KR100734153B1 - 재생우레탄시트를 보호층으로 하는 다층 도막 방수시공방법 - Google Patents
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- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
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Abstract
본 발명은 도막방수시공방법에 관한 것으로 저융점 및 저점도를 가지며 골재피복성, 접착성, 침투성이 우수한 액상 아스팔트로 콘크리트 바닥면에 1차 도포 건조하여 방수도막층을 형성하고 그 위에 전술한 액상 아스팔트보다 점도가 크고 유황, 고무 및 탄산칼슘이 첨가된 개질아스팔트로 2차 도포하여 방수 도막층을 형성한 다음 재생우레탄 시트로 개질아스팔트 도막층에 접착함과 동시에 시트간에 이음접착하여 전체면을 포장하여 방수보호층을 형성시키고 그 위에 콘크리트 몰탈을 타설 양생시켜서 되는 재생우레탄시트를 보호층으로 하는 다층도막 방수시공방법.
Description
도 1a는 본 발명에 따른 재생우레탄시트를 보호층으로 하는 다층 도막 방수시공방법에 따른 적층상태도
도 1b는 본 발명에 따른 재생우레탄시트를 보호층으로 하는 다층 도막 방수시공방법에 따른 다른 예의 적층상태도
본 발명은 콘크리트 바닥층에 대하여 우수한 접착성, 분산성, 평활성을 갖게 하는 액상 아스팔트로 콘크리트 바닥 전면에 도막을 형성하고 그 위에 개질 아스팔트층을 형성시킨 다음 재생우레탄 시트를 접착시키는 다층 도막 방수시공방법에 관한 것이다.
종래 일반적인 도막 방수시공법은 역청물질인 아스팔트에 점도조절제를 첨가배합하여 방수층을 형성하고 표면층을 폴리에치렌 필름 또는 기타 합성수지 필름을 적층시킨 다음 그 위에 시멘트 몰탈을 타설하는 방수공법을 사용하여 왔다. 이와 같은 시공방법은 최종 콘크리트 몰탈 타설시 시멘트에 혼합된 쇄석 또는 자갈 등의 낙하충격으로 필름이 손상될 수 있고 지지력이 없는 아스팔트 도막에 파임현상이 발생할 수 있으며 로울러 전압 다짐시 전단력이 발생하므로서 아스팔트 도막의 밀림현상이 일어나고 바닥면의 날카로운 돌출부에서 아스팔트 도막이나 필름시트에서 파열이 발생하므로 우수한 방수기능을 기대할 수 없는 공법이라 할 수 있다.
또 다른 종래 실시예로서 국내공개특허공보1020030070530호(공개일자:2003.08.30)에서는 발명의 명칭을 "복수방수시트를 이용한 방수공법"으로한 방수시공법을 제시하고 있다. 이는 고무화 아스팔트를 재생 폴리우레탄시트에 적층시킨 시트화된 복층방수시트를 이용한 방수시공법으로 이와 같은 방수시트를 이용한 방수시공방법은 복층방수시트의 고무화 아스팔트층을 바닥과 접착함과 동시에 방수시트와 방수시트를 접착 연결하는 공법으로 표면층이 강인하고 지지력이 있으며 내충격성이 우수한 재생폴리우레탄 보호층을 갖고 있어 로울러 다짐작이나 표면에 몰탈 타설시 발생하는 전단압이나 낙하충격으로 방수접착층에 손상을 주지 않는 특징이 있으나 시트화된 고무 아스팔트층은 점도가 크고 액상으로 할 수 없어 침투성이나 분산성 및 접착성이 액상아스팔트에 비해 크게 떨어져 차수기능이 부족하며 또한 시트로 되어 있어 접착이음 작업이 불가피하며 이로 인해 이음작업시 접착불량이나 시공부주이로 이음부에 간극(틈)이 발생할 수 있어 지수 차단 기능 또한 기대하기 힘들다.
다른 종래 실시예로서 국내등록특허공보(등록번호:10-0337618호)에 의하면 발명의 명칭을 "개량방수시트 및 이를 사용한 복합도막 시공방법"으로 표면층이 보 강용 부직포시트 다음층이 아스팔트층 그리고 맨 아래층이 이형재료층(폴리에티렌 필름을 포함하는 합성수지 필름층의 순서로 적층된 방수시트로서 이를 이용한 방수시공방법은 방수시트의 맨 아래층인 이형층과 콘크리트 바닥을 부분적으로 접착하여 콘크리트 바닥층과 이형층 사이에 원활한 배수가 이루어지도록 하는 지수차단 공법 다시 말하면 콘크리트 바닥층이 차수성이 부족하거나 균열 등을 예상하여 콘크리트 바닥으로부터 침투하는 지수를 차단하는 소위 물매공사를 함과 동시에 방수시트와 방수시트를 연결 접착한 다음에 표면층(부직포층) 위에 프라이마 접착층을 형성하고 접착층 위에 탄성 도막 방수제, 도막 보호제를 수회 코팅 도포하는 방수시공방법으로 이와 같은 시공방법 역시 방수시트와 방수시트 연결 접착시 시공부주이나 접착불량으로 누수현상이 발생할 수 있고 탄성 도막 보호층이 엷은 코팅층으로 형성되어 있어 몰탈 타설 작업시 쇄석 자갈 등의 낙하 충격으로 도막 파열이 발생할 수 있어 지수(콘크리트 바닥과 이형층사이에 고인물) 차단기능이 상실되므로 누수현상이 발생할 수 있는 위험성이 뒤따르는 방수시공방법이라 할 수 있고 프라이마층, 탄성 도막의 건조경화에 따르는 많은 시간이 소요되므로 공기 단축의 측면에서도 극히 불리하다.
또다른 종래 방수시공법으로 특허공보(공고번호91-6139호)에 의하면 발명의 명칭을 "액체 침투식 방수시공법"으로한 방수시공법으로 이공법은 콘크리트 구조물의 표면 처리에 있어서 표면 균열, 함몰부 등을 고무와 시멘트 배합물로 충진처리하고, 아크릴산과 카르복시기 모노머의 공중합체와 수용성 아미노 수지화되는 아크릴수지 도료로 표면 전층도포 후, 방수시멘트 도포를 행하여 양생하고, 고무시멘트 및 모래 혼합물로 되는 시멘트 몰탈로 방수처리하여 다시 수일간 양생후 상기한 아크릴 수지도포의 전면도포 후 에폭시수지 도료를 3회 이상 도포하는 방수층 시공법으로 이는 수영장, 정수장, 폐수처리장과 같이 방수표면층이 외부로 노출되는 방수시공방법으로 방수층의 균열방지 기능은 우수하다 할 수 있으나 구체방수 및 도막방수의 절충방법이라 할 수 있고 시공방법이 까다롭고 시멘트 몰탈층의 양생, 수개층의 도막 경화에 소요되는 기간이 길어 공기 단축 공사에는 문제가 있다.
그밖에도 고무화 아스팔트에 급경성을 갖는 폴리우레탄 수지를 배합 공기를 단축시키는 방수시공법이 있는가 하면 탄성을 갖는 고무 또는 폴리우레탄과 시멘트 몰탈을 혼합한 방수층, 그리고 각종 액상수지를 이용한 방수시공방법 등 무수한 방수시공방법들이 있으나 본 발명이 시도하는 방수시공방법과는 차이가 있는 방수공법들이다.
본 발명은 종래 액상 수지 등으로 다층 도막을 형성시키는 일반적인 방수공법은 물론 시트화된 복층도막 방수공법에 비해 차수기능은 물론 지수의 차단 기능을 동시에 만족시키는 방수기능과 내구성이 뛰어난 다층 도막 방수시공법으로 구체적으로는 전처리된 콘크리트 바닥에 침투성, 분산성 그리고 접착성이 우수한 저융점 액상 아스팔트를 분사도포하여 도막층을 형성하여 콘크리트 바닥으로부터 침투되는 수분을 원천적으로 차단하는 차수성이 우수한 도막을 형성하고 이 도막과 상용성이 우수한 접착으로 일체화되면서 점탄성과 내균열성에 대한 내구성이 뛰어난 개질 아스팔트층을 형성시켜 전면을 하나의 포장층이 되게 한 다음 인장 및 파열 강도 등이 우수한 재생 폴리우레탄시트로 적층과 동시에 시트와 시트 간의 접착 연결하여 일체화된 포장층을 형성시키므로서 전압 다짐시 전단압에 의한 방수층의 밀림현상에 의한 방수층의 파단 및 손상방지와 콘크리트 타설시 쇄석 또는 자갈 등의 낙하로 발생되는 방수층의 파열방지로 우수한 차수성과 지수차단성이 보장되는 재생우레탄시트를 보호층으로 하는 다층 도막 방수시공방법을 제공함에 목적이 있다.
본 발명의 재생폴리우레탄 시트를 보호층으로 하는 다층 도막 방수시공법으로 종래 시트화된 복층방수시트를 이용한 방수시공법의 문제점을 해결한 방수시공방법으로 시공단계별로 구체적으로 설명하면
1차 시공단계 : 전처리 공정
콘크리트 바닥면에 균열 등의 결함이 있는 부분은 V-Cutting하여 방수몰탈 또는 방수제로 보강처리하고 철선, 날카로운 돌출부 등을 완전히 제거해야 하고 콘크리트 표면에 부착된 흙, 먼지, 레이턴스, 유지분 등 불순물을 제거 깨끗이 청소하는 전처리 단계를 거친다. 이는 방수처리에 있어서 통상적인 방법이다.
2차 시공단계 : 용융액상 아스팔트 도포공정
용융액상 아스팔트를 분사처리 방법이나 바닥면에 0.4ℓ~0.8ℓ/㎡ 전면도포한 다음 4~6시간 건조시킨다.
3차 시공단계 : 개질 아스팔트 도포단계
2차 용융액상 아스팔트보다 점도가 높고 유황, 고무가 첨가된 개질 아스팔트를 로울러 다짐으로 전면을 평활하게 도포하여 바닥전면이 일체화된 도막을 형성시 킨다.
4차 시공단계 : 재생폴리우레탄시트(방수보호층) 포장단계
외압을 받는 정도에 따라서 2m/m, 2.5㎜, 3㎜ 두께의 재생폴리우레탄시트로 바닥 접착과 함께 우레탄시트끼리 중첩 이음방법으로 온도 400~450℃의 간접열풍으로 열접착 함과 동시에 전면을 열풍처리한 즉시 로울러 전압다짐한다.
5차 시공단계 : 콘크리트 포설단계
4차 시공이 끝난 재생폴리우레탄 시트 위에 콘크리트 몰탈을 포설하여 전압 다짐하고 마무리 처리로서 표면을 평활하게 하여 양생시키므로서 방수시공법이 완료된다. 이와 같이 완료된 시공방법의 완성도를 도 1a 및 1b로 나타내어 적층 구성을 설명하면 콘크리트 바닥층(1)위에 액상 아스팔트 도포층(2)이 형성되며 그 위에는 개질아스팔트층(3), 재생폴리우레탄 시트층(4), 콘크리트층(15)의 순서로 시공된 방수시공층이라 할 수 있다. 이상에서 전처리 시공은 방수처리에 통상적으로 사용하는 방법이라 할 수 있고 2차 시공단계에서 사용되는 아스팔트는 본 시공방법에서 한정하고 있다. 본 시공방법에서 천연 아스팔트는 침입도(2~10)가 낮아 그대로 사용할 수 없고 침입도 50 정도로 높인 다음 가열용융하여 낮은 점도로 사용하게 되는데 여기에 골재피복성, 침투성과 접착성이 뛰어난 타르 10~30%를 첨가 사용하게 된다. 여기에서 첨가되는 타르 또한 콘크리트 바닥면에 침투성 도막의 표면 평활성 상층의 개질 아스팔트층과 상용성을 높일 수 있는 타르는 등가 점도 온도(Equivalent Viscosity Temperature : EVT)로 30℃~58℃까지 분류되고 있는데 38℃ EVT의 타르가 상기 목적을 달성함에 가장 유리하다.
요약하면 침입도 50 범위로 높인 천연 아스팔트에 등가 점도 온도 38℃ 범위의 타르 10~30%를 혼합하고 가열하여 용해시킨 액상 아스팔트를 사용하므로서 콘크리트 바닥에 깊이 침투하게 되어 피복성과 접착상태가 양호하게 나타나게 되므로 자체도막에 의한 방수는 물론 콘크리트 바닥 자체가 방수성을 갖게 되어 방수성을 나타내므로 아래로부터 수분과 물을 차단하는 차수효과를 갖게 된다. 또 3차 시공단계에서 사용되는 개질 아스팔트는 유황 10~12wt%, 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 부틸고무, 클로로프렌, 복합스틸렌-부타디엔 고무 중에서 선택되는 고무 10~20%, 탄산칼슘 1~5%, 나머지가 침입도 100~150 범위의 아스팔트로서 아스팔트를 용융시킨 액상 아스팔트에 상기 조성물을 첨가시켜 균질화한 개질 아스팔트라 할 수 있다.
이상의 개질 아스팔트 조성물에서 유황의 첨가는 작업성이 좋고 냉각되었을 때 변형에 대해 저항성이 매우 커지며 이와 같은 효과는 유황이 아스팔트의 나프텐과 분자의 첨가나 수화황화물로서 수소기의 추출에 의해 반응하기 때문이다. 여기에서 과다한 유황의 사용은 유황의 융해점(120~150℃)과 160℃사이에서 낮은 점도를 가지므로 아스팔트가 매우 연화된 유동성이 높은 재료가 되며 냉각시 과다한 유황은 부분적으로 다짐된 재료에서의 입자들간의 공극형성과 필터로 작용하여 혼합물의 높은 역학적 강도와 아스팔트 내 분지간 마찰을 증가시키므로 방수성에 좋지 않은 영향을 미치게 된다. 유황의 첨가로 얻어진 아스팔트 혼합물은 초기단계에서는 일반 혼합물보다 마샬 안정도가 약간 작지만 10~20일 후에는 일반 아스팔트 재 료의 마샬 안정도보다 약 2배 정도로 증가한다. 한편 고무의 첨가는 도막에 점탄성을 주며 아스팔트가 갖는 결점으로 장기간의 경과후 점성과 접착성이 떨어지고 짧은 기간 내에 경화하여 도막 파단을 발생시키는 문제점을 해소하므로서 방수도막의 기능을 연장시키는 내구성에 대한 효과를 얻을 수 있다.
그러나 고무의 과다 첨가는 아스팔트 내에서 분산시키는 것이 어렵고 고온유지와 오랜 혼합시간이 요구되어 아스팔트의 물성을 떨어뜨리는 문제점과 불균일한 도막을 만들 수 있다.
그리고 탄산칼슘은 아스팔트의 점도 조절제로 사용되며 아스팔트의 침입도, 유황의 첨가량, 고무의 첨가량에 따라 상기 범위에서 가감조절할 수 있다.
그밖에 제4공정에서 사용된 재생폴리우레탄 쉬트는 신발창으로 사용되는 열경화성 저발포 폴리우레탄에 각종 개질제를 첨가 온도 180~200℃ 온도 범위에서 용융 브렌딩하여 다이스로 시트화한 것으로 물성이 뛰어나 방수접착층의 강력한 보호층의 기능을 하게 되고 아스팔트층과의 접착과 동시에 시트 간에 열풍에 의한 연결접착에 의해 전면을 포장하므로서 강력한 방수층 보호기능과 차수기능을 갖게 된다.
시트의 접착 이음 방법에 있어서 일정한 가열온도 유지곤란, 과다한 열, 화재위험 등으로 인하여 방수층이 파손되거나 과열로 인한 물성취약 등의 문제점을 야기시킬 수 있는 LPG 개스 등을 이용한 직접열을 가하는 방법과 접착성능에 따라 시공부위의 품질의 편차가 크며 접착제의 경화조건(온도, 습도, 이물질 제거)을 만족시키기 어려운 접착제 및 접착테이프를 이용하는 방법과는 달리 개량한 열풍접착 공법으로 400~450℃의 간접열로 열융착방법으로 시공하므로서 시트 상의 손상 및 물성 열화방지, 시공부위의 균일한 접착을 기대할 수 있고 시트간의 이음접착방법은 도 1a 및 1b와 같이 시트에 여백부(결손부)를 형성하여 여백부를 열풍접착이음방법 또는 중접(겹침) 접착이음방법을 택하고 있으며 특히 여백부를 이용한 열풍이음접착은 돌출부가 없는 평활한 시트포장면을 형성한다.
그밖에도 각 시공단계에서 적층층으로서 액상아스팔트의 도막두께는 0.4㎜~0.8㎜범위의 박막 도막에 의한 방수기능을 가지지만 특히 콘크리트 바닥면에 대하여 우수한 접착성과 침투성을 갖게하므로서 콘크리트 바닥 자체에 발수성과 수밀성 향상시키게 하며 개질아스팔트층을 액상 아스팔트 도막층과 비교할 때 상층의 재생폴리우레탄 후도에 상응한 정도로 두꺼우며 바닥전면에 일체화된 도막을 형성하며 간접열풍처리와 로울러 전압다짐시 연화 용융되면서 재생우레탄 시트연결시 발생되는 간극을 치밀하게 메우게 되어 방수성과 수밀성을 향상시키며 그밖에도 개질아스팔트 도막층에 유황과 고무성분이 첨가되어 있어 상기 열풍전압다짐시 가황에 의해 점탄성을 갖는 고무특성을 갖는 도막층을 형성하게 되므로서 통상의 아스팔트 도막과 같이 쉽게 경화 또는 노화에 의한 도막 균열 및 파단 현상이 일어나지 않으므로 방수기능에 대한 내구성이 향상된다.
또한 방수층 보호기능을 갖는 재생우레턴 시트 역시 열풍접착연결에 의하여 전면을 포장하므로서 차수기능을 갖게되지만 일반합성수지 필름보호층과는 달리 우선 두껍고 강력한 지지력과 스티프니스성(stiffness) 때문에 열풍과 함께 전압다짐시 방수층이 밀림에 의한 도막의 파단이 일어나지 않고 콘크리트 타설시 날카로운 쇄석이나 자갈 등의 낙하로 재생우레탄시트 자체로 견딜 수 있고 방수도막층에 충격이 미치지 않으므로 손상없이 안전하게 보호된다.
이상의 재생우레탄 시트는 내유성 및 내노황성이 우수하여 아스팔트를 방수층으로 하는 보호시트로서 아주 적합하지만 내유성과 내노화성이 뛰어난 스치렌부타디엔고무(SBR), 아크릴로니트릴고무(NBR), 저시스-부타디엔고무(저시스-BR), 다황화물계고무 등의 고무시트 또는 이들의 재생시트 역시 아스팔트층을 방수시스트로 하는 보호시트로서 적합하다.
또한 방수층의 기능을 설명하면 시공 초기단계에서 상당한 기간까지는 액체 아스팔트 도막과 함께 액체 아스팔트의 콘크리트바닥으로의 침투와 접착으로 콘크리트 바닥체에 발수성과 수밀성이 향상되어 우수한 방수기능을 갖게되지만 장기간 경과후에는 액체아스팔트의 도막층의 내구성의 측도가 되는 유동성, 접착성 및 부착성이 떨어져 경화되거나 노화되어 도막의 균열 또는 파단이 생기게 되고 콘크리트층에 균열이 발생해도 균열 또는 파단이 생기게 된다. 그러나 개질아스팔트층은 경화 또는 노화에 대한 내구성이 우수하고 점탄성과 고무와 같은 물성을 지니고 있어 콘크리트 바닥층에 크랙이 발생한다해도 크랙에 의한 전단력을 보상할 수 있는 특성을 갖고 있어 개질아스팔트 도막을 그대로 유지할 수 있어 방수보호층과 함께 지수차단 효과를 갖게 된다.
이와 같은 방수시공법은 콘크리트 바닥 이외에 콘크리트 건축구조물의 내벽은 물론 외벽에도 적용할 수 있는 방수시공법이라 할 수 있다.
본 발명은 도막 방수시공법에 있어서 콘크리트 바닥면과 접착하는 1차 액상아스팔트 도막 조성물이 저융점 액상 아스팔트에 타르가 첨가되어 분산성, 침투성, 접착성 및 피복성이 뛰어나므로서 콘크리트 바닥 자체에 발수성과 수밀성을 향상시키므로서 지수차단 효과가 우수하며 2차 개질아스팔트 도막층에 유황 및 고무를 첨가 열풍처리하므로서 고무와 같은 물성을 갖게되므로서 아스팔트의 경화 및 노화에 대한 내구성을 향상시킬 수 있고 콘크리트 바닥면에 균열발생시 도막의 탄성으로 균열에 대한 전단력을 보상할 수 있어 도막의 파단이나 균열을 방지할 수 있으며 상층에는 인장강도 17.2㎏f/㎝, 신장율 690%, 인열강도 17.4㎏f의 물성이 뛰어난 재생우레탄시트(두께 2.0㎜~3.0㎜)가 접착 포장되므로서 로울러 전압다짐시 전단력에 의하여 하층방수층의 밀림이나 도막 파단이 발생하지 않고 상층에 콘크리트 타설시 골재 등의 낙하충격으로부터 방수층을 완벽하게 보호할 수 있으며 더욱이 아스팔트층과 보호시트층으로 구성되는 시트화된 방수시트로 시공하는 방수공법과는 달리 방수도막층에 이음부위 없이 전면이 일체화된 도막을 형성하므로서 방수기능이 완벽한 재생우레탄 시트를 보호층으로 하는 다층 도막 방수시공법이라 할 수 있다.
Claims (4)
- 전처리 공정을 거친 콘크리트 바닥면에 용융액상 아스팔트를 분사처리 또는 로울러 다짐으로 0.4ℓ~0.8ℓ/㎡의 두께로 도포하여 4~6시간 건조시킨 다음 상기 용융액상아스팔트보다 점도가 큰 개질아스팔트로 전면이 일체화된 평활한 도막층을 형성시키고 그 위에 재생폴리우레탄시트(방수층보호시트)를 방수층(개질아스팔트 도막층)에 접착함과 동시에 재생우레탄시트(방수층보호시트)끼리 중접 이음방법으로 온도 400~450℃의 간접열풍으로 열접착함과 동시에 전면을 열풍처리한 즉시 로울러로 전압다짐하고 그 위에 콘크리트 몰탈을 타설함을 특징으로 하는 재생우레탄시트를 보호층으로 하는 다층 도막 방수시공법
- 청구항 1에 있어서 용융아스팔트는 침입도 50으로 높인 천연아스팔트에 등가점도 온도 38℃ 범위의 타르 10~30wt%를 혼합가열하여 용해시킨 액상아스팔트임을 특징으로 하는 청구항 1의 방수시공방법.
- 청구항 1에 있어서 개질아스팔트는 유황 10~12wt%, 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 부틸고무, 클로토프렌, 복합스틸렌, 부타디엔 중에서 선택되는 하나의 고무 10~20wt%, 탄산칼슘 1~5wt%이고 나머지가 침입도 100~150 범위의 아스팔트로 용융시킨 액상아스팔트를 혼합균질화시킨 개질아스팔트임을 특징으로 하는 청구항 1의 방수시공방법.
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