KR101303136B1 - 친환경 아크릴계 균열 주입제 및 이를 이용한 균열 콘크리트 보수공법 - Google Patents

친환경 아크릴계 균열 주입제 및 이를 이용한 균열 콘크리트 보수공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 친환경 아크릴계 균열 주입제 및 이를 이용한 균열 콘크리트 보수공법에 관한 것으로, 수분산 우레탄-아크릴레이트 하이브리드 고무와 스티렌-부타디엔고무가 포함되어 있는 (a)수용성 아크릴 계 방수제 54 ∼ 60중량%와, (b)변성 라텍스계 몰다인 32 ∼ 39중량%와, (c)수용성 보조 접착제 1 ∼ 3중량%와, (d)수용성 보조 방수제 0.5 ∼ 3.0중량%와, (e)수용성 아크릴 실란트 1 ∼ 4중량%를 혼합하여 구성되어 있어, 수용성으로 이루어진 조성물 사용으로 인해 친환경적이고, 또한, 전(全) 조성물의 뛰어난 신축성으로 인해 연동진동 및 기후변화에 따른 변형시에도 접착력이 저하되지 않아 방수성이 탁월해지며, 내수성, 접착성, 동결융해 후의 접착성, 물과의 친화력, 수밀성, 내후성이 우수하여 시공 후 물의 완벽히 차단 및 시공 후 변형이 발생하지 않는 친환경 아크릴계 균열 주입제 및 이를 이용한 균열 콘크리트 보수공법을 제공한다.

Description

친환경 아크릴계 균열 주입제 및 이를 이용한 균열 콘크리트 보수공법{Acrylic copolymer injecting materials and Repairing method of Concrete Structure by Using Cementitious Acrylic copolymer injecting materials}
본 발명은 친환경 아크릴계 균열 주입제 및 이를 이용한 균열 콘크리트 보수공법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, 수용성으로 이루어진 조성물 사용으로 인해 친환경적이고, 또한, 전(全) 조성물의 뛰어난 신축성으로 인해 연동진동 및 기후변화에 따른 변형시에도 접착력이 저하되지 않아 방수성이 탁월해지며, 내수성, 접착성, 동결융해 후의 접착성, 물과의 친화력, 수밀성, 내후성이 우수하여 시공 후 물의 완벽히 차단 및 시공 후 변형이 발생하지 않는 친환경 아크릴계 균열 주입제 및 이를 이용한 균열 콘크리트 보수공법에 관한 것이다.
그라우트재란 토목공사에서 누수방지 공사 또는 토질안정 등을 위하여 지반의 갈라진 틈, 공동 등에 충전재로 주입되는 주입재를 말한다.
그 주입재는 중력 또는 펌프를 이용하여 충전되거나 건축물의 균열 부분의 보수, 기추부분, 기계대좌의 지지력을 보강할 목적으로 사용된다.
그라우트재의 종류는 시공목적에 따라 지수 그라우트, 지반개량 그라우트, 충전 그라우트, 보강 그라우트 등으로 나뉘고, 주입장소에 따라 공동 그라우트, 공극 그라우트 등으로 나뉘고, 그 주성분에 따라 시멘트계 그라우트, 철분질계 그라우트, 아스팔트계 그라우트, 케미칼 그라우트 등으로 분류된다.
또한 구조물의 균열의 경우 방치할 경우 구조물의 외관을 훼손시킬 뿐만 아니라 방치할 경우 균열이 더욱 악화되어 누수, 오염, 배근된 철근 부식으로 구조물의 수명단축 및 성수대교의 붕괴와 같은 커다란 인명피해를 가져올 수 있기 때문에 적절한 보수 및 보강이 요구된다.
상기 균열의 발생원인은 크게 재료의 부적절한 사용, 시공상의 문제, 사용 및 외부환경에 의해 발생하며, 균열의 태양에 있어서도 발생원인에 대응하여 여러 형태로 나타난다.
종래 그라우트재에서 아스팔트 그라우트는 지수와 토질안전용으로 주로 사용되고, 철분질계 그라우트는 그 화학적 무수축 작용 및 고강도로 인하여 철골기초의 충전이나 이음새 부분의 충전보강용 등으로 널리 사용되어 오고 있다.
초기에는 시멘트, 물, 점토 등을 사용한 시멘트계 그라우트가 주로 사용되었으나 1919년 케미칼 그라우트가 발명되어 그 후로는 케미칼 그라우트가 주로 사용되어 오고 있다.
또한, 최근에는 비닐 중합체 또는 크롬리그닌의 발견으로 케미칼 그라우트재 관련 기술은 급진전되었으며, 이러한 케미칼 그라우트는 주로 지수나 지반의 개량 및 구조물의 보수·보완용으로 주로 사용되어 오고 있다.
종래 케미칼 그라우트재로 가장 널리 사용되는 것은 에폭시 수지를 주성분으로 하고 충전 첨가재로 규산소다를 포함하는 케미칼 그라우트재이다. 그러나 에폭시 수지를 주성분으로 하는 케미칼 그라우트재는 충전재로 첨가되는 규산소다의 수지에 대한 높은 흡유력으로 인하여 충전재인 규산소다가 고르게 분산되지 않고 충전재로서의 재기능을 발휘하지 못할 뿐만 아니라 그라우트재의 강도가 저하되고 크랙간의 부착력이 저하되어 또다시 크랙이 생기는 문제점이 있다.
또한 일반적인 종래 에폭시 수지 및 규산 소다를 주성분으로 하는 그라우트재를 크랙에 주입할 경우 크랙 내에 존재하는 기포로 인하여 그라우트재의 주입이 용이하지 않다는 문제점이 있다. 특히, 폭이 좁은 도관이나 크랙에서는 기포에 의한 그라우트재의 주입이 결정적인 방해를 받는다는 문제점이 있었다. 또한 그라우트재가 모체속으로 흡수가 되어되거나 경화수축되면서 크랙 내에 실질적으로 완전한 충진이 어려운 점이 있다.
또한 종래 구조물의 보수 및 보강방법은 시공이 복잡하고, 복원 후 정상화되는데까지 오랜 시간이 소요되며, 훼손된 미관을 복원하는데 있어서는 완전하지 못하며, 재균열이 빈번히 발생하는 문제점이 있다.
이러한, 문제점을 해결하기 위해 등록특허 제10-0563083호(2006.03.15.)『케미칼 그라우트재 및 이를 이용한 보수, 보강공법』이 제한된 바 있다.
상기 등록특허는 상온 경화형 유기 액상 수지에 유리 비드 및 유리 분말의 고비중으로 인하여 팽창(발포)성이 없어진다는 장점이 있다
하지만, 상기와 같은 등록특허는 고비중의 물질인 유리비드를 통해 발포성에 대한 문제점은 해결하였으나 그라우팅시 고비중으로 이루어진 유리비드 및 유리분말에 의해 제대로 보수공간 내에 주입이 어려운 문제가 있다.
물론, 상기 등록특허에서는 점도의 개선을 통해 이를 해결하고자 하였으나, 고비중의 유리비드 및 유리분말은 주입하는 과정에서 주입기의 고장을 발생하는 요인으로 작용하는 경우가 많았다.
또한, 상술한 등록특허의 상온 경화형 유기 액상수지는 방수성은 뛰어나지만 접착성이 저하되고, 이러한 접착력의 저하는 콘크리트 구조물과 그라우트재 간의 박리현상으로 이루어지면서 시공된 콘크리트 구조물 내에서 재차 누수가 발생하는 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 수분산 우레탄-아크릴레이트 하이브리드 고무 48 ∼ 60중량%와 스티렌-부타디엔고무 10 ∼ 12중량%, 폴리올레핀 18 ∼ 24중량%, 충진제 9 ∼ 17중량%로 이루어진 (a)수용성 아크릴계 방수제 54 ∼ 60중량%와, (b)변성 라텍스계 몰다인 32 ∼ 39중량%와, 아크릴 수지, S.B.R.(styrene-butadiene rubber, 스티렌-부다티엔 고무) 및 EVA수지(Ethylene Vinyl Acetate, 에틸렌 비닐 아세테이트)가 1 : 3 : 2의 중량비율로 혼합된 수지 15 ∼ 25중량%, 증점제 0.1 ∼ 1.0중량%, 분산제 0.3 ∼ 1.0중량%, 방부제 0.3 ∼ 1.0중량%, 프로필렌글리콜(Proplene glycol)로 이루어진 동결방지제 0.3 ∼ 1.0중량%, 소포제 0.1 ∼ 0.5중량%, pH 조절제 0.1 ∼ 0.5중량%, 계면활성제 5 ∼ 10중량%, 희석용매 65 ∼ 75중량%로 이루어진 (c)수용성 보조 접착제 1 ∼ 3중량%와, 에폭시 당량이 190 ∼ 550의 범위 안에 들어가는 비스페놀 A 또는 비스페놀 F 계열의 에폭시 수지 43 ∼ 46중량%와, 폴리에틸렌옥사이드 27 ∼ 33중량%와, 충진제 13 ∼ 16중량%와, 소포제 0.1 ∼ 0.3중량%와, 분산제 4 ∼ 6중량%와, 물 1.5 ∼ 2중량%와, 페놀 변성 방향족 탄화수소 : C5계 탄화수소, 파라핀왁스 및 다가알콜의 지방산 에스텔로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 성분 = 4 : 0.5 ∼ 1의 중량비율로 혼합된 소수성 가소제 3.5 ∼ 7.5중량%로 구성된 주제와 아민 계통의 경화제가 6 : 1의 중량비율로 이루어진 (d)수용성 보조 방수제 0.5 ∼ 3.0중량%와, 수성 아크릴 수지 20 ∼ 80중량%, 연무질 실리카, 석영분말, 탄산칼슘분말, 침강 실리카, 규조토분 중 선택된 어느 하나 이상의 성분으로 이루어진 충전제 5 ∼ 50중량%, 실리콘 오일 5 ∼ 30중량%로 구성된 (e)수용성 아크릴 실란트 1 ∼ 4중량%로 이루어져 수용성으로 이루어진 조성물 사용으로 인해 친환경적이고, 또한, 전(全) 조성물의 뛰어난 신축성으로 인해 연동진동 및 기후변화에 따른 변형시에도 접착력이 저하되지 않아 방수성이 탁월해지며, 내수성, 접착성, 동결융해 후의 접착성, 물과의 친화력, 수밀성, 내후성이 우수하여 시공 후 물의 완벽히 차단 및 시공 후 변형이 발생하지 않는 친환경 아크릴계 균열 주입제를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 콘크리트 구조물에 발생한 균열부위를 확인한 후 천공수단을 이용하여 균열부위를 관통할 수 있도록 천공을 형성하는 천공단계와; 수분산 우레탄-아크릴레이트 하이브리드 고무와 스티렌-부타디엔고무가 포함되어 있는 (a)수용성 아크릴계 방수제 54 ∼ 60중량%와, 변성 (b)라텍스계 몰다인 32 ∼ 39중량%와, 아크릴 수지, S.B.R.(styrene-butadiene rubber, 스티렌-부다티엔 고무) 및 EVA수지(Ethylene Vinyl Acetate, 에틸렌 비닐 아세테이트)가 1 : 3 : 2의 중량비율로 혼합된 수지 15 ∼ 25중량%, 증점제 0.1 ∼ 1.0중량%, 분산제 0.3 ∼ 1.0중량%, 방부제 0.3 ∼ 1.0중량%, 프로필렌글리콜(Proplene glycol)로 이루어진 동결방지제 0.3 ∼ 1.0중량%, 소포제 0.1 ∼ 0.5중량%, pH 조절제 0.1 ∼ 0.5중량%, 계면활성제 5 ∼ 10중량%, 희석용매 65 ∼ 75중량%로 이루어진 (c)수용성 보조 접착제 1 ∼ 3중량%와, 에폭시 당량이 190 ∼ 550의 범위 안에 들어가는 비스페놀 A 또는 비스페놀 F 계열의 에폭시 수지 43 ∼ 46중량%와, 폴리에틸렌옥사이드 27 ∼ 33중량%와, 충진제 13 ∼ 16중량%와, 소포제 0.1 ∼ 0.3중량%와, 분산제 4 ∼ 6중량%와, 물 1.5 ∼ 2중량%와, 페놀 변성 방향족 탄화수소 : C5계 탄화수소, 파라핀왁스 및 다가알콜의 지방산 에스텔로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 성분 = 4 : 0.5 ∼ 1의 중량비율로 혼합된 소수성 가소제 3.5 ∼ 7.5중량%로 구성된 주제와 아민 계통의 경화제가 6 : 1의 중량비율로 이루어진 (d)수용성 보조 방수제 0.5 ∼ 3.0중량%와, 수성 아크릴 수지 20 ∼ 80중량%, 연무질 실리카, 석영분말, 탄산칼슘분말, 침강 실리카, 규조토분 중 선택된 어느 하나 이상의 성분으로 이루어진 충전제 5 ∼ 50중량%, 실리콘 오일 5 ∼ 30중량%로 구성된 (e)수용성 아크릴 실란트 1 ∼ 4중량%를 혼합하여 친환경 아크릴계 균열 주입제를 제조하는 친환경 아크릴계 균열주입제 제조단계와; 상기 콘크리트 구조물에 형성한 천공에 주입구를 설치하고, 상기 주입구와 주입수단을 연결한 후 주입수단에 친환경 아크릴계 균열주입제 제조단계에서 제조한 친환경 아크릴계 균열주입제를 채워 콘크리트 구조물에 친환경 아크릴계 균열주입제를 주입하는 주입단계;로 이루어져 있어, 수용성으로 이루어진 조성물 사용으로 인해 친환경적이고, 또한, 전(全) 조성물의 뛰어난 신축성으로 인해 연동진동 및 기후변화에 따른 변형시에도 접착력이 저하되지 않아 방수성이 탁월해지며, 내수성, 접착성, 동결융해 후의 접착성, 물과의 친화력, 수밀성, 내후성이 우수하여 시공 후 물의 완벽히 차단 및 시공 후 변형이 발생하지 않는 친환경 아크릴계 균열주입제를 이용한 균열 콘크리트 보수공법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 수용성으로 이루어진 조성물 사용으로 인해 친환경적이고, 또한, 전(全) 조성물의 뛰어난 신축성으로 인해 연동진동 및 기후변화에 따른 변형시에도 접착력이 저하되지 않아 방수성이 탁월해진다.
특히, 내수성, 접착성, 동결융해 후의 접착성, 물과의 친화력, 수밀성, 내후성이 우수하여 시공 후 물의 완벽히 차단 및 시공 후 변형이 발생하지 않는 유용한 발명이다.
이하, 본 발명의 구성에 대해 더욱 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
우선, 본 발명에서의 친환경 아크릴계 균열 주입제는 수분산 우레탄-아크릴레이트 하이브리드 고무와 스티렌-부타디엔고무가 포함되어 있는 (a)수용성 아크릴 계 방수제 54 ∼ 60중량%와, (b)변성 라텍스계 몰다인 32 ∼ 39중량%와, (c)수용성 보조 접착제 1 ∼ 3중량%와, (d)수용성 보조 방수제 0.5 ∼ 3.0중량%와, (e)수용성 아크릴 실란트 1 ∼ 4중량%를 혼합하여 구성된다.
이하에서는 조성물의 세부 구성에 대해 살펴보기로 한다.
(a)수용성 아크릴계 방수제
상기 수용성 아크릴계 방수제는 수분산 우레탄-아크릴레이트 하이브리드 고무와 스티렌-부타디엔고무가 포함되어 있는 형태로 이루어져 있으며, 이때에, 수분산 우레탄-아크릴레이트 하이브리드 고무는 수용성 아크릴계 방수제의 전체 중량에서 48 ∼ 60중량%로 이루어지고, 스티렌-부타디엔고무는 10 ∼ 12중량%를 포함하여 이루어진다.
상기 수분산 우레탄-아크릴레이트 하이브리드 고무는 단일 우레탄에 비해 내수성이 우수하고 단가가 저렴하며, 단일 수분산 아크릴에 비해서는 기계적 특성, 내약품성, 내구성 및 접착강도가 우수하다. 또한, 수분산 우레탄-아크릴레이트 하이브리드 고무는 방수특성을 갖는 물질로서 수분산 우레탄-아크릴레이트 하이브리드 고무의 전체 중량에서 20 ∼ 40%의 우레탄을 함유하되 45%의 고형분을 유지하며 1,000 ∼ 1300cps의 점도 및 500%의 신장율을 갖는 특성이 있어, 탄성력을 부가할 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 스티렌-부타디엔 고무도 방수특성 및 높은 신장율을 갖는 물질로서 임계치 미만일 경우에는 신장율 및 방수 특성을 기대할 수 없게 된다.
한편, 상기 수용성 아크릴계 방수제에는 충진제를 더 포함할 수 있으며, 이때의 충진제는 9 ∼ 17중량%를 혼합한다.
또한, 상기 수용성 아크릴계 방수제에는 수분산 폴리올레핀을 더 추가할 수 있다.
상기 수분산 폴리올레핀은 내약품성, 비슬립성 및 충진제의 뭉침 방지와 더불어 내충격성, 내열성을 향상시키기 위해 추가하며, 이때에 수분산 폴리올레핀은 수용성 아크릴계 방수제의 전체 중량에서 18 ∼ 24중량%를 혼합하는 것이 좋다.
이러한, 수분산 폴리올레핀은 임계치 미만일 경우 상술한 효과를 기대하기 어렵고, 임계치를 초과할 경우에는 그 이상의 상승된 효과를 기대하기 어렵다.
(b)몰다인
상기 몰다인은 통상적으로 시멘트 모르타르의 접착제로 이용되는 것으로서, 물과 혼합하여 바탕면의 하도 또는 상도 모두에 적용 가능한 범용적인 접착제이다.
이러한, 몰다인은 사용용도에 따라 주성분이 변성라텍스계열 또는 S.B.R+E.V.A계열 또는 아크릴 에멀전+무기필러 계열로 이루어진 것들 중 어느 하나의 몰다인을 선택하여 사용할 수 있다.
특히, 상술한 몰다인들은 통상적으로 물과 혼합하여 접착제로서의 역할을 수행하게 되지만, 본 발명에서는 물과 혼합하지 않고 신축성 및 접착성을 향상시키기 위해 이용하게 한다.
이는, 본 발명의 구성요소들이 대부분 수용성으로 이루어져 있기에 물과의 혼합은 적합하지 않기 때문이다.
본 발명에서는 신축성 및 접착성을 향상시키기 위해 변성라텍스계의 몰다인을 이용하며, 이때에 상기 몰다인은 "주식회사 범우(社)"에서 제작한 모델명이 "몰다인 MD-2000"인 몰다인을 이용하였다.
(c)수용성 보조 접착제
상기 수용성 보조 접착제는 그 자체만으로도 충분한 접착성을 가지지만 본 발명에서는 몰다인의 접착력을 더욱 증가시킴과 동시에 동결융해시 콘크리트 구조물과의 접착력을 유지할 수 있도록 작용하게 된다.
즉, 상기 수용성 보조 접착제는 아크릴 수지, S.B.R.(styrene-butadiene rubber, 스티렌-부다티엔 고무) 및 EVA수지(Ethylene Vinyl Acetate, 에틸렌 비닐 아세테이트)가 1 : 3 : 2의 중량비율로 혼합된 수지 15 ∼ 25중량%, 증점제 0.1 ∼ 1.0중량%, 분산제 0.3 ∼ 1.0중량%, 방부제 0.3 ∼ 1.0중량%, 프로필렌글리콜(Proplene glycol)로 이루어진 동결방지제 0.3 ∼ 1.0중량%, 소포제 0.1 ∼ 0.5중량%, pH 조절제 0.1 ∼ 0.5중량%, 계면활성제 5 ∼ 10중량%, 희석용매 65 ∼ 75중량%로 구성되어 있다.
상기 수지에서의 아크릴 수지는 통상의 스티렌-아크릴 등의 공중합 합성수지로서 고형분을 40중량% 이상 함유한 것이다. 이러한, 아크릴 수지는 아크릴 단량체를 2 ∼ 3종 공중합시켜 합성하는데 아크릴 단량체로는 2-에틸헥실아크릴레이트(2-ethylhexyl acrylate, 2-EHA), 아크릴산(acrylic acid, AA), 메타크릴산(methacrylic acid, MAA), 메틸메타크릴레이트(methyl methacrylate, MMA) 등을 사용하며 내수성을 강화하기 위한 보강제로서 스티렌(stryrene)을 사용하여 제조한다.
S.B.R.수지는 부타디엔과 스티렌의 중량비가 75 : 25인 구조로 고무성분이 60 ∼ 70%함유된 것을 이용한다.
그리고 EVA수지는 비닐 아세테이트에 에틸렌을 80 ∼ 85℃ 50bar에서 가압반응시켜 제조한 것으로 에틸렌 함량이 30%이상인 것을 이용한다.
상기와 같은 수지는 수용성인 아크릴 수지에 합성고무성분이 포함되어 있어 시공시 친환경적인 작업이 가능하고, 특히, 신축성, 신율, 인장력이 좋아 동결융해시 및 콘크리트 구조물에서 발생하는 진동에 의해 콘크리트 구조물과의 접착성이 저하되는 현상을 방지하면서 방수성을 형성할 수 있게 되는 것이다.
이러한, 수지는 임계치 미만으로 혼합할 경우 상술한 신축성, 높은 신율, 인장력 및 방수성을 기대하기 어렵고, 임계치를 초과하게 될 경우에는 프로필렌글리콜의 성분량이 많아지게 되어 다른 성분을 혼합하기가 어렵게 된다.
다음으로, 증점제는 수용성 보조 접착제에 점성을 부여하기 위하여 사용하며, 주로 셀룰로오스(cellulose)계통의 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스(Hydroxypropyl Methyl Cellulose, HPMC)를 사용한다. 셀룰로오스는 담수능력이 뛰어나 물 흡수력이 자체 무게의 거의 50배에 가깝다. 물을 머금은 채 팽윤된 상태로 유지되기 때문에 우수한 작업성을 부여한다. 그러나 다량 사용할 경우 끈적임이 강하여 작업성이 나빠지는 문제가 발생할 수 있다.
분산제는 수용성 보조 접착제의 조성물 중의 고형분들을 고르게 분산시키는 작용을 하는 것으로 일반적으로 그래뉼 타입의 흰색분말을 많이 이용한다.
다음으로, 방부제는 벤조산, 실리실산, 포르말린 등을 사용할 수 있다. 하지만 포르말린은 인체 자극성이 심하므로 가급적 피해야한다. 수용성 보조 접착제는 증점 및 부착력을 향상시키기 위하여 셀룰로오스와 같은 천연물을 사용하므로 하절기에 온도, 습도가 높을 때에는 미생물에 의해 부패되어 변질될 수 있으므로 적정량의 방부제를 필히 첨가하여야 한다.
다음으로, 동결방지제는 저온에서 동결을 방지하기 위하여 사용한다. 하지만 극도로 추운 기온에서는 동결방지제의 사용량이 많아도 큰 효과가 없으므로 적절한 보온 조치가 이루어져야 한다. 동결방지제로는 저분자의 글리콜을 사용한다. 글리콜은 에틸렌글리콜(Ethylene glycol), 디에틸렌글리콜(Diethylene glycol), 프로필렌글리콜(Propylene glycol), 글리세린 등이 있다.
다음으로, 소포제는 기포발생을 억제하는 것으로서, 소수성 실리카를 함유하는 폴리에테르-실록산 공중합체와 같은 통상의 비이온성 O/W(Oil in Water type) 에멀젼 등의 상용화된 제품이 사용될 수 있다.
다음으로, ph조절제는 전체 조성물의 산도(ph)를 조절하는 것으로서 수산화암모늄 등의 강염기성 물질을 사용한다.
다음으로, 계면활성제는 공중합수지의 콜로이드상태를 유지시켜주기 위한 것으로 음이온 계면활성제를 사용하며 도데실황산나트륨 등이 있다.
다음으로, 희석용매로는 물을 사용한다. 물은 적은 양을 증감하여도 점도의 변화가 현저하게 나타나므로 주의깊게 사용하여야한다
희석용매로는 물을 사용한다. 물은 적은 양을 증감하여도 점도의 변화가 현저하게 나타나므로 주의 깊게 사용하여야한다.
[제 조]
65∼75중량％의 희석용매에 0.3∼1.0중량％의 분산제, 0.3∼1.0중량％의 방부제, 15∼25중량％의 합성공중합수지,SBR 및 EVA 에멀젼 수지, 0.1∼0.5중량％의 소포제, 0.1∼0.5중량％의 ph조절제, 5∼10중량％의 계면활성제, 0.1∼1.0중량％의 증점제, 0.3∼1.0중량％의 동결방지제를 혼합기에 차례대로 넣고 약 20분간 혼합하였다.
[점도 측정]
상기와 같이 제조된 수용성 보조 접착제의 점도 측정을 위해 200ml의 컵에 수용성 보조 접착제를 가득 채우고 회전형 스핀들 3번, BROOKFILD RVT 점도계로 RPM 20으로 측정하였으며, 이때의 점도는 2300cps(판정기준 : 2000 ∼ 2400cps)였다.
[부착강도 측정]
부착강도 측정을 위해 바탕용 모르타르 판(70mm×70mm×20mm)을 제작하여 표면의 이물질을 제거하고, 본 발명에서의 수용성 아크릴계 방수제 100g에 수용성 보조 접착제 40g을 혼합한 후 바탕용 모르타르 판 위에 가로, 세로 4cm×4cm에 5mm 두께로 도포하여 상온(20±2℃, 습도 60±10%)에서 7일간 양생 후 측정하였으며, 이때의 부착강도는 7.8㎏f/㎠(판정기준 4㎏f/㎠이상)이었다.
[동결융해에 따른 점도 및 부착강도 측정]
우선, 상술하였던 바탕용 모르타르 판에 수용성 아크릴계 방수제 100g에 수용성 보조 접착제 40g을 혼합한 후 바탕용 모르타르 판 위에 가로, 세로 4cm×4cm에 5mm 두께로 도포하였다.
이렇게, 제작한 시편을 -18±2℃로 냉각 동결시킨 후 상온에서 되돌리는 작업을 1일 6 ∼ 8회 반복하여 300 Cycle까지 반복 실험하였다.
그런 후, 측정한 점도는 2400cps(판정기준 2000 ∼ 2400cps)이었으며, 이때의 부착강도는 7.4㎏f/㎠(판정기준 4㎏f/㎠이상)이었다.
상기 결과에서 알 수 있는 것과 같이 본 발명에서의 수용성 보조 접착제는 그 자체만으로도 충분한 점성 및 접착성을 형성하고 있으며, 특히, 동결융해시에도 점성 및 부착강도의 변화가 적기 때문에, 몰다인과 혼합되어 콘크리트 구조물에 주입되었을 때에 수용성 아크릴계 방수제의 접착력 향상 효과를 얻을 수 있다.
또한, 변성 라텍스계 몰다인과 수용성 보조 접착제는 모두 신축성 및 방수성이 뛰어나 물이 침투하더라도 방수기능과 더불어 접착력이 저하되지 않아 보다 안정적인 시공이 이루어질 수 있도록 작용하게 된다.
(d)수용성 보조 방수제
상기 수용성 보조 방수제는 수용성 아크릴계 방수제와 더불어 방수성을 향상시키도록 배합한다.
이러한, 수용성 보조 방수제는 에폭시 당량이 190 ∼ 550의 범위 안에 들어가는 비스페놀 A 또는 비스페놀 F 계열의 에폭시 수지 43 ∼ 46중량%와, 폴리에틸렌옥사이드 27 ∼ 33중량%와, 충진제 13 ∼ 16중량%와, 소포제 0.1 ∼ 0.3중량%와, 분산제 4 ∼ 6중량%와, 물 1.5 ∼ 2중량%와, 페놀 변성 방향족 탄화수소 : C5계 탄화수소, 파라핀왁스 및 다가알콜의 지방산 에스텔로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 성분 = 4 : 0.5 ∼ 1의 중량비율로 혼합된 소수성 가소제 3.5 ∼ 7.5중량%로 구성된 주제와 아민 계통의 경화제가 각각 6 : 1의 중량비율로 혼합하여 이루어져 있다.
여기서, 상술한 경화제는 일반적인 구성으로서, 본 명세서에서 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다만, 본 발명에서의 수용성 보조 방수제에서의 주제는 에폭시계 수지를 이용하고 있다.
이러한, 에폭시계 수지는 접착력 내수성이 매우 뛰어나지만 수성 에폭시계는 수성화하기 위해 수지 자체 또는 외부에 계면활성제(유화제)를 포함하는 것은 필수조건이다.
하지만, 상기 계면활성제는 물에 대한 친화력이 크기 때문에 에폭시 계열의 수용성 보조 방수제의 내수성을 저하시키고, 특히, 보습성이 강하게 작용하는 문제가 발생하게 된다.
이에 본 발명에서의 수용성 보조 방수제는 상기와 같은 문제를 해결할 수 있도록 소수성 가소제를 포함하고 있다.
상기 소수성 가소제에는 C5계 탄화수소, 파라핀왁스 및 다가알콜의 지방산 에스텔을 포함하고 있다.
이러한, 물질들의 사용은 일반 방향족 비반응성 탄화수소만을 사용했을 때보다 상용성은 저하되지만 더 강력한 소수성을 나타내어 내수성이 향상되는 효과를 얻을 수 있게 된다.
친환경적인 장점을 그대로 유지하면서 내수성과 내구성 및 방수성이 저하되는 현상을 방지할 수 있도록 작용하게 된다.
(e)수용성 아크릴 실란트
상기 아크릴 실란트는 콘크리트 구조물의 미세크랙을 매워 주면서 신축성 및 방수성을 부여할 수 있도록 구성된다.
이러한, 수용성 아크릴 실란트는 수성 아크릴 수지 20 ∼ 80중량%, 연무질 실리카, 석영분말, 탄산칼슘분말, 침강 실리카, 규조토분 중 선택된 어느 하나 이상의 성분으로 이루어진 충전제 5 ∼ 50중량%, 실리콘 오일 5 ∼ 30중량%로 구성되어 있다.
이하, 본 발명의 친환경 아크릴계 균열 주입제를 이용한 균열 콘크리트 보수공법에 대해 살펴보면 다음과 같다.
우선, 콘크리트 구조물에 발생한 균열부위를 확인한 후 드릴과 같은 천공수단을 이용하여 콘크리트 구조물에 천공을 형성하도록 한다.(천공단계)
이때에, 상기 천공은 균열부위를 관통할 수 있도록 형성하도록 하며, 콘크리트 구조물에서 발생하는 누수의 양이 많을 때에는 다수의 천공을 형성하도록 한다.
한편, 상기 천공단계와 동시에 수분산 우레탄-아크릴레이트 하이브리드 고무 48 ∼ 60중량%와 스티렌-부타디엔고무 10 ∼ 12중량%, 폴리올레핀 18 ∼ 24중량%, 충진제 9 ∼ 17중량%로 이루어진 (a)수용성 아크릴계 방수제 54 ∼ 60중량%와, (b)변성 라텍스계 몰다인 32 ∼ 39중량%와, 아크릴 수지, S.B.R.(styrene-butadiene rubber, 스티렌-부다티엔 고무) 및 EVA수지(Ethylene Vinyl Acetate, 에틸렌 비닐 아세테이트)가 1 : 3 : 2의 중량비율로 혼합된 수지 15 ∼ 25중량%, 증점제 0.1 ∼ 1.0중량%, 분산제 0.3 ∼ 1.0중량%, 방부제 0.3 ∼ 1.0중량%, 프로필렌글리콜(Proplene glycol)로 이루어진 동결방지제 0.3 ∼ 1.0중량%, 소포제 0.1 ∼ 0.5중량%, pH 조절제 0.1 ∼ 0.5중량%, 계면활성제 5 ∼ 10중량%, 희석용매 65 ∼ 75중량%로 이루어진 (c)수용성 보조 접착제 1 ∼ 3중량%와, 에폭시 당량이 190 ∼ 550의 범위 안에 들어가는 비스페놀 A 또는 비스페놀 F 계열의 에폭시 수지 43 ∼ 46중량%와, 폴리에틸렌옥사이드 27 ∼ 33중량%와, 충진제 13 ∼ 16중량%와, 소포제 0.1 ∼ 0.3중량%와, 분산제 4 ∼ 6중량%와, 물 1.5 ∼ 2중량%와, 페놀 변성 방향족 탄화수소 : C5계 탄화수소, 파라핀왁스 및 다가알콜의 지방산 에스텔로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 성분 = 4 : 0.5 ∼ 1의 중량비율로 혼합된 소수성 가소제 3.5 ∼ 7.5중량%로 구성된 주제와 아민 계통의 경화제를 6 : 1의 중량비로 혼합하여 구성되는 (d)수용성 보조 방수제 0.5 ∼ 3.0중량%와, 수성 아크릴 수지 20 ∼ 80중량%, 연무질 실리카, 석영분말, 탄산칼슘분말, 침강 실리카, 규조토분 중 선택된 어느 하나 이상의 성분으로 이루어진 충전제 5 ∼ 50중량%, 실리콘 오일 5 ∼ 30중량%로 구성된 (e)수용성 아크릴 실란트 1 ∼ 4중량%를 혼합하여 친환경 아크릴계 균열 주입제를 제조를 제조한다.(친환경 아크릴계 균열 주입제 제조단계)
그런 후, 상기 콘크리트 구조물에 형성한 천공에 주입구를 설치하고, 상기 주입구와 주입수단을 연결한 후 주입수단에 친환경 아크릴계 균열 주입제 제조단계에서 제조한 친환경 아크릴계 균열 주입제를 채워 콘크리트 구조물에 친환경 아크릴계 균열 주입제를 주입하여 작업을 완료한다.(주입단계)
상기 주입단계에서의 주입구는 통상적으로 이용하는 패카, 고압호스 등을 설치하도록 하며, 이때에, 상기 주입구의 설치 깊이는 주입수단을 통해 친환경 아크릴계 균열 주입제의 주입시 주입구에서 친환경 아크릴계 균열 주입제가 새어나오지 않을 정도의 깊이로 설치하는 것이 바람직하다.
특히, 상기 주입단계에서 콘크리트 구조물에 친환경 아크릴계 균열 주입제를 주입하는 양은 콘크리트 구조물에 주입된 주입식 콘크리트 구조물이 더 이상 주입되지 않아 콘크리트 구조물에 형성한 천공으로 친환경 아크릴계 균열 주입제가 새어 나올 때까지 실시하여 주입량을 확인할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 친환경 아크릴계 균열 주입제는 전체 조성물들이 수용성으로 이루어져 있어 친환경적이고, 특히, 아크릴 또는 고무 수지를 다수 포함하는 구조로 이루어져 뛰어난 신축성, 방수성, 내수성, 콘크리트 구조물의 내구성 향상 및 외부 노출시에도 변형이 방지되는 내후성을 향상시킬 수 있다.
또한, 동결융해시에도 접착력 저하 현상이 발생하지 않고 외부온도 변화 및 콘크리트 구조물의 연동진동시에도 신축작용이 이루어져 시공 후에도 완벽한 방수가 이루어질 수 있도록 작용하게 된다.
상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 대해 기재한 것이지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명의 기술적인 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변경하여 실시할 수 있음을 명시한다.

Claims (2)

  1. 수분산 우레탄-아크릴레이트 하이브리드 고무 48 ∼ 60중량%와 스티렌-부타디엔고무 10 ∼ 12중량%, 폴리올레핀 18 ∼ 24중량%, 충진제 9 ∼ 17중량%로 이루어진 (a)수용성 아크릴계 방수제 54 ∼ 60중량%와,
    (b)변성 라텍스계 몰다인 32 ∼ 39중량%와,
    아크릴 수지, S.B.R.(styrene-butadiene rubber, 스티렌-부다티엔 고무) 및 EVA수지(Ethylene Vinyl Acetate, 에틸렌 비닐 아세테이트)가 각각 1 : 3 : 2의 중량비로 혼합된 수지 15 ∼ 25중량%, 증점제 0.1 ∼ 1.0중량%, 분산제 0.3 ∼ 1.0중량%, 방부제 0.3 ∼ 1.0중량%, 프로필렌글리콜(Proplene glycol)로 이루어진 동결방지제 0.3 ∼ 1.0중량%, 소포제 0.1 ∼ 0.5중량%, pH 조절제 0.1 ∼ 0.5중량%, 계면활성제 5 ∼ 10중량%, 희석용매 65 ∼ 75중량%로 이루어진 (c)수용성 보조 접착제 1 ∼ 3중량%와,
    에폭시 당량이 190 ∼ 550의 범위 안에 들어가는 비스페놀 A 또는 비스페놀 F 계열의 에폭시 수지 43 ∼ 46중량%와, 폴리에틸렌옥사이드 27 ∼ 33중량%와, 충진제 13 ∼ 16중량%와, 소포제 0.1 ∼ 0.3중량%와, 분산제 4 ∼ 6중량%와, 물 1.5 ∼ 2중량%와, 페놀 변성 방향족 탄화수소 : C5계 탄화수소, 파라핀왁스 및 다가알콜의 지방산 에스텔로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 성분 = 4 : 0.5 ∼ 1의 중량비율로 혼합된 소수성 가소제 3.5 ∼ 7.5중량%로 구성된 주제와 아민 계통의 경화제를 6 : 1의 중량비로 혼합하여 구성되는 (d)수용성 보조 방수제 0.5 ∼ 3.0중량%와,
    수성 아크릴 수지 20 ∼ 80중량%, 연무질 실리카, 석영분말, 탄산칼슘분말, 침강 실리카, 규조토분 중 선택된 어느 하나 이상의 성분으로 이루어진 충전제 5 ∼ 50중량%, 실리콘 오일 5 ∼ 30중량%로 구성된 (e)수용성 아크릴 실란트 1 ∼ 4중량%를 혼합하여 이루어진 것에 특징이 있는 친환경 아크릴계 균열 주입제.
  2. 콘크리트 구조물에 발생한 균열부위를 확인한 후 천공수단을 이용하여 균열부위를 관통할 수 있도록 천공을 형성하는 천공단계;
    수분산 우레탄-아크릴레이트 하이브리드 고무 48 ∼ 60중량%와 스티렌-부타디엔고무 10 ∼ 12중량%, 폴리올레핀 18 ∼ 24중량%, 충진제 9 ∼ 17중량%로 이루어진 (a)수용성 아크릴계 방수제 54 ∼ 60중량%와, (b)변성 라텍스계 몰다인 32 ∼ 39중량%와, 아크릴 수지, S.B.R.(styrene-butadiene rubber, 스티렌-부다티엔 고무) 및 EVA수지(Ethylene Vinyl Acetate, 에틸렌 비닐 아세테이트)가 혼합된 수지 15 ∼ 25중량%, 증점제 0.1 ∼ 1.0중량%, 분산제 0.3 ∼ 1.0중량%, 방부제 0.3 ∼ 1.0중량%, 프로필렌글리콜(Proplene glycol)로 이루어진 동결방지제 0.3 ∼ 1.0중량%, 소포제 0.1 ∼ 0.5중량%, pH 조절제 0.1 ∼ 0.5중량%, 계면활성제 5 ∼ 10중량%, 희석용매 65 ∼ 75중량%로 이루어진 (c)수용성 보조 접착제 1 ∼ 3중량%와, 에폭시 당량이 190 ∼ 550의 범위 안에 들어가는 비스페놀 A 또는 비스페놀 F 계열의 에폭시 수지 43 ∼ 46중량%와, 폴리에틸렌옥사이드 27 ∼ 33중량%와, 충진제 13 ∼ 16중량%와, 소포제 0.1 ∼ 0.3중량%와, 분산제 4 ∼ 6중량%와, 물 1.5 ∼ 2중량%와, 페놀 변성 방향족 탄화수소 : C5계 탄화수소, 파라핀왁스 및 다가알콜의 지방산 에스텔로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 성분 = 4 : 0.5 ∼ 1의 중량비율로 혼합된 소수성 가소제 3.5 ∼ 7.5중량%로 구성된 주제와 아민 계통의 경화제를 6 : 1의 중량비로 혼합하여 구성되는 (d)수용성 보조 방수제 0.5 ∼ 3.0중량%와, 수성 아크릴 수지 20 ∼ 80중량%, 연무질 실리카, 석영분말, 탄산칼슘분말, 침강 실리카, 규조토분 중 선택된 어느 하나 이상의 성분으로 이루어진 충전제 5 ∼ 50중량%, 실리콘 오일 5 ∼ 30중량%로 구성된 (e)수용성 아크릴 실란트 1 ∼ 4중량%를 혼합하여 친환경 아크릴계 균열 주입제를 제조하는 친환경 아크릴계 균열주입제 제조단계;
    상기 콘크리트 구조물에 형성한 천공에 주입구를 설치하고, 상기 주입구와 주입수단을 연결한 후 주입수단에 친환경 아크릴계 균열주입제 제조단계에서 제조한 친환경 아크릴계 균열주입제를 채워 콘크리트 구조물에 친환경 아크릴계 균열주입제를 주입하는 주입단계;로 이루어진 것에 특징이 있는 친환경 아크릴계 균열주입제를 이용한 균열 콘크리트 보수공법.
KR1020130091894A 2013-06-18 2013-08-02 친환경 아크릴계 균열 주입제 및 이를 이용한 균열 콘크리트 보수공법 KR101303136B1 (ko)

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