KR100581351B1 - 방수재 시험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트에 부착되어 누수를 방지하도록 한 방수재의 성능 평가를 위한 시험장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고정된 제1콘크리트부재와 승강 가능한 제2콘크리트부재의 외주면에 시험하고자 하는 방수재를 접착시켜 상기 제2콘크리트부재를 상기 제1콘크리트부재에 대해 일정 횟수만큼 승하강을 반복시켜 상기 방수재의 찢김 또는 콘크리트 바탕면과 박리 등이 발생되는 여부를 시험하기 위한 방수재 시험장치에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명에 따른 방수재 시험장치는, 암나사(101a)가 구비된 나사관체(101)가 일체로 형성된 소정 형상의 중공(中空) 제1콘크리트부재(100)와; 상기 제1콘크리트부재(100)의 나사관체(101)에 나삽되어 상기 제1콘크리트부재(100)를 고정지지하도록 숫나사가 구비된 나사관체(111)가 일체로 형성되며 프레임(200)에 고정되는 고정판(110)과; 상기 제1콘크리트부재(100)에 대해 반복적으로 승강 가능한 제2콘크리트부재(120)와; 상기 제1 및 제2콘크리트부재들(100)(120)이 내부에 위치되며, 소정의 액체가 수용되는 함체(140)를 포함하여, 상기 제1 및 제2콘크리트부재(100)(120)들이 맞닿는 면의 외주연을 감싸도록 방수재(150)를 접착하고, 상기 제2콘크리트부재(120)에 하부가 매설된 T-자형 승강봉(121)이 함체뚜껑(142)을 관통하며 설치됨과 함께 승강봉(121)의 상부에 승강수단(130)이 결합되어, 상기 제2콘크리트부재(120)가 상기 제1콘크리트부재(100)에 대해 반복적으로 승강 작동하여 상기 함체(140)로부터 액체가 새어나오는 것을 감지하여 방수재(150)의 들뜸현상 또는 손상상태를 시험함을 기술적 구성상의 특징으로 한다.

따라서 본 발명은 함체(140) 내부의 물이 거동으로 발생된 방수재(150)의 손상부위 및 들뜸 부위로 유입되어 각각의 제1 및 제2콘크리트부재들(100)(120)의 맞댄 면으로 이동한 뒤 제1콘크리트부재(100)내부의 나사관체(101)의 동공을 통해 상기 함체(140)외부로 유출되는 것을 감지하여 방수재의 우열 또는 등급을 정할 수 있는 것이다.

방수재, 방수시트, 아스팔트방수, 시멘트액체방수, 시트방수, 도막방수, 방수재시험장치, 누수, 방수재성능

Description

방수재 시험장치{Waterproofing element tester}

도 1은 종래의 아스팔트 방수시트의 설치 단면도 및 확대 단면도;

도 2는 종래의 복합방수공법의 아스팔트 방수시트의 설치 단면도 및 확대 단면도;

도 3은 방수재의 접착강도를 시험하기 위한 테스터의 일 예를 나타낸 도면;

도 4는 방수재의 인장강도를 시험하기 위한 테스터의 일 예를 나타낸 도면;

도 5는 본 발명에 따른 방수재 시험장치의 설치상태 단면도;

도 6은 본 발명에 따른 방수재 시험장치의 사용상태도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100: 제1콘크리트부재 110: 고정판

120: 제2콘크리트부재 12: 승강봉

130: 승강수단 140: 함체

150: 방수재

본 발명은 콘크리트에 부착되어 누수를 방지하도록 한 방수재의 성능 평가를 위한 시험장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고정된 제1콘크리트 부재와 승강 가능한 제2콘크리트부재의 외주면에 시험하고자 하는 방수재를 접착시켜 상기 제2콘크리트부재를 상기 제1콘크리트부재에 대해 일정 횟수만큼 승하강을 반복시켜 상기 방수재의 찢김 또는 콘크리트 바탕면과 박리 등이 발생되는 여부를 시험하기 위한 방수재 시험장치에 관한 것이다.

건축 토목 구조물에는 우수 및 지하수의 유입을 차단하여 콘크리트 구조체의 열화 및 철근 부식 등을 방지하여 구조물의 내구성을 확보하고, 또한 내부 공간의 쾌적성을 확보하기 위해 방수 공사를 실시한다. 이러한 목적으로 시행되고 있는 종래의 방수방법은 불투수성의 유기 또는 무기 물질을 콘크리트 표면에 부착 시켜 구조물의 전 면적에 연속된 불투수 막을 형성시킴으로서 완료된다.

그러나 이러한 방수 공사를 시행한 이후 다양한 구조물에서 누수가 발생되고 있는데 학계 및 업계에서는 누수의 원인이 방수층의 손상과 들뜸이 맞물려 발생되는 것에서 기인되고 있는 것으로 보고 되고 있다.

즉 방수층의 손상된 부위로 유입된 물이 방수층과 콘크리트표면 사이에 형성된 들뜸 공간으로 이동 확산되다가 콘크리트 구조물의 취약 부위인 크랙, 이어치기 등을 통해 실내로 유입되게 된다.

이러한 방수층의 손상 및 들뜸 원인은 부실시공에서도 원인을 찾을 수 있으나 시공 이후 외부 온도 변화에 따른 구조물의 거동, 지반 안정화에 따른 구조물의 부등 침하, 지하철 등 사용상의 외력 등에 의해 발생된 구조물의 거동 및 진동에서 근본적 원인을 찾을 수 있다.

종래 이를 평가하기 위한 시험 방법으로 방수재의 부착력 및 인장강도를 시험하기 위해서는 도 3과 도 4에 도시한 바와 같은 시험장치가 이용되었다.

도 3에 도시된 장치는 콘크리트 바탕면(20)에 방수재(30)를 방수재의 시공 특성에 부합된 방식으로 부착한 뒤 그 상부에 세그먼트를 부착 고정 한 뒤 이를 측정기에 연결하여 화살표방향으로 잡아당김으로써 방수재(30)가 바탕면(20)으로부터 탈락된 시점에 부여된 힘의 크기 즉 방수재의 접착강도를 측정하여 방수재의 부착 성능을 비교 평가하고 있었다.

그러나 이와 같이 부착강도의 높고 낮음 만으로 부착 성능을 평가할 경우 우레탄 등과 같이 연질인 소재보다는 에폭시같이 강도가 우수한 소재가 우위의 평가를 받게 되므로 서로 성격이 다른 소재를 비교 평가할 경우 현실성이 미흡하다. 예를 들면 시험편에 부착된 방수재의 일부가 들뜸이 발생되어 있는 경우에도 나머지 부착된 부위만큼의 부착 강도가 측정될 수 있는데, 에폭시 등과 같이 재료의 강도가 우수한 물질은 부분적으로 탈락 될 경우에도 높은 부착강도를 얻을 수 있는 반면에 비해 연질의 특성을 지닌 우레탄의 경우 전체 면적에 부착이 이루어졌다하더라도 상대적으로 부착 강도가 낮게 나올 수 있기 때문이다.

또한 콘크리트 구조물의 거동 시 발생 될 수 있는 방수층의 찢김 등 손상 대응력을 예측하기 위한 방법으로 종래에는 도4에 도시한 바와 같이 방수재 시험편(31)의 양단부를 시험장치(41)에 적당한 방법으로 연결시켜 시험장치(41)를 화살표방향으로 좌우 거동시킴으로서 방수재 시험편(31)의 인장강도 및 연실율을 측정하고 있다.

그러나 도 3과 같은 시험방법은 강도가 높은 소재의 경우 연질인 소재에 비해 신율이 적게 측정되므로 이 또한 물성이 각기 다른 이종 소재를 변별하기에는 부적합하다. 특히 신율이 클 경우 상대적으로 부착 강도가 낮아 콘크리트 구조물의 거동 시 바탕면과 쉽게 들뜨게 되므로 이러한 시험 결과를 토대로 방수재의 성능을 평가하기란 쉽지가 않다.

이러한 종래의 시험 방법은 측정된 결과를 토대로 방수재의 성능을 간접 평가하게 되므로 방수재의 실질적 성능을 평가하는데 미흡 할 수밖에 없으며, 특히 방수재 선정 시 평가자의 판단 능력에 의존하는 영역이 넓어 객관적이고 공정한 선정 작업이 불가하다. 또한 최근 점착 물질로 조성된 부정형의 방수재, 또는 기능성을 지닌 방수재들이 개발 시공되어지고 있는데 상기와 같은 종래의 방식으로는 측정이 불가능하다.

일반적으로 누수는 방수층의 손상 및 들뜸 현상이 주된 요인으로 발생된다. 즉, 손상된 방수층으로 유입된 물은 방수층과 콘크리트 구조물 표면 사이에 형성된 들뜸 부위를 통해 확산, 이동하면서 균열, 이어치기, 공극 등 취약부분을 통해 누수로 연결된다.

따라서 균열, 이어치기, 익스팬션 조인트 등은 외부에서 발생된 진동, 부등침하, 온도변화에 따른 수축 팽창 시 가장 많은 변위를 일으키는 부위이다. 그러므로 이러한 부위에서 발생된 진동 및 거동시 발생되는 변화에 대해 방수층이 대응성을 갖지 못할 경우 누수로 이어질 가능성이 크다.

그러나 도 1 내지 도 4에 도시된 종래의 거동 대응성 시험은 방수재를 대상으로 한 인열성 및 인장성을 측정하는 것으로서, 콘크리트 구조물 표면에 부착된 방수재의 실질적 변형 성능을 확인 할 수 없으며, 특히 일정 이상의 강도와 탄성을 유지할 경우 변별력을 전혀 가질 수 없다는 점에서 방수재를 테스트할 필요성이 절절하게 요구된다.

따라서 본 발명의 목적은 균열 및 이어치기, 익스팬션 조인트 등 누수 취약부분에 시공된 방수층이 구조물의 거동 및 진동으로부터 발생된 영향력에 의해 찢어지거나 들뜸이 발생되는 가의 여부를 파악하기 위한 것으로서, 현장에서와 같은 유사한 거동을 소정의 시험체를 통해 재현시키는데 있으며, 이러한 거동 시 발생된 손상 및 들뜸 공간을 통해 물이 이동하도록 한 뒤 이동한 물이 콘크리트 부재내의 공간을 통해 시험장치 외부로 유출되게 함으로서 최종 방수재의 성능을 평가할 수 있도록 한 방수재 시험장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방수재 시험장치는, 암나사가 구비된 나사관체가 일체로 형성된 소정형상의 중공(中空) 제1콘크리트부재와; 상기 제1콘크리트부재의 나사관체에 나삽되어 상기 제1콘크리트부재를 고정지지하도록 숫나사가 구비된 나사관체가 형성되며 프레임에 고정되는 고정판과; 상기 제1콘크리트부재에 대해 반복적으로 승강 가능한 제2콘크리트부재와; 상기 제1 및 제2콘크리트부재들이 내부에 위치되며, 소정의 액체가 수용되는 함체를 포함하여, 상기 제1 및 제2콘크리트부재(100)(120)들이 맞닿는 면의 외주연을 감싸도록 방수재(150)를 접착하고, 상기 제2콘크리트부재(120)에 하부가 매설된 T-자형 승강봉(121)이 함체뚜껑(142)을 관통하며 설치됨과 함께 승강봉(121)의 상부에 승강수단(130)이 결합되어, 상기 제2콘크리트부재(120)가 상기 제1콘크리트부재(100)에 대해 반복적으로 승강 작동하여 상기 함체(140)로부터 액체가 새어나오는 것을 감지하여 방수재(150)의 들뜸현상 또는 손상상태를 시험함을 특징으로 한다.

따라서 본 발명은 함체 내부의 물이 거동으로 발생된 방수재의 손상부위 및 들뜸 부위로 유입되어 각각의 제1 및 제2콘크리트부재들의 맞댄 면으로 이동한 뒤 제1콘크리트부재내부의 나사관체의 동공을 통해 상기 함체외부로 유출되는 것을 감지하여 방수재의 우열 및 성능을 시험할 수 있는 것이다.

제1,제2콘크리트 부재는 반드시 내부에 외부로 통하는 공간을 두어야 하며 부재의 외형은 원형이 바람직하나 현장 여건을 고려하여 내부 모서리를 둔 사각 형태등 다양한 형상으로 제작 할 수 있다.

또한 현장에 물기가 함습된 콘크리트 바탕면에 방수 시공을 해야 하는 경우도 발생 될 수 있으므로 미리 부직포 등 다량의 공극을 지닌 물질을 내재시킨 콘크리트 부재를 제작한 뒤 이를 물에 침적시켜 꺼낸 뒤에도 콘크리트 부재내의 수분이 장기적으로 유지되도록 한다.

본 발명에 이용되는 승강수단은 함체로부터 액체가 새어 나올 때까지 반복적으로 승강되도록 하는 것이 바람직하며, 함체 내에 들어있는 액체는 투명한 물 또는 흰색의 현탁액이 바람직하다.

또한 함체는 투명의 합성수지 케이스로 제작되어 시험상태를 볼 수 있도록 하는 것이 바람직하지만 반투명인 합성수지 케이스로 제작될 수도 있다.

또한 지하구조물에 이용되는 방수재의 시험을 위해 함체에는 소정 압력의 공 기를 넣어 시험하도록 하는 것이 바람직하다.

그리고 함체에 수용되는 액체는 다수의 방수재를 동일한 조건하에서 시험하기 위해 동일한 온도를 유지하는 것이 바람직하고, 또한 동일한 방수재를 상이한 온도에서 시험하기 위해 함체에 수용되는 액체의 온도는 가변될 수 있도록 냉각 시스템을 부착한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 5에는 본 발명에 따른 방수재 시험장치의 개요도가 도시되어 있는바, 도시된 바와 같이 소정의 재료가 배합되어 양생된 원통형의 제1콘크리트부재(100)가 투명 또는 반투명의 함체(140)의 내부 바닥면에 볼팅에 의한 방법으로 고정되어 있다.

도 5에서 알 수 있는 바와 같이 제1콘크리트부재(100)에는 나사산(101a)이 형성된 나사관체(101)가 나삽되도록 구성되는바, 예컨대 다음과 같이 제조될 수 있다. 즉, 지름 180mm, 높이 130mm 되는 원형 몰드에 지름 40mm, 높이 130mm 되는 원형파이프(101)를 고정시키고 모르터를 타설한다. 원형파이프(101)는 시험판 또는 고정판(110)과 연결시킬 수 있도록 파이프(101) 내부에 나사산(101a)이 형성되어 있어야한다.

따라서 제1콘크리트부재(100)는 고정판(110)의 나사관체(111)에 돌려서 끼워 고정되고, 함체(140)의 하부면은 고정판(110)에 단단히 고정되어 내부에 수용되는 액체가 새지 않도록 하는 것이 바람직하며, 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 고정판(110)은 프레임(200)에 보울트나 너트에 의해 고정될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

그리고 제2콘크리트부재(120)는 제1콘크리트부재(100)와 동일한 배합비로 형성되어 제1콘크리트부재(100)위에서 승강 가능하도록 위치되는바, 이 제2콘크리트부재(120)는 예컨대 지름 180mm, 높이 130mm되는 원형몰드에 100mm원판이 달리고 높이가 150mm인 T-자형 승강봉(121)을 몰드 최하단에서 50mm의 높이 위에 고정시키고 모르터를 타설한다. T-자형 승강봉(121)은 승강수단(130)과 연결시킬 수 있도록 봉 내부에 나사탭이 있어야한다.

한편, 액체가 수용되는 함체(140)내에는 제1 및 제2콘크리트 부재들(100)(120)이 위치되며, 제1 및 제2콘크리트부재들(100)(120)이 맞닿는 면의 외주연을 감싸도록 방수재(150)를 접착하여 승강수단(130)을 수회 승강을 반복함으로써 함체(140)로부터 액체가 새어나오는가를 검사하도록 하였다.

이러한 측정시 승강수단(130)은 함체(140)로부터 액체가 새어 나올 때까지 반복적으로 승강되는 것이 바람직한바, 이는 본 발명이 적용되는 콘크리트구축물에 있어서, 크랙이나 이음부분에서의 콘크리트가 거동됨에 따라 방수재가 얼마나 오랫동안 들뜨지 않고 접착되어 있는가를 시험하기 위해서이다.

따라서 본 발명은 일반적으로 방수재가 도포된 콘크리트 바탕면에 크랙이 생길 경우 계절과 온도차에 의해 크랙의 전후 또는 좌우측부분이 거동함에 따라 방수재가 이들로부터 들뜸을 시험실에서 시험하기 위해서는 승강수단(130)이 반복적으로 승강되는 것이 바람직하다.

도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 제1 및 제2콘크리트부재(100)(120)의 외주연에 접착된 방수재(150)가 손상되어 함체(140)로부터 액체가 하부로 떨어지면 방수재의 손상 또는 들뜸현상이 발생된 것이므로 시험은 즉각적으로 정지되고, 그때까지의 승강횟수를 가지고 방수재의 성능을 평가한다. 이러한 액체의 감지를 원활하게 하기 위해서 액체는 흰색의 현탁액이 바람직하며, 함체(140)는 내부의 시험 상태를 볼 수 있도록 투명한 합성수지 케이스가 바람직하지만 그 외에 철판 케이스로 제작될 수도 있다.

그리고 함체(140)에 수용되는 액체는 다수의 방수재(150)를 동일한 조건하에서 시험하기 위해 동일한 온도를 유지하는 것이 바람직하지만, 동일한 방수재(150)를 상이한 온도에서 시험하기 위해 액체의 온도는 가변될 수도 있다.

도 5에 도시된 유입구(141)는 함체(140)에 소정 압력의 공기압을 넣어 시험할 수도 있도록 하였으며, 이를 위해서는 밀폐링(143)을 설치하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작동 상태를 살펴보면, 우선 도 5에 도시된 함체(140)내에 제1콘크리트부재(100)를 고정하고 그 위에는 승강로드(121)가 연결된 제2콘크리트부재(120)를 위치시킨 후 방수재(150)를 제1 및 제2콘크리트부재들(100)(120)의 맞닿는 면 외주연에 단단히 접착시키고, 끝부분을 오버랩시켜 시험을 하지 않는 상태에서는 액체가 유입되지 않도록 단단히 접착시키는 것이 바람직하다.

이렇게 방수재(150)가 접착 완료되면 도 5와 같이 함체(140)의 뚜껑(142)을 닫고 액체를 유입구(141)를 통해 집어넣는다. 이때 액체는 다수의 방수재(140)들의 시험을 위해 동일한 온도를 유지하는 것이 바람직하지만, 동일 종류(또는 동일 회사 제품)의 방수재들을 서로 다른 온도에서 시험하기 위해서는 도시하지 않은 온도 가변수단에 의해 액체온도를 상이하게 설정할 수도 있음은 물론이다.

또한 본 발명은 필요에 따라 도 5에 도시한 유입구(141)를 통해 소정의 공기압을 불어 넣어 여러 가지 조건에서 방수재를 시험할 수도 있다.

이와 같이 시험준비가 완료되면 승강수단(130)을 작동시켜 승강봉(121)이 반복적으로 승강되도록 하면, 시간의 경과와 더불어 도 6과 같이 방수재(140)가 늘어나서 확대도시한 바와 같이 들뜸 현상이 발생되어 액체가 원통형의 제1콘크리트부재(100)내로 스며들게 되는바, 이는 하측으로 낙하되어 검사자에 의한 육안 식별이 가능한바, 이때 승강수단(121)의 조작이 정지되어 그때까지의 승강횟수를 가지고 방수재의 성능을 판단하게 되는 것이다.

따라서 본 발명은 종래의 시험 방법이 부착강도 또는 연신율 등을 측정해 간접적으로 방수재의 성능을 평가하는데 반해 본 발명의 목적은 현장에서와 같은 유사한 거동을 소정의 시험체에 가해 누수가 발생되는가의 여부를 관찰하게 하는 시험장치로서 방수재가 지닌 실질적 성능을 평가 할 수 있을 뿐만 아니라 방수재 선정 시 각기 물성이 다른 방수재라 하더라도 이를 토대로 객관적이면서도 공정하게 선정 할 수 있도록 함에 있다.

특히 방수층의 손상 및 들뜸의 원인을 제공하는 콘크리트의 거동을 본 시험장치에서 그대로 재현 시키고 있어 재료 개발자 입장에서도 자신이 개발한 소재의 성능을 손쉽고도 신속, 정확하게 평가할 수 있으므로 재료 개발을 급진전 시킬 수 있는 매우 유용한 발명이다.

비록 본 발명이 첨부된 도면을 참조하여 설명되었을지라도 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라 하기의 특허청구범위 내에서 많은 변경 및 수정이 있을 수도 있다.

Claims (5)

1. 암나사(101a)가 구비된 나사관체(101)가 일체로 형성된 소정 형상의 중공(中空) 제1콘크리트부재(100)와;

   상기 제1콘크리트부재(100)의 나사관체(101)에 나삽되어 상기 제1콘크리트부재(100)를 고정지지하도록 숫나사가 구비된 나사관체(111)가 형성되며 프레임(200)에 고정되는 고정판(110)과;

   상기 제1콘크리트부재(100)에 대해 반복적으로 승강 가능한 제2콘크리트부재(120)와;

   상기 제1 및 제2콘크리트부재(100)(120)들이 내부에 위치되며, 소정의 액체가 수용되는 함체(140)를 포함하여,

   상기 제1 및 제2콘크리트부재(100)(120)들이 맞닿는 면의 외주연을 감싸도록 방수재(150)를 접착하고, 상기 제2콘크리트부재(120)에 하부가 매설된 T-자형 승강봉(121)이 함체뚜껑(142)을 관통하며 설치됨과 함께 승강봉(121)의 상부에 승강수단(130)이 결합되어, 상기 제2콘크리트부재(120)가 상기 제1콘크리트부재(100)에 대해 반복적으로 승강 작동하여 상기 함체(140)로부터 액체가 새어나오는 것을 감지하여 방수재(150)의 들뜸현상 또는 손상상태를 시험함을 특징으로 하는 방수재 시험장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 함체(140) 내부의 물이 거동으로 발생된 방수재(150)의 손상부위 및 들뜸부위로 유입되어 각각의 제1 및 제2콘크리트부재들(100)(120)의 맞댄 면으로 이동한 뒤 제1콘크리트부재(100)내부의 나사관체(101)의 동공을 통해 상기 함체(140)외부로 유출되도록 함을 특징으로 하는 방수재 시험장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제1 및 제2콘크리트부재들(100)(120)의 외형은 원통형 , 사각형 또는 다각형 중 어느 하나의 형상을 갖되, 상기 제1콘크리트부재(100)는 중공(中空)임을 특징으로 하는 방수재 시험장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 액체는 물 또는 흰색의 현탁액임을 특징으로 하는 방수재 시험장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 함체(140)에는 소정의 공기압을 넣을 수 있는 유입구(141)와 상기 제2콘크리트부재(120)의 승강에 따른 기밀을 유지하기 위한 밀폐링(143)을 더 포함함을 특징으로 하는 방수재 시험장치.

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