KR100956956B1 - 시멘트 혼입 폴리머계 도막방수제의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방수 및 누수방지를 필요로 하는 구조물에 방수층을 다수 적층하여 도포하되 각 방수층의 사이에 유리섬유층을 형성함으로써 구조물에 물이 침투되는 것을 막는 방수기능은 물론 강도를 높여 균열을 방지할 수 있는 보강기능을 갖는 시멘트 혼입 폴리머계 도막방수제의 시공방법에 관한 것이다.
본 발명의 시공과정에 의하면, 콘크리트 구조물의 표면에 프라이머층을 형성하는 제1 과정;
아크릴 에멀젼 65 내지 75 중량%; 마이크로시멘트 12 내지 20 중량%; 생석회 10 내지 18 중량%; 유동화제 0.02 내지 0.2 중량%; 소포제 0.02 내지 0.2 중량%; 및 팽창제 0.02 내지 0.2 중량%;로 이루어지는 도막방수제를 이용하여 1 내지 2㎜ 두께로 도포하여 제1 방수층을 형성하는 제2 과정;
상기 제1 방수층의 위에 유리섬유 부직포 또는 유리섬유 직물을 깔아서 제1 유리섬유층을 형성하는 제3 과정; 및
상기 제2 과정의 도막방수제를 이용하여 1 내지 2㎜ 두께로 도포하여 제2 방수층을 형성하는 제4 과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

시멘트 혼입 폴리머계 도막방수제의 시공방법{CONSTRUCTION METHOD FOR CEMENT-POLYMER MODIFIED WATERPROOF COATINGS}

본 발명은 시멘트 혼입 폴리머계 도막방수제의 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방수 및 누수방지를 필요로 하는 구조물에 방수층을 다수 적층하여 도포하되 각 방수층의 사이에 유리섬유층을 형성함으로써 구조물에 물이 침투되는 것을 막는 방수기능은 물론 강도를 높여 균열을 방지할 수 있는 보강기능을 갖는 시멘트 혼입 폴리머계 도막방수제의 시공방법에 관한 것이다.

본 발명에 적용되는 시멘트 혼입 폴리머계 도막방수제는 건축물의 옥상이나 주차장 및 지하 내외벽, 다리, 댐(dam) 등의 콘크리트 구조물의 노출되는 부위에 방수를 하기 위하여 사용이 가능하며, 그에 한정되지 않고 다양한 분야의 철제 구조물, 목제 구조물, 섬유 강화 플라스틱(FRP : Fiber Reinforced Plastics) 구조물, 스티로폼(styrofoam), 타일(tile) 및 돌 등에도 동일한 목적으로 적용이 가능하다.

이하의 설명에서는 콘크리트 구조물에 적용되는 경우를 예로 들어 설명하고자 한다.

일반적으로 콘크리트는 방수력이 약하기 때문에 대부분의 건축물에 대한 수분의 침투 및 누수를 방지하기 위한 방수제를 사용하는데, 콘크리트 시공면 또는 사용하는 재료에 따라 아스팔트 방수, 시트 방수, 몰탈 방수, 실링제 방수, 도막방수로 구분되고, 그 주성분은 아스팔트, 염화칼슘, 지방산비누, 합성고무, 천연고무, 아세트산 비닐, 염화비닐, 아크릴산 에스테르 등을 시멘트 속에 혼합하여 화학적 변화에 따른 수밀성을 크게 하는 방법과 도료성 방수제를 사용하여 콘크리트에 수분이 침투하는 것을 방지하는 방법으로 사용되고 있으며, 기능적인 역할은 방수효과를 높이는 동시에 콘크리트의 다른 성질에 악영향을 주지 않아야 하고 기온변화 및 진동에 의해 발생할 수 있는 건축물의 거동 또는 미세균열을 방지할 수 있어야 한다.

상기한 바와 같이 콘크리트 구조물 또는 구조체를 보호하기 위하여 다양한 도막방수제가 개발되어 사용되고 있는 실정이며, 콘크리트와의 접착력이 강하고 방수성 및 내후성이 우수하며, 중성화학반응이 일어나지 않아서 재료분리 현상이 없는 콘크리트와 동일한 알카리성을 갖는 폴리머 시멘트계 무기질 도막방수제가 있다.

국내의 등록실용신안 제20-0175730호는, 포틀랜드 시멘트 또는 고로 시멘트가 10~30 중량부, 고형분 함량이 40~50 중량부인 수분산성 아크릴계 에멀젼이 20~50 중량부, 160 메쉬 이하의 실리카질 규사가 30~60 중량부, 경화지연제인 규불화나트륨, 옥시카본산 및 그 염, 글루코산 나트륨, 슈크로스, 다당류, 당알코올이 0.5~1.5 중량부, 물이 1~10 중량부, 조색 보조제 및 증점제, 방부제, 내열노화방지제, 내오존방지제, 자외선 안정제가 0.5~5 중량비 무게비로 구성되어 있으나, 수화반응을 억제시키는 여러 종류의 경화지연제를 사용한다는 단점이 있으며, 결과적으로는 혼화제(에멀젼 폴리머)와 분체(무기질 분말)를 현장에서 배합 및 교반작업을 한다는 점에서 이중작업으로 인한 인건비 상승과 불필요한 재료의 남용으로 원가 비용이 상승하는 단점이 있다.

또한, 국내의 특허등록 제10-0406212호는, 물 35~55 중량부를 40~50℃로 가열하고 여기에 비이온성 계면활성제 5~10 중량부와 칼슘 스테아레이트 40~60 중량부를 첨가하여 유화분산시키고, 180~200 중량부의 아크릴 에멀젼 수지 공중합체와 혼합시켜 에멀젼 A 제를 제조하는 단계; 및 백색 포틀랜드 시멘트 100 중량부에 7호 규사 50~70 중량부, 크롬옥사이드 5~9 중량부 및 폴리옥시에틸렌 라우릴에테르 0.1~0.5 중량부를 혼합하여 제조한 B 제를 상기 A 제와 1:0.25 중량비 되도록 혼합시키는 것이 제시되어 있으나, 이와 같은 선행기술은 에멀젼 A 제를 사용자가 직접 만들기 어려울 뿐만 아니라 결과적으로는 현장에서 배합 및 교반작업을 수행한다는 점에서는 상기의 선행기술과 동일하다.

또한, 국내의 특허등록 제10-0661210호는, 실리콘 에멀젼을 주성분으로 하는 액상의 결합체와, 시멘트와 골재가 포함된 분체로 구성되고; 상기 실리콘 에멀젼의 함량은 활성함량으로 시멘트 중량 대비 4~17 중량%로 구성되고, 상기 시멘트와 골재의 혼합비율은 중량비로 1:0.5 ~ 1:5로 이루어지고, 상기 시멘트의 매트릭스 구조를 안정화시키기 위해 보조결합제가 시멘트 대비 6~16 중량% 범위 내에서 첨가되는 것이 제시되어 있다.

따라서 상기한 선행기술 내용들에 의하면, 아크릴 또는 실리콘 에멀젼을 혼화제로 사용하고 있으며, 시멘트 계열의 분체(무기질 분말)와 각종 수화반응 및 발수성, 내화학성, 인장강도 등의 성능향상을 위하여 각종 첨가제를 사용하고, 상기 제품들을 시공현장에서 배합 및 교반 작업을 수행하고 있다는 점에서는 동일 유사한 것이라 할 수 있다.

본 발명은 상기한 선행기술의 내용을 토대로 안출된 것으로서, 그 목적은 보다 더 간편하게 액체상태의 재료와 분말상태의 다른 재료들을 별도의 통에 준비하였다가 사용시 두 통의 내용물을 혼합하여 콘크리트 표면에 도포하면 방수층이 형성되도록 함으로써 사용자의 편의성을 향상시킨 시멘트 혼입 폴리머계 도막방수제의 시공방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 무기질재료로 이루어지는 콘크리트 표면 위에 무기질재료로 이루어지는 방수층을 형성함으로써 결합력이 향상되어 수명이 연장되고, 그에 따라 하자발생률이 낮아서 보수공사가 필요없게 되는 시멘트 혼입 폴리머계 도막방수제의 시공방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 방수층을 다수 적층하여 도포하되 각 방수층의 사이에 유리섬유층을 형성함으로써 구조물에 물이 침투되는 것을 막는 방수기능은 물론 강도를 높여 균열을 방지할 수 있는 보강기능을 갖는 시멘트 혼입 폴리머계 도막방수제의 시공방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 인장강도 및 신장율을 크게 개선하여 콘크리트 구조물에 균열이 발생되는 경우에도 시공 면에서 분리되거나 이탈되지 아니하는 우수한 성능을 갖는 시멘트 혼입 폴리머계 도막방수제의 시공방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 시멘트 계열의 무기질 분말을 사용하기 때문에 콘크리트와 함께 수축 및 팽창이 이루어지고, 콘크리트의 수분을 외부로 용이하게 배출함으로써 콘크리트의 부식을 방지할 수 있어서 건축물의 수명을 연장시킬 수 있도록 하는 시멘트 혼입 폴리머계 도막방수제의 시공방법을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면,

콘크리트 구조물의 표면에 프라이머층을 형성하는 제1 과정;

아크릴 에멀젼 65 내지 75 중량%; 마이크로시멘트 12 내지 20 중량%; 생석회 10 내지 18 중량%; 유동화제 0.02 내지 0.2 중량%; 소포제 0.02 내지 0.2 중량%; 및 팽창제 0.02 내지 0.2 중량%;로 이루어지는 도막방수제를 이용하여 1 내지 2㎜ 두께로 도포하여 제1 방수층을 형성하는 제2 과정;

상기 제1 방수층의 위에 유리섬유 부직포 또는 유리섬유 직물을 깔아서 제1 유리섬유층을 형성하는 제3 과정; 및

상기 제2 과정의 도막방수제를 이용하여 1 내지 2㎜ 두께로 도포하여 제2 방수층을 형성하는 제4 과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 시멘트 혼입 폴리머계 도막방수제의 시공방법을 제공한다.

이때, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 제2 방수층의 위에 유리섬유 부직포 또는 유리섬유 직물을 깔아서 제2 유리섬유층을 형성하는 제5 과정; 및 상기 제2 과정의 도막방수제를 이용하여 1 내지 2㎜ 두께로 도포하여 제3 방수층을 형성하는 제6 과정;을 더 포함할 수 있다.

이상과 같은 본 발명을 적용하면, 액체상태의 재료와 분말상태의 다른 재료들을 별도의 통에 준비하였다가 사용시 두 통의 내용물을 혼합하여 콘크리트 표면에 도포하면 방수층이 형성되도록 함으로써 사용자의 편의성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명을 적용하면 방수층을 다수 적층하여 도포하되 각 방수층의 사이에 유리섬유층을 형성함으로써 구조물에 물이 침투되는 것을 막는 방수기능은 물론 강도를 높여 균열을 방지할 수 있는 보강기능을 갖게 되는 효과가 있다.

또한 상기한 본 발명을 적용하면 방수층의 인장강도 및 신장율이 크게 개선되어 콘크리트 구조물에 균열이 발생되는 경우에도 시공 면에서 분리되거나 이탈되지 아니하는 효과가 있다.

또한, 상기한 본 발명을 적용하면 시멘트 계열의 무기질 분말을 사용하기 때문에 콘크리트의 수분을 외부로 용이하게 배출함으로써 콘크리트의 부식을 방지할 수 있어서 건축물의 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다. 결국, 무기질재료로 이루어지는 콘크리트 표면 위에 무기질재료로 이루어지는 방수층을 형성함으로써 결합력이 향상되고, 그에 따라 하자발생률이 낮아서 보수공사가 필요없게 되는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 목적 달성을 위한 상세한 설명을 실시예에 의하여 설명하면 다음과 같다.

그러나, 본 발명의 명세서에서 제시되는 실험이나 실시예에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능한 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 발명의 시멘트 혼입 폴리머계 도막방수제는, 아크릴 에멀젼 65 내지 75 중량%, 마이크로시멘트 12 내지 20 중량%, 생석회 10 내지 18 중량%, 유동화제 0.02 내지 0.2 중량%, 소포제 0.02 내지 0.2 중량%, 및 팽창제 0.02 내지 0.2 중량%로 이루어진다.

상기 아크릴 에멀젼은 일반적인 통상의 것으로 물과 계면활성제 및 아크릴 수지 공중합체 등을 섞어서 교반 한 것을 사용하며, 이러한 아크릴 에멀젼은 우수한 내마모성, 내후성, 내균열성, 내충격성 및 강도 등이 우수한 것으로 알려져 있다.

또한, 상기 마이크로시멘트는 수밀성과 침투성을 극대화하며 내구성 및 강도를 높이기 위하여 분말도 8000㎠/ｇ 이상의 마이크로시멘트(일명:마이셈 8000)를 사용하는 것이 바람직하다. 물론, 분말도 3000㎠/ｇ의 포틀랜드 시멘트 또는 고로 시멘트 등을 사용할 수 있으며, 분말도 6000㎠/ｇ의 마이크로시멘트(일명:마이셈 6000)를 사용할 수 도 있다.

또한, 상기 생석회는 원활한 수화반응을 위하여 사용한다.

또한, 상기 유동화제(superplasticizer)는 콘크리트를 부드럽게 하기 위한 혼합제로써 시멘트 입자의 분산을 위하여 사용하는데, 입자 사이에 윤활막을 형성하여 각 성분들 사이의 상호 부착력을 저감시켜 배합이나 경화된 콘크리트의 품질을 변경시키는 일 없이 유동성을 대폭적으로 개선시키게 된다.
본 출원인은 일반적으로 알려진 CMC-PC, Peramin SMF30, Peramin Conpac 149S 등을 포함한 다양한 유동화제가 사용될 수 있음을 실험을 통하여 확인하였다. 상기 제시한 종류의 유동화제 뿐 만 아니라 다른 유동화제의 사용도 가능하다. 이와 같은 유동화제의 사용으로 화학적으로 안정되어 고강도의 콘크리트 제조가 용이하게 되고, 슬럼프 로스(slump loss)가 거의 없게 되는 효과가 있다.

또한, 상기 소포제는 거품발생을 억제하기 위하여 사용하는데 공기량을 조절하고 기포를 감소시키는 기능을 수행하게 된다. 이로 인해 품질의 안정성을 확보할 수 있게 되며, 강도를 증진시키는 효과가 있다.
본 출원인은 일반적으로 알려진 Agitan 295, Agitan P803, Agitan P833 등을 포함한 다양한 소포제가 사용될 수 있음을 실험을 통하여 확인하였다. 물론 상기 제시한 종류의 소포제 뿐 만 아니라 다른 소포제의 사용도 가능하다.
또한, 상기 팽창제는 거품을 일으켜 부풀게 하는 물질로써 시멘트의 팽창을 위하여 사용한다. 본 발명에서는 일반적으로 알려진 다양한 종류의 팽창제가 사용될 수 있다.

[실시예]

본 발명의 목적 달성을 위한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 시중에서 판매되는 액체 상태의 아크릴 에멀젼을 준비한다.

또한, 상호 화학반응을 하지 아니하는 마이크로시멘트(마이셈 8000)와 생석회를 미리 소포장으로 준비하고, 상기 각각의 첨가제(유동화제, 소포제, 팽창제)도 함께 소포장하여 준비한다.

상기의 각 재료들의 무게를 재어 아크릴 에멀젼 70 중량%, 마이크로시멘트 16 중량%, 생석회 13.8 중량%, 유동화제 0.06 중량%, 소포제 0.1 중량%, 팽창제 0.04 중량%가 되도록 준비한 후 상기 액체 상태의 아크릴 에멀젼은 제1 원형통에, 나머지 분말 상태의 마이크로시멘트, 생석회, 유동화제, 소포제 및 팽창제는 제2 원형통에 담아서 뚜껑을 닫고 보관한다. 이때, 각각의 원형통은 밀봉되는 것이 바람직하며, 제1 원형통이 제2 원형통 보다 2배 이상의 부피를 갖는 것이 바람직하다. 상기에서 원형통을 사용하는 이유는 전동믹서기를 이용하여 희석하는 과정에서 원활한 희석이 이루어지도록 하기 위함이다.

또한, 상기 소포제 및 팽창제가 분말 상태가 아니라 액체 상태인 경우에는 이를 제1 원형통에 담아서 보관하여야 한다.

상기와 같이 내용물이 담겨져 준비된 제1 및 제2 원형통을 시공하고자 하는 현장으로 운반하고, 시공하고자 하는 콘크리트 구조물의 시공면의 이물질제거를 위하여 고압분사기 등을 이용하여 깨끗하게 한다.

이후 상기 제2 원형통에 담겨진 내용물들을 상기 제1 원형통에 부은 후 RPM 600 이상의 전동믹서기로 3분 내지 5분 동안 희석하여 덩어리지는 가루가 없도록 하여 시멘트 혼입 폴리머계 도막방수제를 준비한다.

상기의 시멘트 혼입 폴리머계 도막방수제를 시공하는 과정에서는, 콘크리트 구조물의 시공면에 먼저 프라이머층을 형성시키고, 붓, 롤러 또는 노즐 등의 장비를 사용하여 약 1 내지 2㎜ 두께로 도포하여 제1 방수층을 형성하고, 그 위에 통상적인 유리섬유 부직포 또는 유리섬유 직물을 깔아서 제1 유리섬유층을 형성한다.

상기 프라이머층은 아크릴 에멀젼과 시멘트를 1:1의 비율로 혼합한 것을 롤러 또는 붓을 이용하여 형성시킨다.

그후 동일한 방법으로 제2 방수층, 제2 유리섬유층, 제3 방수층을 순차적으로 적층 형성시킨다.

상기의 과정이 이루어진 후 상온에서 3~4시간 건조시킴으로써 방수공사를 완료할 수 있다.

또한, 필요에 따라 건조된 도막방수제의 표면에 별도의 도장을 더 칠할 수도 있다.

한편, 본 발명의 출원인은 상기의 시멘트 혼입 폴리머계 도막방수제를 실시예와 동일한 방법으로 만들어서 콘크리트 표면에 도포하고 상온에서 건조하여 이에 대한 물성을 측정하였다. 그 측정은 결과의 객관성을 위하여 서울산업대학교 건설기술연구소에 의뢰하였다.

그 결과의 품질 시험 성적서는 아래의 표 1에 제시된 바와 같다.

[표 1]

상기의 본 발명 측정 결과치는 KSF4919에 의거 측정하였다.

상기 표 1에서의 결과치를 살펴보면, 부착강도의 면에서는 표준 및 침수후에 0.9 및 0.8의 결과치를 얻어서 0.8 이상이어야 한다는 품질기준을 충족하는 것으로 나타났으며, 내잔갈림성에 있어서도 이상없음의 결과치를 얻었으며, 흡수량의 면에서도 0.4의 결과치를 얻어서 2.0 이하이어야 한다는 품질기준을 충족하는 것으로 나타났다.
특히, 인장성능의 면에서는 인장강도 1.4의 결과치를 얻어서 1.0 이상이어야 한다는 품질기준을 충족하는 것으로 나타났으며, 신장율 323의 결과치를 얻어서 50 이상이어야 한다는 품질기준을 충족하는 것으로 나타났다. 결국, 인장강도 및 신장율이 품질기준 보다 월등하게 우수함을 알 수 있다.
내투수성의 면에서는 투수되지 않아야 한다는 품질기준을 충족하는 것으로 나타났고, 습기투과성의 면에서는 0.73의 결과치를 얻어서 4 이하이어야 한다는 품질기준을 충족하는 것으로 나타났으며, 내균열성의 면에서는 영하 10℃ 및 영상 20℃에서 측정한 결과 이상없음의 결과치를 얻어서 파단되지 않을 것이라는 품질기준을 충족하는 것으로 나타났고, 내알칼리성의 면에서도 이상없음의 결과치를 얻어서 이상 없을 것이라는 품질기준을 충족하는 것으로 나타났다.
따라서, 본 발명은 콘크리트 구조물의 균열 및 거동에도 파단되지 아니하고 완벽하게 물이 침투되는 것을 막는 방수기능은 물론 우수한 내화학성, 내후성, 내균열성, 내충격성 및 친수성과 높은 인장력을 갖는 시멘트 혼입 폴리머계 도막방수제를 제공할 수 있는 것이다.

Claims (2)

1. 콘크리트 구조물의 표면에 프라이머층을 형성하는 제1 과정;
   아크릴 에멀젼 65 내지 75 중량%; 마이크로시멘트 12 내지 20 중량%; 생석회 10 내지 18 중량%; 유동화제 0.02 내지 0.2 중량%; 소포제 0.02 내지 0.2 중량%; 및 팽창제 0.02 내지 0.2 중량%;로 이루어지는 도막방수제를 이용하여 1 내지 2㎜ 두께로 도포하여 제1 방수층을 형성하는 제2 과정;
   상기 제1 방수층의 위에 유리섬유 부직포 또는 유리섬유 직물을 깔아서 제1 유리섬유층을 형성하는 제3 과정; 및
   상기 제2 과정의 도막방수제를 이용하여 1 내지 2㎜ 두께로 도포하여 제2 방수층을 형성하는 제4 과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 시멘트 혼입 폴리머계 도막방수제의 시공방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2 방수층의 위에 유리섬유 부직포 또는 유리섬유 직물을 깔아서 제2 유리섬유층을 형성하는 제5 과정; 및
   상기 제2 과정의 도막방수제를 이용하여 1 내지 2㎜ 두께로 도포하여 제3 방수층을 형성하는 제6 과정;을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 시멘트 혼입 폴리머계 도막방수제의 시공방법.