KR101024534B1 - 폴리우레아 도막 방수제를 이용한 복합 방수 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리우레아 도막 방수제를 이용한 복합 방수 시공방법으로서, 더욱 상세하게는 콘크리트 표면에 기계적 물성과 내화학적 물성이 우수한 폴리우레아 도막을 이용하여 접착력이 뛰어나고 들뜸과 박리 현상 등의 문제점을 개선한 복합 방수 시공방법에 관한 것이다. 이를 위하여, 콘크리트 구조물의 표면에 습기경화형 폴리우레탄이 포함된 접착제를 도포하여 하도 접착층을 형성시키는 하도 시공단계, 콘크리트 구조물의 도막 들뜸 또는 부풀음을 방지하기 위하여 통기성이 있는 망사형 탄소 섬유시트를 설치하는 망사형 탄소 섬유시트 시공단계, 아크릴레이트 공중합 변성 수지와 이소시아네이트 프리폴리머가 포함된 방수제를 도포하여 중도 1차 방수층을 형성시키는 중도 1차 시공단계, 고온 고압의 폴리우레아 방수제를 토출 분사식으로 도포하여 중도 2차 방수층을 형성시키는 중도 2차 시공단계, 자외선에 의한 상기 중도의 황변 현상을 방지하기 위한 탑코팅을 도포하여 상도층을 형성시키는 상도 시공단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

폴리우레아 도막 방수제를 이용한 복합 방수 시공방법{COMPOSITE CONSTRUCTION METHOD OF WATERPROOFING MATERIAL HAVING POLYUREA}

본 발명은 폴리우레아 도막 방수제를 이용한 복합 방수 시공방법으로서, 더욱 상세하게는 콘크리트 표면에 기계적 물성과 내화학적 물성이 우수한 폴리우레아 도막을 이용하여 접착력이 뛰어나고 들뜸과 박리 현상 등의 문제점을 개선한 복합 방수 시공방법에 관한 것이다.

종래의 연속된 도막 방수제는 탈기 성능에 따른 접착 기능의 저하, 들뜸, 부풀음 등의 문제점이 있었고, 이를 개선하기 위한 폴리우레아의 초속경화형 도막 방수제도 매우 빠르게 경화되는 특징으로 인하여 접착될 콘크리트 표면보다 폴리우레아 간의 도막 형성이 더 빠르게 되어 시공 이후에 콘크리트 표면과의 접착 기능이 저하되고, 들끔과 부풀음의 문제점이 오랜 시간이 지속되지 않고 나타나는 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 탈기구를 설치하는 방법 등이 사용되기도 하지만, 탈기구를 별도로 설치해야 하는 번거로움이 있고, 시공비가 증가하는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 콘크리트 표면에 시공된 도막 방수제의 접착 기능의 저하로 인하여 들뜸과 부풀음 등이 발생하는 것을 방지하기 위하여 폴리우레아 도막 방수제를 이용한 복합 방수 시공방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 고온 고압의 방수제를 토출 분사식으로 도포하여 시공할 때 콘크리트에 함유된 기포가 팽창하여 콘크리트 표면에 도포된 방수층에 과도한 핀홀이 발생하는 문제점을 해결하기 위하여 하도 시공 후에 통기성이 있는 망사 형태의 탄소 섬유시트를 설치한 복합 방수 시공방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명인 폴리우레아 도막 방수제를 이용한 복합 방수 시공방법은 콘크리트 구조물의 표면에 습기경화형 폴리우레탄이 포함된 접착제를 도포하여 하도 접착층을 형성시키는 하도 시공단계, 콘크리트 구조물의 도막 들뜸 또는 부풀음을 방지하기 위하여 통기성이 있는 망사형 탄소 섬유시트를 설치하는 망사형 탄소 섬유시트 시공단계, 아크릴레이트 공중합 변성 수지와 이소시아네이트 프리폴리머가 포함된 방수제를 도포하여 중도 1차 방수층을 형성시키는 중도 1차 시공단계, 고온 고압의 폴리우레아 방수제를 토출 분사식으로 도포하여 중도 2차 방수층을 형성시키는 중도 2차 시공단계, 자외선에 의한 상기 중도의 황변 현상을 방지하기 위한 탑코팅을 도포하여 상도층을 형성시키는 상도 시공단계를 포함하여 이루어진다.

본 발명은 콘크리트 표면에 시공된 도막 방수제의 접착 기능 저하, 들뜸, 부풀음 등을 방지하는 효과가 있다.

또한 통기성이 있는 망사 형태의 탄소 섬유시트를 구성하여 고온 고압의 방수제를 도포하게 되면 발생되는 콘크리트 내의 기포에 의한 핀홀을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명을 나타낸 측단면 구성도.
도 2는 본 발명을 나타낸 흐름도.
도 3은 본 발명의 시공단계에 따른 시공시간 간격을 나타낸 흐름도.
도 4는 본 발명의 일부 구성을 나타낸 실제 적용 사진.

본 발명에 의한 폴리우레아 도막 방수제를 이용한 복합 방수 시공방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다.

먼저 본 발명인 폴리우레아 도막 방수제를 이용한 복합 방수 시공방법은 콘크리트 구조물의 표면에 습기경화형 폴리우레탄이 포함된 접착제를 도포하여 하도 접착층을 형성시키는 하도 시공단계, 콘크리트 구조물의 도막 들뜸 또는 부풀음을 방지하기 위하여 통기성이 있는 망사형 탄소 섬유시트를 설치하는 망사형 탄소 섬유시트 시공단계, 아크릴레이트 공중합 변성 수지와 이소시아네이트 프리폴리머가 포함된 방수제를 도포하여 중도 1차 방수층을 형성시키는 중도 1차 시공단계, 고온 고압의 폴리우레아 방수제를 토출 분사식으로 도포하여 중도 2차 방수층을 형성시키는 중도 2차 시공단계, 자외선에 의한 상기 중도의 황변 현상을 방지하기 위한 탑코팅을 도포하여 상도층을 형성시키는 상도 시공단계를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 다른 실시예로 상기 하도 시공단계에서 하도 접착층은 폴리우레탄과 글라스촙이 포함되어 이루어지고, 상기 폴리우레탄 100 중량부에 대하여 상기 글라스촙은 1 중량부인 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예로 상기 망사형 탄소 섬유시트 시공단계에서 탄소 섬유의 망사구조는 섬유 간 간격이 10~20㎜인 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예로 상기 중도 1차 시공단계에서 중도 1차 방수층은 주제부와 경화제부가 혼합되어 이루어지고, 주제부는 주제부 100 중량%에 대하여 아크릴레이트 공중합 변성 수지 50~65 중량%, 이산화티타늄 2~10 중량%, 삼산화철 2~10 중량%, 분산제 0.5~2 중량%, 소포제 0.5~2 중량%, 표면첨가제 0.5~2 중량%, 침강방지제 1~5 중량%, 크실렌 5~20.5 중량%가 포함되어 이루어지며, 경화제부는 경화제부 100 중량%에 대하여 이소시아네이트 프리폴리머 70~80 중량%, 부틸아세테이트 20~30 중량%가 포함되어 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예로 상기 하도 시공단계에서 콘크리트 구조물의 표면이 비에 젖거나 오염되어 세척한 경우에 건조하는 시간은 최소 12시간인 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예로 상기 하도 시공단계 후 중도 1차 시공단계를 적용하는 시간 간격은 최대 96 시간 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시예로 상기 중도 1차 시공단계 후 중도 2차 시공단계를 적용하는 시간 간격은 최대 3시간 이하인 것이 바람직하다.이하 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하기로 한다. 하기 설명은 일실시예일 뿐이고 본 발명은 이것에 국한되지 않는다.

도 1은 본 발명을 나타낸 측단면 구성도이고, 도 2는 본 발명을 나타낸 흐름도이다.

본 발명은 콘크리트 구조물(10)의 표면에 하도 접착층(20)을 형성시키는 하도 시공단계, 통기성이 있는 망사형 탄소 섬유시트(30)를 시공하는 망사형 탄소 섬유시트 시공단계, 중도 1차 방수층(40)을 형성시키는 중도 1차 시공단계, 중도 2차 방수층(50)을 형성시키는 중도 2차 시공단계, 상도층(60)을 형성시키는 상도 시공단계를 포함하는 구성으로 이루어진다.

먼저 콘크리트 구조물(10)의 표면에 습기경화형 폴리우레탄이 포함된 접착제를 도포하여 하도 접착층(20)을 형성시키는 하도 시공을 한다.

하도 접착층은 공기 중에 수분과 반응하는 원리의 폴리우레탄 습기경화형 제품을 이용한 것이 바람직하고, 이러한 폴리우레탄을 단독으로 사용하거나 또는 콘크리트의 표면의 강도를 우수하게 하고, 방수제의 부착성을 높이기 위하여 기계적 치수안정성이 뛰어난 글라스촙(Glass chop)을 하도 시공시에 혼합하여 사용할 수 있다.

습기경화형 폴리우레탄은 아로마틱 디이소시아네이트형으로 NCO%는 약 2~4.5%인 것이 바람직하다. 표 1은 본 발명에 적용된 하도의 일반적 물성이다.

상기 글라스촙은 직경이 2~4㎜인 것이 바람직하고 더욱 바람직하게는 3㎜이며, 폴리우레탄과 글라스촙의 혼합비율은 폴리우레탄 100 중량부에 대하여 글라스촙 1 중량부인 것이 바람직하다.

하도 시공은 폴리우레탄과 글라스촙을 혼합하여 사용하는 경우에는 롤 작업으로 하는 것이 바람직하고, 폴리우레탄을 단독으로 시공하는 경우에는 에어레스 스프레이 또는 롤 작업이 모두 가능하다.

하도 시공단계 후에는 콘크리트 구조물(10)의 도막 들뜸 또는 부풀음을 방지하기 위하여 통기성이 있는 망사 형태의 탄소 섬유시트(30)를 설치한다.

상기 탄소 섬유시트는 소수성의 탄소 섬유를 사용하여 PP 또는 PE보다 통기성이 훨씬 우수하고, 이후 시공할 대상인 중도 1차 방수층(40)이 콘크리트 구조물의 표면에 보다 부착되기 쉽도록 망사 형태인 것이 바람직하다.

탄소 섬유의 망사구조는 섬유 간 간격이 10~20㎜인 것이 바람직하고, 섬유 간 간격이 10㎜ 이하인 조밀한 형태에서는 중도 1차 방수층의 접착 단면적이 좁아져서 접착 성능이 저하되고, 섬유 간 간격이 20㎜ 이상인 경우에는 통기성이 떨어짐에 따라 도막의 들뜸 문제가 발생할 수 있다.

본 발명의 탄소 섬유는 폴리우레아와 함께 적용할 수 있도록 고탄성 섬유이고, 섬유의 중량은 80~100g/㎡이 바람직하다.

후술할 중도 2차 시공단계에서 중고 2차 방수층(40)은 고온 고압의 폴리우레아 방수제를 토출 분사식으로 도포하여 형성시키는데, 분사되는 폴리우레아의 액 온도가 70~80℃ 정도로 높아서 콘크리트에 함유된 기포가 팽창함에 따라 방수 도막에 과도한 핀홀이 발생하여 방수의 기능을 상실하게 되고, 부풀음과, 들뜸 등의 하자가 발생하게 된다. 이러한 문제를 보완하기 위해 상기 탄소 섬유시트는 수증기를 배출하는 통로의 역할을 하는 것과 동시에 방수제와 콘크리트의 접착성능을 위하여 탄소 섬유 간의 간격을 10~20㎜로 적용하였고, 콘크리트 구조물(10)의 표면과의 접착성과 핀홀 문제에 대하여 보다 더 나은 성능을 위해 탄소 섬유시트(30) 시공단계 후에 중도 1차 방수제를 사용하여 중도 1차 방수층(40)을 형성시키는 시공을 한다.

중도 1차 방수층(40)의 시공방법은 롤러 또는 스프레이 방식으로 도포한다.

중도 1차 방수층의 특징은 2액형 성분으로 주제의 주성분은 내약품성 및 내구 성능이 뛰어난 수산기를 가지는 아크릴레이트 공중합 변성 수지이고, 경화제의 주성분은 이소시아네이트 프리폴리머로 내구 성능이 뛰어난 아로마틱 디이소시아네이트와 다가알콜의 NCO%는 13%인 프리폴리머가 혼합된 것이 바람직하다.

중도 1차 방수층은 중도 2차 방수층의 폴리우레아와의 접착력을 증대시키기 위하여 주제부의 아크릴레이트 공중합 변성 수지와 경화제부의 이소시아네이트 프리폴리머를 당량비 1 : 1의 우레탄 반응으로 혼합하는 것이 바람직하다.

중도 1차 방수층의 조성물은 주제부와 경화제부가 혼합되어 이루어지고, 주제부는 주제부 100 중량%에 대하여 아크릴레이트 공중합 변성 수지 50~65 중량%, 이산화티타늄 2~10 중량%, 삼산화철 2~10 중량%, 분산제 0.5~2 중량%, 소포제 0.5~2 중량%, 표면첨가제 0.5~2 중량%, 침강방지제 1~5 중량%, 크실렌 5~20.5 중량%가 포함되어 이루어지고, 경화제부는 경화제부 100 중량%에 대하여 이소시아네이트 프리폴리머 70~80 중량%, 부틸아세테이트 20~30 중량%가 포함되어 이루어진다.

상기 아크릴레이트 공중합 변성 수지는 수산기를 가지고, 수산기가 80±5, 고형분 60%의 특징이 있다.

이산화티타늄 및 삼산화철은 내구성의 특징을 가지는 착색안료이고, 상기 함량의 이하로 사용하는 경우에는 은폐력의 문제점이 나타날 수 있으며, 상기 함량 이상으로 사용하는 경우에는 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

분산제는 저분자량 산 폴리머 폴리아민 아마이드염이 바람직하고, 상기 함량 이하로 사용하는 경우에는 분산이 제대로 이루어지지 않으며, 상기 함량 이상으로 사용하는 경우에는 비용이 많이 소요되어 상용성에 대한 문제점이 있다.

소포제는 고형분 1% 이하의 폴리실록산 용액이 바람직하고, 상기 함량 이하로 사용하는 경우에는 소포 및 탈포가 이루어지지 않으며, 상기 함량 이상으로 사용하는 경우에는 비용이 많이 소요되고, 표면에 과량으로 남게 되어 도장 간 접착성능이 저하되는 문제점이 있다.

표면첨가제는 도장 면과의 젖음성과 경화 도막의 외관에 영향을 주고, 상기 함량 이하로 사용하는 경우에는 도료의 퍼짐성과 젖음성이 떨어지며, 상기 함량 이상으로 사용하는 경우에는 핀홀(Pinhole) 및 크레터링등(Cratering)의 외관 이상이 나타난다.

침강방지제는 통상 도료의 저장 안정성을 위해 첨가하는 물질로서 품더실리카(Fummed silica)이 바람직하고, 상기 함량 이하로 사용하는 경우에는 도료의 침전 현상이 발생하며, 상기 함량 이상으로 사용하는 경우에는 도료의 점도가 증가하는 문제점이 있다.

크실렌은 도료의 작업 성능을 위하여 도료를 희석하는 용제로서, 상기 함량 이하로 사용하는 경우에는 작업 성능이 떨어지며, 상기 함량 이상으로 사용하는 경우에는 도료의 작업성 저하, 착색의 은폐력 저하, 건조 도막의 물성 저하 및 외관 불량 등의 문제점이 발생한다.

경화제부의 이소시아네이트 프리폴리머는 내구 성능이 우수한 방향족 아로마틱 디이소시아네이트와 다가알콜의 NCO%가 13%인 프리폴리머를 혼합하여 합성한 뒤에 부틸아세테이트를 사용하여 작업 성능에 맞게 첨가량을 조정하였다.

표 2는 본 발명의 주제부의 아크릴레이트 공중합 변성 수지와 경화제부의 이소시아네이트 프리폴리머를 당량비 1 : 1의 우레탄 반응으로 혼합하므로, 상기 주제부와 경화제부가 당량비 1 : 1로 혼합되어 경화하였을 때의 물성을 표기한 것이다.

중도 2차 시공단계는 중도 1차 시공단계 후에 폴리우레아 방수제를 고온 고압의 충돌 혼합 스프레이 장비(가스마 3500)를 이용하여 토출 분사식으로 도포하여 중도 2차 방수층(50)을 형성시킨다.

폴리우레아는 방수 성능이 우수한 방수 도장제로 내화학 성능이 매우 탁월하고 탄력적인 보행감이 제공된다. 도포하는 방법에 따라 표면의 미끄럼을 방지하고 미관 개선을 위하여 엠포 타입으로 형성되게 할 수 있다.

중도 2차 방수층(50)의 폴리우레아는 매우 빠른 경화속도의 반응 구조로 인하여 콘크리트 구조물의 표면과의 접착 성능이 떨어질 수 있기 때문에 본 발명의 중도 1차 방수층(40)을 함께 적용하여 방수 도막의 들뜸, 박리, 부풀음 및 핀홀 등의 문제점을 해결한다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명은 각 시공단계에 따른 시공시간의 간격이 매우 중요한 요소이므로 이에 유의하여 시공한다.

하도 시공단계 직전에 비가 오거나 외부 환경에 따른 콘크리트 구조물의 표면에 오염이 발생한 경우에는 최소 12시간 동안 건조하는 시간이 필요하고, 하도 시공단계 중이였다면 다시 재도장을 한다. 콘크리트 구조물의 표면에 오염이 발생한 경우에는 청수로 세척한 다음에 최소 12시간 동안 건조한 후 하도 시공단계를 적용한다.

하도 시공단계 후에 최대 96시간 이후에는 중도 1차 시공단계 시에 필요한 접착력이 떨어질 수 있으며, 중도 1차 시공단계 후에는 최대 3시간이 지나서 중도 2차 시공을 하게 되면 중도 2차 방수층의 접착력이 부족하게 될 수 있다.

표 3은 중도 2차 방수층에 포함된 폴리우레아의 시공조건을 나타낸 것이고 표 4는 폴리우레아의 물성 조건을 나타낸 것이다.

상도 시공단계는 중도 2차 시공단계 후에 자외선에 의한 상기 중도 2차 방수층의 황변 현상을 방지하기 위한 탑코팅을 도포하여 상도층을 형성시켜 시공을 완료한다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예를 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

10 : 콘크리트 구조물
20 : 하도 접착층
30 : 망사형 탄소 섬유시트
40 : 중도 1차 방수층
50 : 중도 2차 방수층
60 : 상도층

Claims (7)

1. 콘크리트 구조물의 표면에 습기경화형 폴리우레탄이 포함된 접착제를 도포하여 하도 접착층을 형성시키는 하도 시공단계,
   콘크리트 구조물의 도막 들뜸 또는 부풀음을 방지하기 위하여 통기성이 있는 망사형 탄소 섬유시트를 설치하는 망사형 탄소 섬유시트 시공단계,
   아크릴레이트 공중합 변성 수지와 이소시아네이트 프리폴리머가 포함된 방수제를 도포하여 중도 1차 방수층을 형성시키는 중도 1차 시공단계,
   고온 고압의 폴리우레아 방수제를 토출 분사식으로 도포하여 중도 2차 방수층을 형성시키는 중도 2차 시공단계,
   자외선에 의한 상기 중도의 황변 현상을 방지하기 위한 탑코팅을 도포하여 상도층을 형성시키는 상도 시공단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리우레아 도막 방수제를 이용한 복합 방수 시공방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 하도 시공단계에서 하도 접착층은 폴리우레탄과 글라스촙이 포함되어 이루어지고, 상기 폴리우레탄 100 중량부에 대하여 상기 글라스촙은 1 중량부인 것을 특징으로 하는 폴리우레아 도막 방수제를 이용한 복합 방수 시공방법.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 망사형 탄소 섬유시트 시공단계에서 탄소 섬유의 망사구조는 섬유 간 간격이 10~20㎜인 것을 특징으로 하는 폴리우레아 도막 방수제를 이용한 복합 방수 시공방법.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 중도 1차 시공단계에서 중도 1차 방수층은 주제부와 경화제부가 혼합되어 이루어지고, 주제부는 주제부 100 중량%에 대하여 아크릴레이트 공중합 변성 수지 50~65 중량%, 이산화티타늄 2~10 중량%, 삼산화철 2~10 중량%, 분산제 0.5~2 중량%, 소포제 0.5~2 중량%, 표면첨가제 0.5~2 중량%, 침강방지제 1~5 중량%, 크실렌 5~20.5 중량%가 포함되어 이루어지며, 경화제부는 경화제부 100 중량%에 대하여 이소시아네이트 프리폴리머 70~80 중량%, 부틸아세테이트 20~30 중량%가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리우레아 도막 방수제를 이용한 복합 방수 시공방법.
   
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 하도 시공단계에서 콘크리트 구조물의 표면이 비에 젖거나 오염되어 세척한 경우에 건조하는 시간은 최소 12시간인 것을 특징으로 하는 폴리우레아 도막 방수제를 이용한 복합 방수 시공방법.
   
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 하도 시공단계 후 중도 1차 시공단계를 적용하는 시간 간격은 최대 96 시간 이하인 것을 특징으로 하는 폴리우레아 도막 방수제를 이용한 복합 방수 시공방법.
   
7. 청구항 1 또는 청구항 4에 있어서,
   상기 중도 1차 시공단계 후 중도 2차 시공단계를 적용하는 시간 간격은 최대 3시간 이하인 것을 특징으로 하는 폴리우레아 도막 방수제를 이용한 복합 방수 시공방법.

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