KR102651376B1

KR102651376B1 - 콘크리트 구조물의 균열 보수를 포함한 방수방법

Info

Publication number: KR102651376B1
Application number: KR1020230018527A
Authority: KR
Inventors: 김강우
Original assignee: 김강우
Priority date: 2023-02-13
Filing date: 2023-02-13
Publication date: 2024-03-27
Anticipated expiration: 2043-02-13

Abstract

본 발명은 콘크리트 구조물의 균열 보수를 포함한 방수 및 도장방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콘크리트 구조물의 균열 부위를 확인하고, 이물질을 제거하는 단계와, 상기 이물질이 제거된 부위에 균열 마감재를 충전하고, 표면을 정리하는 단계를 포함하며, 상기 균열 마감재는 수용성 페녹시 수지 10~40중량%, 실란 커플링제 1~5중량%, 징크크로마이트 1~5중량%, 나노타입의 세라믹 볼 10~20중량%, 순지트 파우더 1~5중량% 및 잔부의 용매를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 균열 보수 및 방수방법에 의하면, 방수성, 부착강도, 신장성, 내굴곡성, 차열성 등의 물리적 특성이 우수하며, 자기치유성이 있어 균열 부위가 스스로 치유됨으로써, 도막의 내구연한을 증가시킬 수 있다는 장점이 있다.

Description

콘크리트 구조물의 균열 보수를 포함한 방수방법{Repairing, Waterproofing method of concrete structure}

본 발명은 콘크리트 구조물의 균열 보수를 포함한 방수방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 접착강도가 우수한 것은 물론, 인장강도, 내구성, 내오염성 등의 물리적 특성이 우수하며, 구조물의 균열 부위를 안정적으로 방수 및 도장할 수 있는 콘크리트 구조물의 균열 보수를 포함한 방수방법에 관한 것이다.

콘크리트는 콘크리트라는 압축재와 철근이라는 인장재의 결합으로 이루어진 가장 효율적인 건축재료지만 철근콘크리트 구조물은 기온의 변화, 유해가스 및 진동 등 외부환경의 변화에 의하여 끊임없이 변형을 거듭하고 있으며, 한 번의 시공 또는 보수를 통해 영구히 보존될 수는 없다. 즉, 철근콘크리트 구조물은 시간이 지남에 따른 콘크리트 거동 및 습기 유입 등으로 인해 여러 가지 문제에 노출되게 되며, 이로 인해 그 수명이 단축된다.

대표적인 예로, 아파트의 외부 균열로 인한 철근 부식과 탄산가스에 의한 콘크리트의 부식을 들 수 있다. 첫째, 균열은 곁가지를 치면서 균열이 발생하고 균열을 통하여 철근에 빗물이 유입되어 철근 부식을 촉진한다. 철근 부식이 부식하여 팽창하면 콘크리트 피복두께가 부족한 부분은 파손되어 내부에 배근된 철근이 노출되고 균열을 통하여 유입되는 빗물은 철근 부식시키면서 구조체 내부로 계속 이동한다. 둘째 콘크리트는 탄산가스에 접촉하면 탄산칼슘과 물로 변화하는 콘크리트가 푸석해지는 중성화(노후화) 현상이 발생한다. 이러한 현상에 따라 구조물 사용자로 하여금 구조물의 안정성에 위험을 느끼게 하며 실제로도 구조물의 안정을 심각히 저해하는 원인이 되고 있다.

또한, 발코니 난간, 옥상 난간, 개구부 주변에 노출된 창틀 주변, 옥상 비트 및 구조물 주변의 미세 균열을 통한 누수 가능성이 크다. 이러한 누수 가능성은 시공 후 발생한 균열, 콘크리트 타설시 발생된 이어침부위(Cold Joint)나 재료 분리된 공극을 통해 일어나며, 그뿐만 아니라 미세균열을 통해 찬 공기가 세대 내부로 유입되면서 방바닥 벽체 등에 습기 곰팡이 발생을 유발하기도 한다.

이러한 문제점이 시간이 경과함에 따라 거주의 쾌적함 및 철근콘크리트의 내구성을 저해하기 때문에 이를 해결하기 위해 주기적인 유지 관리 방법이 필요하며, 아파트 건축물을 오랫동안 안전하고 누수가 없는 안전한 상태로 유지관리하려면 건축 후 경과 연도에 따라 보수의 수준을 향상시키지 아니하면 유지관리상 어려운 상황이 발생하게 된다.

이와 같은 유지관리를 위해 공동주택 또는 아파트 등과 같은 콘크리트 구조물은 일정 기간을 두고 외부 균열을 보수하고 있으며, 알려진 보수 방법으로는 크게 피막식 보수방법, 충진식 보수방법, 주입식 보수방법, 구조체 보강방법을 들 수 있다.

상기 피막식 보수방법은 미세한 균열 부위에 균열보수재를 이용하여 피막을 도포하는 보수방법이고, 충진식 보수방법은 균열보수재와 기존모체와의 접착면적을 확보하기 위해 V컷팅 및 U컷팅을 한 후 균열보수재를 충진하는 보수방법이며, 주입식 보수방법은 주요구조부의 구조체를 관통하여 발생한 대균열(균열폭 1mm이상), 기타 사유로 발생하여 구조체의 안전에 위협이 되는 횡균열, 피막식 보수법으로 해결되지 않는 누수균열 등에 주입 적용하는 보수방법이다. 한편, 구조체 보강방법은 구조체의 안정성과 관련된 보수방법으로 안전진단과 보강설계가 수반되어야 하므로 보통 일반적인 균열보수방법에서는 제외된다.

이러한 보수방법들은 탄성이 좋지 못해 균열 추종성이 떨어지거나, 들뜸 현상이 일어나는 등의 단점이 있었으며, 유지기간이 짧다는 단점이 있었다.

KR

10-1087700

B1

따라서, 본 발명의 목적은 접착강도가 우수하고, 인장강도, 내구성, 내식성, 내오염성 등의 물리적 특성이 우수하며, 균열 보수 부위에서 균열이 재발생하지 않아 보수 및 방수 효과가 탁월한 콘크리트 구조물의 균열 보수를 포함한 방수방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 우수한 차열 효과를 가짐으로써, 열팽창에 의한 도막의 변형을 억제시켜 건축물의 노화를 방지하는 콘크리트 구조물의 균열 보수를 포함한 방수방법을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 콘크리트 구조물의 균열 보수를 포함한 방수방법은, 콘크리트 구조물의 균열 부위를 확인하고, 이물질을 제거하는 단계와, 상기 이물질이 제거된 부위에 균열 마감재를 충전하고, 표면을 정리하는 단계를 포함하며, 상기 균열 마감재는 수용성 페녹시 수지 10~40중량%, 실란 커플링제 1~5중량%, 징크크로마이트 1~5중량%, 나노타입의 세라믹 볼 10~20중량%, 순지트 파우더 1~5중량% 및 잔부의 용매를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 균열 마감재는 자기치유제 1~5중량%를 더 포함하며, 상기 자기치유제는 아이소포론 다이이소시아네이트를 폴리우레탄으로 캡슐화하여 제조된 것임을 특징으로 한다.

상기 자기치유제는, 상기 아이소포론 다이이소시아네이트와 스투키 섬유재 분말을 폴리우레탄으로 캡슐화하여 제조된 것임을 특징으로 한다.

상기 이물질을 제거하는 단계 후, 상기 이물질이 제거된 균열 부위를 V 컷팅 또는 U 컷팅하는 단계와, 상기 컷팅된 부위에 충전재를 충전하는 단계를 더 포함하되, 상기 충전재는, 시멘트 25~35중량%, 석영 10~20중량%, 수산화칼슘 1~5중량%, 실리카 0.1~5중량%, 순지트 파우더 5~10중량%, 포졸란 1~2중량% 및 잔부의 폴리아크릴로니트릴을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 충전재는 부분탄화 면섬유 1~2중량% 및 오리털 분말 1~2중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 충전재는 스투키 섬유재 분말 1~5중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 이물질이 제거된 부위에 균열 마감재를 충전하고, 표면을 정리하는 단계 후, 상기 구조물의 표면에 프라이머를 도포하고, 상기 균열 마감재를 도포하여 표면 방수층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 콘크리트 구조물의 균열 보수를 포함한 방수방법에 의하면, 방수성, 부착강도, 신장성, 내굴곡성, 차열성 등의 물리적 특성이 우수하며, 자기치유성이 있어 균열 부위가 스스로 치유됨으로써, 도막의 내구연한을 증가시킬 수 있다는 장점이 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 콘크리트 구조물의 균열 보수를 포함한 방수방법은, 콘크리트 구조물의 균열 부위를 확인하고, 이물질을 제거하는 단계와, 상기 이물질이 제거된 부위에 균열 마감재를 충전하고, 표면을 정리하는 단계를 포함하며, 상기 균열 마감재는 수용성 페녹시 수지 10~40중량%, 실란 커플링제 1~5중량%, 징크크로마이트 1~5중량%, 나노타입의 세라믹 볼 10~20중량%, 순지트 파우더 1~5중량% 및 잔부의 용매를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 균열 부위가 깊고 넓을 경우, 상기 이물질을 제거하는 단계 후, 상기 이물질이 제거된 균열 부위를 V 컷팅 또는 U 컷팅하는 단계와, 상기 컷팅된 부위에 충전재를 충전하는 단계를 더 포함한 후, 상기 충전재가 충전된 부위에 균열 마감재를 충전하고 표면을 정리하는 단계를 진행하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 첨부된 단계별로 상세히 설명한다.

콘크리트 구조물의 균열 부위를 확인하고, 이물질을 제거하는 단계

먼저, 콘크리트 구조물의 균열 부위를 확인하고, 이물질을 제거한다. 이는 후공정인 균열 마감재의 충전시 먼지 등의 이물질이 있으면, 그 접착성이 떨어지기 때문이다.

상기 이물질의 제거방법은 제한하지 않는데, 예시적으로 고압 세척수, 브러시, 그라인더, 샌드 블라스팅 등을 이용할 수 있다.

상기 이물질이 제거된 균열 부위를 V 컷팅 또는 U 컷팅하는 단계

다음으로, 균열 부위가 넓고 깊을 경우, 상기 이물질이 제거된 균열 부위를 V 컷팅 또는 U 컷팅한다. 상기 컷팅 방법은 종래 방법에 의하는 것으로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이 단계는 균열 부위가 깊고 넓을 경우 진행하는 것으로, 생략할 수 있음은 당연하다.

상기 컷팅된 부위에 충전재를 충전하는 단계

그리고 상기 컷팅된 부위에 충전재를 충전한다.

본 발명에서 상기 충전재로는 시멘트 25~35중량%, 석영 10~20중량%, 수산화칼슘 1~5중량%, 실리카 0.1~5중량%, 순지트 파우더 5~10중량%, 포졸란 1~2중량% 및 잔부의 폴리아크릴로니트릴을 포함하는 것을 사용한다. 상기 충전재에 대해서는 하기에서 다시 설명한다. 이때, 상기 충전재는 물과 1:0.4~0.6 중량비로 혼합하여 사용한다.

상기한 충전재를 사용하면 균열 부위의 접착 성능이 더욱 개선되고, 내구성, 강도가 개선되며, 신축성이 우수하여 균열 추종성 역시 개선된다는 장점이 있다.

이 단계 역시 앞서 설명된 바와 같이, 균열 부위가 깊고 넓을 경우 진행하는 것으로, 생략할 수 있음은 당연하다.

상기 충전재가 충전된 부위에 균열 마감재를 충전하고 표면을 정리하는 단계

다음으로, 상기 이물질이 제거된 균열 부위 또는 충전재가 충전된 부위에 균열 마감재를 1~3mm 정도의 두께로 충전하여 표면을 정리한다. 본 발명의 균열 마감재는 프라이머를 사용하지 않더라도 콘크리트와의 접착성이 우수하며, 도포 부위에 들뜸 현상이 발생하지 않는다는 장점이 있다.

이를 위한 본 발명의 균열 마감재는, 수용성 페녹시 수지 10~40중량%, 실란 커플링제 1~5중량%, 징크크로마이트 1~5중량%, 나노타입의 세라믹 볼 10~20중량%, 순지트 파우더 1~5중량% 및 잔부의 용매를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 균열 마감재에 대해서는 하기에서 다시 설명한다.

이때, 상기 균열 마감재의 충전, 도포방법은 제한하지 않는바, 롤 도포, 스프레이 스퀴즈 등의 방법을 모두 적용하여 충전, 도포하고, 표면을 정리함으로써, 표면의 스케일을 방지하고, 별도의 도장작업을 하지 않더라도 구조물의 표면을 마감할 수 있도록 한다. 상기 균열 마감재는 도포 및 표면 정리 후, 열풍을 가하여 표면 온도가 40℃∼70℃가 되도록 하여 건조하거나 자연건조하여 사용함은 당연하다.

즉, 본 발명은 상기 균열 마감재를 통해 별도의 도장작업을 생략할 수 있도록 하는 것은 물론, 중성화된 부위가 콘크리트에 침착되어 가루가 묻어나오는 것을 효과적으로 방지하면서도, 균열 마감재의 경화수축을 줄여 균열 추종성을 높여주는 것이다. 또한, 차열 효과 역시 우수하여 열팽창에 의한 도막의 변형을 억제시킬 수 있다.

아울러, 상기 충전재의 충전 후, 균열 마감재를 도포할 경우, 상기 균열 마감재의 충전을 위하여 상기 충전재의 충전시 표면으로부터 1~3mm 깊이까지만 충전재를 충전한 후, 표면 마감재를 충전함은 당연하다.

상기와 같은 방법으로 보수된 콘크리트 구조물은 크랙이 효율적으로 보수되며, 내구성, 접착성, 균열 추종성, 차열성이 우수하고, 콘크리트 구조물의 균열 보수 및 방수 효과가 장기간 유지될 수 있다는 장점이 있다.

아울러, 상기 이물질이 제거된 부위에 균열 마감재를 충전하고, 표면을 정리하는 단계 후, 상기 구조물의 표면에 프라이머를 도포하고, 상기 균열 마감재를 도포하여 표면 방수층을 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

즉, 전체적으로 방수층을 추가로 형성할 필요성이 있는 경우 본 발명의 균열 마감재는 우수한 방수 및 차열 도장재이므로, 상기와 같은 과정을 추가한다. 이때, 상기 프라이머의 도포 및 균열 마감재의 도포는 이 기술이 속하는 분야에서 공지된 방법에 따른다.

이하, 본 발명에서 사용된 균열 마감재에 대해 상세히 설명한다.

상기 균열 마감재는 수용성 페녹시 수지 10~40중량%, 실란 커플링제 1~5중량%, 징크크로마이트 1~5중량%, 나노타입의 세라믹 볼 10~20중량%, 순지트 파우더 1~5중량% 및 잔부의 용매를 포함하는 것을 특징으로 한다

상기 수용성 페녹시 수지는 균열 마감재의 베이스 수지로서, 구조물과의 접착력을 높여 도막이 들뜨는 것을 방지한다. 상기 수용성 페녹시 수지는 균열 마감재 내 10~40중량%로 포함됨이 바람직하다.

상기 실란 커플링제는 상기 수용성 페녹시 수지, 세라믹 볼 등을 위한 것으로, 3-글리시독 시프로필트리메톡시실란(3-Glycidoxypropyltrimethoxy silane), 3-글리독시프로필메틸디메톡시실란(3-Glycidoxypropylmethyldimethoxy silane), 2-(3,4-에폭시사이클로헥시)에틸트리메톡시실란(2-(3,4-Epoxycyclohexy)ethyltrimethoxy silane), 3-글리시독시프로필트리에톡시 실란(3-Glycidoxypropyltriethoxysilane), 아미노실란 및 비닐실란으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 것을 사용할 수 있다.

상기 실란 커플링제는 균열 마감재 내 1~5중량%로 포함됨이 바람직하다.

상기 징크크로마이트는 강도 및 내식성의 증가를 위해 포함되는 것으로, 균열에 의해 철근 등이 노출되었을 시 내식성을 개선해준다.

상기 징크크로마이트는 균열 마감재 내 1~5중량%로 포함됨이 바람직하다.

상기 나노타입의 세라믹 볼은 치밀한 막의 형성을 돕는 것은 물론, 차열성을 부여하기 위한 성분으로, 알루미늄 실리케이트(aluminum silicate)로 구성된다. 다. 즉, 이러한 나노타입의 세라믹 볼은 다공성을 가지므로, 미세 폐쇄공기층의 세라믹 피막을 통해 열반사 및 열저항에 탁월한 효과가 있어 도막의 우수한 차열효과를 확보하는 것이다.

이때, 상기 세라믹 볼의 입도는 5~100nm임이 바람직한데, 그 입자 크기가 너무 클 경우 도막의 가공성이 저하되고, 너무 작을 경우 빛의 산란효과가 떨어져 차열효과가 오히려 저하되기 때문이다.

상기 나노타입의 세라믹 볼은 충분한 차열 효과를 위하여 균열 마감재 내 10~20중량%로 포함됨이 바람직하다.

상기 순지트(shungite) 파우더는, SiO₂(규산염)과 C60(플러렌)을 주성분으로 하는 물질로, 오염물질의 정화 및 분해 기능, 그리고 살균 및 항균 기능이 있어 환경 친화성을 높여줌은 물론, 강도를 현저히 높여주는 역할을 한다. 아울러, 세균이나 균류의 증식을 방지하여 이로 인한 균열의 발생을 억제한다. 아울러, 나노타입의 세라믹 볼과 함께 사용시, 전파장대에서 반사율을 향상시킬 수 있어 차열성 역시 개선할 수 있다.

상기 순지트 파우더로는 엘리트 순지트는 물론, 노멀 순지트 역시 사용 가능한 것으로, 그 종류를 제한하지 않으며, 그 입도는 100~325mesh 정도면 족하다.

상기 순지트 파우더는 균열 마감재 내 1~5중량%로 포함됨이 바람직하다.

그리고 상기 용매로는 물을 사용하며, 잔부로 포함된다. 아울러, 상기 성분 외 소포제, 레벨링제 등 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있음은 당연하다.

한편, 상기 균열 마감재는 자기치유제 1~5중량%를 더 포함함이 바람직하다.

상기 자기치유제는 아이소포론 다이이소시아네이트를 폴리우레탄으로 캡슐화하여 제조된 것으로, 손상부위가 발생하면 폴리우레탄 프리폴리머 마이크로 캡슐이 분해되고 아이소포론 다이아이소시아네이트가 손상부위로 빠르게 흘러나오게 되어 수분 및 공기 등과 반응하여 손상부위에 고신축성의 수지막이 채워져 균열을 치유하는 것이다. 이러한 자기치유제는 폴리우레탄 프리폴리머를 합성한 후, 상기 합성된 폴리우레탄 프리폴리머를 가열하여 용매인 클로로벤젠에 용해시키고, 이에 아이소포론 다이이소시아네이트를 첨가하고 교반하고, 다시 아라빅검을 첨가하여 교반한 후 냉각 및 분쇄함으로써, 제조될 수 있다.

아울러, 상기 자기치유제는 피막에 외력이 가해져 균열이 발생할 시 캡슐이 분해되고, 아이소포론 다이이소시아네이트가 빠르게 수분, 공기 등과 반응하여 손상부위를 채워주는 것이나, 수지막은 신축성은 우수하나 강도가 약해 외력에 의해 쉽게 손상을 받을 수 있다는 단점이 있다. 이를 해소하기 위하여, 자기치유제의 캡슐화시 스투키 섬유재 분말을 더 포함함이 바람직하다. 즉, 상기 자기치유제는 상기 아이소포론 다이이소시아네이트와 스투키 섬유재 분말을 폴리우레탄으로 캡슐화하여 제조된 것을 사용하는 것이다.

상기 스투키 섬유재 분말은, 식물인 스투키로부터 제조되는 것으로, 상기 스투키는 섬유질이 풍부하고 점성이 커서 아이소포론 다이이소시아네이트와 함께 캡슐화가 가능하며, 분해 후 수지막을 형성할 시 수지막의 강도 및 접착성을 현저히 개선해준다.

상기 스투키 섬유재 분말은 스투키 식물의 지상부로부터 길이 400~1,000㎛ 및 직경 20~40㎛의 미세섬유질로 가공하여 분말화시킨 것으로, 더욱 구체적으로는 스투키 식물의 지상부를 수거하여 이물질을 제거하고, 0.1~1mm로 분쇄한 후, 초음파 분쇄기에 투입하여 100~500W의 전력으로 30~50분 동안 초음파 처리하여 제조되는 것이다. 상기 초음파 분쇄기를 이용하여 초음파 처리하는 방법은 공지된 초음파 분쇄기 사용법을 그대로 적용하는 것으로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이때, 그 사용량은 상기 아이소포론 다이이소시아네이트와 스투키 섬유재 분말을 1:0.1~0.2 중량비로 사용하면 족하다.

본 발명에 따른 충전재는, 시멘트 25~35중량%, 석영 10~20중량%, 수산화칼슘 1~5중량%, 실리카 0.1~5중량%, 순지트 파우더 5~10중량%, 포졸란 1~2중량% 및 잔부의 폴리아크릴로니트릴을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 시멘트는 통상의 포틀랜드 시멘트를 의미하는 것으로, 물과의 혼합시 수화반응에 의한 겔을 형성하고 강도 등 물리성능을 확보하기 위한 경화제로 사용된다. 상기 시멘트는 분말도 8,000㎤/g 이상, 입자크기 1㎛ 이하가 입도 분포의 80% 이상인 마이크로 시멘트인 것이 바람직하나, 이를 제한하지 않는다.

상기 시멘트는 충전재 내 25~35중량%로 포함됨이 바람직하다.

상기 석영은 물 및 시멘트와 반응하여 Ca와 결합된 촉매제를 생성하고, Ca와 결합된 촉매제가 규산칼슘 수화물의 생성을 촉진함으로써, 크리스탈 형태의 변형된 규산칼슘수화물 결정체가 콘크리트의 공극을 채워 우수한 방수성을 제공한다. 또한, 이러한 크리스탈 형태의 변형된 규산칼슘수화물 결정체는 내구성 역시 우수하고 미려한 표면을 제공한다.

이때, 상기 석영으로는 결정질 석영과 은미정질 석영 중 어떠한 것이라도 사용 가능하며, 그 입도 역시 100~325mesh 정도이면 족하다. 더욱 바람직하게는 800~1470℃에서 소성하여서 되는 소성 석영을 이용하는 것인데, 상기 석영을 고온에서 가열하면 850℃에서 트리디마이트(tridymite)로 변태하고 다시 1450℃에서 크리스토발라이트(cristobalite)로 변태하는바, 그 내구성이 더욱 개선되는 것이다.

상기 석영은 충전재 내 10~20중량%로 포함됨이 바람직하다.

상기 수산화칼슘은 실리카 등과의 반응을 통해 불용성의 규산칼슘을 생성함으로써, 방수성을 개선하는 역할을 한다.

상기 수산화칼슘은 충전재 내 1~5중량%로 포함됨이 바람직하다.

상기 실리카는 수산화칼슘과의 반응을 통해 방수성을 개선하는 역할을 한다.

상기 실리카는 충전재 내 0.1~5중량%로 포함됨이 바람직하다.

상기 순지트(shungite) 파우더는, SiO₂(규산염)과 C60(플러렌)을 주성분으로 하는 물질로, 오염물질의 정화 및 분해 기능, 그리고 살균 및 항균 기능이 있어 환경 친화성을 높여줌은 물론, 강도를 현저히 높여주는 역할을 한다. 아울러, 세균이나 균류의 증식을 방지하여 이로 인한 균열의 발생을 억제한다.

상기 순지트 파우더는 충전재 내 5~10중량%로 포함됨이 바람직하다.

상기 포졸란은 실리카(SiO₂) 성분의 혼화제로, 화산재, 규조토, 규산백토 등의 천연포졸란은 물론, 플라이애쉬 등의 인공 포졸란 역시 사용할 수 있다. 포졸란은 작업성을 개선하고, 장기강도 및 수밀성을 향상시키는 역할을 한다.

상기 포졸란은 충전재 내 1~2중량%로 포함됨이 바람직하다.

상기 폴리아크릴로니트릴은 콘크리트 간의 접착 강도를 향상시키기 위한 것으로서, 아크릴로니트릴단위체를 중합 반응시켜 만드는 유기 중합체 계열에 속하는 수지성, 섬유성, 탄력성 물질이다

상기 폴리아크릴로니트릴은 충전재 내 잔부로 포함된다.

아울러, 상기 충전재는 부분탄화 면섬유 1~2중량% 및 오리털 분말 1~2중량%를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 부분탄화 면섬유는 내구성을 강화하기 위한 것으로, 이러한 충전재는 시간이 경과함에 따라 내구성이 현저히 저하되는바, 상기 부분탄화 면섬유를 통해 이러한 단점을 개선하는 것이다.

상기 부분탄화 면섬유는 면섬유를 200~500℃의 온도로 30~180분간 탄화하고, 01~100㎛의 입도로 분쇄한 것을 사용하는바, 상기한 조건에서 탄화하면 입자 내 수분 및 저분자량의 성분만이 제거되고, 고분자량의 고물성 성분만이 강한 구조로 축합되어 남게 됨으로써, 우수한 물성을 발휘한다.

상기 오리털 분말은 인장강도, 내식성 및 방수성을 현저히 증가시키기 위한 것으로, 건조된 오리털을 10~500nm 정도의 입도로 분쇄하여 사용하면 족하다.

아울러, 상기 오리털 분말은, 표면이 에스테르계 윤활제 및 비이온성 계면활성제를 포함하는 코팅액으로 코팅된 상태일 수 있다. 이는 분산성, 결합력 등의 개선을 위한 것으로, 상기 코팅액의 코팅량은 상기 오리털 분말 99~99.5중량%에 코팅액 0.5~1중량%가 됨이 바람직하다. 그러나 본 발명에서는 상기 코팅액의 코팅량을 특별하게 한정하는 것은 아니며, 단지 바람직한 일례이다. 그리고 상기 코팅액은 다가알코올 에스테르 윤활제 40~50중량% 및 비이온계 계면활성제 50~60중량%로 구성되는 것을 사용할 수 있다.

또한, 상기 충전재는 섬유보강재로서 스투키 섬유재 분말 1~5중량%를 더 포함할 수 있다. 상기 스투키 섬유재 분말은 앞서 설명된 바 있으므로, 이에 대한 추가설명은 생략한다.

이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다.

(실시예 1)

수용성 페녹시 수지 30중량%, 3-글리시독 시프로필트리메톡시실란 3중량%, 징크크로마이트 3중량%, 나노타입의 세라믹 볼 15중량%, 순지트 파우더 3중량% 및 잔부의 물을 포함하는 균열 마감재를 준비하였다.

이때, 상기 나노타입의 세라믹 볼은 알루미늄 실리케이트(aluminum silicate)로 구성되고, 그 입자 크기는 50nm였으며, 순지트 파우더의 입도는 200mesh 였다.

(실시예 2)

실시예 1과 동일하게 실시하되, 자기치유제 3중량%를 더 포함하는 균열 마감재를 준비하였다.

상기 자기치유제는 다음과 같이 제조하였다.

사이클로헥사논 1420g에 톨루엔 2,4-다이이소시아네이트 220g을 80℃로 1시간 이상 가열교반하여 완전히 용해시키고, 질소가스를 불어넣으면서 1,4-부탄디올 40g을 서서히 첨가하여 24시간동안 반응시킨 후 100℃에서 감압하고, 5시간 이상 증류하여 폴리우레탄 프리폴리머를 합성하였다. 그리고 합성된 폴리우레탄 프리폴리머의 수평균 분자량은 1200~1400이고, 무게평균 분자량은 1500~1800이며, polydispersity index(PDI)는 13이었다. 클로로벤젠 400g에 상기 폴리우레탄 프리폴리머 290g을 70℃로 3시간 이상 가열교반하여 완전히 용해시켰다. 완전용해된 후 아이소포론 다이이소시아네이트 950g을 첨가한 후 2시간 이상 교반하였다. 여기에 증류수 3000g에 아라빅검 450g을 용해시킨 용액을 첨가하여 균일하게 혼합한 후 50℃로 냉각하였다. 냉각된 상태에서 쇄 연장제로서 1,4-부탄디올 310g을 서서히 첨가한 다음 1시간동안 교반하여 자기치유제의 마이크로 캡슐화를 완성하였다. 마지막으로 이를 증류수로 세척하였고, 진공 필터링하여 분말을 얻은 후, 분쇄하여 40~100㎛ 범위의 마이크로 캡슐 분말을 제조하였다.

(실시예 3)

실시예 2와 동일하게 실시하되, 자기치유제의 제조시 상기 아이소포론 다이이소시아네이트 중 95g을 스투키 섬유재 분말로 대체하여 제조하였다.

상기 스투키 섬유재 분말은 스투키 식물의 지상부를 수거하여 이물질을 제거하고, 1mm로 분쇄한 후, 초음파 분쇄기에 투입하여 300W의 전력으로 40분 동안 초음파 처리하여 제조하였다.

(시험예 1)

상기 실시예 1 내지 3의 조성물을 하기의 시험방법에 준하여, 부착강도, 인장강도, 상도적합성, 신장률, 내알칼리성을 테스트하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이때, 상기 자기치유력은 도막 시편에 길이 1㎝의 스크래치 손상을 입히고, 30℃의 온도조건에서 24시간 노출시켜 회복된 길이를 측정하고, 계산식에 따라 계산하였다.

시험예 1 결과

시험항목	실시예 1	실시예 2	실시예 3	기준	시험방법
부착강도 (N/㎠)	165	163	165	49이상	KS M 6010
인장강도 (N/㎠)	150	153	152	49이상	KS F 3211
상도적합성	이상없음	이상없음	이상없음	이상없음	KS M 6010
신장률 (%)	280	284	281	100이상	KS F 3211
내알칼리성	이상없음	이상없음	이상없음	이상없음	KS M 6010
자기치유력 (%)	12.5	52.1	53.2	-	(W0 - W1)/W0 × 100 {W0: 초기 스크래치의 길이, W1: 24 시간 후 스크래치 의 길이}
태양방사 반사율(%)	80	83	82	-	KS L 2514:2011

상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 실시예 1 내지 3은 부착강도, 인장강도, 상도적합성, 신장률, 내알칼리성 및 일반반사율이 우수함을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 2, 3은 자기치유력이 우수함을 확인할 수 있었다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

콘크리트 구조물의 균열 부위를 확인하고, 이물질을 제거하는 단계;
상기 이물질이 제거된 균열 부위를 V 컷팅 또는 U 컷팅하는 단계;
상기 컷팅된 부위에 충전재를 충전하는 단계;
상기 이물질이 제거된 균열 부위 또는 충전재가 충전된 부위에 균열 마감재를 충전하고, 표면을 정리하는 단계;를 포함하고,
상기 충전재는 시멘트 25~35중량%, 석영 10~20중량%, 수산화칼슘 1~5중량%, 실리카 0.1~5중량%, 순지트 파우더 5~10중량%, 포졸란 1~2중량%, 부분탄화 면섬유 1~2중량%, 오리털 분말 1~2중량% 및 잔부의 폴리아크릴로니트릴을 포함하며,
상기 균열 마감재는 수용성 페녹시 수지 10~40중량%, 실란 커플링제 1~5중량%, 징크크로마이트 1~5중량%, 나노타입의 세라믹 볼 10~20중량%, 순지트 파우더 1~5중량% 및 잔부의 용매를 포함하고,
상기 균열 마감재는 자기치유제 1~5중량%를 더 포함하며,
상기 자기치유제는 아이소포론 다이이소시아네이트와 스투키 섬유재 분말을 폴리우레탄으로 캡슐화하여 제조되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 균열 보수를 포함한 방수방법.
삭제
삭제
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 충전재는 스투키 섬유재 분말 1~5중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 균열 보수를 포함한 방수방법.
제1항 또는 제6항에 있어서,
상기 이물질이 제거된 부위에 균열 마감재를 충전하고, 표면을 정리하는 단계 후,
상기 구조물의 표면에 프라이머를 도포하고, 상기 균열 마감재를 도포하여 표면 방수층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 균열 보수를 포함한 방수방법.