KR100496509B1

KR100496509B1 - 규산질계 침투성 방수재와 단열 및 결로 방지 도료를이용한 복합방수구조 및 이를 이용한 복합방수공법

Info

Publication number: KR100496509B1
Application number: KR10-2002-0072687A
Authority: KR
Inventors: 유중근
Original assignee: 중앙방수기업주식회사
Priority date: 2002-11-21
Filing date: 2002-11-21
Publication date: 2005-06-22
Also published as: KR20040044613A

Abstract

본 발명은 규산질계 침투성 방수재와 단열 및 결로 방지 도료를 이용한 복합방수구조 및 이를 이용한 복합방수공법에 관한 것으로, 유기 및 무기질의 복합재료로 구성된 규산질계 침투성 방수재 및 이를 이용하여 지하층 콘크리트나 시멘트 건축물 표면에 도포하고, 그 위에 폴리아크릴로 니트릴이라는 열가소성 중공 미소구형 고분자 소재의 표면에 무기분체인 탄산칼슘을 코팅한 특수한 파우더를 포함하는 단열성이 우수한 수성 단열 및 결로방지도료를 도포 시공하여 방수와 더불어 단열에 의한 결로방지를 위한 적층식 복합 방수구조 및 그 시공방법에 관한 것이다.

Description

규산질계 침투성 방수재와 단열 및 결로 방지 도료를 이용한 복합방수구조 및 이를 이용한 복합방수공법{Complex waterproofing structure and method by penetrative silicate waterproofing agent and heat-protection, dew condensation-protection}

본 발명은 규산질계 침투성 방수재와 단열 및 결로 방지 도료를 이용한 복합방수구조 및 이를 이용한 복합방수공법에 관한 것으로, 자세하게는 유기 및 무기질의 복합재료로 구성된 침투성 방수재 및 결로 방지용 도료를 이용하여 지하층 콘크리트나 시멘트 건축물에 도포하고, 그 위에 단열성이 우수한 수성 단열 및 결로방지도료를 도포 시공하여 방수와 더불어 단열에 의한 결로방지를 해결한 적층식 방수구조와, 그 복합방수구조의 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 건축구조물에서의 방수는 아스팔트방수, 쉬트방수, 액체방수, 폴리머 시멘트 도막방수, 규산질계 침투방수 등 여러 가지 방수공법이 있다.

하지만 상술된 방수공법에 의해서 방수를 하더라도 별도의 단열처리를 하지 않는다면 결국에 건물내부에 생기는 결로로 인해 건축물의 견실한 방수효과를 기대하기는 힘들다.

더욱이 단열재에 있어서도 외부의 기후조건에 영향을 받지 않고 가능한 실내의 온도를 일정하게 유지하기 위해 여러 가지 재료를 사용하고 있으나 이러한 단열재의 사용에도 불구하고 건축물 내외부의 온도차에 의한 열손실율이 높아 에너지 낭비의 큰 요인이 되고 있다.

또한 실내공기의 습도 조절을 위해 습기를 실외로 방출시키거나 제습기를 설치하는 방법이 있을 수 있다. 하지만 이 방법은 에너지 손실차원에서 문제가 많으며 근본적인 결로방지에 도움이 되지는 못한다.

열손실로 인해 건축물 전체에 결로가 일어나게 되면 건축물 내의 수분과 실내의 과포화수분은 곰팡이 번식의 원인이 되어 쾌적한 주거환경을 이루지 못하며 건축물의 내구성이 저하되고 생활환경에도 악영향을 미치게 되는 등 기존의 건축물 마무리 공법에는 많은 개선의 여지를 내포하고 있다.

기존의 건축물에는 외부와의 열전도를 차단하기 위하여 일반적으로 발포폴리스티렌, 글래스울, 석면 등과 같은 단열재가 사용되고 있으며 건축물 외부에는 미관을 고려하여 수성도료가 각각 별도의 목적으로 사용되고 있다.

그러나 기존 단열재의 사용시 단열 및 결로방지 효과를 더 높이기 위해서는 단열재의 두께가 두꺼워져야 하지만 단열소재의 사용에는 소재특성에 따른 제한조건이 있으며, 단열재의 두께에 비례하여 벽체의 두께가 두꺼워져 건축물의 실제 사용면적이 감소하며 건축비용의 상승이 불가피하다.

또한 석면 등 단열재가 대부분 환경공해 제품이므로 과다사용시 환경에 나쁜 영향을 미치게 되며, 기존의 단열재만으로는 벽체와의 밀착이 어려워 접합부위에서의 결로발생에 의해 단열성능을 향상시키는데 한계가 있다.

그리고, 건축물 자체의 구조적인 문제로 인해 단열재의 설치가 어렵거나 불가능한 곳이 존재하는 등 많은 문제점이 있다.

그리고 방수와 단열의 효과를 동시에 볼 수 있는 도료가 있지만 이것 역시 얇은 도료층이 파손되면 바로 콘크리트면이기 때문에 방수와 단열성능을 모두 잃어버리므로 바람직하지 않다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 유기 및 무기질의 복합재료로 구성된 침투성 방수재 및 결로방지용 도료를 이용한 복합방수구조를 제공하는데 있고,

또 다른 목적은 유기 및 무기질의 복합재료로 구성된 침투성 방수재를 사용하여 지하층 콘크리트나 시멘트 건축물에 도포하고, 그 위에 단열성이 우수한 수성 단열 및 결로방지 도료를 도포 시공하여 방수와 더불어 단열에 의한 결로방지를 위한 적층식 방수구조의 시공방법을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 유·무기 규산질계 침투성 방수재는 시멘트 30-50중량부와 규사 20-40중량부를 주성분으로 하고, 비정질 실리케이트 5-10 중량부, 고분자 고상 수지 1-3중량부, 비정질계 산화실리콘 3-10중량부를 첨가 혼합조성하여 제조된 것으로 한다.

그리고 본 발명의 단열 및 결로방지용 수성도료는 아크릴 공중합 에멀젼 55-60중량부를 주성분으로 하고, 폴리아크릴로 니트릴이라는 열가소성 중공 미소구형 고분자 소재의 표면에 무기분체인 탄산칼슘을 코팅한 특수 파우더 2-5중량부, 탄산칼슘 15-20중량부, 탈크 10-15중량부, 안료 5-10중량부, 분산제 1-5중량부, 소포제 1-5중량부를 첨가, 혼합 조성하여 제조된 것으로 한다.

즉, 본 발명에서 단열 및 결로방지 도료는 지하층 콘크리트 또는 시멘트 건축물의 방수와 단열 공사를 하는데 있어 유·무기 규산질계 방수재로 방수처리된 면 위에 도료 성분에 폴리아크릴로 니트릴이라는 열가소성 중공 미소구형 고분자 소재의 표면에 무기분체인 탄산칼슘을 코팅한 제품을 첨가한 도료를 도포함으로써 구조물 방수효과 함께 건축물 내외부간의 열차단효과로 인한 결로방지를 효과적으로 해결할 수 있는 공법을 제공하는 것이다.

또한 단열 및 결로방지 도료에 있어서도 기존의 도료는 충전제에 의한 침전현상이 발생하지만 상기 특수 파우더를 사용하게 되면 도료의 경량화를 이룰 수 있어 침전방지는 물론 부피단위 판매시 가격인하라는 경제적인 면에서도 효과를 거둘 수 있다. 아울러 중공형태이므로 단열뿐만 아니라 건축물에 차음에도 효과가 있다.

이하 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.도 1은 본 발명에 의한 적층식 방수 및 단열구조를 갖는 콘크리트 단면도를 도시하고 있는데, 그 적층 구성은 콘크리트층(4) 위에 도포되어 콘크리트 모세 공극을 따라 공극 내의 존재하는 미수화물이나 수분 등과 반응하여 포졸란 화합물 및 에트링자이트와 같은 불용성염의 수화물 결정체를 생성하며 침투하여 콘크리트의 수밀성을 높여 강도를 증가시키는 유·무기 규산질계 침투성 방수재층(3)과, 이 위에 도포되는 단열 및 결로방지 도료층(1)으로 적층된 구조를 보이고 있고, 또한 상기 유·무기 규산질계 침투성 방수재층(3) 위에 유·무기 규산질계 침투성 방수재층(2)가 더 도포되어 적층 구성된 것을 보이고 있다.즉, 유·무기 규산질계 침투성 방수재층(2)의 추가도포는 필요에 따라 더 도포될 수도, 생략 될 수도 있다.

본 발명에 따른 적층식 방수구조를 갖는 건축물의 콘크리트 상면에는 침투강화층이 형성되어 있고, 그 위에 단열 및 결로방지 도료가 순차적으로 적층되어 있어 종래와는 달리 박리, 투수, 접착, 습기 등의 화학적, 물리적 조건에 우수한 성질을 지니고 있다.

본 발명에서 콘크리트 상면에 침투강화층을 형성하기 위해 무기질인 시멘트는 30-50중량부와 규사 20-40중량부를 주성분으로 하고, 비정질 실리케이트 5-10 중량부, 고분자 고상 수지 1-3중량부, 비정질계 산화실리콘 3-10중량부를 첨가, 혼합하여 제조된 것으로 하며 사용시 아크릴 에멀젼과 물을 유·무기 규산질계 방수재 : 아크릴 에멀젼 : 물 = 100중량부 : 10-20중량부 : 20-30중량부 비율로 잘 혼합한 후, 이를 깨끗이 정리되고 습윤처리된 콘크리트 바탕면에 스프레이나 롤러, 방수비 등으로 1.2 - 1.5kg/m²로 균일하게 도포한다.

상기와 같이 콘크리트 상면에 침투강화층을 도포하게 되면 콘크리트 모세 공극을 따라 공극 내의 존재하는 미수화물이나 수분 등과 반응하여 포졸란 화합물 및 에트링자이트와 같은 불용성염의 수화물 결정체를 생성하여 침투하게 되어 콘크리트의 수밀성을 높여 강도를 증가시키며 방수효과를 향상시켜 건축물의 내구성을 지속시킬 수 있다.

상기와 같은 침투 강화층은 기후, 온도, 습도 등 현장조건에 따라 양생기간이 차이가 나지만 대략 12-30시간 정도 습윤경화시킨 후, 2차 도포를 하고 역시 양생시간을 둔 후 단열 및 결로방지용 도료를 0.5 - 1 kg/m²로균일하게 도포한다.

본 발명의 단열 및 결로방지용 도료는 건축물의 내외벽용 마감도료로서 아크릴 공중합체를 주성분으로 하여 특수 미소구형 파우더와 이에 충전제를 사용하여 단열에 의한 결로방지성 뿐만 아니라 차음 효과, 경량효과, 원가 절감효과, 도료침전 방지효과 등에서 탁월하다. 또한 도료로서의 내수성, 내후성, 내구성, 내용제성을 지니고 있다.

그 각각의 성분비를 살펴보면 주성분인 아크릴 공중합 에멀젼은 55-60중량부이며, 폴리아크릴로 니트릴이라는 열가소성 중공 미소구형 고분자 소재의 표면에 무기분체인 탄산칼슘을 코팅한 특수 파우더는 2-5중량부로 첨가한다.

특수 파우더를 2중량부보다 적게 사용하면 상기 설명한 특징되는 효과를 얻기 힘들며 5중량부 이상으로 첨가하게 되면 도료제조 후 오랜 방치로 인해 도료 위로 파우더가 분리되고 원가절감의 효과를 거둘 수 없다.

첨가되는 충전제는 주로 탄산칼슘과 탈크로 25-35중량부를 사용하며 이는 특수 미소구형 파우더가 폴리아크릴로니트릴의 고분자 분체에 탄산칼슘을 코팅한 것으로서 충진제가 특수 파우더와 함께 잘 혼화될 수 있도록 한 것이다.

전체 충전제의 함량은 25∼35중량부로서, 그 함량이 25중량부 미만이면 제조단가 상승의 부담을 가져올 수 있고 35중량부를 초과하면 도료의 물성이 저하될 문제가 있다.

안료는 도료를 도장하는데 있어 도막의 색채를 주는 것으로 은폐력과 착색력을 가지며 분산성이 좋고 번지지 않으며 독성이 없는 것이면 사용가능하며 산화티탄, 카본블랙 등 유색 색상에 맞춰 사용한다.

분산제는 도료의 제조공정에서 안료의 분산을 쉽게 하기 위하여 첨가하며 각종 계면활성제가 사용될 수 있다.

또한 소포제는 도료를 도포한 후 기포에 의해 생기는 핀홀을 방지하여 표면을 평활하게 유지하기 위해 사용되며 분산제와 소포제는 사용함량을 준수하게 사용하도록 한다.

이와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

[비교예]

유·무기 규산질계 방수재 : 아크릴 에멀젼 : 물 = 100 : 12 : 24 비율로 잘 혼합한 후, 이를 깨끗이 정리되고 습윤처리된 콘크리트 바탕면에 방수비로 1.2kg/m²균일하게 도포하여 약 24시간 동안 습윤 양생하여 일주일간 더 경화시켜 측정하였다.

[실시예]

유·무기 규산질계 방수재 : 아크릴 에멀젼 : 물 = 100 : 12 : 24 비율로 잘 혼합한 후, 이를 깨끗이 정리되고 습윤처리된 콘크리트 바탕면에 방수비로 1.2kg/m²균일하게 도포하여 약 24시간 동안 습윤경화시킨 후 결로방지도료를 0.5kg/m²균일하게 도포 후 일주일 동안 경화시켰다.

[실험예]

상기 비교예 및 실시예에서 시공한 방수구조를 갖는 콘크리트에 대해 열전도도는 KSM 3888-97(평판열류계법)에 의해 측정하였으며 방수특성에 대해서는 KS F 4918에 의해 다음과 같이 물성을 측정하여 그 결과를 표1에 명시하였다. 또한 도료에 대한 특성은 표2에 나타내었다.

[표 1] 비교예와 실시예 비교

	실시예	비교예
부착강도	13.8	10.2
흡수량	1.5	1.8
압축강도	250	250
열전도율	0.05kcal/m₂hr℃	0.55kcal/m₂hr℃

[표 2] 발명의 단열 및 결로방지도료의 특성과 물성

시험항목	단위	결과치	시험방법
불휘발분	%	65∼70	KS M 5000
건조시간	시간	1	KS M 5000
내후성시험		이상없음	KS M 5000
내용매성		이상없음	KS M 5971
부풀음 평가시험		이상없음	KS M 5973
연화도	㎛	80∼100	KS M 5000
내충격성		이상없음	KS F 4716

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상기와 같이 본 발명의 공법은 기존 건축물의 방수공사 후 단열재 시공을 하는데 있어 지니는 단점을 적층식 복합공법을 사용하여 방수성능 저하현상과 단열로 인한 결로현상을 방지하여 건축물의 수명을 연장시키는 등의 장점이 있는 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 기대되는 발명이다.

도 1은 본 발명에 의한 적층식 방수 및 단열구조를 갖는 콘크리트 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 단열 및 결로방지 도료층

(2) : 유·무기 규산질계 침투성 방수재 2차 도포층

(3) : 유·무기 규산질계 침투성 방수재 1차 도포층

(4) : 지하층 콘크리트

Claims

콘크리트층(4) 위에 도포되어 콘크리트 모세 공극을 따라 공극 내의 존재하는 미수화물이나 수분 등과 반응하여 포졸란 화합물 및 에트링자이트와 같은 불용성염의 수화물 결정체를 생성하며 침투하여 콘크리트의 수밀성을 높여 강도를 증가시키는 유·무기 규산질계 침투성 방수재층(3)과; 이 위에 도포되는 단열 및 결로방지 도료층(1)으로 적층 구성하되,

상기 유·무기 규산질계 침투성 방수재층은 시멘트 30-50중량부와 규사 20-40중량부를 주성분으로 하고, 비정질 실리케이트 5-10 중량부, 고분자 고상 수지 1-3중량부, 비정질계 산화실리콘 3-10중량부를 첨가, 혼합하여 조성된 방수재로 이루어지고,

상기 단열 및 결로방지용 도료층은 아크릴 공중합 에멀젼 55-60중량부를 주성분으로 하고, 폴리아크릴로 니트릴이라는 열가소성 중공 미소구형 고분자 소재의 표면에 무기분체인 탄산칼슘을 코팅한 특수 파우더 2-5중량부, 탄산칼슘 15-20중량부, 탈크 10-15중량부, 안료 5-10중량부, 분산제 1-5중량부, 소포제 1-5중량부를 첨가, 혼합하여 조성된 도료로 이루어진 것을 특징으로 하는 규산질계 침투성 방수재와 단열 및 결로 방지 도료를 이용한 복합방수구조.
제 1항에 있어서,

상기 유·무기 규산질계 침투성 방수재층(3) 위에 유·무기 규산질계 침투성 방수재층(2)을 더 도포하여 적층 구성한 것을 특징으로 하는 규산질계 침투성 방수재와 단열 및 결로 방지 도료를 이용한 복합방수구조.
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적층식 방수구조를 갖는 지하층 콘크리트나 모르타르 등 건축물 표면의 시공방법에 있어서,

시공면을 깨끗이 정리하여 습윤처리된 콘크리트 바탕면에 시멘트 30-50중량부와 규사 20-40중량부를 주성분으로 하고, 비정질 실리케이트 5-10 중량부, 고분자 고상 수지 1-3중량부, 비정질계 산화실리콘 3-10중량부 첨가, 혼합하여 조성된 유·무기 규산질계 방수재를 도포함으로써 콘크리트 모세 공극을 따라 공극 내의 존재하는 미수화물이나 수분 등과 반응하여 포졸란 화합물 및 에트링자이트와 같은 불용성염의 수화물 결정체를 생성하며 침투하여 콘크리트의 수밀성을 높여 강도를 증가시키도록 콘크리트 상면에 침투강화층을 형성하는 단계와,

상기 단계 후 그 위에 아크릴 공중합 에멀젼 55-60중량부를 주성분으로 하고, 폴리아크릴로 니트릴이라는 열가소성 중공 미소구형 고분자 소재의 표면에 무기분체인 탄산칼슘을 코팅한 특수 파우더 2-5중량부, 탄산칼슘 15-20중량부, 탈크 10-15중량부, 안료 5-10중량부, 분산제 1-5중량부, 소포제 1-5중량부를 첨가, 혼합하여 조성된 도료를 도포 시공하여 결로방지층을 형성하는 단계로 이루어져 방수와 더불어 단열에 의한 결로방지를 위한 적층식 방수구조를 형성시키는 방법을 특징으로 하는 규산질계 침투성 방수재와 단열 및 결로 방지 도료를 이용한 복합방수공법.
제 5항에 있어서,

상기 침투강화층 형성하는 단계 후 그 위에 재차 침투강화층 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 규산질계 침투성 방수재와 단열 및 결로 방지 도료를 이용한 복합방수공법.
제 5항 또는 6항중 어느 한항에 있어서,

상기 침투강화층을 형성하는 단계는 아크릴 에멀젼과 물을 유·무기 규산질계 방수재 : 아크릴 에멀젼 : 물 = 100중량부 : 10-20중량부 : 20-30중량부 비율로 잘 혼합한 후 1.2 - 1.5kg/m²로 균일하게 도포하여 12-30시간 동안 습윤경화 시키는 단계인 것을 특징으로 하는 규산질계 침투성 방수재와 단열 및 결로 방지 도료를 이용한 복합방수구조 및 이를 이용한 복합방수공법.
제 5항에 있어서,

상기 결로방지층을 형성하는 단계는 침투강화층을 형성 단계 후 결로방지도료를 0.5 - 1 kg/m²로균일하게 도포 후 일주일 동안 경화시키는 단계인 것을 특징으로 하는 규산질계 침투성 방수재와 단열 및 결로 방지 도료를 이용한 복합방수구조 및 이를 이용한 복합방수공법.