KR100732234B1 - 침투성 복합 방수제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트 구체의 벽면이나 바닥면에 발생한 균열이나 틈새를 자가치유하여 채워주며 방수성능을 갖는 방수제에 관한 것으로, 시멘트 100 중량부에 대하여 맥반석분말 20 ~ 100 중량부, 규사분말 20 ~ 80 중량부, 벤토나이트 10 ~ 80 중량부를 혼합하여 사용하는 것으로, 분말상, 펠렛상 또는 그들의 혼합물의 형태로 사용 가능하며, 필요에 따라 고급지방산 에스테르염 100 중량부에 대하여, 무수석고 5 ~ 20 중량부, 알킬실록산 폴리머 1 ~ 30 중량부를 혼합한 발수성 혼합물을 분말상 또는 펠렛상으로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 침투성 도포방수제에 관한 것이다.

본 발명에 따른 방수제를 사용하는 경우, 콘크리트 구조체의 벽면이나 바닥면에 생긴 균열이나 틈새로 누수가 발생할 때에 불용성 결정이 생성되어 자가치유되므로 구체의 강도 유지와 내구성 향상에도 효과가 있다.

도포방수제, 자가치유, 침투성

Description

침투성 복합 방수제{Permeable complex waterproof material}

도 1은 본 발명에 따른 방수제의 방수 메카니즘을 나타낸 개략도이다.

도 2는 본 발명에 따른 방수성능을 갖는 펠렛형의 방수제를 제조하는 과정을 나타낸 사진이다.

도 3은 본 발명에 따른 발수성능을 갖는 펠렛형의 방수제를 제조하는 과정을 나타낸 사진이다.

도 4는 본 발명의 방수제를 도포하지 않은 경우와 도포한 경우에 누수발생에 의한 결정성장 유무와 표면상태를 비교하는 사진이다.

도 5는 본 발명의 방수제를 도포한 시멘트 콘크리트 구조체 표면에 균열이 발생한 후에 누수 발생시에 균열에 의한 틈새를 자가치유하는 과정을 나타낸 사진이다.

본 발명은 콘크리트 구체의 벽면이나 바닥면에 발생한 균열이나 틈새를 자가치유하여 채워주며, 방수성능을 갖는 침투성 복합 방수제에 관한 것이다.

여러 종류의 무기질 건축재료를 사용하여 건설된 건축구조물 특히 시멘트 콘크리트 구조물에 누수가 발생할 시에 압축강도와 내구성 등과 같은 구체의 물성이 현저히 저하될 뿐만 아니라 건축 구조물의 수명 단축, 건축마감재의 손괴로 재산상의 손해 등을 초래하게 된다. 또한 건축 구조물에 누수가 발생하였을 때 기존에 개발된 기술을 적용한 적절한 방수시공을 하였음에도 불구하고 차후에 발생할 수 있는 누수에 대해서는 적절히 대처하지 못하는 한계가 있었다.

기존에 개발된 콘크리트 구조물에 도포하여 방수성능을 나타내는 기술들은 크게 세 가지로 나누어 볼 수 있는데, 방수성의 폴리머 도막을 형성하도록 하는 유기물이 주성분인 것, 규산질계 분말이 주성분인 무기물이 주성분인 것 그리고 유기물과 무기물이 복합적으로 혼합되어 작용하는 것 등이 있다.

콘크리트 구조물의 벽면이나 바닥면 등에 방수성을 갖는 도막을 형성하기 위하여 폴리우레탄 수지 등의 폴리머 물질을 시멘트 재료와 섞어서 도포하는 시공을 많이 사용하고 있다. 그러나 이와 같은 폴리머 물질이 주성분인 방수도막을 형성시키기 위한 폴리머 경화에 많은 시간이 소요되므로 시공시에 공기의 장기화를 초래하는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 2액형 폴리우레탄수지를 이용한 방수적층시트를 제조하여 부착하는 방법이 개발되어 특허 출원번호 10-1999-0061510 으로 출원되었다. 그러나 이 방법에 의한 시공시에 방수적층시트와 콘크리트 계면 사이의 접착력이 시간이 지남에 따라 약화되어서 방수도막의 부풀어오름 현상 도는 도막의 박리 등과 같은 현상을 초래할 수 있다.

또한, 포틀란트시멘트에 규사, 탈크, 중탄 등을 혼합한 침투성 도막 방수제 가 개발되어 특허출원번호 특1995-0042372 로 출원되었는데, 이 침투성 도막 방수제를 콘크리트 구조물에 도포하였을 때 미세 공극에 침투하여 수화반응을 진행시켜 구체 콘크리트와 일체가 되어 수밀콘크리트막이 형성되어 방수성능을 갖는다. 그러나 이 기술을 적용하여 방수시공을 하더라도 초기 누수시에는 적절히 작용하여 방수성능을 나타내지만 차후에 콘크리트 구조물의 균열 등으로 누수가 다시 발생하는 경우 방수성능을 발휘하기 어려운 한계가 있었다.

또한, 무기물 방수제에 유기물을 첨가하여 만든 방수제의 개발 중에 규산질계 분말형 도포 방수제에 아크릴 에멀젼을 첨가하는 기술에 대하여 특허출원번호 10-1998-0050366 으로 출원되었다. 이 기술을 적용한 도포방수제를 콘크리트 면에 도포할 시에 계면의 접착성과 내충격성을 향상시킨다. 그러나 이 기술을 적용하여 방수시공을 하더라도 시공 초기에는 계면 접착성을 향상시키는 데에 도움을 주지만 누수 발생시에 유기물이 주성분인 아크릴 폴리머와 무기물이 주성분인 콘크리트 구체 사이의 계면에서 박리 현상이나 상분리 현상이 발생할 수 있으므로 계면접착력 및 방수성능을 장기간에 걸쳐 효과적으로 발휘하기에는 기술적인 한계가 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 콘크리트 구조체에 균열이나 틈새가 발생하는 경우 누수 되는 부위에서 결정이 성장함으로써, 자가치유 될 수 있는 침투성 복합 방수제를 제공하고자 하며, 방수성과 발수성을 동시에 제공함으로써 보다 우수한 자가치유 능력을 갖도록 제조한 침투성 복합 방 수제를 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 완성된 콘크리트 구조체의 벽면이나 바닥에 도포하거나 콘크리트 구조체 제조시 콘크리트 조성물과 혼합하여 사용함으로써, 콘크리트 구조물에 미세한 균열이나 틈새로 누수가 발생하는 경우 새로운 결정을 생성함으로써 틈새를 메우는 작용을 하여서 콘크리트 구조체가 영구적인 방수성능을 갖도록 하고, 콘크리트 구조체의 내구성을 유지시키는 역할을 하는 침투성 복합 방수제를 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 콘크리트 구조체의 벽면이나 바닥에 균열이나 틈새가 발생한 경우, 본 발명의 침투성 복합 방수제를 액상으로 제조하여 도포하는 시공을 함으로써 균열이나 틈새를 결정성장에 의하여 메우고, 차후에 다시 누수가 발생하더라도 추가적인 방수시공을 하지 않고서도 계속적으로 방수 성능을 발휘하여 공사비 및 유지관리비의 절감효과가 있는 침투성 복합 방수제를 제공하고자 한다.

상기한 바와 같은 목적을 이루기 위한 본 발명은, 콘크리트 조성물과 혼합하여 타설하거나, 타설된 콘크리트 구조체의 벽면 또는 바닥면의 표면에 도포하여 균열이나 틈새가 발생하여 누수되는 경우 결정을 성장시킴으로써 균열을 자가치유할 수 있는 침투성 복합 방수제에 관한 것으로, 본 발명의 침투성 복합 방수제는 시멘트, 맥반석분말, 규사분말, 벤토나이트를 혼합한 방수성 혼합물을 사용한다.

상기 방수성 혼합물 중에서 맥반석분말 또는 규사분말은 500 ~ 1700 ℃ 범위 에서 1 ~ 10 시간 고온 소성한 것을 사용하는 경우, 침상의 결정이 고르고 치밀하게 성장하여 우수한 방수효과 및 균열의 자가치유 효과를 가지므로 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.

그 함량으로는 시멘트 100 중량부에 대하여 맥반석분말 20 ~ 100 중량부, 규사분말 20 ~ 80 중량부, 벤토나이트 10 ~ 80 중량부를 사용하는 것이 보다 우수한 방수효과를 가지므로 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.

또한 본 발명은 상기 방수제에 고급지방산 에스테르염 100 중량부에 대하여, 무수석고 10 ~ 70 중량부를 혼합한 발수성 혼합물을 더 혼합하여 사용할 수 있으며, 상기 발수성 혼합물에 알킬실록산 폴리머 1 ~ 30 중량부를 더 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.

본 발명의 침투성 복합 방수제는 분말상, 펠렛상 또는 이들의 혼합형으로 사용가능하다. 이때 상기 방수성 혼합물과 발수성 혼합물은 분말상으로 혼합하여 사용하는 것도 가능하나, 각각의 펠렛으로 제조한 후 혼합하여 사용하는 것이 방수성과 발수성의 물성을 효과적으로 나타낼 수 있으므로 바람직하며, 상기 방수성 혼합물과 발수성 혼합물로 제조된 펠렛을 분말상에 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.

상기 방수성 혼합물과 발수성 혼합물을 각각 펠렛으로 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 방수성 혼합물을 이용한 펠렛형 방수제의 제조방법은,

1) 시멘트, 맥반석분말, 규사분말, 벤토나이트를 혼합한 방수성 혼합물을 물, 수용성폴리머와 혼합하는 단계;

2) 상기 방수성 혼합물을 압출 후 건조 및 절단하여 펠렛 형태로 제조하는 단계;

3) 상기 펠렛에 수용성 폴리머 용액을 도포하는 단계;

에 의해 제조되며, 상기 혼합물은 시멘트 100 중량부에 대하여, 맥반석분말 20 ~ 100 중량부, 규사분물 20 ~ 80 중량부, 벤토나이트 10 ~ 80 중량부를 혼합한 혼합물을 사용하는 것이 우수한 방수효과를 갖으나 이에 한정되는 것은 아니다.

또한 상기의 제조방법에 의하여 방수성 펠렛을 제조한 후 분말상에 분산시키는 4) 단계; 를 더 포함하여 분말형태와 펠렛 형태를 혼합하여 사용하는 것도 가능하다. 상기 분말상은 시멘트, 맥반석분말, 규사분말, 벤토나이트로 구성된다. 그 조성비는 상기한 바와 같이 시멘트 100 중량부에 대하여 맥반석분말 20 ~ 100 중량부, 규사분말 20 ~ 80 중량부, 벤토나이트 10 ~ 80 중량부를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 4)단계 후, 상기 1) 내지 3)단계와 동일한 방법으로 고급지방산 에스테르염, 무수석고를 혼합한 발수성 혼합물을 이용하여 제조한 발수성 펠렛을 혼합하는 5)단계; 를 추가할 수 있다.

상기 발수성 혼합물을 이용한 펠렛형 방수제의 제조방법을 다시 한번 더 설명하면,

1) 고급지방산 에스테르염, 무수석고를 혼합한 발수성 혼합물에 물, 수용성 폴리머와 혼합하는 단계;

2) 상기 발수성 혼합물을 압출 후 건조 및 절단하여 펠렛 형태로 제조하는 단계;

3) 상기 펠렛에 수용성 폴리머 용액을 도포하는 단계;

에 의해 제조되며, 상기 발수성 혼합물은 고급지방산 에스테르염 100 중량부에 대하여 무수석고 10 ~ 70 중량부를 혼합한 혼합물을 사용하는 것이 효과적인 발수성능을 나타내지만 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 발수성 혼합물에 대하여 알킬실록산 폴리머 1 ~ 30 중량부를 더 포함하는 것도 가능하다.

본 발명에서 상기 맥반석분말은 산화규소가 주성분인 석재로서 시멘트 콘크리트 구체의 벽면이나 바닥으로부터 누수되는 물 속의 이온성분 화합물과 반응하여 불용성의 침상 결정체를 생성시키는 역할을 하는 것으로, 시멘트 100 중량부에 대하여 20 중량부 이하로 사용하는 경우 불용성 침상 결정체의 생성량이 적어서 방수성능을 효과적으로 나타내지 못하며, 100 중량부 이상으로 사용하는 경우 구체의 벽면이나 바닥면에 침투되는 맥반석분말의 양이 많아서 누수 발생시에 과도하게 침상결정체를 생성시켜서 오히려 콘크리트 구체의 균열을 유발할 수도 있으므로 상기 범위를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 규사는 콘크리트 구체로부터 누수되는 물 속의 화학성분과 반응하여 불용성의 규산칼슘을 생성시키는 반응을 진행시키는데 필요한 규산성분을 제공하는 역할을 하는 것으로, 시멘트 100 중량부에 대하여 20 중량부 이하로 사용하는 경우 규산칼슘의 생성량이 적어서 효과적인 방수기능을 할 수 없으며, 80 중량부 이상으로 사용하는 경우 규산칼슘의 생성량이 과도하게 많아서 콘크리트 구체에 미세한 균열을 발생시키는 원인으로 작용하여 구체의 강도나 내구성을 저하시킬 수 있으므 로 상기 범위를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 벤토나이트는 물이나 습기를 흡수하여 팽윤하는 성능이 대단히 크며 누수된 물 속의 여러 화합물과 반응하여 결정을 성장시키는 역할을 하는 것으로, 시멘트 100 중량부에 대하여 10 중량부 이하로 사용하는 경우 누수되는 물을 흡수하는 성능과 결정을 성장시키는 작용이 약하여서 효과적인 방수기능을 하지 못하며 80 중량부 이상으로 사용할 경우 누수 초기에 과도한 물의 흡수로 인하여 불용성의 결정을 생성시키는 다른 성분들의 반응을 저해하는 작용을 할 수 있으므로 상기 범위를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 발수성 성분인 고급지방산 에스테르염은 한 분자 내에 소수성 부분과 친수성 부분을 모두 갖는 물질로서 콘크리트 구체나 누수 중의 금속이온 성분과 결합하여 소수성의 피막을 형성하여서 발수성을 나타내는 역할을 하는 것으로, 스테아르산, 타르타르산, 에스테르기를 갖는 지방산염 및 이들의 유도체 화합물에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용하는 것이 바람직하나 여기에 제한되는 것은 아니다.

상기 무수석고는 콘크리트 구조체에 누수 발생시에 발수 성능을 갖는 소수성 피막을 형성시키는 과정에서 고급지방산 에스테르염의 친수성부분과 이온성 결합을 하는 칼슘이온의 제공과 경화지연제의 역할을 하는 것으로, 고급지방산 에스테르염 100 중량부에 대하여 10 ~ 70 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 10 중량부 이하로 사용하는 경우 제공할 수 있는 칼슘이온의 양이 적어서 효과적인 발수 성능을 나타내지 못하며, 70 중량부 이상을 사용하는 경우 제공하는 칼슘이온의 양이 과도하게 많아서 방수 작용 외에 콘크리트 구체를 약화시키는 원인 중 하나인 백화현상 등과 같은 부가적인 반응을 진행시킬 수 있으므로 상기 범위를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 알킬실록산 폴리머는 소수성 화합물이므로 콘크리트 구체에 침투하여 존재하다가 누수 발생시에 발수성의 역할을 하는 것으로, 폴리디메틸실록산, 폴리메틸실록산 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용하는 것이 바람직하며, 고급지방산 에스테르염 100 중량부에 대하여 1 내지 30 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 1 중량부 이하로 사용하는 경우 콘크리트 구체에 침투한 양이 너무 적어서 효과적인 발수 기능을 나타내지 못하며, 30 중량부 이상으로 사용하는 경우 콘크리트 구체에 침투하는 양이 너무 많아서 누수 발생시에 방수 기능을 갖는 불용성 결정성장 반응을 저해하는 요인으로 작용할 수 있으므로 상기 범위를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 방수성 혼합물의 분말상 또는 펠렛상과 발수성 혼합물의 분말상 또는 펠렛상을 혼합하는 경우 그 비율은 한정되지 않으며, 사용자가 필요에 따라 혼합하여 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는 방수성 혼합물 100 중량부에 대하여 발수성 혼합물은 1 내지 40 중량부로 사용하는 것이 바람직하며, 1 중량부 이하로 사용하는 경우 발수성을 나타내는 소수성 피막의 생성량이 적어서 발수기능을 효과적으로 나타내지 못하며, 40 중량부 이상으로 사용하는 경우 콘크리트 구체나 누수 속의 금속이온들과 과도하게 결합하여서 다른 물질들이 방수성능을 갖는 불용성의 결정을 형성하는 반응을 저해하는 요인으로 작용할 수 있으므로 상기 범위를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 수용성 폴리머는 폴리에틸렌옥시드, 폴리비닐파이롤리돈, 셀룰로즈수지, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세테이트, 수용성 에폭시수지, 수용성 실리콘수지, 수용성 우레탄 수지에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용하는 것이 바람직하나 여기에 제한되는 것은 아니다. 보다 바람직하게는 분자량 500,000 내지 1,000,000인 것을 사용하는 것이 좋으며, 10 ~ 20 중량%의 수용액 상으로 제조하여 사용하는 것이 장기적으로 사용할 수 있으므로 바람직하다.

본 발명에서 상기 분말형으로 사용하는 경우, 콘크리트 구조체의 벽면이나 바닥면에 도포되었을 시, 구조체 내부로 침투하여 존재하다가 누수되는 물을 만나면 빠르게 반응하여 불용성의 결정을 성장시킨다.

본 발명에서 상기 방수성능을 갖는 펠렛형은 콘크리트 구조체의 벽면이나 바닥면에 도포된 구조체의 균열이나 틈새로 침투하여 존재하다가 누수 발생시에 펠렛의 외부에 코팅시킨 수용성 폴리머가 제거되면서 내부의 물질이 용출되면서 시멘트 콘트리트 속의 성분과 만나서 불용성의 결정을 성장시킨다. 이러한 반응은 누수가 발생한 부분에서만 상기한 바와 같이 결정을 성장시키는 반응을 진행하게 되며 콘크리트 구조체의 균열이나 틈새를 성장한 불용성의 결정들로 채우는 자가치유 성능을 발휘하여 구조체의 강도나 내구성을 향상시킨다.

또한 상기 발수성능을 갖는 펠렛형은 구조체의 균열이나 틈새에 침투한 후에 누수 발생시에 펠렛의 외부에 코팅된 수용성 폴리머가 제거되면서 내부의 물질이 용출되면서 누수 속의 금속이온 성분과 결합하여 소수성의 피막을 형성하여 발수성을 나타낸다.

본 발명은 누수 발생시에 불용성의 결정을 생성시키는 여러 가지 혼합물을 내부에 함유하도록 외부가 수용성 폴리머로 코팅된 펠렛 형태와, 누수 발생시에 소수성 피막을 형성시키는 혼합물을 내부에 함유하도록 외부가 수용성 폴리머로 코팅된 펠렛형태의 침투성 도포방수제를 제조하였다.

상기와 같이 외부를 수용성 폴리머로 코팅하였기 때문에 초기 누수 발생시 뿐만 아니라 장기간에 걸쳐 차후에 발생하는 누수에도 효과적으로 방수기능을 할 수 있으며 균열이나 틈새를 스스로 채우는 자가치유 성능을 갖는다.

이하에 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 방수제가 시멘트 콘크리트 벽면이나 바닥면에 도포된 후에 결정성장 자가치유 방수성능을 나타내는 과정을 개략적으로 나타낸 그림이다. 도 1의 (가)는 콘크리트 구체의 벽면이나 바닥면에 생긴 균열이나 틈새로 물이 누수되는 것을 나타내며, (나)는 본 발명의 방수제를 도포한 상태를 나타내며, (다)는 본 발명의 방수제 성분이 콘크리트 구체의 균열이나 틈새로 침투하여 들어가는 것을 나타내며, (라)는 누수에 의하여 불용성의 결정성장 반응이 일어나는 것을 나타내며, (마)는 콘크리트 구체의 틈새가 자가치유되어 구체의 구조가 치밀해지는 것을 나타내는 것이다.

도 2는 본 발명의 방수성능을 갖는 펠렛형태의 방수제의 제조 과정을 나타낸다. 도 2의 (가)는 시멘트, 맥반석분말, 규사분말, 벤토나이트 등의 조성물을 건식혼합한 후 물, 수용성 폴리머를 혼합하고 이를 압출기를 이용하여 길고 가느다란 실모양으로 제조하는 것을 나타내는 사진이며, (나)는 (가)와 같이 제조한 길고 가 느다란 실모양의 가닥을 급속히 건조시켜 절단하여 펠렛 형태로 제조한 후에 수용성 폴리머를 이용하여 코팅한 모습을 나타내는 사진이다.

도 3은 본 발명의 발수기능을 갖는 펠렛형태의 방수제를 제조하는 과정을 나타낸다. 도 3의 (가)는 고급지방산 에스테르염, 무수 석고 등의 조성물을 건식혼합한 후에 물, 수용성 폴리머를 혼합하고 압출기를 이용하여 길고 가느다란 실모양으로 제조한 것을 나타내는 사진이며, (나)는 (가)와 같이 제조한 길고 가느다란 실모양의 가닥을 절단하여 펠렛 형태로 제조한 후에 수용성 폴리머를 이용하여 코팅한 모습을 나타낸 사진이다.

도 4는 본 발명의 방수제를 콘크리트 구체에 도포하기 전과 도포한 후 그리고 누수 발생 후에 불용성 결정이 생성된 구조체 표면 상태를 비교한 사진이다. 도 4의 (가)는 본 발명의 방수제를 도포하지 않은 콘크리트 구조체의 표면 사진이며, (나)는 본 발명의 방수제를 도포한 후의 콘크리트 구조체의 표면 사진이며, (다)는 본 발명의 방수제를 도포한 콘크리트 구조체에 누수가 발생하였을 시에 불용성의 결정체가 콘크리트 표면에 많이 생성된 상태를 나타내는 사진이며, (라)는 콘크리트 구조체의 내부로 침투한 본 발명의 방수제가 누수 발생 시에 결정을 성장시켜서 구체 내부의 틈새를 채워가는 것을 보여주는 사진이다.

도 5는 본 발명의 방수제가 도포된 콘크리트 구체에 발생한 균열이나 틈새를 자가치유하는 과정을 나타내는 사진이다. 도 5의 (가)는 본 발명의 방수제가 도포된 콘크리트 구체에 균열이 발생하여 틈새가 벌어진 상태를 나타내는 사진이며, (나)는 누수에 의해 생성된 불용성의 결정이 틈새를 채워가는 과정을 나타내는 사진 이며, (다)는 누수에 의해 생성된 결정들이 틈새를 완전히 채워서 틈새를 자가치유한 후의 상태를 나타내는 사진이다.

본 발명의 방수제는 누수가 발생한 콘크리트 구체의 벽면이나 바닥면에 도포하여 사용할 수 있으며 또한 누수가 발생하지 않은 콘크리트 구체 표면에 도포하여 차후에 발생할 수 있는 누수에 대비하는 목적으로 사용할 수도 있다.

이하 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 실시예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[제조예 1]

방수성능의 펠렛형 방수제의 제조

시멘트 100 중량부, 맥반석분말 40 중량부, 규사분말 30 중량부, 벤토나이트 25 중량부를 건식혼합한 후에 여기에 소량의 물 80 중량부와 수용성 폴리머인 폴리비닐파이롤리돈 20 중량부를 넣어서 충분히 혼합하였다. 이 혼합물을 실린더에 넣고 가는 노즐 끝을 통하여 빠져나오도록 밀어주어서 도 2의 (가)와 같이 가늘고 긴 실모양이 되도록 하였다. 이 실모양의 혼합물을 충분히 건조시킨 후에 절단하여 펠렛으로 제조하였다. 마지막으로 상기 펠렛의 외부에 수용성 폴리머인 폴리비닐파이롤리돈 수용액 (고형분 15 중량%)을 스프레이 식으로 도포한 후에 건조시켜 도 2의 (나)와 같은 코팅된 펠렛형을 제조하였다.

[제조예 2]

발수성능의 펠렛형 방수제의 제조

고급지방산 에스테르염 100 중량부에 대하여 무수석고 40 중량부를 건식혼합한 후에 여기에 소량의 물 60 중량부와 수용성 폴리머인 폴리비닐파이롤리돈 25 중량부를 넣어서 충분히 혼합하였다. 이 혼합물을 실린더에 넣고 가는 노즐 끝을 통하여 빠져나오도록 밀어주어서 도 3의 (가)와 같이 긴 실모양이 되도록 하였다. 이 실모양의 혼합물을 충분히 건조시킨 후에 절단하여 펠렛으로 제조하였다. 마지막으로 상기 펠렛의 외부에 수용성 폴리머인 폴리비닐파이롤리돈 수용액 (고형분 15 중량%)을 스프레이 식으로 도포한 후에 건조시켜 도 3의 (나)와 같은 코팅된 펠렛형을 제조하였다.

[제조예 3]

혼합형 방수제의 제조

상기 제조예 1에서 제조한 펠렛형 방수제 100 중량부에 대하여 제조예 2에서 제조한 펠렛형 방수제 30 중량부를 혼합하여 준비한 펠렛형 방수제와, 시멘트 100 중량부, 맥반석분말 50 중량부, 규사분말 20 중량부, 벤토나이트 20 중량부가 혼합된 분말상이 1 : 1의 중량비가 되도록 혼합하여 고르게 분산시켰다.

[실시예 1]

시멘트와 모래를 1:4 중량비가 되도록 혼합한 후, 상기 혼합물 중의 시멘트 100 중량부에 대하여 물 60 중량부를 첨가하여 혼합하였다. 상온에서 7일 동안 수 화반응이 진행되도록 한 후에 제조예 3의 방수제 100 중량부에 대하여 물 60 중량부를 혼합하여 콘크리트 구체 표면에 도포하였다.

[비교예 1]

시멘트와 모래를 1:4 중량비가 되도록 혼합한 후, 상기 혼합물 중의 시멘트 100 중량부에 대하여 물 60 중량부를 첨가하여 혼합하였다.

[실험예 1]

방수성능 시험

상기 실시예 1에서 콘크리트 구체 표면에 방수제를 도포한 구조체와 비교예 1의 콘크리트 구조체에 물을 첨가하여 상온에서 충분히 젖은 상태를 유지하기 위하여 구조체들을 물 속에 함침시킨 상태에서 7일 동안 유지하였다.

[실험예 2]

자가치유 성능 시험

상기 실시예 1에서 콘크리트 구체 표면에 방수제를 도포한 구체에 균열을 발생시킨 후 상온에서 구조체를 물 속에 함침시킨 상태에서 7일 동안 유지하였다.

Sometech 사의 광학현미경을 사용하여 상기 실시예 1과 비교예 1의 표면을 600배로 확대하여 누수에 의한 불용성 결정의 생성 유무를 판독하고 사진 촬영 하 였으며, 구조체 표면의 미세균열이나 구조의 치밀한 정도에 대한 표면상태를 사진 촬영하였다.

도 4에 나타낸 바와 같이, (가)의 경우처럼 본 발명의 방수제를 도포하지 않은 구조체와는 달리 (나)의 경우처럼 본 발명의 방수제를 도포한 구체의 표면 구조가 훨씬 더 치밀한 상태인 것을 볼 수 있다. 그리고 도 4의 (다)에서 볼 수 있는 것처럼 본 발명의 방수제가 도포된 콘크리트 구체에 누수가 발생할 시에 불용성의 결정이 표면에 많이 생성되며 또한 (라)에서 볼 수 있는 것처럼 구조체의 내부로 침투한 방수제의 작용으로 인하여 결정이 생성되어 구조체 내부의 구조를 치밀하게하는 것을 관찰할 수 있다.

도 5에 나타낸 바와 같이 (가)에서처럼 본 발명의 방수제를 도포한 콘크리트 구체에 균열이 생긴 후에 누수가 발생하게 되면 (나)와 같이 균열의 틈새에서 불용성 결정들이 자라서 틈새를 채워가며 (다)와 같이 생성된 불용성 결정에 의하여 구체 균열의 틈새가 자가치유되어 치밀한 구조를 갖는 콘크리트 구체 벽면을 형성한다.

본 발명에 따른 침투성 도포 방수제를 사용하는 경우, 콘크리트 구조체의 벽면이나 바닥면의 균열과 틈새를 자가치유하는 성능이 있어 구조체의 내구성이 유지되는 효과가 있으며 누수 부위에서 불용성의 결정을 생성시킴으로써 방수성을 나타낸다.

또한 본 발명은 누수 부위에 차후에 다시 누수가 발생하더라도 추가적인 방수시공이 필요 없이 결정을 다시 생성시켜 방수성능을 나타냄으로써 추가적인 방수공정이 필요하지 않으므로 공사비 및 유지관리비가 절감되는 효과가 있다.

Claims (15)

1. 시멘트, 맥반석분말, 규사분말, 벤토나이트가 혼합된 것을 특징으로 하는 침투성 방수제.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 시멘트 100 중량부에 대하여 맥반석분말 20 ~ 100 중량부, 규사분말 20 ~ 80 중량부, 벤토나이트 10 ~ 80 중량부를 사용하는 것을 특징으로 하는 침투성 방수제.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 맥반석분말 또는 규사분말은 500 ~ 1700 ℃ 범위에서 고온 소성하여 사용하는 것을 특징으로 하는 침투성 방수제.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 침투성 방수제는 분말형태, 수용성 폴리머로 코팅된 펠렛 형태, 또는 상기 분말과 상기 펠렛의 혼합형인 것을 특징으로 하는 침투성 방수제.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 수용성 폴리머는 폴리에틸렌옥시드, 폴리비닐파이롤리돈, 셀룰로즈수 지, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세테이트, 수용성 에폭시수지, 수용성 실리콘수지, 수용성 우레탄수지로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 침투성 방수제.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 침투성 방수제 100 중량부에 대하여, 고급지방산 에스테르염 100 중량부에 대하여, 무수석고 10 ~ 70 중량부, 알킬실록산 폴리머 1 ~ 30 중량부를 혼합한 분말상 또는 펠렛상의 발수성 혼합물을 1 ~ 40 중량부 더 포함하는 것을 특징으로 하는 침투성 방수제.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 고급지방산 에스테르염은 스테아르산, 타르타르산, 에스테르기를 갖는 지방산염 및 이들의 유도체 화합물에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 침투성 방수제.
8. 제 6항에 있어서,

   상기 알킬실록산 폴리머는 폴리디메틸실록산, 폴리메틸실록산에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 침투성 방수제.
9. 1) 시멘트 100 중량부에 대하여, 맥반석분말 20 ~ 100 중량부, 규사분말 20 ~ 80 중량부, 벤토나이트 10 ~ 80 중량부를 혼합한 방수성 혼합물에 물, 수용성 폴리머와 혼합하는 단계;

   2) 상기 혼합물을 압출 후 건조 및 절단하여 펠렛 형태로 제조하는 단계;

   3) 상기 펠렛에 수용성 폴리머 용액을 도포하는 단계;

   에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 침투성 방수제의 제조방법.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 수용성 폴리머는 폴리에틸렌옥시드, 폴리비닐파이롤리돈, 셀룰로즈수지, 폴리비닐알콜, 폴리비닐아세테이트, 수용성 에폭시수지, 수용성 실리콘수지, 수용성 우레탄수지에서 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 침투성 방수제의 제조방법.
11. 제 9항 또는 제 10항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,

    상기 3)단계 후 제조된 펠렛을 시멘트 100 중량부에 대하여, 맥반석분말 20 ~ 100 중량부, 규사분말 20 ~ 80 중량부, 벤토나이트 10 ~ 80 중량부로 구성된 분말상에 분산시키는 4)단계;

    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 침투성 방수제의 제조방법.
12. 제 11항에 있어서,

    상기 4)단계 후, 상기 1) 내지 3)단계와 동일한 방법으로 고급지방산 에스테 르염, 무수석고, 알킬실록산 폴리머를 혼합한 발수성 혼합물을 이용하여 제조한 발수성 펠렛을 혼합하는 5)단계;

    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 침투성 방수제의 제조방법.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 발수성 혼합물은 스테아르산, 타르타르산, 에스테르기를 갖는 지방산염 및 이들의 유도체 화합물에서 선택되는 어느 하나 이상의 고급지방산 에스테르염 100 중량부에 대하여 무수석고 10 ~ 70 중량부, 폴리디메틸실록산, 폴리메틸실록산에서 선택되는 어느 하나 이상의 알킬실록산 폴리머 1 ~ 30 중량부를 사용하는 것을 특징으로 하는 침투성 방수제의 제조방법.
14. 제 1항 내지 제 8항에서 선택되는 어느 한 항의 침투성 방수제를 사용하는 것을 특징으로 하는 시멘트 콘크리트 조성물.
15. 제 14항의 시멘트 콘크리트 조성물을 이용하여 타설한 시멘트 콘크리트 구조체.

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