KR100982820B1 - 수용성 도막방수제를 이용한 콘크리트 구조물의 방수공법 - Google Patents
수용성 도막방수제를 이용한 콘크리트 구조물의 방수공법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 수용성 도막방수제를 이용한 콘크리트 구조물의 방수공법은, 콘크리트 구조물의 표면을 정리하고 청소하는 제1단계와, 상기 콘크리트 구조물의 표면에 폴리부틸 아크릴산 공중합체로 된 하도접착제를 도포하고 건조하는 제2단계와, 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체 수지 조성물로 된 도막방수제를 1차로 도포하면서 부직포를 부착하는 제3단계와, 상기 부직포 위에 폴리부틸 아크릴산 공중합체로 된 접착제, 시멘트, 규사가 각각 1 : 1~3 : 0.5~2의 중량비로 물과 함께 혼합된 중도방수제를 도포하고 건조하는 제4단계와, 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체 수지 조성물로 된 도막방수제를 2차로 1~3 회 도포하고 건조하는 제5단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제3단계 및 제5단계에서의 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체 수지 조성물로 된 도막방수제는, (A) 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체 50~60 중량%; (B) 수용성 아크릴 에멀젼 수지 20~30 중량%; 및 (C) 폴리부틸 아크릴산 공중합체 10~20 중량%를 포함하는 수지 조성물로 이루어지고, 고형분 함량 40~60 %, 점도 5,000∼10,000 cps인 것을 특징으로 하고 있으며, 폴리부틸 아크릴산 공중합체는 폴리부틸 아크릴산과 폴리에틸 아크릴산, 폴리스틸렌, 폴리아크릴산이 물과 유화 중합되어 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 방수공법에 사용되는 수용성 도막방수제는 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체를 사용함으로써 배합안정성이 우수하고 고형분 함량이 높아서 건조속도가 빠르며, 수용성 아크릴 에멀젼 수지 및 폴리부틸 아크릴산 공중합체로 된 접착제를 일정 비율로 혼합함으로써 내산성, 내알칼리성, 내유성, 내열성 및 인장강도가 우수하여 장기간 동안 자외선이나 기온의 변화에 강하고, 또한 고온(약 70 ℃)과 저온(약 -50 ℃)에서도 물성의 변화가 거의 없으며, 수분이 있는 곳에서도 부착성이 양호하여 기존의 방수층을 철거하지 않아도 시공이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 방수공법에 따르면, 수용성 도막방수제는 주상 및 벽면 방수에 부직포와 함께 시공되기 때문에 인장성이 우수하여 하절기에는 유연성이 좋고 동절기의 수축에 따른 크랙이 발생되지 않으며, 방수층 표면에 탄력성을 부여할 뿐만 아니라 충격에 의한 미세크랙 발생을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 방수공법에 사용되는 하도접착제와 중도방수제, 수용성 도막방수제는 유기용제를 전혀 사용하지 않음으로써 유기용제에 의한 유해성이 없으며, 최상층에 도포되는 수용성 도막방수제의 고형분 함량 및 점도가 높아 시공 후에는 표면 평활성과 외관 성능이 우수한 콘크리트 구조물의 방수공법을 제공하게 된다.
그리고 본 발명의 방수공법에 사용되는 수용성 도막방수제를 기존의 시멘트와 배합하여 사용하게 되면 방수성은 물론 미장면의 부착성 향상 및 균열을 방지하게 될 뿐만 아니라 건조 후 표면이 미려하게 되어 건축용 내외장재의 다목적 첨가제로 사용할 수 있는 탁월한 효과가 있다.
또한, 상기 제3단계 및 제5단계에서의 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체 수지 조성물로 된 도막방수제는, (A) 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체 50~60 중량%; (B) 수용성 아크릴 에멀젼 수지 20~30 중량%; 및 (C) 폴리부틸 아크릴산 공중합체 10~20 중량%를 포함하는 수지 조성물로 이루어지고, 고형분 함량 40~60 %, 점도 5,000∼10,000 cps인 것을 특징으로 하고 있으며, 폴리부틸 아크릴산 공중합체는 폴리부틸 아크릴산과 폴리에틸 아크릴산, 폴리스틸렌, 폴리아크릴산이 물과 유화 중합되어 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 방수공법에 사용되는 수용성 도막방수제는 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체를 사용함으로써 배합안정성이 우수하고 고형분 함량이 높아서 건조속도가 빠르며, 수용성 아크릴 에멀젼 수지 및 폴리부틸 아크릴산 공중합체로 된 접착제를 일정 비율로 혼합함으로써 내산성, 내알칼리성, 내유성, 내열성 및 인장강도가 우수하여 장기간 동안 자외선이나 기온의 변화에 강하고, 또한 고온(약 70 ℃)과 저온(약 -50 ℃)에서도 물성의 변화가 거의 없으며, 수분이 있는 곳에서도 부착성이 양호하여 기존의 방수층을 철거하지 않아도 시공이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 방수공법에 따르면, 수용성 도막방수제는 주상 및 벽면 방수에 부직포와 함께 시공되기 때문에 인장성이 우수하여 하절기에는 유연성이 좋고 동절기의 수축에 따른 크랙이 발생되지 않으며, 방수층 표면에 탄력성을 부여할 뿐만 아니라 충격에 의한 미세크랙 발생을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 방수공법에 사용되는 하도접착제와 중도방수제, 수용성 도막방수제는 유기용제를 전혀 사용하지 않음으로써 유기용제에 의한 유해성이 없으며, 최상층에 도포되는 수용성 도막방수제의 고형분 함량 및 점도가 높아 시공 후에는 표면 평활성과 외관 성능이 우수한 콘크리트 구조물의 방수공법을 제공하게 된다.
그리고 본 발명의 방수공법에 사용되는 수용성 도막방수제를 기존의 시멘트와 배합하여 사용하게 되면 방수성은 물론 미장면의 부착성 향상 및 균열을 방지하게 될 뿐만 아니라 건조 후 표면이 미려하게 되어 건축용 내외장재의 다목적 첨가제로 사용할 수 있는 탁월한 효과가 있다.
Description
본 발명은 수용성 도막방수제를 이용한 콘크리트 구조물의 방수공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 옥상정원, 지하주차장, 건축 및 토목구조물의 바닥면이나 내외 벽체, 수영장, 물탱크 등 다양한 용도의 콘크리트 구조물 표면에 하도접착제와 1차 수용성 도막방수제를 도포하면서 부직포를 부착시킨 다음, 그 위에 다시 중도방수제를 도포하고 2차 수용성 도막방수제 피막을 형성하는 방수시공을 함으로써 물의 침투를 막는 방수기능은 물론 단열효과와 건축물 구조재료의 부식과 크랙에 대한 저항성을 갖도록 한 콘크리트 구조물의 방수공법에 관한 것이다.
일반적으로 건축 및 토목구조물의 보호 시스템으로 사용되는 방수재료에는 그 시공방식에 따라 쉬트식 방수재료, 도막식 방수재료 및 침투식 방수재료가 있다.
이 중 침투식 방수재료를 이용하여 시공하는 방법은 과거에 교량 상판 등의 방수시공에 사용하던 방법으로, 주로 실리콘을 강력한 용제로 용해하여 액상의 침투방수제로 사용한 공법인데, 침투식 방수재료를 사용한 시공방법은 균열에 대한 저항성이 낮고, 300 kgf/㎠ 이상의 고강도 콘크리트에는 침투가 되지 않는 문제점이 있어 최근에는 거의 사용하지 않고 있다.
그리고 쉬트식 방수시공은 균일하고 우수한 방수효과를 발휘하기는 하지만, 비용이 많이 들고 시공과정에서 쉬트 간의 연결작업이 어려워 표면이 균일하지 못하고, 연결부위 누수로 인하여 방수기능을 상실하는 경우도 있다.
한편, 도막식 방수시공은 연결부위가 없는 연속시공이 가능하고, 효과면에서도 우수하지만 콘크리트의 균열에 대한 저항성이 약하고 계면에서 방수성능이 상실되는 단점을 가지고 있었다.
상기와 같이 건축 및 토목용으로 도막식 방수시공에 사용되는 방수제는 고무아스팔트, 아크릴고무 또는 아크릴수지 등이 주성분인 에멀젼형과, 클로로프렌이나 클로로설폰화폴리에틸렌이 함유된 용액형 우레탄이나 에폭시수지가 주성분인 반응형이 있으며, 이들 중 고무아스팔트계와 우레탄계 방수제가 많이 사용되고 있다.
상기 고무아스팔트계 방수제는 아스팔트에 합성고무와 각종 수지를 혼합하여 고분자의 열가소성 성질을 이용하여 급격히 경화시키는 열공법과, 합성라텍스에 아스팔트를 유화시킨 후 수분의 증발에 의해 자연경화시키는 냉공법에 의해 제조되며, 보통 아스팔트에는 스티렌 계통의 중합체, 어탁틱폴리프로필렌, 스티렌부타디엔 라텍스 등이 혼합 사용되고 있다.
그리고 우레탄계 도막방수제는 용제형 우레탄계가 흔히 사용되며, 최근에는 환경공해나 독성에 대한 작업안전성을 고려하여 폴리우레탄 에멀젼, 폴리우레탄 콜로이드 분산체, 폴리우레탄 수용액 등의 성상으로 수용성 우레탄계 방수제를 개발하여 사용하고 있으나, 아직 내구성을 비롯한 물성면에서는 기존 용제형 우레탄계 방수제 보다 미흡한 점이 많다.
이상에서 열거한 도막방수제는 건축물 등에서의 누수를 방지코자 하는 방수제로서의 기본 기능 이외에, 최근 방수제로서 요구되고 있는 건축물의 부식과 잡초 및 해충의 서식 방지, 건물 옥상의 화단 조성이나 수목 식재가 가능토록 하는 미장성, 그리고 급격한 외부온도의 변화에 의해 발생하는 크랙에 대한 저항성 등에는 문제가 있다. 특히 종래 고무아스팔트 방수제의 경우에도 고무 성분이 적어 건축물의 균열을 방지하는 기능은 거의 갖고 있지 못하다.
상기 침투식 방수제 또는 도막식 방수제는 개발된 기술이 많이 알려져 있으나, 최근 친환경적인 요구에 부응하여 대표적인 도막식 방수제로서 에멀젼형 방수제를 사용하고자 하는 시도가 있으며, 아울러 주로 쉬트식 방수재료와 결합하여 사용하고자 하는 연구도 활발히 진행되고 있는 실정이다.
본 발명과 관련하여 최근 대표적인 다층복합 방수공법에 관한 선행기술로서, 대한민국 등록특허 제10-0942521호(공고일 : 2010. 2. 16)에는 에멀젼형 도막방수재를 다층으로 시공하는 방수공법으로서 무기질 및 도막방수재를 이용한 복합 단열 도막방수 공법을 개시하고 있으나, 이는 방수제를 다층으로 도포할 뿐, 부직포 등의 보강재를 사용하지 않음으로써 균열 발생 및 내구성에 불리한 점이 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-0883743호(공고일 : 2009. 2. 12)에는 교면방수 조성물에 유리섬유 로빙크로스(Roving Cloth)를 함침한 적층방수공법으로 상기 교면방수 조성물의 도장작업을 하는 동시에 아스콘을 타설하여 방수층과 아스콘층을 완전 접합시키는 단계를 포함하여 이루어지는 교량 또는 콘크리트 구조물의 교면방수 조성물을 이용한 교면방수 공법으로서, 콘크리트면에 내알칼리성 에폭시계 프라이머를 도장하는 도장작업단계; 상기 도장작업단계 후, 에폭시수지, 우레탄계 에폭시수지, 타르, 접착제를 포함하는 교면방수 조성물을 유리섬유에 함침시키고 적층작업을 하는 제 1방수막 생성단계; 상기 방수막 상부에 규사(SiO2)를 살포하는 부착력 증진단계;를 포함하는 기술이 개시되어 있으며, 대한민국 등록특허 제10-0688468호(공고일 : 2007. 3. 2)에는 콘크리트 구조물의 방수, 크랙 보수 방법에 관한 기술로서 접착제가 함침된 부직포 및 도막탄성방수재 함침 부직포를 적층경화하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물의 방수, 크랙 보수 방법이 개시되어 있고, 대한민국 등록특허 제10-0806613호(공고일 : 2008. 2. 25)에는 루핑시트를 이용한 방수공법이 공지되어 있다.
그러나 상기 공지된 방법에 의한 기술은 모두 용제형 방수제를 사용하기 때문에 작업상의 불편이 따르는 문제점이 있고 습기와 내구성에 취약한 점이 있으므로, 이에 본 발명은 수분이 있는 곳에서도 부착성이 양호하여 기존의 방수층을 철거하지 않아도 여러 가지 방법으로 시공이 가능한 다목적 콘크리트 구조물용 수용성 도막방수제를 개발함으로써 본 발명을 완성한 것이다.
본 발명의 목적은 콘크리트 구조물의 표면에 하도접착제를 도포하고 1차 수용성 도막방수제를 도포하면서 부직포를 부착시킨 다음, 그 위에 다시 중도방수제를 도포하고 2차 수용성 도막방수제 피막을 형성하는 방수시공을 함으로써 물의 침투를 막는 방수기능은 물론 단열효과와 건축물 구조재료의 부식과 크랙에 대한 저항성을 가지며, 또한 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체 수지 조성물로 된 도막방수제를 이용한 방수층은 내산성, 내알칼리성, 내유성, 내열성 및 인장강도가 우수하여 장기간 동안 자외선이나 기온의 변화에 강하고, 고온(약 70 ℃)과 저온(약 -50 ℃)에서도 물성의 변화가 거의 없는 콘크리트 구조물의 방수공법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 하도접착제와 중도방수제, 수용성 도막방수제는 유기용제를 전혀 사용하지 않음으로써 유기용제에 의한 유해성이 없으며, 또한 최상층에 도포되는 수용성 도막방수제는 고형분 함량과 점도가 높아 시공 후에는 표면 평활성과 외관 성능이 우수한 콘크리트 구조물의 방수공법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명에 의한 수용성 도막방수제를 이용한 콘크리트 구조물의 방수공법은, 콘크리트 구조물의 표면을 정리하고 청소하는 제1단계와, 상기 콘크리트 구조물의 표면에 폴리부틸 아크릴산 공중합체로 된 하도제를 도포하고 건조하는 제2단계와, 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체 수지 조성물로 된 도막방수제를 1차로 도포하면서 부직포를 부착하는 제3단계와, 상기 부직포 위에 폴리부틸 아크릴산 공중합체로 된 하도접착제, 시멘트, 규사가 각각 1 : 1~3 : 0.5~2의 중량비로 물과 함께 혼합된 중도방수제를 도포하고 건조하는 제4단계와, 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체 수지 조성물로 된 도막방수제를 2차로 1~3 회 도포하고 건조하는 제5단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제3단계 및 제5단계에서의 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체 수지 조성물로 된 도막방수제는 (A) 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체 50~60 중량%; (B) 수용성 아크릴 에멀젼 수지 20~30 중량%; 및 (C) 폴리부틸 아크릴산 공중합체 10~20 중량%를 포함하는 수지 조성물로 이루어지고, 고형분 함량 40~60 %, 점도 5,000∼10,000 cps인 것을 특징으로 하고 있으며, 폴리부틸 아크릴산 공중합체는 폴리부틸 아크릴산과 폴리에틸 아크릴산, 폴리스틸렌, 폴리아크릴산이 물과 유화 중합되어 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 방수공법에 사용되는 수용성 도막방수제는 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체를 사용함으로써 배합안정성이 우수하고 고형분 함량이 높아서 건조속도가 빠르며, 수용성 아크릴 에멀젼 수지 및 폴리부틸 아크릴산 공중합체로 된 접착제를 일정 비율로 혼합함으로써 내산성, 내알칼리성, 내유성, 내열성 및 인장강도가 우수하여 장기간 동안 자외선이나 기온의 변화에 강하고, 또한 고온(약 70 ℃)과 저온(약 -50 ℃)에서도 물성의 변화가 거의 없으며, 수분이 있는 곳에서도 부착성이 양호하여 기존의 방수층을 철거하지 않아도 시공이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 방수공법에 따르면, 수용성 도막방수제는 주상 및 벽면 방수에 부직포와 함께 시공되기 때문에 인장성이 우수하여 하절기에는 유연성이 좋고 동절기의 수축에 따른 크랙이 발생되지 않으며, 콘크리트 구조물의 방수층에 탄력성과 단열성을 강화하고 충격에 의한 미세크랙 발생을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 방수공법에 사용되는 하도접착제와 중도방수제, 수용성 도막방수제는 유기용제를 전혀 사용하지 않음으로써 유기용제에 의한 유해성이 없으며, 최상층에 도포되는 수용성 도막방수제의 고형분 함량과 점도가 높아 시공 후에는 표면 평활성과 외관 성능이 우수한 콘크리트 구조물의 방수공법을 제공하게 된다.
그리고 본 발명의 방수공법에 사용되는 수용성 도막방수제를 기존의 시멘트와 배합하여 사용하게 되면 방수성은 물론 미장면의 부착성 향상 및 균열을 방지하게 될 뿐만 아니라 건조 후 표면이 미려하게 되어 건축용 내외장재의 다목적 첨가제로 사용할 수 있는 탁월한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 콘크리트 구조물의 방수공법을 순차적으로 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명에 의한 방수층의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 방수층의 구조를 나타낸 단면도이다.
본 발명은 수용성 도막방수제를 이용한 콘크리트 구조물의 방수공법으로서, 콘크리트 표면을 정리하고 청소하는 제1단계; 상기 콘크리트 표면에 폴리부틸 아크릴산 공중합체로 된 하도접착제를 도포하고 건조하는 제2단계; 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체 수지 조성물로 된 도막방수제를 1차로 도포하면서 부직포를 부착하는 제3단계; 상기 부직포 위에 폴리부틸 아크릴산 공중합체로 된 하도접착제, 시멘트, 규사가 각각 1 : 1~3 : 0.5~2의 중량비로 물과 함께 혼합된 중도방수제를 도포하고 건조하는 제4단계; 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체 수지 조성물로 된 도막방수제를 2차로 1~3 회 도포하고 건조하는 제5단계; 로 이루어진다.
이하에서는, 본 발명의 구성에 대한 각 성분의 작용을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 예시하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명에 있어서, 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체 수지 조성물로 된 도막방수제는 (A) 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체 50~60 중량%; (B) 수용성 아크릴 에멀젼 수지 20~30 중량%; 및 (C) 폴리부틸 아크릴산 공중합체 10~20 중량%를 포함하는 수지 조성물로 이루어진다.
일반적으로 유화 중합에 의해 제조된 폴리비닐아세트산은 낮은 유리전이 온도를 가지고 있어 수지를 가소화시키는데 도움이 되어 페인트의 바인더, 나무나 종이의 접착제 등에 광범위하게 사용된다.
상기 수용성 에틸렌 비닐아세트산(ethylene-vinyl acetate) 기상공중합체(A)는, 폴리에틸렌의 평균분자량이 1,000~12,000 범위의 밀도 0.918~0.932 g/㎤를 갖는 중합체를 기상법으로 제조함으로써 분말 형태의 고분자 물질을 얻을 수 있으며, 분자량 분포가 좁은 것을 사용하는 것이 제품의 균일성 측면에서 바람직하고, 폴리에틸렌은 그 주쇄에 아크릴산이나 무수말레산 등의 극성을 가진 모노머를 측쇄로 하여 화학적으로 결합시킨 공중합체를 얻을 수 있는데, 본 발명에서는 에틸렌에 비닐아세트산을 그래프트 중합시킨 공중합체를 이용함으로써 유연성을 증대시키고자 하는 것이다.
그리고 상기 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체(A)는 에틸렌(ethylene)과 비닐아세트산(vinyl acetate)을 공중합하여 생산할 경우 비닐아세트산의 양은 1~50% 정도이며 필름용에는 비닐아세트산 함량이 약 1~25% 정도 사용되지만, 비닐아세트산 함량이 증가하면 할수록 필름의 탄성률과 열접착온도는 낮아지는 반면 충격강도, 인장강도, 투과도는 증가되므로, 본 발명에서는 비닐아세트산의 함량이 25% 이상인 것을 사용하여 양호한 접착성과 인장강도를 발휘하게 되는데, 이는 저온 하에서도 유연성이 있고 저온 열접착성과 핫택성(hot tack, 열접착 직후의 접착강도)이 좋기 때문이다.
또한, 수용성 아크릴 에멀젼 수지(B)는 총 수지 조성물 대비 20~30 중량%로서, (A)성분 50~60 중량%와 비교하여 대략 1/3~1/2의 중량비로 혼합되는바, 일반적으로 아크릴 수지는 아크릴산이나 메타크릴산의 에스테르를 중합해서 얻는 열가소성 수지의 총칭으로서 상기 아크릴 에멀젼을 접착제로 사용할 경우 보통은 바인더로 사용하나, 본 발명에서는 아크릴산을 중합할 때 알칼리를 넣어 pH를 높여주면 점도가 향상되는 상태가 되어 완전히 굳지 않고 점성의 폴리머가 되므로, 상기와 같은 아크릴 에멀젼 수지(B)의 조성비로 인하여 수지 조성물에 소정의 물을 혼합하여 도막방수제를 제조할 시 적합한 점도를 유지 할 수 있을 뿐만 아니라 건조 후에 바닥면과의 밀착성이 높은 도막방수제를 형성할 수 있게 되는 것이다.
다음으로, 상기 수지 조성물에 혼합되는 폴리부틸 아크릴산 공중합체(C)는 접착제로 사용되며, 이는 방수면 표면에 약간의 탄성을 부여하면서 표면의 크랙을 방지하는 효과를 갖게 되는바, 상기 폴리부틸 아크릴산 공중합체(C)의 사용량은 사용 용도에 따라 수지 조성물을 기준으로 대략 10~15 중량% 정도로 혼합하는 것이 적합하고, 습도가 높은 곳에는 15~20 중량% 정도 혼합하는 것이 방수층 표면의 평활성 측면에서 적합한 것으로 연구되었다.
상기 폴리부틸 아크릴산 공중합체(C)는 폴리부틸 아크릴산 호모중합체 13.5 중량%, 폴리에틸 아크릴산 호모중합체 8.5 중량%, 폴리스틸렌 호모중합체 5.2 중량%, 폴리아크릴산 호모중합체 1.3 중량%의 비율로 물에 의해 유화 중합되어 이루어지는 공중합체로서, 수용성이고 내화성, 내수용성, 내마모성, 내유성, 자외선 저항성 등이 우수하다.
본 발명에 따르는 콘크리트 구조물용 수용성 도막방수제의 제조방법은 상기 (A)+(B)+(C)로 구성되는 수지 조성물을 혼합용기에 투입하고, 상기 혼합용기를 100∼300 rpm의 회전속도로 1~3 시간 동안 교반시켜 고형분 함량 40~60 %, 점도 5,000∼10,000 cps가 되도록 혼합하여 제조되는바, 상기 방수제의 점도는 콘크리트 표면의 온도와 습도 및 기온의 변화에 맞추어 그 범위로 조정하는 것이 작업성 및 부착성 등을 고려해 볼 때 바람직하다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 의한 수용성 도막방수제를 이용한 콘크리트 구조물의 방수공법에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 콘크리트 구조물의 방수공법을 순차적으로 나타낸 순서도이고, 도 2는 본 발명에 의한 방수층의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 1에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 콘크리트 구조물의 방수공법은 제1단계 내지 제5단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 본 발명의 방수공법에 의해 형성된 방수층의 구조는 콘크리트 구조물로부터 하도접착제(10), 1차 수용성 도막방수제(20), 부직포(30), 중도방수제(40), 2차 수용성 도막방수제(50)의 층을 포함하여 이루어진다.
제1단계는 콘크리트 구조물의 표면을 정리하고 청소하는 단계이다. 이는 콘크리트 표면의 이물질을 제거하거나 돌출부를 정리한 다음, 고압세척기 또는 빗자루로 바닥을 깨끗이 청소하여 콘크리트 표면의 틈에 하도제의 침투가 용이하도록 하는 것이다.
제2단계는 콘크리트 구조물의 표면에 폴리부틸 아크릴산 공중합체로 된 하도접착제를 도포하고 건조하는 단계로서, 상기와 같은 수용성 접착제는 콘크리트 표면에 대한 접합성과 평활성이 우수하고, 방수층과의 접착력을 좋게 할 뿐만 아니라 방수층 표면에 약간의 탄성을 부여하면서 표면의 크랙을 방지하는 효과를 갖게 된다. 상기와 같은 접착성 하도제(primer)로서 요구되는 성질로는 크게 내화학성, 내습성, 접착력 등을 들 수 있는데, 본 발명에서는 수용성 하도접착제로서 콘크리트 구조물 표면에 대한 침투성이 우수한 폴리부틸 아크릴산 공중합체로 된 수지가 가장 바람직한 것으로 조사되었고, 본 발명에서 사용하는 수용성 도막방수제 수지 조성물 중의 일종인 (C)성분으로서 사용상의 편의성도 충분히 고려하였다.
제3단계는 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체 수지 조성물로 된 도막방수제를 1차로 도포하면서 부직포를 부착하는 단계이다. 상기 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체 수지 조성물로 된 도막방수제는 앞서 설명한 바와 같이, (A) 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체 50~60 중량%; (B) 수용성 아크릴 에멀젼 수지 20~30 중량%; 및 (C) 폴리부틸 아크릴산 공중합체 10~20 중량%를 포함하는 수지 조성물로 이루어지며, 고형분 함량 40~60 %, 점도 5,000∼10,000 cps가 되도록 제조된 것을 사용하는 것이 작업성 및 부착성 측면에서 바람직하다.
그리고 상기 부직포는 바람직하게는, 폴리에스테르 재질로 된 부직포를 사용함으로써 방수층에 강한 인장성과 단열성을 부여하고 충격에 의한 미세크랙 발생을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
제4단계는 상기 부직포 위에 폴리부틸 아크릴산 공중합체로 된 하도접착제, 시멘트, 규사가 각각 1 : 1~3 : 0.5~2의 중량비로 물과 함께 혼합된 중도방수제를 도포하고 건조하는 단계이다. 이는 도막방수층 사이를 충진시켜 부착력을 증진시킴으로써 방수층의 들뜸 현상이나 핀홀 발생을 방지하는데 효과적이기 때문이다.
제5단계는 제3단계에서와 같은 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체 수지 조성물로 된 도막방수제를 2차로 1~3 회 도포하고 건조하는 단계로서, 상기 도막방수제는 배합안정성이 우수하고 고형분이 높아서 건조속도가 빠르며, 수용성 아크릴 에멀젼 수지 및 폴리부틸 아크릴산 공중합체로 된 접착제를 일정 비율로 혼합함으로써 내산성, 내알칼리성, 내유성, 내열성 및 인장강도가 우수하여 장기간 동안 자외선이나 기온의 변화에 강하고, 또한 고온(약 70 ℃)과 저온(약 -50 ℃)에서도 물성의 변화가 거의 없는 방수층을 형성하게 되는 것이다.
다음으로, 상기 수용성 도막방수제 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 방수공법에 대한 물성을 실험한 실시예 및 비교예를 살펴보기로 하되, 본 발명은 수많은 실험을 거쳐 완성되었으나, 이하에서는 당업자가 용이하게 이해하고 실시할 수 있을 정도의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 설명한다.
수용성
도막방수제
실험예
실시예 1
수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체 50 중량부에 수용성 아크릴 에멀젼 수지 30 중량부 및 폴리부틸 아크릴산 공중합체 20 중량부의 비율로 첨가한 수지 조성물을 형성하고 가소제와 함께 믹서기에 투입한 후, 상온에서 점도 7,000 cps에 도달할 때까지 약 2시간 동안 200rpm의 회전속도로 교반 혼합시켜 균일한 수용성 도막방수제를 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수용성 도막방수제를 제조하되, 다만 수지 조성물의 함량을 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체 60 중량부에 수용성 아크릴 에멀젼 수지 30 중량부 및 폴리부틸 아크릴산 공중합체 10 중량부로 조성하였다.
실시예 3
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수용성 도막방수제를 제조하되, 다만 수지 조성물의 함량을 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체 60 중량부에 수용성 아크릴 에멀젼 수지 20 중량부 및 폴리부틸 아크릴산 공중합체 20 중량부로 조성하였다.
실험예
상기 실시예 1∼3에 따라 제조된 도막방수제와 시중에 유통되는 제품으로 고무아스팔트계 도막방수제와 용제형 우레탄계 도막방수제를 비교하여 인장강도, 신장율, 부착강도, 내화학성, 표면 평활성 및 작업성에 대하여 측정하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.
여기서, 인장강도 및 부착강도는 ASTM D 638-91 및 ASTM D 4541-89 방법에 의거 측정하였고, 신장율은 ASTM D638-91 방법에 따라 측정하였으며, 내화학성은 ASTM D 543 방법에 의거 측정하였다.
| 물성 | 실시예 | 고무아스팔트계 도막방수제 | 우레탄계 도막방수제 | |||
| 1 | 2 | 3 | ||||
| 인장강도(㎏f/㎠) | 65 | 72 | 68 | 59 | 36 | |
| 신장률(%) | 760 | 780 | 770 | 740 | 710 | |
| 부착강도(㎏f/㎠) | 21 | 23 | 19 | 17 | 12.5 | |
| 내화학성 | 에틸렌글리콜 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 |
| 칼슘클로라이드 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 불량 | 불량 | |
| 가솔린 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 불량 | |
| 모터오일 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | |
| 소듐클로라이드 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 불량 | 불량 | |
| 표면 평활성 | ○ | ○ | ○ | × | ○ | |
| 작업성 | 양호 | 양호 | 양호 | 불량 | 불량 | |
상기 표면 평활성에서,
○ : 핀홀 등의 표면 불량이 발생되지 않음
× : 핀홀 등의 표면 불량이 미세하게 발생
상기 표 1의 결과로부터 본 발명의 수용성 도막방수제는 기존 유성제품에 비하여 인장강도, 신장율, 부착강도, 내화학성 및 표면 평활성이 전반적으로 양호하고, 주변 온도의 영향을 받지 않고 저온이나 고온에서도 작업이 가능하며, 유기용제에 의한 유해성이 전혀 없다는 것을 알 수 있다.
위와 같이, 본 발명의 수용성 도막방수제는 콘크리트 구조물의 크랙에 강한 저항성을 나타낼 수 있기 때문에 장기간 동안 방수용성능이 저하되지 않을 뿐만 아니라 옥상정원, 지하주차장, 건축 및 토목구조물의 바닥면이나 내외 벽체, 수영장, 물탱크 등 다양한 용도의 도막방수제로 사용될 수 있다.
방수공법
실험예
다음으로, 본 발명에 의한 실시예 1 내지 실시예 3의 수용성 도막방수제를 사용한 방수공법을 사용한 방수층(3mm 두께)을 기존의 고무아스팔트계 도막 방수공법(3mm 두께) 및 고무아스팔트계 유리섬유 적층공법(5~7mm 두께)에 의한 방수층을 각각 비교하여 접착성, 방수성능, 방수층 표면의 요철발생 여부, 방수층의 핀홀 및 크랙 발생 여부, 방수층의 박리현상 여부, 작업성, 경화속도 및 시공시간 등의 항목에 대하여 현장실험을 통하여 살펴보았다.
그 결과, 본 발명의 방수공법에 의한 방수층은 강한 접착력과 우수한 작업성을 바탕으로 모두 양호한 특성을 보였는바, 본 발명의 방수공법은 종래의 방수공법에 비해 가장 이상적인 방수공법이라는 것을 알 수 있었다.
따라서 본 발명의 수용성 도막방수제를 이용한 콘크리트 구조물의 방수공법에 따른 복합 방수층은 주상 및 벽면 방수에 수용성 도막방수제와 부직포와 함께 시공함으로써 인장성이 우수하여 하절기에는 유연성이 좋고 동절기의 수축에 따른 크랙이 발생되지 않으므로, 방수층의 탄력성과 단열성을 강화하게 되고 미세크랙 발생을 더욱 효과적으로 방지할 수 있으며, 기존의 시멘트와 배합하여 사용하게 되면 방수성은 물론 미장면의 부착성 향상 및 균열을 방지하게 될 뿐만 아니라 건조 후 표면이 미려하게 되는 효과를 발휘하게 되므로 다목적 건축용 내외장재의 첨가제로 사용할 수도 있다.
C : 콘크리트 구조물
10 : 하도접착제
20 : 수용성 도막방수제(1차)
30 : 부직포
40 : 중도방수제
50 : 수용성 도막방수제(2차 : 1~3회)
10 : 하도접착제
20 : 수용성 도막방수제(1차)
30 : 부직포
40 : 중도방수제
50 : 수용성 도막방수제(2차 : 1~3회)
Claims (4)
- 콘크리트 구조물의 표면을 정리하고 청소하는 제1단계;
상기 콘크리트 구조물의 표면에 폴리부틸 아크릴산 공중합체로 된 하도접착제를 도포하고 건조하는 제2단계;
수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체 수지 조성물로 된 도막방수제를 1차로 도포하면서 부직포를 부착하는 제3단계;
상기 부직포 위에 폴리부틸 아크릴산 공중합체로 된 하도접착제, 시멘트, 규사가 각각 1 : 1~3 : 0.5~2의 중량비로 물과 함께 혼합된 중도방수제를 도포하고 건조하는 제4단계;
수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체 수지 조성물로 된 도막방수제를 2차로 1~3 회 도포하고 건조하는 제5단계;
를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 수용성 도막방수제를 이용한 콘크리트 구조물의 방수공법. - 제1항에 있어서,
상기 제3단계 및 제5단계에서의 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체 수지 조성물로 된 도막방수제는 (A) 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체 50~60 중량%; (B) 수용성 아크릴 에멀젼 수지 20~30 중량%; 및 (C) 폴리부틸 아크릴산 공중합체 10~20 중량%를 포함하는 수지 조성물로 이루어지며, 고형분 함량 40~60 %, 점도 5,000∼10,000 cps인 것을 특징으로 하는 수용성 도막방수제를 이용한 콘크리트 구조물의 방수공법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 폴리부틸 아크릴산 공중합체는 폴리부틸 아크릴산과 폴리에틸 아크릴산, 폴리스틸렌, 폴리아크릴산이 물과 유화 중합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 수용성 도막방수제를 이용한 콘크리트 구조물의 방수공법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제3단계에서의 부직포는 폴리에스테르 부직포인 것을 특징으로 하는 수용성 도막방수제를 이용한 콘크리트 구조물의 방수공법.
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