KR102114449B1 - 콘크리트 또는 모르타르의 방수보강방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트 또는 모르타르의 방수보강방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존 노후된 콘크리트나 모르타르 표면에 수용성 에폭시 계열 강화제를 도포함으로써 노후된 표면을 강화를 한 후 그 상부에 기존 콘크리트나 모르타르의 노후 정도에 따라 모르타르에 물과 특수 아크릴 계열 모르타르 강화제의 첨가량을 조절하여 조성된 조성물을 사용하여 후속 방수구조 보강 및 파손, 단면복구 등의 보수를 통해 기존 콘크리트나 모르타르 보강 및 보수공법의 폐단을 해결하고 콘크리트나 모르타르로 조성된 건축물의 유지 관리의 경제성 및 오랜 내구성을 구현할 수 있도록 개선한 콘크리트 또는 모르타르의 방수보강방법에 관한 것이다.

Description

콘크리트 또는 모르타르의 방수보강방법{METHOD FOR REPAIRING AND WATERPROOFING OF CONCRETE AND MORTAR'S}

본 발명은 콘크리트 또는 모르타르의 방수보강방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존 노후된 콘크리트나 모르타르 표면에 수용성 에폭시 계열 강화제를 도포함으로써 노후된 표면을 강화를 한 후 그 상부에 기존 콘크리트나 모르타르의 노후 정도에 따라 모르타르에 물과 특수 아크릴 계열 모르타르 강화제의 첨가량을 조절하여 조성된 조성물을 사용하여 후속 방수구조 보강 및 파손, 단면복구 등의 보수를 통해 기존 콘크리트나 모르타르 보강 및 보수공법의 폐단을 해결하고 콘크리트나 모르타르로 조성된 건축물의 유지 관리의 경제성 및 오랜 내구성을 구현할 수 있도록 개선한 콘크리트 또는 모르타르의 방수보강방법에 관한 것이다.

현대에 와서 건축물의 구조재료로 가장 널리 사용되고 있는 재료는 철근콘크리트이다.

철근콘크리트라 하면 '콘크리트'라는 압축재와 '철근'이라는 인장재 두 개의 재료가 결합한 일체식 구조로서 건축물을 구성하고 있는 구조 재료 중에서 가장 경제적이고 내구적이며 안정적인 건축 재료로 널리 사용되고 있다.

일반적으로, 이러한 철근콘크리트 건축물은 외부환경에 노출되어 있기 때문에 건축물이 준공된 이후 시간이 지남에 따라 자연스럽게 노후화되기 시작한다.

태양, 열(적외선), 비, 눈, 습기, 유해한 대기환경(CO₂), 오염, 곰팡이 등의 환경조건으로 인해 건축물은 상당한 스트레스를 받고 있으며 이로 인해 노후화는 필연적이다.

그에 따라 노후화를 방지하거나 지연시켜 건축물의 장기간 사용을 위한 목적으로 여러가지 유지관리 활동이 필요해진다.

이 중의 대부분은 건축물의 구조나 외부를 구성하고 있는 콘크리트나 모르타르와 관련되어 있으며, 이러한 콘크리트나 모르타르를 보호하고 손상된 부분을 보수할 때 가장 핵심은 '물(H₂O)'과 '유해한 대기환경(CO₂)'의 관리라 할 수 있다.

기존에는 콘크리트나 모르타르를 보강하거나 보수할 때 기존 노후된 표면의 강화처리 없이 단순 단면복구만을 해왔다.

그러나, 얼마 지나지 않아 보수부위가 다시 박리되거나 탈락되는 경우가 많았다. 특히, 옥상과 같은 부위는 그 정도가 더욱 심각하다.

그런데, 이와 같은 기존 노후된 콘크리트나 모르타르 보강 및 보수방법의 문제점은 손상된 기존 모체의 강화 처리에 대해 고려하지 않았다는 것이 그 첫 번째 문제이다.

그리고, 단면 복구를 위해 보강 및 보수를 위해 사용되는 소재에 대한 고려 없이 기존에 사용하던 모르타르에 물을 혼합한 조성물로 단순한 외형 복구의 목적으로 적용한다는데 그 두 번째 문제점이 있다.

또한, 기존 노후된 콘크리트나 모르타르 강화, 보강 및 보수함에 있어 모르타르 계열의 보수재료를 사용할 때, 보수를 위한 적용 두께가 중요한데 기존의 보수재료를 사용한 방법으로는 그 두께가 최소한 70~80mm 이상 와이어 메쉬 등으로 보강할 경우 유효한 보강 및 보수의 효과를 기대할 수 있었다.

따라서, 적용 두께가 그 이하일 경우에는 표면이 갈라지거나 박리되는 현상이 발생하는 것이 그 다음 문제점이다.

보통 콘크리트나 모르타르의 표면이 파손되면 파손된 단면의 모체가 손상된 경우가 대부분이다. 만약, 이런 부위의 적합한 강화나 보강이 없다면 시간이 경과됨에 따라 그 부위가 전체 면으로 확대되기 시작한다.

이에, 잘못된 기존 콘크리트나 모르타르의 보강 및 보수시공으로 인한 폐단을 막고, 건축물의 본래 기능을 되찾아 내구성을 실현하며 장기적인 관점에서 방수목적을 위한 유지 및 관리가 효율적이고 경제적인 새로운 콘크리트 또는 모르타르의 보강 및 보수공법이 필요하다.

현재 노후화된 콘크리트나 모르타르 표면을 강화시키기 위한 방법으로는 화학수지를 이용한 공법이 주로 적용되고 있으며, 이중에서도 물성 및 침투성이 우수한 에폭시수지를 주로 이용하고 있다.

다시 말해, 현재까지 콘크리트나 모르타르 표면을 강화시키기 위해 개발된 재료중 사용상 문제점이 없는 재료는 용제(Solvent) 침투형 강화처리제 정도로 보고 있다.

수용성 아크릴계의 침투형 강화제는 시멘트와 규사(모래)를 혼합하여 모르타르 상태가 되면 강력한 압축강도와 부착강도를 발현하지만, 아크릴 수지 단독으로 침투형태의 강화제로 사용하게 되면, 습윤 상태 또는 물이 고인상태에서 동결되면서 모르타르의 자체의 결속력을 상실하고 손상된다. 그러므로, 아크릴 계열 수지를 단독으로 표면강화제로서 사용하는 것은 극히 위험할 수 있다.

이러한 노후화된 콘크리트나 모르타르 표면을 강화시키기 위해 기존의 에폭시수지와 같은 화학수지를 이용하는 방법에 있어서는 제조 및 사용 과정에서 필수적으로 이용되는 유기 용제로 인하여 인체나 자연환경에 미치는 폐해가 날로 심각해지고 있어 그 문제점에 대한 대안이 절실히 요구되고 있다.

또한, 화학 수지를 이용한 방법에 있어서 유기 용제의 직접적인 노출로 인한 폐해가 문제시되면서 이를 해결하기 위한 노력의 하나로 수용성 제품을 이용한 공법들이 이용되고 있으나 이들 방법에 있어서도 수용성 조성에서 친수성기를 조절하기 위하여 사용되는 유기용제가 경화 성분의 가교성을 저해하는 요인으로 작용함으로 인하여 박막형태의 코팅용도로서만 이용되고 있다.

국내 등록특허 제10-1025806호(2011.03.23.), 옥상 보호모르타르 표면강화 방수구조 및 그 방수공법 국내 등록특허 제10-1845451호(2018.03.29.), 콘크리트 구조체 배면 누수 보수방법

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 기존 노후된 콘크리트나 모르타르 표면에 수용성 에폭시 계열 강화제를 도포함으로써 노후된 표면을 강화를 한 후 그 상부에 기존 콘크리트나 모르타르의 노후 정도에 따라 모르타르에 물과 특수 아크릴 계열 모르타르 강화제의 첨가량을 조절하여 조성된 조성물을 사용하여 후속 방수구조 보강 및 파손, 단면복구 등의 보수를 통해 기존 콘크리트나 모르타르 보강 및 보수공법의 폐단을 해결하고 콘크리트나 모르타르로 조성된 건축물의 유지 관리의 경제성 및 오랜 내구성을 구현할 수 있도록 개선한 콘크리트 또는 모르타르의 방수보강방법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 중성화된 부위인 중성화표면층(40)과, 중성화되고 파손된 부위인 중성화파손표면층(50)을 찾고, 그 부위에 잔류하는 중성화물을 철거하며, 이물질을 제거하는 중성화된 부위 전처리단계와; 상기 전처리단계가 완료되면, 중성화된 표면을 강화처리하는 표면강화단계와; 표면강화된 파손부분을 강도 조절된 조성물로 복구하는 단면복구단계;를 포함하는 콘크리트 또는 모르타르의 방수보강방법에 있어서;
상기 표면강화단계에서 사용되는 표면강화제는 수용성 에폭시계수지 85-86중량%와, 경화제 14-15중량%로 구성하되, 상기 수용성 에폭시계수지는 에폭시수지 에멀젼 50~60중량%, 메틸이소부틸케톤 1.5~2.5중량%, 규산수용액 1~5중량% 및 잔부 물로 이루어지고; 상기 경화제는 에폭시경화제 45~55중량%와, 디에탄올아민(Diethanolamine) 0.5~1.5중량%와, 초산에틸 1.5-2.5중량% 및 잔부 물로 이루어지며;
상기 단면복구단계에서 사용되는 단면 복구용 보수재료는 제1혼합물 10~14중량%와, 제2혼합물 86~90중량%를 혼합한 것을 사용하되, 상기 제1혼합물은 아크릴 중합체(Acrylic Copolymer) 48~52중량%, 첨가제 2~4중량% 및 잔부 물로 이루어지고, 첨가제는 테르페노이드 3.5중량%와, 초산 셀룰로오스 35중량%와, 디스테아디모늄 헥토라이트 20중량%와, 황산아연 5중량%와, 세레신 10중량% 및 나머지 물로 이루어지며; 상기 제2혼합물은 0.4~0.8mm 입도를 갖는 규사 35~40중량%와, 시멘트 12~13중량% 및 잔부 물로 이루어지고;
상기 표면강화단계에서 상기 수용성 에폭시계수지를 구성하는 상기 에폭시수지 에멀젼은 에폭시수지를 수성화하기 위해 유화제 및 안정제를 사용하여 강제로 수용액속에 미세한 입자로 균일하게 분산시킨 수중유형에멀젼(Oil In Water Emulsion) 형태를 사용해야 하며; 상기 규산수용액은 중성화된 콘크리트나 모르타르의 표면의 장력을 저하시켜 침투력을 향상시키기 위해 수용성 규산 35중량%와, 리튬 10중량%와, 실리케이트 10중량%와, 식초 25중량% 및 나머지 물로 조성되어야 하고;
상기 표면강화단계에서 콘크리트 또는 모르타르의 내열성과 내산화성 및 난연성을 강화시키기 위해 상기 표면강화제 100중량부에 대해 데카브로모 디페닐옥시드 20중량부와, 폴리실록사니 15중량부를 더 첨가한 것을 특징으로 하는 콘크리트 또는 모르타르의 방수보강방법을 제공한다.

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본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 본 발명에 따른 수성 에폭시수지 조성물을 이용하여 콘크리트 표면의 강화 처리를 할 경우 간단한 공정으로 콘크리트나 모르타르의 표면에 강화 처리를 수행할 수 있어 작업성이 크게 개선되고 상부 보수 모르타르와의 부착력을 확보하며 기존 노후화된 모체의 강도 등 기계적 물성을 종래 수준과 동등 이상으로 복원하거나 유지시킬 수 있다.

둘째, 강화단계에서 기존에 필수적으로 사용되었던 유기 화합물을 사용하기 않게 됨으로써 환경에 미치는 악영향이 최소화되며, 수용성 에폭시로서 물이 경화 반응시 발열반응을 안정화시키기 때문에 경화반응에 의하여 배출되는 암모니아 가스를 최소화할 수 있는 장점까지 있어 친환경적인 효과가 매우 크다.

또한, 산업의 무공해와 작업 청정화 등에 요구에 부응할 수 있어 취급이 용이하고 작업환경상 안전하며 화재의 위험이 없고 작업환경을 오염시키지 않는 등의 환경 친화적인 특성을 극대화할 수 있다.

셋째, 강화단계에서 단순한 단면복구의 기능에서 벗어나 기존의 중성화된 부위의 표면 강화를 통해 기계적으로 물성이 우수한 표면을 형성하게 되어 중성화 위험을 차단하거나 지연시켜 건축물의 장기적인 수명을 확보할 수 있다.

넷째, 단면을 복구하는 단계에서 단면의 두께가 확보되지 않아도 쉽게 파손되지 않아 보강 또는 보수 두께에 크게 영향을 받지 않고 외부의 형태에 따라 단면을 복구할 수 있다.

다섯째, 단면을 복구하는 단계에서 외부 조건에 따라 수용액의 첨가비율을 조절하여 보수용 모르타르의 강도를 조절할 수 있어 친환경적이고 생산 원가를 절감할 수 있으며, 간단한 공정으로 맞춤형 보수효과를 구현함으로써 보수 수명을 장기화 할 수 있다.

여섯째, 단면을 복구하는 단계에서 보수된 모르타르는 방수성능을 갖게 되어 추후 외부 환경조건에 따른 중성화에 대응하여 장기적인 내구성을 갖는다.

일곱째, 단면복구 부위를 포함하여 전체적으로 적용하게 되면 이러한 구조만으로도 전체적인 방수보강구조를 확보할 수 있다.

여덟째, 이를 통해 재보수 및 유지관리가 용이하다는 편리성도 제공한다.

도 1은 기존 옥상방수구조 중 파손부위가 존재하는 부위의 예시적인 단면도이다.
도 2는 기존 콘크리트나 모르타르의 중성화 부위의 예시적인 단면도이다.
도 3은 본 발명 중 노후화된 옥상 보호모르타르 표면 부위의 강화처리를 보인 예시적인 단면도이다.
도 4는 본 발명 중 강화 처리된 옥상 보호모르타르 표면에 단면복구처리를 보인 예시적인 단면도이다.
도 5는 본 발명 중 기존 콘크리트나 모르타르의 중성화 부위의 강화처리를 보인 예시적인 단면도이다.
도 6은 본 발명 중 강화 처리된 콘크리트나 모르타르의 표면에 단면복구처리를 보인 예시적인 단면도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

본 발명에 따른 콘크리트 또는 모르타르의 방수보강구조는 크게 옥상층일 경우와 그 외의 부분으로 나눌 수 있다.

예컨대, 도 1,3,4는 옥상층일 경우를 보여 주며, 도 2,5,6은 옥상층이 아닌 그 외의 경우를 보여 준다.

특히, 옥상층의 경우 도 1과 같이 옥상 슬라브층(10), 비노출방수층(20), 보호모르타르층(30)으로 이루어진 기존 구조에서 중성화된 표면층인 중성화표면층(40), 중성화되고 파손된 표면층인 중성화파손표면층(50)이 존재할 경우 본 발명은 매우 유효하다.

즉, 도 3,4에서와 같이, 중성화표면층(40)에 이를 보수 보강할 수 있도록 중성화표면강화층(60)을 형성하거나 중성화파손표면층(50)에 중성화표면강화층(60)을 구성한 후 그 위에 보수보강층(70)을 더 형성하는 형태로 보강될 수 있다.

한편, 옥상층이 아닌 그 외의 경우 도 2와 같이 슬라브층(10) 혹은 보호모르타르층(30) 바로 표면이 중성화되어 중성화표면층(40)을 형성하게 되므로 이를 보수 보강하기 위해서는 도 5,6과 같이 중성화표면강화층(60)을 형성하거나 중성화되고 파손된 경우라면 파손된 부위에 중성화표면강화층(60)을 구성한 후 그 위에 보수보강층(70)을 더 형성하는 형태로 보강될 수 있다.

이때, 중성화표면강화층(60) 및 보수보강층(70)은 기존과 달리 유기성화합물을 사용하지 않은 친환경 특수성분으로 이루어지는데 이에 대해서는 방수보강방법과 함께 설명하기로 한다.

이와 같은 방수보강구조를 이룰 수 있도록 한 본 발명에 따른 방수보강방법은 다음과 같다.

먼저, 중성화표면층(40), 중성화파손표면층(50) 부위의 전처리단계가 수행된다.

상기 중성화 부위 전처리단계는 본 발명 실시를 위한 첫 단계로서, 중성화 부위를 찾고, 중성화 부위에 잔류하는 중성화물 철거, 이물질(요철 및 레이턴스 등)을 제거하기 위한 과정을 말하는 것으로, 이후 후속 강화단계, 단면복구단계의 내구성을 좌우하는 매우 중요한 단계 중 하나이다.

이와 같은 콘크리트나 모르타르의 중성화 부위 전처리단계가 완료되면, 이어 중성화된 표면을 강화처리하는 표면강화단계가 수행된다.

즉, 중성화표면강화층(60)은 중성화표면층(40)과, 중성화파손표면층(50)을 강화시키기 위한 층으로, 이를 테면 중성화된 것의 강도를 보강하고 표면에 잔류하고 있는 분진이나 이물질을 고착화시켜 후속 공정과의 부착성을 확보하는 단계이다.

좀 더 구체적으로, 중성화표면강화층(60)을 형성하기 위해 중성화표면층(40), 중성화파손표면층(50)에 고무헤라를 이용하여 표면강화제를 스크래핑 형식으로 도포한다.

이때, 콘크리트나 모르타르의 중성화 정도에 따라 중성화 깊이가 다를 수 있다.

따라서, 일부가 콘크리트 표면에 흡수되었다면 해당 부위에 추가적으로 도포를 하여 중성화 깊이까지 표면강화제가 충분히 침투되도록 한다.

이 경우, 중성화표면강화층(60)은 수용성 에폭시계열 수지를 사용함이 바람직한데, 상기 수용성 에폭시계열 수지는 콘크리트나 모르타르의 침투성이 우수해 10~30mm까지 침투하여 모체를 강화시키는데 크게 기여한다.

이와 관련한 본 발명에 따른 중성화표면강화층(60)에 적용하기 위한 표면강화제는 수용성 에폭시계수지 85-86중량%와 경화제 14-15중량%로 이루어진다.

이때, 상기 수용성 에폭시계수지는 에폭시수지 에멀젼 50~60중량%, 메틸이소부틸케톤 1.5~2.5중량%, 규산수용액 1~5중량% 및 잔부 물로이루어진다.

여기에서, 상기 에폭시수지 에멀젼은 에폭시수지를 수성화하기 위해 유화제 및 여러 가지 안정제를 사용하여 강제로 수용액속에 미세한 입자로 균일하게 분산시킨 수중유형에멀젼(Oil In Water Emulsion) 형태이며 물에 아주 잘 희석되는 원료이다.

본 발명에서는 기존 에폭시수지의 우수한 기계적인 강도, 접착력 등의 장점을 유지한 채 유기용제 및 유해한 중금속을 포함하지 않는 친환경 원료이므로 사용된다.

이를 위해, 에폭시수지 에멀젼은 50~60중량%로 첨가되어야 하는데, 50중량% 미만으로 첨가되면 반응성이 떨어지고, 60중량%를 초과하게 되면 점도가 높아져 모체 침투성이 저하되므로 상기 범위로 한정함이 바람직하다.

또한, 상기 메틸이소부틸케톤은 지방족 화합물로서 상온 상압에서 안정한 물질이며, 조성되는 성분들의 화학 반응과 고분자 기재와의 가교 결합을 유도하여 접착성, 부착성을 향상시키기 위해 첨가된다.

이를 위해, 메틸이소부틸케톤은 1.5~2.5중량%의 범위로 첨가되어야 하는데, 1.5중량% 미만으로 첨가되면 접착성, 부착성이 떨어지고, 2.5중량%를 초과하면 반응성이 높아져 기대 효과를 저해하므로 상기 범위로 한정되어야 한다.

뿐만 아니라, 상기 규산수용액은 중성화된 콘크리트나 모르타르의 표면의 장력을 저하시켜 침투력을 향상시키기 위해 사용된다.

이를 위해, 본 발명에서 조성되는 규산수용액은 수용성 규산 35중량%와, 리튬 10중량%와, 실리케이트 10중량%와, 식초 25중량% 및 나머지 물로 이루어진다.

이중에서, 리튬은 콘크리트 혹은 모르타르 표면에서 알카리를 중화시킴으로써 침투력을 확보하기 위해 첨가되며; 상기 수용성 규산은 식초와 함게 반응하면서 리튬에 의해 확보된 콘크리트 공극내로 약 10~20mm 침투된 후 유리알카리 또는 수산화칼슘과 반응하여 불용성의 C-S-H 겔을 형성하고 이를 통해 공극을 조밀화, 내수화시켜 균열이 생기지 않도록 억제하고, 강력한 접착력을 확보하도록 하게 된다. 이때, 실리케이트는 피복되어 산화를 방지한다.

이에 더하여, 본 발명에서는 상기 표면강화제에 이 표면강화제 100중량부에 대해, 데카브로모 디페닐옥시드 20중량부와, 폴리실록사니 15중량부를 더 첨가할 수 있다.

이 경우, 상기 데카브로모 디페닐옥시드는 내열성과 내산화성 및 난연성을 강화시키기 위해 더 첨가될 수 있고, 상기 폴리실록사니는 거품 발생을 억제하여 부서짐이나 크랙 발생 등의 열화를 억제하고 차단하는데 기여하기 위해 더 첨가될 수 있다.

한편, 상기 경화제는 에폭시경화제 45~55중량%와, 디에탄올아민(Diethanolamine) 0.5~1.5중량%와, 초산에틸 1.5-2.5중량% 및 잔부 물로 이루어진다.

이때, 상기 에폭시경화제는 단면 복구 및 방수 보수 보강에 사용되는 대표적인 접착 경화제이며, 디에탄올아민은 반응성을 안정화시키기 위해 첨가되고, 초산에틸은 점도를 조절하기 위해 첨가된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 표면강화제는 제거하기 힘든 미세한 노출철근 주변의 녹을 산화철 피막으로 전환시키고, 중성화된 콘크리트나 모르타르의 표면의 강도를 복원하며 상위 보수보강(단면복구)층과의 접착력을 증가시키게 된다.

또한, 강화된 표면과 복구용 모르타르층이 안정적으로 접착력을 갖도록 하여 공정을 신속히 진행할 수 있도록 하는 것은 물론 기계적인 물성을 크게 증대시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명에 따른 표면강화제는 아크릴계열 조성물과는 달리 단독으로 사용되어 습윤상태나 물이 고인상태에서 동결된다고 하더라도 모르타르의 자체의 결속력을 상실하지 않는다.

이러한 기능과 성분조성비를 갖고 배합 구성된 중성화표면강화층(60)은 모체인 보호모르타르층(30)을 강화시키게 된다.

다음, 콘크리트나 모르타르의 단면복구단계가 수행된다.

상기 콘크리트나 모르타르의 단면복구단계는 콘크리트의 파손부분을 강도를 조절한 조성물을 사용하여 복구하는 단계를 말하는 것으로, 중성화표면강화층(60)의 표면에 보강 및 보수구간은 아크릴계 수지를 바인더(binder)로 한 혼합물을 사용하여 보수보강층(70)을 형성한다.

즉, 보수보강층(70)은 중성화표면강화층(60)의 상면에서 수지 모르타르로 보수, 보강하여 전체적으로 균일한 층을 이루도록 하는 것이다.

이때, 상기 보수보강층(70)을 형성하기 위해 단면복구용 재료로 통상적으로 알려진 일반 시멘트 모르타르를 사용할 경우 적용 두께가 얇고 부착성이 떨어지게 되어 외기 변화에 대한 내구성을 상실하게 되고, 이로 인해 단시간 내에 쉽게 파손/박리 되므로 이러한 것은 지양(止揚)되어야 한다.

따라서, 상기 보수보강층(70)은 강도를 증가시키고 접착력 및 부착성을 확보하기 위해, 얇은 두께로도 시공이 가능하여 부착성을 확보하며, 외기 변화에 견딜 수 있는 강도를 갖고 있어야 하고, 기존 표면 강화 처리제와 호환이 가능한 재료가 적합하다.

이를 위해, 본 발명에서는 적당한 콘크리트나 모르타르 단면 복구용 보수재료로 제1혼합물 10~14중량%와, 제2혼합물 86~90중량%를 혼합한 것을 사용하며, 이렇게 조성된 고강도 보수재를 콘크리트 파손부위의 보수모르타르로 적용한다.

이때, 상기 제1혼합물은 아크릴 중합체(Acrylic Copolymer) 48~52중량%, 첨가제 2~4중량% 및 잔부 물로 이루어진다.

여기에서, 아크릴 공중합체(Acrylic Copolymer)는 일종의 바인더(Binder) 역할을 하여 에멀젼의 가소성을 약화시키고 점성을 강화시킴과 동시에 제2혼합물의 경화를 촉진하여 보수보강층(70)을 신속히 양생시켜 신속한 보강 및 보수를 완성하기 위한 성분이다.

그리고, 첨가제는 테르페노이드 3.5중량%와, 초산 셀룰로오스 35중량%와, 디스테아디모늄 헥토라이트 20중량%와, 황산아연 5중량%와, 세레신 10중량% 및 나머지 물로 이루어진다.

이 경우, 테르페노이드는 부착력을 강화시키고 방오성을 증대시키기 위해 첨가되며, 초산 셀룰로오스는 유연성과 굴곡강도를 유지하고 방수 방습성을 강화시키기 위해 첨가되고, 디스테아디모늄 헥토라이트는 코팅 표면의 피막 형성을 통해 유기물 부착을 억제하고 보강단면의 내구성을 증대시키기 위해 첨가된다.

또한, 황산아연은 접착성분이 표면으로 마이그레이션되지 않도록 고정하는 기능을 위해 첨가되며, 세레신은 유화안정감을 높이고 성분간 결합력을 증대시키면서 코팅면의 유연성을 유지하여 내크랙성을 강화시키기 위해 첨가된다.

한편, 상기 제2혼합물은 0.4~0.8mm 입도를 갖는 규사 35~40중량%와, 시멘트 12~13중량% 및 잔부 물로 이루어진다.

이때, 규사는 인조규사, 자연규사 및 칼라규사로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있으며, 규사의 입도는 요구되는 마감상태에 따라 조절 할 수 있어 특별히 한정하지 않는다.

즉, 이 경우 규사의 크기를 조절함에 따라 보수보강층(70)의 마감 평활도를 상황에 맞게 조절할 수 있다. 일반적인 옥상층의 경우 보통 0.4~0.8mm의 규사를 사용하여 바탕에 다소 미끄럼저항성을 높여주고, 외벽이나 천장의 경우 40~60㎛ 규사를 사용하여 마감의 평활도를 증가시킬 수 있다.

또한, 시멘트는 포틀랜드 시멘트를 사용함이 바람직하다.

이렇듯이 상기 단면복구단계는 앞서 설명한 성분조성으로 이루어진 보수보강층(70)이 상기 중성화표면강화층(60) 상면에 도포됨으로써 이루어진다.

이러한 보수보강층(70)은 아크릴 계열 수지를 결합재(Binder)로 사용하고 무기질 계열의 보수재료를 사용 때문에 Ph가 기존 콘크리트의 Ph(12~13)와 같으며, 양생시 탄산가스(CO₂)의 발생이 낮아 중성화된 파손부위의 복구용 보수재료로써 바람직하다.

뿐만 아니라, 상기 조성물의 수용액의 배합율을 달리하여 해당 장소에 가장 적합한 강도의 단면복구, 보수용 모르타르를 조합할 수도 있다.

예를 들어, 잔부 물의 비율을 상기와 같이 하였을 경우 보수용 모르타르의 압축강도는 28일 대기 양생을 기준으로 하기한 표 1과 같이, 약 600 kgf/cm² 의 결과값을 얻을 수 있었다.

다시, 물을 제1혼합물의 2배를 첨가하였을 경우 450 kgf/cm²의 결과값을 얻었으며, 물을 제1혼합물의 3배를 첨가하였을 경우에는 약 350 kgf/cm², 4배를 첨가하였을 경우에는 약 300 kgf/cm²의 결과값을 얻을 수 있었다.

제1혼합물	:	물	압축강도
(배합비율)
1	:	1	600 kgf/cm2
1	:	2	450 kgf/cm2
1	:	3	350 kgf/cm2
1	:	4	300 kgf/cm2

따라서, 적용하고자하는 부위의 노후화 정도에 따라 물의 희석양을 조절함에 따라 현장 상황에 맞는 맞춤형 보강 및 보수를 위한 조성물의 형성이 가능해짐을 확인할 수 있었다.

또한, 그에 있어 단축된 공정으로 시공을 완료할 수 있고 저점성으로 인하여 작업성이 크게 개선되었으며, 강도 등 기계적 물성을 종래 방법 수준 이상으로 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라, 콘크리트 표면을 유지 및 보수하는 비용 및 시간을 크게 줄일 수 있어 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다.

또 다른 한편, 상기 보수보강층(70)에 사용되는 제1혼합물은 시멘트 액체방수 형태의 방수성능도 구현할 수 있다.

시멘트 액체 방수에 사용되는 방수액 대신 제1혼합물을 사용함에 따라 시멘트 풀칠, 시멘트 뿜칠, 방수몰탈 미장이 가능하다. 즉, 상기 보수보강층(70) 상부에 풀칠 혹은 뿜칠 혹은 미장 방식으로 더 마감될 수 있다.

이때, 시멘트 풀칠용으로는 제1혼합물의 18~20중량%, 산화칼슘 39~41중량% 및 나머지 물로 혼합한 조성물로 사용할 수 있고; 시멘트 뿜칠용으로는 제1혼합물 11~13중량%, 산화칼슘 50중량% 및 나머지 물을 혼합한 조성물을 사용할 수 있으며; 방수몰탈용으로는 제1혼합물 11~13%중량%, 산화칼슘 25중량%, 규사 50중량% 및 나머지 물로 이루어진 조성물을 사용할 수 있다.

또한, 불량한 아스팔트 표면강화처리도 가능한데, 제1혼합물 81~82중량%, 안료 0.1-0.5중량% 및 나머지 물로 이루어진 조성물을 불량한 표면의 아스팔트 표면에 도포함으로써 강화처리 할 수도 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 콘크리트 또는 모르타르 방수보강구조 및 그 보수공법은 콘크리트나 모르타르 중성화나 파손부위가 확대되는 것을 방지하고, 통기성을 갖도록 함으로써 잔류 수분에 의한 박리 박락을 억제하면서 장수명화를 가능하게 할 뿐만 아니라 직접적으로 방수가 요구되는 부위나 다른 부위의 표면 강화를 위해 적용이 가능하며 그 적용 부위를 다양한 분야로 확대하고 있다.

10: 슬라브층 20: 비노출방수층
30: 보호모르타르층 40: 중성화표면층
50: 중성화파손표면층 60: 중성화표면강화층
70: 보수보강층

Claims (3)

1. 삭제
2. 중성화된 부위인 중성화표면층(40)과, 중성화되고 파손된 부위인 중성화파손표면층(50)을 찾고, 그 부위에 잔류하는 중성화물을 철거하며, 이물질을 제거하는 중성화된 부위 전처리단계와; 상기 전처리단계가 완료되면, 중성화된 표면을 강화처리하는 표면강화단계와; 표면강화된 파손부분을 강도 조절된 조성물로 복구하는 단면복구단계;를 포함하는 콘크리트 또는 모르타르의 방수보강방법에 있어서;
   상기 표면강화단계에서 사용되는 표면강화제는 수용성 에폭시계수지 85-86중량%와, 경화제 14-15중량%로 구성하되, 상기 수용성 에폭시계수지는 에폭시수지 에멀젼 50~60중량%, 메틸이소부틸케톤 1.5~2.5중량%, 규산수용액 1~5중량% 및 잔부 물로 이루어지고; 상기 경화제는 에폭시경화제 45~55중량%와, 디에탄올아민(Diethanolamine) 0.5~1.5중량%와, 초산에틸 1.5-2.5중량% 및 잔부 물로 이루어지며;
   상기 단면복구단계에서 사용되는 단면 복구용 보수재료는 제1혼합물 10~14중량%와, 제2혼합물 86~90중량%를 혼합한 것을 사용하되, 상기 제1혼합물은 아크릴 중합체(Acrylic Copolymer) 48~52중량%, 첨가제 2~4중량% 및 잔부 물로 이루어지고, 첨가제는 테르페노이드 3.5중량%와, 초산 셀룰로오스 35중량%와, 디스테아디모늄 헥토라이트 20중량%와, 황산아연 5중량%와, 세레신 10중량% 및 나머지 물로 이루어지며; 상기 제2혼합물은 0.4~0.8mm 입도를 갖는 규사 35~40중량%와, 시멘트 12~13중량% 및 잔부 물로 이루어지고;
   상기 표면강화단계에서 상기 수용성 에폭시계수지를 구성하는 상기 에폭시수지 에멀젼은 에폭시수지를 수성화하기 위해 유화제 및 안정제를 사용하여 강제로 수용액속에 미세한 입자로 균일하게 분산시킨 수중유형에멀젼(Oil In Water Emulsion) 형태를 사용해야 하며; 상기 규산수용액은 중성화된 콘크리트나 모르타르의 표면의 장력을 저하시켜 침투력을 향상시키기 위해 수용성 규산 35중량%와, 리튬 10중량%와, 실리케이트 10중량%와, 식초 25중량% 및 나머지 물로 조성되어야 하고;
   상기 표면강화단계에서 콘크리트 또는 모르타르의 내열성과 내산화성 및 난연성을 강화시키기 위해 상기 표면강화제 100중량부에 대해 데카브로모 디페닐옥시드 20중량부와, 폴리실록사니 15중량부를 더 첨가한 것을 특징으로 하는 콘크리트 또는 모르타르의 방수보강방법.
3. 삭제

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