KR101221783B1 - 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈 및 그 시공방법에 관한 것으로, 이러한 본 발명은 콘크리트 상부에 시공하는 바닥 마감재에 있어 시멘트 13.5~14.7 중량부와 모래 13.5~14.7 중량부에 대하여, 수용성 아스팔트 에멀션 11.5~12.5 중량부와 규사 56.0~56.6 중량부 및 0.005~0.02 중량부의 분산제를 첨가하고, 여기에 물 3.3~3.7 중량부를 투입하여 혼합한 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈로 이루어지며, 상기 수용성 아스팔트 에멀션은, 합성고무 라텍스 10~20 중량부, 경질폴리머 1~10중량부, 유화제 0.1~1.0 중량부, 아스팔트 30~50 중량부, 안료 5~15 중량부, 변성 실리콘 수지 에멀젼 1~10 중량부, 파라핀 왁스 컴파운드 0.05~0.2 중량부, 내오염성 수지 0.1~1.0 중량부, 분산제 0.005~0.02 중량부, 이온교환수 11.0~13.0 중량부 및 증점제 0.01~0.1 중량부를 포함하도록 구성하여, 이를 통해 균열 제어를 통하여 누수를 예방하고 내충격성을 향상하여 깨짐과 내구성을 개선하고, 습윤부착면에 대한 부착강도를 증가시켜 들뜸에 대한 하자를 근본적으로 제거하여 품질개선 및 원가절감을 실현할 수 있도록 한 것이다.

Description

수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈 및 그 시공방법{Water soluble color asphalt mortar construction method}

본 발명은 콘크리트 상부에 시공하는 주차장 바닥 마감재로서의 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈 및 그 시공방법에 관한 것이다.

최근 주거 건물의 외부 공간은 조경 등을 통한 테마 파크를 조성하여 입주민의 휴게 공간으로 제공되는 추세이다.

또한 경제의 급격한 발전과 자동차 보유 대수의 증가로 주차장의 수요가 증대하고 있고 건물은 고층화되어 세대별 적정 주차면적을 제공하기 위해서는 지하층을 설계하여 주차장으로 활용할 수 밖에 없다.

그런데 주차장 바닥 마감의 경우 하드너계, 에폭시계, 우레탄계, 에폭시 수지몰탈계 등이 난립하여 적용되고 있고, 바탕 처리의 경우도 무근콘크리트 타설, STF, 방수 등이 설계자의 취향에 따라 특정 기준이 없이 설계되거나 삭제되고 있는 현실이다.

기존의 마감재는 두 가지로 구별된다. 그 한 가지는 방수+무근콘크리트+쇠흙손마감+하드너로 시공된 마감재이고, 다른 한 가지는 쇠흙손마감+수지라이닝(또는 수지몰탈)으로 시공된 마감재이다.

먼저, 방수와 무근콘크리트를 포함하는 마감재의 경우는 전통적인 지하주차장 마감재의 형태로 구조스라브 위에 액방 또는 도막 방수를 하고 그 위에 누름콘크리트 용도와 균열 제어 목적으로 무근콘크리트를 타설하고 콘크리트 표면 경화제인 하드너를 시공하는 단면 형상을 하고 있다.

반면에 무근콘크리트가 포함되지 않은 마감재의 경우에는 방수와 무근콘크리트에 대한 부담을 줄이고자 방수성과 강도가 양호한 수지를 반복 시공하여 두껍게 하거나 세골재를 섞어 강도를 향상한 사례이다.

상기한 2종의 마감재 중, 방수와 무근콘크리트를 포함하는 마감재가 가지는 중대하고 치명적인 문제점으로는 마감층의 깨짐과 탈락을 들수 있는데, 이는 무근콘크리트의 경우 통상 150Kg/㎠의 저강도를 사용하기 때문에 마감층만 표면 경화제의 영향으로 소정 강도에 도달하고 무근콘크리트의 대부분은 저강도를 유지하고 있어 작은 충격에도 취성파괴되어 표면의 탈락의 현상이 발생하게 된다. 또한 시공성을 높이기 위한 고슬럼프의 배합은 콘크리트의 재료 분리와 표면에 레이턴스를 많게 하여 이러한 깨짐과 탈락 현상을 가속화 하기도 한다.

두 번째 단점으로는 방수와 무근콘크리트라는 습식공정이 부가되어 공기 지연에 대한 부담이 있으며 100mm 무근 콘크리트의 두께와 중량은 구조적 부담을 가중시키고 지하층고를 증가시켜 골조 및 굴착 공사비의 증가와 공기증가를 유발하게 된다.

이에 비해, 무근콘크리트가 포함되지 않은 마감재의 대한 하자로는 들뜸과 크랙에 의한 누수를 들 수 있다. 들뜸은 바탕면과 마감재의 부착강도가 부족하여 발생하는 현상으로 에폭시계, 수지몰탈계, 우레탄계 등의 유용성 마감재에서 주로 발생하게 된다. 소요 부착강도는 차량의 무게, 주행속도, 마감재의 마찰계수 등에 의하여 좌우되나 승용 전용주차장의 경우 13kg/㎠ 이상이면 문제가 없다.

수지계통 마감재의 물성 자료를 보면 모두 30kg/㎠ 상회하나 현장시공시 완전건조 상태(함수율 8% 대기습도 85%)를 유지하여 시공하기가 어려우며 레이턴스 제거와 표면 수분제거 등이 불완전하거나 지하층의 다습공간에서 작업을 하므로써 현장관리 상의 문제로 하자가 주로 발생한다.

종종 깨짐(크랙)의 사례가 발생하게 되는데, 이는 에폭시계 마감재의 경우 마감강도는 500kg/㎠를 상회하나 콘크리트의 설계강도는 180~240kg/㎠를 채택하고 있어 상기의 하드너 사용의 경우(방수와 무근콘크리트 포함)와 같은 사유로 깨짐의 하자가 발생하게 되는 것이다.

콘크리트 구조물에서 발생하는 경미한 크랙의 경우(0.3mm 이하)에도 신축성이 부족한 에폭시계와 하드너계 바닥재는 균열에 대한 추종성이 부족하여 관통균열을 유발하게 되고 관통균열을 통한 누수로 천장 흡음재를 습윤시키고 하부층의 차량을 오염시키거나 전기실 등의 오작동을 유발하는 하자를 가져오게 된다.

한편, 수지계 라이닝의 표면은 미려함과 다양한 컬러를 선택하는 장점을 가지고 있으나 마찰력이 부족하여 미끄럼 소리를 발생하고 3mm 내외의 박막 코팅으로 콘크리트의 평활도가 마감의 평활도를 좌우하게 되어 마찰계수를 증가시키기 위하여 규사를 추가 도포하거나 규사와 모래등의 세골재와 혼합하여 수지몰탈화 하여 두께 10mm 내외로 시공하여야 하는 단점을 가지고 있다. 이러한 추가적인 보완작업은 고가의 비용을 유발하게 되어 건축주의 부담을 가중시키게 된다.

아스팔트는 방수성, 부착성, 균열의 추종성 등이 우수하여 고성능 방수재로 광범위하게 사용하는 건설재료이다. 다만 항상 끓여서 사용하여야 하는 번거로움과 습윤 상태의 하지면에는 유성의 특성상 부착력이 급감하는 단점을 가지고 있어 현장관리의 어려움이 있는 재료 중의 하나이다.

최근 들어, 아스팔트, 고무, 물, 안정제를 일정 비율로 가열 혼합함으로써 상온에서 에멀션 상태로 유지되어 시공성이 우수할 뿐아니라 수용성의 특성을 가지고 있어 습윤 하지면에 안정된 부착력을 발휘하는 특성을 가진 수용성 아스팔트의 적용이 증가하고 있는 추세이다.

그런데 주차장 바닥재의 주요 하자와 관련된 필요 성능으로는 내충격성, 부착성, 균열 추종성, 방수성, 표면마찰계수를 들 수 있다. 그런데 이러한 성능 요소들은 서로 상반된 특성을 가진 것으로 모두 최상의 값을 유지하는 것은 현실적으로 불가능하므로 지하주차장에 적정한 중용의 값을 가진 재료를 개발하는 것이 필요하다 하겠다.

이러한 관점에서 수용성 아스팔트에 시멘트, 모래, 규사, 물, 발색제를 일정비율로 배합하여 현장 타설하는 수용성 아스팔트 몰탈을 개발하게 되었다. 이러한 수용성 아스팔트 몰탈은 승용차 전용주차장의 바닥재가 필요한 부착력, 방수성, 내충격성, 마찰계수 등의 성능값을 모두 충족 시킬 수 있는 중용적인 물질 특징을 가지게 되어 들뜸, 누수, 깨짐, 미끄럼 등의 기존하자 문제를 근본적으로 해결하게 된다.

본 발명의 목적은, 이러한 배경에서 균열 제어를 통하여 누수를 예방하고 내충격성을 향상하여 깨짐과 내구성을 개선하고, 습윤부착면에 대한 부착강도를 증가시켜 들뜸에 대한 하자를 근본적으로 제거한 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈 및 그 시공방법을 제공하고자 하는 것이며, 이를 통해 품질개선 및 원가절감을 실현하고자 하는데 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 콘크리트 상부에 시공하는 바닥 마감재에 있어서, 시멘트 13.5~14.7 중량부와 모래 13.5~14.7 중량부에 대하여, 수용성 아스팔트 에멀션 11.5~12.5 중량부와 규사 56.0~56.6 중량부 및 0.005~0.02 중량부의 분산제를 첨가하고, 여기에 물 3.3~3.7 중량부를 투입하여 혼합한 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈로 구성한 것이다.

이때, 상기 시멘트와 모래는 강도 증가와 내구성 증대를 위하여 투여되는 것이고, 규사는 마찰력 및 내마모성 증대를 위하여 배합되는 것이다.

본 발명의 일면에 따라, 상기 수용성 아스팔트 에멀션은, 아스팔트 85 중량부에 대하여, 라텍스 5 중량부, 레벨제 5 중량부, 염화칼슘 3 중량부, 및 착색제 0.5~2 중량부를 포함하는 것이다.

본 발명의 다른 일면에 따라, 상기 수용성 아스팔트 에멀션은, 합성고무 라텍스 10~20 중량부, 경질폴리머 1~10중량부, 유화제 0.1~1.0 중량부, 아스팔트 30~50 중량부, 안료 5~15 중량부, 변성 실리콘 수지 에멀젼 1~10 중량부, 파라핀 왁스 컴파운드 0.05~0.2 중량부, 내오염성 수지 0.1~1.0 중량부, 분산제 0.005~0.02 중량부, 이온교환수 11.0~13.0 중량부 및 증점제 0.01~0.1 중량부를 포함하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일면에 따라, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시공방법은, 콘크리트 상부에 시공하는 바닥 마감공법에 있어서, 청소와 보수공사 후 P.C.M 방수 처리하는 제 1 단계; 상기 제 1 단계 후 콘크리트 기초 위에 결합 안정을 위해 프라이머 특수 라텍스를 도포하여 피막을 형성하는 제 2 단계; 상기 제 2 단계로부터 형성되는 피막 위에 시멘트 13.5~14.7 중량부와 모래 13.5~14.7 중량부를 혼합하며, 여기에 수용성 아스팔트 에멀션 11.5~12.5 중량부와 규사 56.0~56.6 중량부 및 0.005~0.02 중량부의 분산제를 첨가하고, 여기에 물 3.3~3.7 중량부를 투입하면서 혼합 교반하여 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈을 생성하되, 상기 수용성 아스팔트 에멀션이 합성고무 라텍스 10~20 중량부, 경질폴리머 1~10중량부, 유화제 0.1~1.0 중량부, 아스팔트 30~50 중량부, 안료 5~15 중량부, 변성 실리콘 수지 에멀젼 1~10 중량부, 파라핀 왁스 컴파운드 0.05~0.2 중량부, 내오염성 수지 0.1~1.0 중량부, 분산제 0.005~0.02 중량부, 이온교환수 11.0~13.0 중량부 및 증점제 0.01~0.1 중량부를 포함하는 제 3 단계; 및, 상기 제 3 단계로부터 생성되는 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈을 상기 제 2 단계로부터 형성되는 피막이 건조되기 이전에 바닥에 시공하여 양생시키는 제 4 단계; 를 포함한다.

본 발명의 또 다른 일면에 따라, 상기 제 4 단계 이후에 상기 양생되는 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈 위에 오염방지와 내수성 향상을 위하여 오염방지제(예; 라텍스계 코팅제)를 수회 박막 도포하는 제 5 단계; 를 더 포함하여 진행된다.

기존의 지하주차장은 방수와 방수층을 보호하기 위한 무근콘크리트 그리고 마감면의 평활도 증대를 위한 쇠흙손 마감을 시행하고 하드너나 수지계통의 마감재를 도포하였으나 10mm 두께로 시공된 본 발명의 수용성 아스팔트 몰탈의 경우 타설후 침전된 수용성 아스팔트가 박막을 형성하여 방수층 역할을 하고 상부의 아스팔트 몰탈은 방수 보호층과 바닥 마감재의 역할을 수행함으로써 방수와 무근콘크리트, 쇠흙손 마감을 삭제할 수 있다. 이는 습식공정을 제거함으로써 공기절감과 품질향상을 가져오게 되며 무근콘크리트 두께의 층고를 절감함으로써 굴착깊이를 최소화하는 부수 효과를 발생하게 된다.

본 발명의 수용성 칼라 아스팔트 몰탈은 시멘트 몰탈과 수용성 아스팔트의 특성을 가지고 있어 물과 융화됨으로써 습식표면에 시공이 가능하고 공기중의 수분이나 스라브의 함수율로 인하여 부착력이 저하되는 현상이 발생하지 않아 지하주차장의 시공성이 탁월하게 된다. 현장관리의 용이함은 품질관리 효과가 있어 들뜸에 의한 하자를 근본적으로 방지하게 된다.

또, 본 발명의 수용성 칼라 아스팔트 몰탈에 규사와 모래는 마감표면에 노출되어 마찰력을 증대시키고 차량회전 및 제동시 미끄럼에 의한 위험과 소음발생을 현저하게 감소시켜 준다.

기존의 주차장 마감에서 시행하는 방수층, 무근콘크리트 쇠흙손등의 작업비용 절감 뿐만 아니라 에폭시 레진 몰탈의 특성을 가지고 있으면서 가격은 절반 이하의 비용이 소요되어 원가절감의 효과를 가저오게 된다. 모재 스라브의 균열 및 처짐에 대하여 일정량 같이 거동함으로써 관통균열과 누수로 인한 피해 및 유지보수가 필요없고 내마모성 재질로 10mm 두께로 시공함으로써 박판 수지계통 코팅과 라이닝에 비하여 내구성이 뛰어나다.

아스팔트를 가열하지 않고 냉간공법으로 시공함으로서 작업중 인화난 유독가스 중독에 의한 안전문제와 시공이 간편하여 진다. 모재인 스라브의 균열에 대하여 수용성 아스팔트가 침투하여 응고됨으로써 균열에 따른 누수하자와 구조체의 내구성 감소를 보완하게 된다.

도 1은 보통 몰탈과 라텍스 몰탈 및 본 발명에 의한 고무칼라코트의 수침시간과 흡수율 그래프.
도 2는 에폭시 코팅, 에폭시 라이닝, 고경질 우레탄 및 에폭시 몰탈의 시공 각 단면도.
도 3은 본 발명 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈의 시공 상태도.
도 4는 본 발명 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈의 시공 단면도.

이하에서 본 발명의 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈의 원리에 대하여 설명하고자 한다. 일반 아스팔트에 고무, 안정제 등을 교반하여 개선한 수용성 아스팔트는 방수성, 균열추종성, 부착성은 우수하나 상대적으로 내충격성, 강도, 마찰력 등이 현저하게 부족하여 방수재로만 사용되고 있다.

또한 시멘트, 세골재, 물을 교반한 시멘트 몰탈은 부착성과 강도, 내마모성, 마찰력은 우수하나 건조수축에 의한 균열이 많고 충격에 취성파괴되며 균열추종성이 없어 모재의 균열에 동반균열을 유발하게 되어 주차장 바닥재로는 부적절하다고 하겠다.

아스팔트 콘크리트의 경우에는 덤프를 통한 지하층 반입과 중장비의 시공이 불가능하고 방수성과 크랙 추종성이 적어서 두께 100mm 정도를 시공하여야 한다.

이러한 이유로 수용성 아스팔트 + 시멘트 몰탈 + 혼화제 + 발색재 + 물을 교반하여 타설 양생하여 두가지 물성의 장점만을 갖는 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈을 개발하게 되었다.

하층의 수용성 아스팔트는 타설 후 가라않아 스라브 면에 아스팔트 방수층을 형성하게 되고, 상층의 수용성 아스팔트는 물과 시멘트, 규사, 모래와 수화반응하여 무수축 몰탈의 특성을 나타내어 건조 수축 균열이 없어지고 규사와 모래는 수용성 아스팔트의 강도와 내마모성을 증가시켜 소정의 방수재 성능과 주차장 바닥마감재의 특성을 모두 가지게 되는 것이다.

수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈의 시편을 STF 콘크리트면에 시공하고 양생후 1kg의 철구를 50cm에서 시작하여 200cm까지 50cm씩 증가하면서 자유낙하하여 표면 상태를 확인한 결과 연성파괴에 의한 내충격성의 개선을 확인할 수 있었다.

시멘트, 모래, 규사, 수용성아스팔트, 물의 배합비는 수용성아스팔트 몰탈의 물질적 특성을 좌우하는 사항으로 적정성능을 위한 배합비 도출을 목적으로 각각의 배합비에 대한 내충격시험, 투수시험, 인장시험, 강도시험, 내마모시험, 흡수량, 미끄럼 저항 등의 시험을 시행한 결과 최적배합비는 다음과 같은 중량 배합비에 근접하게 되었다.

시멘트 13.5~14.7 중량부:

모래 13.5~14.7 중량부:

수용성 아스팔트 에멀션 11.5~12.5 중량부:

규사 56.0~56.6 중량부:

물 3.3~3.7 중량부:

0.005~0.02 중량부의 분산제;

여기서, 상기 시멘트는 14.1 중량부가 바람직하고, 상기 모래는 14.1 중량부가 바람직하며, 상기 수용성 아스팔트 에멀션는 12.0 중량부가 바람직하고, 상기 규사는 56.3 중량부가 바람직하며, 상기 물은 3.5 중량부가 바람직한 것이다.

상기 배합에 대한 방수성과 처짐내력에 대한 검증을 목적으로 소정크기의 아크릴 수조에 담수하는 투수성 테스트 시료와 처짐에 대한 변형량을 줄 수 있는 별도의 아크릴 수조를 제작하여 1일 0.5mm 씩 변형량을 추가 시키면서 투수 및 균열을 관찰하였다.

10일간의 시험결과 투수성에 대한 성능은 매우 우수하였으며 그러나 처짐내력 시험에서는 1.0mm의 변위에는 방수성이 유지되었으나 1.5mm 변위에 대하여는 크랙이 발생하면서 균열을 통한 누수가 발생하였다. 이는 스라브의 허용처짐량은 1/300 정도이므로 구조스라브의 충분한 양생을 통하여 초기균열, 초기처짐이 발생한 후 시공함이 방수층의 유지에 유리함을 알 수 있었다.

주요 시공 착안사항으로는, 수용성 고무 몰탈과 스라브와의 부착성 증가를 위하여는 콘크리트 바닥면에 대한 청소와 보수 공사가 이루어진 후 콘크리트 기초 위에 결합 안정이 이루어지도록 프라이머 특수 라텍스를 도포하여 강도 0.3 KG/㎥ 내외의 피막을 형성할 필요가 있고, 수용성 고무 몰탈 타설 및 양생후 50kg/㎠ 이상의 적정 강도가 발휘하면 상부 노출면에 오염방지와 내수성 향상을 위하여 라텍스(Latex)계 코팅제인 오염방지제를 박막으로 도포할 필요가 있다.

이하에서 본 발명에 대하여 실시예와 함께 보다 구체적으로 설명한다.

수용성 아스팔트 에멀션은 일반 아스팔트에 고무, 계면활성제, 안정제 등을 교반한 합성체로서 아스팔트 포장공사용으로 개발된 (주)이화상사의 상품명 'RUBAS', (주)유닉스라바의 상품명 'CRM아스팔트'등을 사용할 수 있다. 수용성 아스팔트 에멀션은 고무 성분이 전체 성분의 최소 15중량%로 구성되어 있고 고무 입자가 아스팔트 속에서 팽창하도록 충분히 반응되어 있다.

그러나 이와 같은 수용성 아스팔트 에멀션 자체만으로는 방수성, 균열추종성, 부착성은 우수하나 상대적으로 내충격성, 강도, 마찰력 등이 현저하게 부족하여 기존에는 방수재로만 사용되고 있었다.

본 발명은 이러한 이유로 시멘트, 모래, 수용성 아스팔트 에멀션, 규사, 분산제, 그리고 물을 교반하여 타설 양생하여 두가지 물성의 장점만을 갖는 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈을 개발하게 된 것이다.

이때, 시멘트를 13.5~14.7 중량부로 한다면, 모래도 13.5~14.7 중량부로 하는 것이 적합하며, 수용성 아스팔트 에멀션는 11.5~12.5 중량부로 하여야 한다.

그리고, 규사는 마찰력 및 내마모성의 증대를 위해 56.0~56.6 중량부로 하여야 하고, 이때 통상의 시멘트 몰탈과 같은 점도를 갖도록 하기 위해 3.3~3.7 중량부의 물을 투입함은 물론, 0.005~0.02 중량부의 분산제를 투입하는 것이 필요하다.

이때, 상기 수용성 아스팔트 에멀션는 아스팔트 85 중량부, 라텍스 5 중량부, 레벨제 5 중량부, 염화칼슘 3 중량부, 및 착색제 0.5~2 중량부를 포함하도록 구성할 수 있다.

또는 제 2 방안으로서 합성고무 라텍스 10~20 중량부, 경질폴리머 1~10중량부, 유화제 0.1~1.0 중량부, 아스팔트 30~50 중량부, 안료 5~15 중량부, 변성 실리콘 수지 에멀젼 1~10 중량부, 파라핀 왁스 컴파운드 0.05~0.2 중량부, 내오염성 수지 0.1~1.0 중량부, 분산제 0.005~0.02 중량부, 이온교환수 11.0~13.0 중량부 및 증점제 0.01~0.1 중량부를 포함할 수도 있는 것이다.

여기서, 상기 제 2 방안은 일반적으로 합성고무 라텍스를 포함한다. 합성고무 라텍스의 구체적인 예로는 유리전이온도 -40℃ 이하의 고농도(69%)의 제품을 들 수 있다.

상기 합성고무 라텍스와 더불어, 높은 유리전이온도를 갖는 경질 폴리머를 혼용하는 바, 경질 폴리머로는 유리전이온도가 0~10℃인 합성고무 라텍스, EVA계 또는 아크릴계 폴리머를 들 수 있다.

이와 같은 경질 폴리머를 혼용하면 내세척성을 향상시킬 수 있는 바, 그 함량은 전체 조성 중 1~10중량부인 것이 바람직하다. 만일, 그 함량이 10중량부를 초과하면 탄성능력이 떨어져 외부충격에 약할 수 있다.

또한, 본 발명에 적용되는 제 2 방안의 수용성 아스팔트 에멀션에서는 변성 실리콘 수지 에멀젼을 포함하는 바, 여기서 "변성 실리콘 수지 에멀젼"이라 함은 아크릴 변성 실리콘 에멀젼으로서, 아크릴 변성 실리콘 에멀젼은 실리콘에 특수한 성질 도입을 위하여 관능기를 도입한 실리콘을 아크릴 모노머와 중합하여 이루어진 고분자 물질로서 정의되어진다. 이같은 변성 실리콘 수지는 표면광택으로 외관을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 그 함량은 전체 조성중 1~10중량부인 바, 만일 그 함량이 10중량부 초과하면 콘크리트면과의 접착성이 떨어지고 경제성에도 문제가 있을 수 있다.

또한, 본 발명에 적용되는 제 2 방안의 수용성 아스팔트 에멀션에서는 착색제를 또한 포함할 수 있는 바, 구체적으로는 백색안료, 적색 안료, 녹색안료 등을 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 일반적인 몰탈 혼합용 아스팔트 에멀젼은 착색제를 첨가하는 것이 용이하지 않았는데, 이는 분산성이 불량하며 wetting 정도에 따라 색상차이가 많이 나고 아스팔트 에멀젼과 재료분리(안료끼리 응집되어 침전됨)가 쉽게 일어나기 때문이었다.

이를 위해 본 발명에 적용되는 제 2 방안의 수용성 아스팔트 에멀션에서는 비이온계 유화제로서 폴리옥시에틸렌알킬에테르 10몰의 제품(HLB가 13.3)과 4몰의 제품(HLB가 8.9)을 4:1로 혼합사용하여 흡습, 친수성을 강화시켜 아스팔트를 에멀젼화하면서, wetting agent(산노프코제품)를 함께 사용하여 착색제를 혼합시 착색제가 충분한 함습상태가 되어 일정한 색상을 유지할 수 있게 하고, 분산제(동해화학공업의 bent-super, 산노프코 44S)를 사용하여 착색안료와 개질아스팔트의 분리가 쉽게 일어나지 않아 다양한 색상을 표현할 수 있도록 한다.

유화제의 전체 함량은 0.1~1.0중량부인 것이 바람직하고, wetting agent의 함량은 0.01~0.05중량부인 것이 바람직하다. 그리고, 분산제는 0.005~0.02중량부인 것이 바람직하다.

안료의 총 함량은 전체 조성 중 5~15중량부인 바, 만일 그 함량이 15중량부를 초과하면 비경제적이고 개질 아스팔트 고유의 물성에 저하가 생길수 있고 10%정도에서도 충분히 원하는 색상을 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명에 적용되는 제 2 방안의 수용성 아스팔트 에멀션에서는 파라핀 왁스 컴파운드를 전체 조성 중 0.02~0.2중량부로 포함하는 바, 이는 파라핀왁스(양초)를 에멀젼화하여 제조된 것으로서 표면광택효과와 미장작업성을 개선하는 역할을 한다. 만일 그 함량이 0.02중량부 미만이면 그 효과가 미약하고 0.2중량부를 초과하면 표면에 미끄럼이 생길 수 있다.

또한, 본 발명에 적용되는 제 2 방안의 수용성 아스팔트 에멀션에서는 아스팔트 특유의 점착성으로 인한 오염이 잘 되는 문제점을 해결하기 위해 내오염성 수지를 전체 조성 중 0.1~1.0중량부로 함유할 수 있다. 내오염성 수지라 함은 50~80℃의 높은 유리전이온도를 가지면서 0~8℃의 낮은 MFT(성막온도)를 갖는 아크릴 수지를 들 수 있으며, 그 함량이 0.1중량부 미만이면 그 효과가 미약하고 1.0중량부 초과면 표면의 탄성력이 떨어진다.

그리고, 본 발명에 적용되는 제 2 방안의 수용성 아스팔트 에멀션에서는 무기, 유기안료의 분산성 확보와 아스팔트와의 엉킴방지를 위해서 분산제를 전체 조성 중 0.005~0.02중량부로 포함한다.

그밖에 본 발명에 적용되는 제 2 방안의 수용성 아스팔트 에멀션에서는 통상의 몰탈 혼합용 개질 아스팔트 혼합재에서와 같이 아스팔트, 이온교환수, 증점제 등을 포함하는 바, 아스팔트 30~50중량부, 이온교환수 11.0~13.0중량부 및 증점제 0.01~0.1중량부를 첨가하는 것이 통상적이다.

또한, 상기한 화합물들 이외에 본 발명에 적용되는 제 2 방안의 수용성 아스팔트 에멀션에는 소포제, 감수제, 유동화제, 증점제 등과 같은 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기와 같은 비율로 혼합 교반한 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈을 주차장 바닥에 시공하였을 때, 하층의 수용성 고무칼라 아스팔트는 타설 후 가라앉아 스라브 면에 아스팔트 방수층을 형성하게 되고 상층의 수용성 고무칼라 아스팔트는 물과 시멘트, 규사, 모래와 수화 반응하여 무수축 몰탈의 특성을 나타내어 건조 수축 균열이 없어지고 규사와 모래는 수용성 아스팔트의 강도와 내마모성을 증가시켜 소정의 방수재 성능과 주차장 바닥 마감재의 특성을 모두 가지게 되는 것이다.

특히, 시멘트 몰탈 조직속의 수용성 고무칼라 코트(고무칼라 아스팔트 레진 몰탈)는 고무와 아스팔트의 특성인 탄성 성능을 발휘함으로써 균열에 대한 추종성과 충격에 대하여 연성파괴의 성질을 보여 내충격 효과가 현저하게 개선되게 되는 것이다.

이하의 표 1은 상기한 바와 같은 비율의 범위 내에서 고무칼라 코트와 포트란드 시멘트 및 모래 또는 모래와 규사를 적합한 비율로 배합된 실시예를 나타낸다.

시료	시멘트	고무칼라 코트	모래	규사	비중	적용예
제1실시예	1	0.85	1	4	2.04	차량 많은곳
제2실시예	1	0.85	4	0	1.82	차량 적은곳
제3실시예	1	0.85	3	0	1.81	방수층 누름
제4실시예	1	1	2	0	1.79	축사
제5실시예	1	0.5	4	0	1.82

위의 고무칼라 코트는 고형물 농도가 60%이며, 점도는 2000cp 이하, 비중 1.0, pH 9.0 이다. 물은 3.5 중량부로 동일하게 가했으며, 발색제는 색상이 갈색, 녹색, 적갈색, 흙검정색 중의 하나를 선택하여 미소량 첨가하였다.

혼합 방법은, 먼저 모래와 규사를 넣고 혼합을 시작한다. 그 다음에 소정량의 시멘트를 넣고 혼합을 계속한다. 골재가 완전히 균일하게 혼합한 후, 고무칼라 코트를 넣고 완전히 균일하게 혼합하면 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈이 된다.

이러한 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈은 통상 콘크리트 바닥에 직접 시공한다. 이를 위해서는 먼저 바닥을 처리하고 바닥 청소를 한다.

즉 바닥 처리는, 신축 줄금, 레이탄스는 제거하고 넓은 크랙은 V컷팅하며, 도장재(페인트, 교통페인트 등)를 시공한 부분은 도장재를 제거하거나 필요에 따라 대응한다.

바닥 청소가 행해진 후에는 프라이머를 도포한다. 즉, 콘크리트 기초 위에 결합 안정을 위하여 수용성 합성고무 희석용액(라텍스계열)을 0.3kg/㎡ 도포한 후, 잘 혼합한 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈을 쇠흙손을 이용하여 소정 두께로 바른다.

위와 같이 시공하였을 때 3.5시간이 지나면 경화 반응이 시작되고, 6시간이 지나면 경화 반응이 종결되어 보행이 가능한 정도가 되며, 24시간이 지나면 승용차가 지나갈 수 있는 상태로 경화된다.

아래의 표 2는 본 발명의 제1실시예와 보통 몰탈(시멘트 1 : 모래 1 : 규사 4 : 고무칼라코트 0.85) 시료가 갖는 접착성을 여러가지 바닥에 적용한 시험결과이다. 바닥의 종류는 콘크리트, 아스콘, ALC, 철판, 베니아판, 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈 양생판(표 2에서 고무칼라) 등을 사용하였다. 시험방법은, 각종 바닥에 몰탈을 약 20mm 두께로 바르고 2주간 건조 양생한 후 차축 긴장시험을 한 것이다.

바닥 종류	프라이머 유무	고무칼라코트(제1실시예)		일반(보통몰탈)
		접착력(kg/㎡)	상태	접착력(kg/㎡)	상태
콘크리트	없음	7.2	고무칼라코트파괴	4.4
	프라이머	8.6	고무칼라코트파괴
아스콘	없음	6.4	고무칼라코트파괴	6.7
	프라이머	7.5	고무칼라코트파괴
ALC	없음	5.3	고무칼라코트파괴	1.9
	프라이머	5.9	고무칼라코트파괴
철판	없음	2.3	고무칼라코트파괴	1.8
	프라이머	7.9	고무칼라코트파괴
베니아판	없음	1.9	계면박리	1.0
	프라이머	3.8	계면박리
고무칼라	없음	7.0	고무칼라코트파괴
	프라이머	6.6	고무칼라코트파괴

표 3은 제 1 실시예와 제 2 실시예 및 제 4 실시예, 그리고 보통 몰탈(시멘트 1 : 모래 3) 시료에 대한 길이변화율(건조수축)을 시험한 결과이다. 시험방법은 JISA1125(콘파레이트 방법)에 의한 것이며 양생은 28일이다.

시료	길이변화율 (건조길이변형×10-4(%))
제 1 실시예	6.29
제 2 실시예	8.31
제 4 실시예	9.27
보통 몰탈	10.65

아래의 표 4는 제 1 실시예 내지 제 5 실시예와 보통 몰탈(시멘트 1 : 모래 3)에 대하여 14일 양생과 28일 양생의 시료를 각각 체취하여 압축강도와 휨강도를 각각 시험한 결과이다. 시험방법은 JISR5201에 따른 것이다.

시료	양생 14일		양생 28일
	압축강도 (kg/㎠)	휨강도 (kg/㎠)	압축강도 (kg/㎠)	휨강도 (kg/㎠)
제 1 실시예	84	40	113	56
제 2 실시예	57	29	103	50
제 3 실시예	67	37	96	46
제 4 실시예	7	42	91	47
제 5 실시예	124	43	153	59
보통몰탈(1:3:0:0)	166	44	164	50

아래의 표 5와 도 1은 침수성과 흡수성을 시험한 것으로, 제 1 실시예 내지 제 5 실시예와 보통 몰탈 시료에 대한 침수량과 흡수율을 비교 실험한 결과이다. 보통 몰탈은 시멘트 1 : 모래 3의 비율과, 시멘트 1 : 모래 4의 비율로 구분하였다. 시험방법으로, 투수시험은 JISA1404에 따랐으며 시료를 21일 양생 후 3kg/㎠ 수압에서 1시간 침수한 후 침수량을 측정하였다. 흡수시험은 JISA1404에 따랐으며 시료를 21일 양생하고 각 시간 침수 후 흡수율을 측정하였다.

시료	침수량(qr)	흡수율(48시간 후, %)
제 1 실시예	0.17	0.11
제 2 실시예	1.0	1.30
제 3 실시예	0.5	1.15
제 4 실시예	0.5	0.71
제 5 실시예	1.1	1.87
보통몰탈(1:3:0:0) 또는 (1:4:0:0)	49 130 이상	9.69 10.28

아래의 표 6은 내충격성 시험의 일환으로서, 제 1 실시예 내지 제 5 실시예, 그리고 배합비가 다른 보통 몰탈(시멘트와 모래의 비율 1:3, 1:4)에 대하여 1kg 추에 의한 2m와 4m 높이에서의 충격강도를 각각 시험한 결과이다. 시험방법은 JISA5403에 따른 것으로, 콘크리트 블록에 시험 대상의 몰탈을 각각 10mm 두께로 바르고 10일 양생한 후 JISA5403에 정한 추(직경 50.8mm, 중량 1kg)를 2m와 4m 높이에서 낙하시키고 파이는 깊이와 크랙의 유무를 측정한 것이다. 표면 상태를 확인한 결과 연성파괴에 의한 내충격성의 개선을 확인할 수 있었다.

시료	충격강도(1kg×2m 높이)			충격강도(1kg×4m 높이)
	크랙	파이는 깊이(mm)	파이는 직경(mm)	크랙	파이는 깊이(mm)	파이는 직경(mm)
제 1 실시예	없음	1.5	18	없음	2.1	20
제 2 실시예	없음	1.5	18	없음	2.2	22
제 3 실시예	없음	1.4	17	없음	2.3	22
제 4 실시예	없음	1.3	18	없음	2.1	21
제 5 실시예	없음	1.4	17	없음	1.9	21
보통몰탈(1:3:0:0) 또는 (1:4:0:0)	없음 발생	0.9 1.1	13 15	없음 없음	1.4 1.9	16 20

아래의 표 7은 제 1 실시예, 그리고 보통 몰탈(시멘트와 모래의 비율 1:4)에 대하여 쇠공낙하에 의한 파손높이를 시험한 것이다. 시험방법은, 바닥없이 고무칼라코트판(15cm×15cm×1cm)을 만들어 10일 양생 후 3개의 쇠공으로 지탱하도록 한 후 67g의 쇠공을 5cm씩 높이를 올려가며 낙하시키어 파손된때의 높이를 시험 측정한 한 것이다.

시료	충격고(cm)
제 1 실시예	140
보통몰탈	35

아래의 표 8은 내마모성을 시험한 것으로, 제 1 실시예 내지 제 5 실시예, 그리고 배합비가 다른 보통 몰탈(시멘트와 모래의 비율 1:3, 1:4)에 대하여 마모량을 각각 시험한 결과이다. 시험방법은, 슬레이트판 바닥에 몰탈 시료를 각각 5mm 두께로 바르고, 21일 양생 후 테이퍼식 마모시험기로 시험한다. 마모바퀴는 CS-17, 마모횟수는 1,000회전, 하중은 1kg으로 하였다.

시료	마모량(qr)
제 1 실시예	0.1402
제 2 실시예	0.1440
제 3 실시예	0.1189
제 4 실시예	0.0962
제 5 실시예	0.129
보통몰탈(1:3) 또는 (1:4)	0.3146 0.2781

아래의 표 9는 제 1 실시예 내지 제 5 실시예, 그리고 배합비가 다른 보통 몰탈(시멘트와 모래의 비율 1:3, 1:4)에 대하여 미끄럼 저항성을 각각 시험한 결과이다. 시험방법은 JISA1407에 따랐으며, 슬레이트판 바닥에 시료 몰탈을 각각 10mm 두께로 바르고, 7일 양생 후 미끄럼저항시험기(Portable Skid Resistance Tester)로 미끄럼 저항치를 측정한 것이다.

시료	미끄럼 저항성
	건조한 바닥	습윤한 바닥
제 1 실시예	-	52
제 2 실시예	102	48
제 3 실시예	-	54
제 4 실시예	123	60
제 5 실시예	-	55
보통몰탈(1:3) 또는 (1:4)	- -	63 77

아래의 표 10은 제 1 실시예와 시멘트와 모래가 1:4의 비율로 배합된 보통 몰탈 시료를 대상으로 내약품성을 시험한 결과이다. 시험방법은 JISA1172에 준하여 시료를 각각 작성하고, 14일 양생 후 각각의 약품(20℃)에 담근 후 28일 이후에 상태를 관찰하였다.

약품		제 1 실시예	보통몰탈(1:4)
종류	농도(%)
황산	5 10	침식되어 표면재 노출 크게 침식됨	크게 침식됨 붕괴 위험
염산	10	표면이 조금 연화	크게 침식됨
황산	10	표면이 조금 연화	크게 침식됨
가성소다	10	표면이 조금 변색	표면이 조금 변색
중성세제	10	변화 없음	변화 없음
염산	5	변화 없음	변화 없음
등유	-	표면이 약간 무러짐	변화 없음

아래의 표 11은 단열성을 시험한 것으로, 제1실시예, 콘크리트, 바닥용 아스팔트, 철판 등에 대하여 열전도율을 각각 시험한 결과이다.

시료	열전도율 (kcal/m·hr·℃)
제 1 실시예	0.390
콘크리트	1.30
바닥용 아스팔트	0.38
철판	46

위와 같은 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈과 스라브와의 부착성을 보다 증대시키기 위해서는 표 2의 접착성 시험에서 보는 바와 같이 별도의 프라이머를 사용할 필요가 있다. 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈 타설 및 양생 후 50kg/㎠ 이상의 적정 강도가 발휘되면 상부 노출면에 오염방지와 내수성 향상을 위하여 라텍스 계통의 오염방지제를 박막으로 도포할 필요가 있다.

아래의 표 12는 본 발명의 평균치와 여러 유형으로 시공된 주차장 바닥재의 시공구조 및 장단점을 비교한 것이다.

구분	에폭시코팅 (도2 참조)	에폭시라이닝 (도2 참조)	고경질우레탄 (도2 참조)	에폭시몰탈 (도2 참조)	본 발명 (도3 참조)
시공도	1.바닥콘크리트 2.액체방수 3.와이어메쉬 4.무근콘크리트 5.컷팅 6.에폭시코팅 (0.3mm)	1.바닥콘크리트 2.액체방수 3.와이어메쉬 4.무근콘크리트 5.컷팅 6.에폭시라이닝 (3mm)	1.바닥콘크리트 2.액체방수 3.와이어메쉬 4.무근콘크리트 5.컷팅 6.우레탄 (3mm)	1.바닥콘크리트 2.액체방수 3.와이어메쉬 4.무근콘크리트 5.컷팅 6.에폭시몰탈 (5mm)	10.바닥콘크리트 20.고무칼라코트 (10mm)
바탕 처리	S.T.F	S.T.F	S.T.F	노출면 처리	노출면 처리
가사 시간	24시간 이상	24시간 이상	24시간 이상	27시간 이상	7일 이상
장점	-바닥구배 시공이 용이 -트렌치 시공이 용이 -바닥광택 양호로 조도에 유리 -표면 청소 용이				-공사비 절감 -공정단순 -하자 및 유지 관리 용이 -연신율 및 내구성이 우수하여 크랙 발생 감소 -먼지 발생 적음
단점	-크랙 발생 심함 -먼지 발생 심함 -공정이 복잡 -시공비 높음 -하드너일 경우 하자 보수 곤란				-바닥면의 빛 흡수로 조도 떨어짐

이하, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

10 : 바닥콘크리트층
20 : 고무칼라 코트층
30 : 라텍스 피막층

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 콘크리트 상부에 시공하는 바닥 마감재에 있어서,
   시멘트 13.5~14.7 중량부와 모래 13.5~14.7 중량부에 대하여, 수용성 아스팔트 에멀션 11.5~12.5 중량부와 규사 56.0~56.6 중량부 및 0.005~0.02 중량부의 분산제를 첨가하고, 여기에 물 3.3~3.7 중량부를 투입하여 혼합한 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈로 이루어지며,
   상기 수용성 아스팔트 에멀션은, 합성고무 라텍스 10~20 중량부, 경질폴리머 1~10중량부, 유화제 0.1~1.0 중량부, 아스팔트 30~50 중량부, 안료 5~15 중량부, 변성 실리콘 수지 에멀젼 1~10 중량부, 파라핀 왁스 컴파운드 0.05~0.2 중량부, 내오염성 수지 0.1~1.0 중량부, 분산제 0.005~0.02 중량부, 이온교환수 11.0~13.0 중량부 및 증점제 0.01~0.1 중량부를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈.
4. 콘크리트 상부에 시공하는 바닥 마감공법에 있어서,
   청소와 보수공사 후 P.C.M 방수 처리하는 제 1 단계;
   상기 제 1 단계 후 콘크리트 기초 위에 결합 안정을 위해 프라이머 특수 라텍스를 도포하여 피막을 형성하는 제 2 단계;
   상기 제 2 단계로부터 형성되는 피막 위에 시멘트 13.5~14.7 중량부와 모래 13.5~14.7 중량부를 혼합하며, 여기에 수용성 아스팔트 에멀션 11.5~12.5 중량부와 규사 56.0~56.6 중량부 및 0.005~0.02 중량부의 분산제를 첨가하고, 물 3.3~3.7 중량부를 투입하면서 혼합 교반하여 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈을 생성하되, 상기 수용성 아스팔트 에멀션이 합성고무 라텍스 10~20 중량부, 경질폴리머 1~10중량부, 유화제 0.1~1.0 중량부, 아스팔트 30~50 중량부, 안료 5~15 중량부, 변성 실리콘 수지 에멀젼 1~10 중량부, 파라핀 왁스 컴파운드 0.05~0.2 중량부, 내오염성 수지 0.1~1.0 중량부, 분산제 0.005~0.02 중량부, 이온교환수 11.0~13.0 중량부 및 증점제 0.01~0.1 중량부를 포함하는 제 3 단계; 및,
   상기 제 3 단계로부터 생성되는 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈을 상기 제 2 단계로부터 형성되는 피막이 건조되기 이전에 바닥에 시공하여 양생시키는 제 4 단계; 를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈 시공방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제 4 단계 이후, 상기 양생되는 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈 위에 오염방지와 내수성 향상을 위하여 오염방지제를 2회이상 박막 도포하는 제 5 단계; 를 더 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 수용성 고무칼라 아스팔트 몰탈 시공방법.

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