 및 알칼리실리케이트 5중량%를 혼합하여 사용하였다.
이때, 상기 방수성 개질제는, 상기 방수성 개질제 중량 대비, 아크릴-우레탄 88중량%, 초산비닐-말레인산디에틸 수지 2중량%, 수성 실리카졸 2중량%, 디메틸 폴리실록산 2중량%, 프로필렌글리콜 2중량%, 폴리아미드 2중량%, 안료 1중량%, 소포제 0.5중량% 및 고성능 감수제 0.5중량% 를 혼합하여 사용하였다. 이때, 상기 안료는 산화철을 사용하였다. 상기 소포제는 알콜계 소포제나 실리콘계 소포제를 사용할 수 있다. 상기 고성능 감수제는 폴리카본산계 고성능 감수제를 사용하였다.
<실시예 2>
자기 보수성 무기 결합재 20 중량%, 방수성 개질제 80중량%를 강제식 믹서에 2분간 혼합하여 교면 방수제 조성물을 제작하였다.
이때, 상기 자기 보수성 무기 결합재는, 상기 자기 보수성 무기 결합재 중량 대비, 마이크로 시멘트 40중량%, 메타카올린 10중량%, 천매암 분말 10 중량%, 활석 10중량%, 탄화규소 10중량%, 아질산 칼슘 5중량%, 벤토나이트 5중량%, 실리콘 분말 5중량% 및 알칼리실리케이트 5중량%를 혼합하여 사용하였다.
이때, 상기 방수성 개질제는, 상기 방수성 개질제 중량 대비, 아크릴-우레탄 83중량%, 초산비닐-말레인산디에틸 수지 3중량%, 수성 실리카졸 3중량%, 디메틸 폴리실록산 3중량%, 프로필렌글리콜 3중량%, 폴리아미드 3중량%, 안료 1중량%, 소포제 0.5중량% 및 고성능 감수제 0.5중량% 를 혼합하여 사용하였다. 이때, 상기 안료는 산화철을 사용하였다. 상기 소포제는 알콜계 소포제나 실리콘계 소포제를 사용할 수 있다. 상기 고성능 감수제는 폴리카본산계 고성능 감수제를 사용하였다.
<실시예 3>
자기 보수성 무기 결합재 20 중량%, 방수성 개질제 80중량%를 강제식 믹서에 2분간 혼합하여 교면 방수제 조성물을 제작하였다.
이때, 상기 자기 보수성 무기 결합재는, 상기 자기 보수성 무기 결합재 중량 대비, 마이크로 시멘트 40중량%, 메타카올린 10중량%, 천매암 분말 10 중량%, 활석 10중량%, 탄화규소 10중량%, 아질산 칼슘 5중량%, 벤토나이트 5중량%, 실리콘 분말 5중량% 및 알칼리실리케이트 5중량%를 혼합하여 사용하였다.
이때, 상기 방수성 개질제는, 상기 방수성 개질제 중량 대비, 아크릴-우레탄 78중량%, 초산비닐-말레인산디에틸 수지 4중량%, 수성 실리카졸 4중량%, 디메틸 폴리실록산 4중량%, 프로필렌글리콜 4중량%, 폴리아미드 4중량%, 안료 1중량%, 소포제 0.5중량% 및 고성능 감수제 0.5중량% 를 혼합하여 사용하였다. 이때, 상기 안료는 산화철을 사용하였다. 상기 소포제는 알콜계 소포제나 실리콘계 소포제를 사용할 수 있다. 상기 고성능 감수제는 폴리카본산계 고성능 감수제를 사용하였다.
<실시예 4>
상기 실시예 1로 제조된 교면 방수제 조성물을 1회 도포하고 PE 메쉬를 매설한 후 다시 교면 방수제 조성물을 2차 도포하여 방수용 시트를 제조하였다.
<실시예 5>
상기 실시예 2로 제조된 교면 방수제 조성물을 1회 도포하고 PE 메쉬를 매설한 후 다시 교면 방수제 조성물을 2차 도포하여 방수용 시트를 제조하였다.
<실시예 6>
상기 실시예 3으로 제조된 교면 방수제 조성물을 1회 도포하고 PE 메쉬를 매설한 후 다시 교면 방수제 조성물을 2차 도포하여 방수용 시트를 제조하였다.
상기의 실시예 1 내지 실시예 3의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 본 발명의 실시예들과 비교할 수 있는 비교예들을 제시한 것이다.
<비교예 1>
마이크로 시멘트 20 중량% 및 아크릴-우레탄 80중량%를 강제식 믹서에 2분간 혼합하여 조성물을 제작하였다.
<비교예 2>
상기 비교예 1로 제조된 조성물을 1회 도포하고, PE 메쉬를 매설한 후 다시 상기 비교예 1로 제조된 조성물을 2차 도포하여 방수용 시트를 제조하였다.
본 발명은 하기의 실험예를 참고로 더욱 상세히 설명되며, 이 실험예가 본 발명을 제한하려는 것은 아니다.
<시험예 1> 강도시험
실시예에서 제조한 교면 방수제 조성물과 비교예 1에서 제조한 조성물의 물성을 비교하기 위하여, KS F 3211(건설용 도막 방수재)에 의하여 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
| 시험항목 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 비교예 1 | ||
| 인장강도 (㎏f/㎠) | 50 | 65 | 75 | 44 | ||
| 신장률 (%) | 490 | 510 | 530 | 460 | ||
| 열화처리후 인장성능 |
인장 강도비 (%) |
가열처리 | 110 | 112 | 113 | 100 |
| 촉진노출처리 | 108 | 110 | 111 | 98 | ||
| 알칼리처리 | 100 | 105 | 108 | 95 | ||
| 산처리 | 109 | 110 | 112 | 99 | ||
| 파단시 신장률 (%) |
가열처리 | 485 | 499 | 515 | 458 | |
| 촉진노출처리 | 483 | 498 | 514 | 450 | ||
| 알칼리처리 | 480 | 491 | 502 | 448 | ||
| 산처리 | 486 | 496 | 513 | 456 | ||
| 신장시 열화성상 |
가열처리 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | |
| 촉진노출처리 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | ||
| 오존처리 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | ||
| 부착성능 |
무처리 | (㎏f/㎠) | 12 | 15 | 17 | 10 |
| 냉온반복 | 10 | 12 | 15 | 8 | ||
| 도막상태 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | ||
| 내피로성능 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | ||
| 흘러내림저항성능 | 흘러내림길이 (mm) | 2 | 1.5 | 1 | 2.5 | |
| 주름발생 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | ||
상기 표 1에서 나타난 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제조한 교면 방수제 조성물 및 시트를 이용한 실시예 1내지 3이 비교예 1보다 매우 높은 성능을 나타내었다.
<시험예 2>
실시예들에서 제조한 방수용 시트와 비교예 2의 방수용 쉬트의 열화처리 후의 인장성능을 비교하기 위하여, 고속도로공사 전문시방서-교면용 도막방수재 시험 및 KS F 4931에 의하여 시험을 수행하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.
| 시험항목 | 실시예 4 | 실시예 5 | 실시예 6 | 비교예 2 | ||
| 인장 성능 |
인장강도 (N/mm) |
무처리 | 17 | 19 | 21 | 15 |
| 알칼리 처리 | 15 | 16 | 18 | 14 | ||
| 가열 처리 | 16 | 18 | 20 | 14 | ||
| 신장률 (%) |
무처리 | 38 | 40 | 42 | 36 | |
| 알칼리 처리 | 35 | 37 | 38 | 34 | ||
| 가열 처리 | 36 | 38 | 40 | 34 | ||
| 전단 접착 성능 |
전단접착강도 (㎏f/㎠) |
-20℃ | 1.2 | 1.3 | 1.5 | 0.9 |
| 20℃ | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.3 | ||
| 전단접착변형률 (%) |
-20℃ | 0.8 | 0.9 | 1.0 | 0.6 | |
| 20℃ | 1.2 | 1.3 | 1.4 | 1.0 | ||
| 인장 접착 강도 (㎏f/㎠) | -20℃ | 1.6 | 1.7 | 1.8 | 1.4 | |
| 20℃ | 0.9 | 1.1 | 1.2 | 0.7 | ||
| 내투수성 | 투수되지 않음 | 투수되지 않음 | 투수되지 않음 | 투수되지 않음 | ||
| 염화 이온 침투 저항성(coulombs) | 80 | 75 | 71 | 90 | ||
| 내움푹 패임 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | ||
| 내열치수 안정성(%) | 150℃, 30분 | |||||
| 저온 굴곡성 | -20℃ | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | |
| 접합 강도 (N/mm) | 6.5 | 7 | 7.3 | 6 | ||
| 내피로성 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | ||
| 내균열성 | -20℃ | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | |
| 수침 7일후의 인장 접착성 | 20℃ | 80% | 82% | 88% | 75% | |
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예 4내지 6이 비교예 2보다 우수한 성능을 나타내었다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
Claims (8)
- 콘크리트 구조물을 방수하기 위한 교면 방수제 조성물로서,
자기 보수성 무기 결합재 및 방수성 개질제를 포함하고,
상기 교면 방수제 조성물은 자기 보수성 무기 결합재 10~60중량% 및 방수성 개질제 40~90 중량%를 포함하고,
상기 자기 보수성 무기 결합재는, 상기 자기 보수성 무기 결합재 중량 대비, 마이크로 시멘트 5~50중량%, 메타카올린 1~30중량%, 천매암 분말 1~30 중량%, 활석 1~30중량%, 탄화규소 1~30 중량%, 아질산 칼슘 0.1~20중량%, 벤토나이트 0.01~20중량%, 실리콘 분말 0.01~10중량% 및 알칼리실리케이트 0.01~10중량%를 포함하는
것을 특징으로 하는 교면 방수제 조성물.
- 제 1항에 있어서,
상기 방수성 개질제는, 상기 방수성 개질제 중량 대비, 아크릴-우레탄 40~98 중량%, 초산비닐-말레인산디에틸 1~15중량%, 수성 실리카졸 0.01~15중량%, 디메틸 폴리실록산 0.01~15중량%, 프로필렌글리콜 0.01~10중량% 및 폴리아미드 0.01~10중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 교면 방수제 조성물.
- 제 2항에 있어서,
상기 방수성 개질제는 안료 0.1~10중량%을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교면 방수제 조성물.
- 제 3항에 있어서,
상기 방수성 개질제는 방수성 개질제 내의 기포를 제거하여 강도 및 내구성을 높이기 위한 소포제 0.01~10중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교면 방수제 조성물.
- 제 4항에 있어서,
상기 방수성 개질제는 물-시멘트비를 감소시켜 강도 및 내구성을 개선하기 위한 감수제 0.01~10중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교면 방수제 조성물.
- 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 기재된 교면 방수제 조성물을 이용하여 콘크리트 구조물을 방수하기 위한 교면 방수 공법으로서,
교량 슬래브 콘크리트 상부면을 전처리하는 단계와;
전처리된 교량 슬래브 콘크리트 상부에 프라이머를 도포하여 프라이머 층을 형성하는 단계와;
형성된 프라이머 층 상부에 상기 교면 방수제 조성물을 1차 도포하고 경화된 후 상기 교면 방수제 조성물을 2차 도포하여 경화시키는 단계와;
경화된 상기 교면 방수제 조성물 상부에 방수성, 내마모성 및 방오성을 개선하기 위하여 택코팅하는 단계; 및
택코팅 후 아스팔트 콘크리트나 시멘트 콘크리트를 타설하는 단계를
포함하는 것을 특징으로 하는 교면 방수 공법.
- 제 6항에 있어서,
상기 교면 방수제 조성물의 상기 1차 도포 이후 및 상기 2차 도포 이전에, 인성을 증대시켜 반사균열 등을 방지하기 위하여 PE, PP, 나이론 섬유, 유리섬유 중 어느 하나 이상의 재질로 제조된 방수 시트를 매설하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교면 방수 공법.
- 제 6항에 있어서,
상기 프라이머는 상기 교면 방수제 조성물이 교량 콘크리트 슬래브에 고착되기 용이하게 하는 아크릴, 에틸 비닐 아세테이트(Ethyl Vinyl Acetate; EVA), 스티렌부타디엔(Styrene Butadiene; SB), 아스팔트 유제 및 상기 교면 방수제 조성물을 구성하는 방수성 개질제 중에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 교면 방수 공법.
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|---|---|---|---|
| KR1020160158331A KR101747660B1 (ko) | 2016-11-25 | 2016-11-25 | 자기 지수 및 보수성을 가지는 교면 방수제 조성물 및 이를 이용한 교면 방수공법 |
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