KR101355034B1 - 세라믹 메탈함유 수지계 방수방식재층을 형성한 방수시공방법 및 방수구조 및 방수방식재 조성물 - Google Patents

세라믹 메탈함유 수지계 방수방식재층을 형성한 방수시공방법 및 방수구조 및 방수방식재 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표면 개질한 세라믹메탈을 사용하여 내수성 및 내식성을 향상시킨 세라믹 메탈함유 수지계 방수방식재층을 형성한 방수시공방법 및 방수구조 및 방수방식재 조성물에 관한 것으로, 콘크리트 바닥면의 공극을 막아주고 내수성을 부여하여 부착력을 강화시켜주는 작용을 하도록 10~50㎛ 두께로 프라이머층을 형성하는 단계와; 상기 프라이머층 상층에 프라이머층의 공극을 메우고 바탕면을 보다 평평하도록 난연퍼티로 마감하는 골메움층을 형성단계와; 상기 골메움층 상층에 활성탄의 화학작용이나 세균에 의에 유발되는 황산에 의한 침식을 견디도록 0.1~0.6mm 두께로 시클로알리패틱계 에폭시수지 10~30중량부, 반응성희석제 2~10중량부, 접착향상제 0.1~0.5중량부, 탄산칼슘 30~40중량부, 온도계와 교반기가 장착된 반응기에 스테아르산 10~30중량부를 아세톤이나 에틸아세테이트, 메틸에틸케톤 중 어느 하나의 극성용매 40~80중량부에 용해시킨 다음, 3-(트리에톡시실리) 프로필이소시아네이트나 3-(트리메톡시실리) 프로필이소시아네이트인 2 관능성반응성실란 5~20중량부와 틴(II) 2-에틸헥사노네이트로 된 축합촉매 0.01~0.1중량부를 첨가하여 30~60℃에서 100~200rpm의 속도로 1~2시간 동안 반응시키고, 20~40nm 크기의 산화아연이나, 탈크, 점토, 지당, 탄산칼슘 중 어느 하나로 된 세라믹메탈 10~100중량부를 투입하여 30~60℃에서 100~200rpm의 속도로 1~4시간 동안 반응시킨 다음 여과, 건조하여 얻어진 표면개질된 나노 세라믹메탈 분말 20~60중량부, 4-하이드로옥시페닐아민 10~20중량부, 소포제 0.1~0.5중량부 및 점도조절용 알코올 1~5중량부를 균일하게 혼합하여 조성되는 내후성, 내수성 및 항균성을 갖는 세라믹메탈 함유 방수방식재층을 형성하는 단계와; 상기 세라믹메탈 함유 방수방식재층 상층에 내후성, 내마모성 및 내수성을 갖도록 10~50㎛ 두께의 아크릴 코팅재로 외부 방수방식재층을 형성하는 단계로 이루어지는 세라믹 메탈함유 수지계 방수방식재층을 형성한 방수시공방법으로 콘크리트 바닥면으로부터 10~50㎛ 두께의 프라이머층을 형성하고, 상기 프라이머층 상층에 난연퍼티로 마감하는 골메움층을 형성하며, 상기 골메움층 상층에 0.1~0.6mm 두께로 내후성, 내수성 및 항균성을 갖는 세라믹메탈 함유 방수방식재층을 형성하며, 상기 세라믹메탈 함유 방수방식재층 상층에 10~50㎛ 두께의 아크릴 코팅재로 외부 방수방식재층을 형성한 세라믹 메탈함유 수지계 방수방식재층을 형성한 방수구조를 구성한다.

Description

세라믹 메탈함유 수지계 방수방식재층을 형성한 방수시공방법 및 방수구조 및 방수방식재 조성물{Ceramic metal-containing resin waterproof material layer forming method waterproof construction method and Waterproof structure and waterproof composition}
본 발명은 표면 개질한 세라믹메탈을 사용하여 내수성 및 내식성을 향상시킨 세라믹 메탈함유 수지계 방수방식재층을 형성한 방수시공방법 및 방수구조 및 방수방식재 조성물에 관한 것이다.
콘크리트 구조물의 노화에 따른 콘크리트의 수밀성과 강도 저하는 물론 내부하중, 외부충격에 의한 균열이 발생하기 때문에 방수의 개념은 대두 되었고, 이러한 방수시공은 토목 또는 건축물에 있어서 지붕, 실내, 수조류 및 지하 방수로 분류하여 다양한 방식으로 시행되고 있다.
이러한 종래의 방수 시공은 콘크리트를 숙성시키는 과정에서 방수액을 첨가하여 방수를 하거나, 방수액을 이용하여 적층 후에 시트를 이용하여 마감하는 방법을 이용하여 왔다.
그러나 이러한 방수 시공은 냄새가 발생되고, 화기의 위험성에 노출될 뿐만 아니라 시간이 지남에 따라 방수층의 노후 현상에 의한 방수효과가 저하되는 문제가 발생 되었다.
또한 시트를 이용하여 방수를 하는 경우 시트가 떨어져 나가게 되어 부분적으로 누수현상이 발생되고, 지반의 콘크리트가 진동이나 지각의 뒤틀림에 의하여 균열이 발생되는 경우 방수의 효과는 현저하게 떨어진다.
따라서 상기와 같은 방수 시공에 의하면, 약 1년 내지 2년 정도 후에 부분적으로 보수공사를 해야 하고, 이러한 노력에 의해서도 누수 되는 부분을 완전하게 방수처리를 하는 것은 거의 불가능하다.
그리고 통상의 무기질계 방수 도료제는 시멘트와 모래 및 메칠셀로즈를 혼합하여 물이나 수용성 접착제로 도포하는 방수기능만을 주목적으로 하고 있다.
특히 이와 같은 방식을 이용하여 콘크리트 구조물로 구성되는 상하수도 구조물은 기존의 무기질계 방수 도료제로는 물이나 슬러지 담수 부위에 항균작용이 없기 때문에 미생물 세균이 달라붙어 번식됨으로 인해 물의 탁도나 냄새 및 바이러스 등 독소부유물질이 발생되는 문제가 있다.
미국의 ACI 규정에는 화학약품이 용수 중에 포함된 경우를 대비한 방식의 도입에 대해서 일부 언급하고 있으나, 일반용수나 생활하수가 주를 이루는 일반 정수장이나 도시 하수처리장에는 거의 적용되지 않는다고 기술하고 있다.
다만 황화수소(H2S) 발생이 우려되는 곳에서는 이에 대비한 대책으로서 방식공사의 필요성을 인정하고 있다.
일반적으로 하수(폐수)중에는 황산염이나 황을 포함한 유기물이 다량 함유되어 있고 다음과 같은 2단계의 세균에 의한 생물학적 반응을 거쳐 콘크리트 부식과 열화의 주원인이 되는 황산(H2SO4)을 형성하게 된다.
황산염 환원세균
<제1반응> SO4 + 2C + 2H2O --------------- H2S + 2HCO3
(혐기성 상태)
황산화 세균
<제2반응> H2S + 2O2 ------------- H2SO4
(호기성 상태)
상기 반응은 혐기, 호기성 상태의 연속반응이므로 주로 수표면 및 그 상부에서 일어나며 H2S는 공기 중 확산이 빨라 수면이 대기 중에 노출되어 있거나 탈취 및 환기조건이 양호하여 통풍이 잘되는 곳에서는 구조물에 미치는 영향이 미미한 반면, 복개 또는 밀폐된 시설로서 환기를 충분히 할 수 없는 시설에서는 황산의 생성이 용이하게 되어 콘크리트 부식 및 열화를 촉진시키게 되며, 정수장에서는 염소 소독에 의한 염소가스가 콘크리트 부식의 주요인이 되고 있고, 또한 염소가스의 증발은 공기 중의 산소 및 물과 반응하여 염산으로 변하기 때문에 특히 천장 부분의 부식을 야기시킨다.
에폭시 수지는 접착성 및 인성이 뛰어나고 기계적 강도가 크며 내약품성과 전기적 특성이 뛰어나다.
그 종류는 매우 다양하지만 비스페놀-A(bisphenol-A)와 에피크로로히드린(epichlorohydrin)을 알카리 촉매 하에서 반응하여 얻어지는 비스페놀-A형 에폭시수지가(bisphenol-A type epoxy resin) 대부분을 차지하고 그 외에도 비스페놀-F형, 페놀-노블락형(phenol-novolac type), 올소 크레졸 노블락형(ortho cresol novolac type) 및 환형(cycloaliphatic type) 에폭시가 있다.
국내에서는 1970년대 들어 일부 특수한 용도에만 수입품이 사용되다, 1972년 비스페놀-A형 에폭시수지를 국내 최초로 상업 생산함으로써 국산화가 이루어졌다.
특히 가전제품을 중심으로 절연재료용 에폭시 사용량이 증가 되였으며 선박, 철도, 건축물, 중방식용 도료에 적용되면서 에폭시 하나의 단일시장으로도 매우 큰 시장을 형성하게 되었다.
또한 전기절연재료, 섬유강화 복합재료(fiber reinforced composite), 접착제(adhesive), 회로기판(circuit board), 반도체 패키징(semiconductor packaging) 등의 다양한 용도로 사용되고 있는 매우 중요한 수지로서 그 특성에 관한 연구가 지속적으로 진행되고 있다.
에폭시 수지는 사용 용도나 특성에 따라서 기존의 비스페놀-A 디글리시디 에테르(bisphenol-A diglycidyl ether) 수지를 이용한 많은 변성 수지들이 개발되었으며 경화제도 지방족 아민, 방향족 아민, 산무수물 및 기타 다양한 종류가 사용되고 있다. 에폭시계 분체도료는 수도용 파이프의 부식방지를 위한 내외면 도장, 철근보호 도장, 자동차부품, 저항기, 콘덴서 등의 절연도장에 주로 이용되고 있다.
폴리에스테르 수지, 페놀수지, 요소수지, 멜라민수지 등의 수지와 비교 시 반응 수축율이 작고, 휘발물질이 발생하지 않으며 기계적 성질, 전기절연성, 내수성 및 내약품성이 우수하다.
그러나 자외선에 매우 약하여 빛에 노출 시 쉽게 변색되어 내후성이 요구되는 분야에는 사용이 제한되어 옥외용보다는 옥내용에 보다 많이 사용한다. 최근 들어 국내에서 옥외용에 대한 관심이 증가 되고 있어 이 분야 개발이 시급한 과제로 대두되고 있다.
본 발명은 종래에서 상기한 문제점을 해소하기 위해 콘크리트층의 바닥면 공극을 막아주고 내수성을 부여하여 부착력을 강화시켜주며, 콘크리트층의 바탕면을 평평하게 하고 외부충격을 완화시키고 방수방식기능을 갖도록 하며, 정수처리장의 입상 활성탄의 화학작용이나 세균에 의에 유발되는 황산에 의한 침식을 견디고 내후성, 내수성, 내후성, 내마모성, 내약품성은 물론 인체에 무해한 방수를 하도록 함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 위한 본 발명은, 콘크리트 바닥면의 공극을 막아주고 내수성을 부여하여 부착력을 강화시켜주는 작용을 하도록 10~50㎛ 두께로 프라이머층을 형성하는 단계와; 상기 프라이머층 상층에 프라이머층의 공극을 메우고 바탕면을 보다 평평하도록 난연퍼티로 마감하는 골메움층을 형성단계와; 상기 골메움층 상층에 활성탄의 화학작용이나 세균에 의에 유발되는 황산에 의한 침식을 견디도록 0.1~0.6mm 두께로 시클로알리패틱계 에폭시수지 10~30중량부, 반응성희석제 2~10중량부, 접착향상제 0.1~0.5중량부, 탄산칼슘 30~40중량부, 온도계와 교반기가 장착된 반응기에 스테아르산 10~30중량부를 아세톤이나 에틸아세테이트, 메틸에틸케톤 중 어느 하나의 극성용매 40~80중량부에 용해시킨 다음, 3-(트리에톡시실리) 프로필이소시아네이트나 3-(트리메톡시실리) 프로필이소시아네이트인 2 관능성반응성실란 5~20중량부와 틴(II) 2-에틸헥사노네이트로 된 축합촉매 0.01~0.1중량부를 첨가하여 30~60℃에서 100~200rpm의 속도로 1~2시간 동안 반응시키고, 20~40nm 크기의 산화아연이나, 탈크, 점토, 지당, 탄산칼슘으로 된 어느 하나의 세라믹메탈 10~100중량부를 투입하여 30~60℃에서 100~200rpm의 속도로 1~4시간 동안 반응시킨 다음 여과, 건조하여 얻어진 표면개질된 나노 세라믹메탈 분말 20~60중량부, 4-하이드로옥시페닐아민 10~20중량부, 소포제 0.1~0.5중량부 및 점도조절용 알코올 1~5중량부를 균일하게 혼합하여 조성되는 내후성, 내수성 및 항균성을 갖는 세라믹메탈 함유 방수방식재층을 형성하는 단계와; 상기 세라믹메탈 함유 방수방식재층 상층에 내후성, 내마모성 및 내수성을 갖도록 10~50㎛ 두께의 아크릴 코팅재로 외부 방수방식재층을 형성하는 단계로 이루어지는 세라믹 메탈함유 수지계 방수방식재층을 형성한 방수시공방법으로 콘크리트 바닥면으로부터 10~50㎛ 두께의 프라이머층을 형성하고, 상기 프라이머층 상층에 난연퍼티로 마감하는 골메움층을 형성하며, 상기 골메움층 상층에 0.1~0.6mm 두께로 내후성, 내수성 및 항균성을 갖는 세라믹메탈 함유 방수방식재층을 형성하며, 상기 세라믹메탈 함유 방수방식재층 상층에 10~50㎛ 두께의 아크릴 코팅재로 외부 방수방식재층을 형성한 세라믹 메탈함유 수지계 방수방식재층을 형성한 방수구조를 구성한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 세라믹메탈 함유 수지계 방수방식재 및 시공방법은 표면 개질한 세라믹메탈을 사용하여 내수성 및 내식성을 향상시킨 경화형 수지로, 치밀한 도막을 형성하기 때문에 콘크리트에 도포하여 고압투수 및 화학환경에 높은 방수성 및 방식성을 부여한다. 또한 토목, 건축, 상수도, 하수도 및 고도의 정수처리시설의 콘크리트 구조물의 담수 부위에 도포하므로 방수 기능은 물론 항균성, 항세균성 및 내구성을 증대시키고, 또한 철근 및 구체의 부식을 방지할 수 있으며 미관을 유지하면서 쉽게 시공이 가능 하다는 장점을 가지고 있다.
도1은 본 발명의 실시단계 예시도.
도2는 본 발명을 실시한 방수구조층을 나타낸 예시도.
본 발명의 실시예를 상세히 설명하면, 콘크리트 바닥면의 공극을 막아주고 내수성을 부여하여 부착력을 강화시켜주는 작용을 하도록 10~50㎛ 두께로 프라이머층을 형성하는 단계와;
상기 프라이머층 상층에 프라이머층의 공극을 메우고 바탕면을 보다 평평하도록 난연퍼티로 마감하는 골메움층을 형성단계와;
상기 골메움층 상층에 활성탄의 화학작용이나 세균에 의해 유발되는 황산에 의한 침식을 견디도록 0.1~0.6mm 두께로 시클로알리패틱계 에폭시수지 10~30중량부, 반응성희석제 2~10중량부, 접착향상제 0.1~0.5중량부, 탄산칼슘 30~40중량부, 온도계와 교반기가 장착된 반응기에 스테아르산 10~30중량부를 아세톤이나 에틸아세테이트, 메틸에틸케톤 중 어느 하나의 극성용매 40~80중량부에 용해시킨 다음, 3-(트리에톡시실리) 프로필이소시아네이트나 3-(트리메톡시실리) 프로필이소시아네이트인 2 관능성반응성실란 5~20중량부와 틴(II) 2-에틸헥사노네이트로 된 축합촉매 0.01~0.1중량부를 첨가하여 30~60℃에서 100~200rpm의 속도로 1~2시간 동안 반응시키고, 20~40nm 크기의 산화아연이나, 탈크, 점토, 지당, 탄산칼슘 중 어느 하나로 된 세라믹메탈 10~100중량부를 투입하여 30~60℃에서 100~200rpm의 속도로 1~4시간 동안 반응시킨 다음 여과, 건조하여 얻어진 표면개질된 나노 세라믹메탈 분말 20~60중량부, 4-하이드로옥시페닐아민 10~20중량부, 소포제 0.1~0.5중량부 및 점도조절용 알코올 1~5중량부를 균일하게 혼합하여 조성되는 내후성, 내수성 및 항균성을 갖는 세라믹메탈 함유 방수방식재층을 형성하는 단계와;
상기 세라믹메탈 함유 방수방식재층 상층에 내후성, 내마모성 및 내수성을 갖도록 10~50㎛ 두께의 아크릴 코팅재로 외부 방수방식재층을 형성하는 단계로 세라믹 메탈함유 수지계 방수방식재층을 형성한 방수시공방법을 실시한다.
상기한 방법을 실시하여 콘크리트 바닥면의 공극을 막아주고 내수성을 부여하여 부착력을 강화시켜주는 작용을 하도록 10~50㎛ 두께로 프라이머층을 형성한 것과;
상기 프라이머층 상층에 프라이머층의 공극을 메우고 바탕면을 보다 평평하도록 난연퍼티로 마감하는 골메움층을 형성한 것과;
상기 골메움층 상층에 활성탄의 화학작용이나 세균에 의에 유발되는 황산에 의한 침식을 견디도록 0.1~0.6mm 두께로 내후성, 내수성 및 항균성을 갖는 세라믹메탈 함유 방수방식재층을 형성한 것과;
상기 세라믹메탈 함유 방수방식재층 상층에 내후성, 내마모성 및 내수성을 갖도록 10~50㎛ 두께의 아크릴 코팅재로 외부 방수방식재층을 형성한 세라믹 메탈함유 수지계 방수방식재층을 형성한 방수구조를 얻게 된다.
이때, 상기 프라이머층은, 에스테르 변성 비스페놀 A형 에폭시수지 50~70중량부와, 실리카 10~40중량부 및 4-하이드로옥시페닐아민 10~20중량부를 균일하게 혼합하여 조성되는 프라이머로 구성하며, 상기 골메움층은, 고무변성에폭시 수지, 20~40중량부, 분산제 0.1~0.6중량부, 점도조절제 0.1~2.0중량부, 암모늄폴리포스페이트 4~40중량부, 펜타에리티오톨 10~20중량부, 멜라민 10~30중량부, 지당 1~5중량부, 실리카 1~10중량부, 질석 2~10중량부, 알루미나 0.1~15.0중량부, 암모늄옥타몰리베이트 0.1~5.0중량부, 수산화알루미늄 0.1~5.0중량부, 징크하이드로옥시 스태넌트 0.1~4.0 중량부, 징크보레이트 0.1~5.0 중량부, 채색안료 0.1~5.0중량부 및 제이인산소다 1.0~3.0중량부를 균일하게 혼합하여 조성되는 난연퍼티로 구성하며, 상기 세라믹메탈 함유 방수방식재층은, 시클로알리패틱계 에폭시수지 10~30중량부, 반응성희석제 2~10중량부, 접착향상제 0.1~0.5중량부, 탄산칼슘 30~40중량부, 표면개질된 나노 세라믹메탈 분말 20~60중량부, 4-하이드로옥시페닐아민 10~20중량부, 소포제 0.1~0.5중량부 및 점도조절용 알코올 1~5중량부를 균일하게 혼합하여 조성되는 세라믹메탈 함유 방수방식재로 구성하며, 상기 외부 방수방식재층은, 아크릴 에멀젼 10~20중량부, 이온교환수 20~30중량부, 안료 5~10중량부, 포트랜드시멘트 30~40중량부, 실리카 20~80중량부, 수성 에폭시 에멀젼 30~60중량부 및 경화제 10~20중량부를 균일하게 혼합하여 조성된 아크릴 방수방식재로 구성한다.
또한, 세라믹 메탈함유 수지계 방수방식재는, 시클로알리패틱계 에폭시수지 10~30중량부, 반응성희석제 2~10중량부, 접착향상제 0.1~0.5중량부, 탄산칼슘 30~40중량부, 표면개질된 나노 세라믹메탈 분말 20~60중량부, 4-하이드로옥시페닐아민 10~20중량부, 소포제 0.1~0.5 중량부 및 점도조절용 알코올 1~5중량부를 균일하게 혼합하여 조성한 세라믹 메탈함유 수지계 방수방식재층을 형성한 방수방식재 조성물로 이루어지고, 여기서 상기 시클로알리패틱계 에폭시수지는, 헥사히드로프탈릭산 디글리시딜에스테르 (hexahydrophthalic acid), 3,4-에폭시시클로헥실메틸 3,4-에폭시시클로헥산 카복실레이트 (3,4-epoxycyclo hexylmethyl 3, 4-epoxycyclohexane carboxylate), 4-글리시딜옥시-N,N-디글리시딜 아민) 4-glycidyloxy-N,N-diglycidyl aniline)중 하나로 조성된다.
이와 같이 본 발명을 실시함에 있어서는, 콘크리트 바닥면(10)의 공극을 막아주고 내수성을 부여하여 부착력을 강화시켜주는 작용을 하도록 10~50㎛ 두께로 프라이머층(20)을 형성하는 단계와; 상기 프라이머층(20) 상층에 프라이머층의 공극을 메우고 바탕면을 보다 평평하도록 난연퍼티로 마감하는 골메움층(30) 형성단계와; 상기 골메움층(30) 상층에 활성탄의 화학작용이나 세균에 의에 유발되는 황산에 의한 침식을 견디도록 0.1~0.6mm 두께로 내후성, 내수성 및 내식성을 갖는 세라믹메탈 함유 방수방식재층(40)을 형성하는 단계와; 상기 세라믹메탈 함유 방수방식재층(40) 상층에 내후성, 내마모성 및 내수성을 갖도록 10~50㎛ 두께의 아크릴 방수방식재로 외부방수방식재층(50)을 형성하는 단계로 실시한다.
여기서 상기 프라이머는 에스테르 변성 비스페놀 A형 에폭시수지 50~70중량부와, 실리카 10~40중량부 및 4-하이드로옥시페닐아민 10~20중량부를 균일하게 혼합하여 형성된다.
상기 난연퍼티는 고무변성에폭시 수지, 20~40중량부, 분산제 0.1~0.6중량부, 점도조절제 0.1~2.0중량부, 암모늄폴리포스페이트 4~40중량부, 펜타에리티오톨 10~20중량부, 멜라민 10~30중량부, 지당 1~5중량부, 실리카 1~10중량부, 질석 2~10중량부, 알루미나 0.1~15.0중량부, 암모늄옥타몰리베이트 0.1~5.0중량부, 수산화알루미늄 0.1~5.0중량부, 징크하이드로옥시 스태넌트 0.1~4.0중량부, 징크보레이트 0.1~5.0중량부, 채색안료 0.1~5.0중량부 및 제이인산소다 1.0~3.0중량부를 균일하게 혼합하여 형성된다.
상기 세라믹메탈 함유 방수방식재는, 헥사히드로프탈릭산 디글리시딜에스테르(diglycidyl ester of hexahydrophthalic acid)나 3,4-에폭시시클로헥실메틸 3,4-에폭시시클로헥산 카복실레이트(3,4-epoxycyclohexylmethyl 3, 4-epoxy cyclohexane carboxylate), 4-글리시딜옥시-N,N-디글리시딜 아민)4-glycidyloxy-N,N-diglycidyl aniline) 중 어느 하나인 시클로알리패틱(cycloaliphatic)계 에폭시수지 10~30중량부, 반응성희석제 2~10중량부, 접착향상제 0.1~0.5중량부, 탄산칼슘 30~40중량부, 표면개질된 나노 세라믹메탈 분말 20~60중량부, 4-하이드로옥시페닐아민(4-hydroxyphenylamine)이나, 무수 헥사히드로프탈산(hexahydrophthalic anhydride), 무수 메틸헥사히드로프탈산(methylhexahydrophthalic anhydride)중 어느 하나인 반응성경화제 10~20중량부, 소포제 0.1~0.5중량부 및 점도조절용 알코올 1~5중량부를 균일하게 혼합하여 조성된다.
상기 표면개질된 나노 세라믹메탈 분말은 온도계와 교반기가 장착된 반응기에 스테아르산(stearic acid) 10~30중량부를 아세톤(acetone) 이나 에틸아세테이트(ethyl acetate), 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone)중 어느 하나인 극성용매 40~80중량부에 용해시킨 다음 3-(트리에톡시실리) 프로필이소시아네이트[3-(triethoxysilyl) propyl isocyanate]나 3-(트리메톡시실리) 프로필이소시아네이트[3-(trimethoxysilyl) propyl isocyanate]인 2 관능성반응성실란 5~20중량부와 틴(II) 2-에틸헥사노네이트인 축합촉매를 0.01~0.1중량부를 첨가하여 30~60℃에서 100~200rpm의 속도로 1~2시간 동안 반응시킨다.
이와 같이 반응시킨 상기 반응물에 20~40nm 크기의 산화아연(ZnO)이나, 탈크(Talc), 점토(Clay), 지당(TiO2), 탄산칼슘(CaCO3) 중 어느 하나로 된 세라믹메탈 10~100중량부를 투입하여 30~60℃에서 100~200rpm의 속도로 1~4시간 동안 반응시킨 다음 여과, 건조하여 형성한다.
상기 아크릴 방수방식재는, 아크릴 에멀젼 10~20중량부, 이온교환수 20~30중량부, 안료 5~10중량부, 포트랜드시멘트 30~40중량부, 실리카20~80중량부, 수성 에폭시 에멀젼 30~60중량부 및 메타크실렌디아민 경화제 10~20중량부를 균일하게 혼합하여 조성된다.
이와 같은 본 발명은 콘크리트 바닥면(10)의 공극을 막아주고 내수성을 부여하여 부착력을 강화시켜주는 작용을 하는 프라이머층(20)과 프라이머층(20) 위에 프라이머층의 공극을 메우고 바탕면을 보다 평평하도록 퍼티로 마감하는 골메움층(30) 형성하고, 골메움층(30) 위에 활성탄의 화학작용이나 세균에 의에 유발되는 황산에 의한 침식을 견디도록 내후성, 내수성 및 내식성을 갖는 세라믹메탈 함유 방수방식재층(40)을 형성하고, 세라믹메탈 함유 방수방식재층(40) 위에 내후성, 내마모성 및 내수성을 갖도록 아크릴 코팅재로 외부방수방식재층(50)을 형성한다.
또한 콘크리트 구조물 형식 및 환기조건에 따라 산에 의한 피해가 우려되는 곳에서는 내산성의 방식공사를 도입함으로써 구조물 내구연한 증대 및 안정성을 확보해야하며, 이와 같이 방식공사를 시행한 구조물은 에폭시 세라믹메탈 함유 방수방식재로 코팅하게 되므로 구조물 방수도 자연스럽게 달성될 수 있다.
에폭시 나노복합 코팅재는 비스페놀 A형이나 에스테르 변성 비스페놀 A형 에폭시 수지에 표면개질된 20~40nm 크기의 산화아연이나, 탈크, 점토, 지당, 탄산칼슘 중 어느 하나를 혼합하여 얻어지는 경화형 수지에 4-하이드로옥시페닐아민(4-hydroxyphenyl amine), n-사이크로헥실 사이크로헥사아민(n-cyclohexyl cyclohexamine)과 같은 아민류의 경화제로 혼합 경화하면 치밀한 도막을 형성하기 때문에 콘크리트에 도포하여 고압투수 및 화학환경에 높은 방수성 및 방식성을 부여한다.
특히 항균, 항진균성을 갖는 표면개질된 나노 세라믹메탈이 혼합된 방수 코팅재를 토목, 건축, 상수도, 하수도 및 고도의 정수처리시설의 콘크리트 구조물의 담수 부위에 도포하므로 방수 기능은 물론 항균성, 항세균성 및 내구성을 증대시키고, 또한 철근 및 구체의 부식을 방지할 수 있으며 미관을 유지하면서 쉽게 시공이 가능 하다는 장점을 가지고 있다.
특히 본 발명은 콘크리트 바닥면(10)의 공극을 막아주고 내수성을 부여하여 부착력을 강화시켜주는 작용을 하는 프라이머층(20)과 프라이머층(20) 위에 프라이머층의 공극을 메우고 바탕면을 보다 평평하도록 퍼티로 마감하는 골메움층(30) 형성하고, 골메움층(30) 위에 활성탄의 화학작용이나 세균에 의에 유발되는 황산에 의한 침식을 견디도록 내후성, 내수성 및 내식성을 갖는 세라믹메탈 함유 방수방식재층(40)을 형성하고, 세라믹메탈 함유 방수방식재층(40) 위에 내후성, 내마모성 및 내수성을 갖도록 아크릴 코팅재로 외부방수방식재층(50)을 형성하는 상수도 처리시설 중 콘크리트 구조물의 방수시공방법 및 세라믹메탈 함유 수지계 방수 방식재를 제공하는 것이다.
이와 같은 본 발명의 구성은 콘크리트 바닥면(10)에 일차적으로 형성되는 프라이머층(20)과 프라이머층(20) 위에 난연 퍼티 형성되는 골메움층과(30), 골메움층(30) 위에 세라믹메탈 함유 방수방식재로 형성되는 세라믹메탈 함유 방수방식재층(40)과 세라믹메탈 함유 방수방식재층(40) 위에 아크릴 코팅재로 형성된 외부방수방식재층(50)으로 이루어지며, 부가적인 콘크리트의 배합이나 이음새가 없이 일체로 형성된다.
상기 프라이머층(20)은 에스테르 변성 비스페놀 A형 에폭시수지 50~70중량부와, 실리카 10~40중량부 및 4-하이드로옥시페닐아민 10~20중량부를 균일하게 혼합한 경화물로 구성된다.
상기 골메움층(30)은 난연 퍼티로 구성되며, 고무변성에폭시수지, 20~40중량부, 분산제 0.1~0.6중량부, 점도조절제 0.1~2.0중량부, 암모늄폴리포스페이트 4~40중량부, 펜타에리티오톨 10~20중량부, 멜라민 10~30중량부, 지당 1~5중량부, 실리카 1~10중량부, 질석 2~10중량부, 알루미나 0.1~15.0중량부, 암모늄옥타몰리베이트 0.1~5.0중량부, 수산화알루미늄 0.1~5.0중량부, 징크하이드로옥시 스태넌트 0.1~4.0중량부, 징크보레이트 0.1~5.0중량부, 채색안료 0.1~5.0중량부 및 제이인산소다 1.0~3.0중량부를 균일하게 혼합하여 제조하며 상기 프라이머로 매울 수 없는 콘크리트층(10)의 균열이나 골을 매워 평평하도록 시공하게 된다.
상기 세라믹메탈 함유 방수방식재층은(40), 시클로알리패틱계 에폭시수지 10~30중량부, 반응성희석제 2~10중량부, 접착향상제 0.1~0.5중량부, 탄산칼슘 30~40중량부, 표면개질된 나노 세라믹메탈 분말 20~60중량부, 4-하이드로옥시페닐아민 10~20중량부, 소포제 0.1~0.5중량부 및 점도조절용 알코올 1~5중량부를 균일하게 혼합하여 조성된 세라믹메탈 함유 방수방식재로 시공하게 된다.
상기 외부방수방식재층(50)은, 아크릴 에멀젼 10~20중량부, 이온교환수 20~30중량부, 안료 5~10중량부, 포트랜드시멘트 30~40중량부, 실리카 20~80중량부, 수성에폭시에멀젼 30~60중량부 및 경화제인 메타크실렌디아민 10~20중량부를 균일하게 혼합하여 조성된 아크릴 방수방식재로 시공된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명인 세라믹 메탈함유 수지계 방수방식재층을 형성한 방수시공방법에 따른 방수구조는 기존의 방수효과는 물론 세균번식을 방지하여 항균효과를 갖게 되고, 방수기능을 주목적으로 시공되는 기존의 방수재와는 달리 표면개질된 나노 세라믹메탈을 충진제로 함유하고 있어 담수부위의 방수와 항균작용 및 세균번식을 억제할 수 있는 작용과 콘크리트의 노화방지, 그리고 부유물질의 침투로 인한 철근의 부식을 억제하는 작용을 하게 된다.
이와 같이 구성되는 세라믹메탈 함유 방수방식재는 다음과 같은 방식에 의해 시공되게 된다.
상기 프라이머층은(20) 우선 방수방식처리를 필요로 하는 콘크리트층(10)의 표면에 거푸집 박리재, 먼지, 유지류, 레이턴스 등의 불순물을 제거한 후 구조체의 표면 또는 균열부위를 치핑 처리하여 골메움층(30)이 형성될 부위를 고르게 한다.
그 후에 프라이머에 경화제를 균일하게 혼합하여 콘크리트 바탕면의 공극과 균열 부위에 충진하고 표면을 평활하게 하여 프라이머층(20)을 형성한다.
상기 프라이머층(20)은 이후 형성되는 세라믹메탈 함유 방수방식재층(40)과 들뜨는 형상이 발생되지 않는 작용을 하며, 주재와 경화제 혼합물을 붓이나 롤러를 이용하여 구조체의 표면에 고르게 도포 되도록 한다.
상기와 같이 프라이머층을(20) 형성한 다음 약 60분 이상의 시간이 경과한 후 난연퍼티로 프라이머층의(20)의 공극과 균열 부위에 충진하고 표면을 더욱 평활하게 하는 골메움층을(30) 형성한다.
상기와 같이 골메움층(30)을 형성한 다음 약 30분 이상의 시간이 경과한 후에 프라이머층(20)을 형성하는 방식과 동일한 방식으로 경화재와 주재를 표준 배합비로 혼합하여 붓 또는 흙손을 이용하여 평활한 표면이 형성되게 도포하여 세라믹메탈 함유 방수방식재층(40)을 형성한다.
상기 세라믹메탈 함유 방수방식재층은 방수는 물론 정수 처리에 사용되는 입상 활성탄이나 세균에 의해 발생하는 황산에 의한 부식을 막는 역할을 하게 된다.
상기와 같이 세라믹메탈 함유 방수방식재층(40)을 형성한 다음 약 60분 이상의 시간이 경과한 후에 다시 세라믹메탈 함유 방수방식재층(40)을 형성하는 방식과 동일한 방식으로 아크릴 방수방식재를 붓 또는 흙손을 이용하여 평활한 표면이 형성되게 도포하여 외부방수방식재층(50)을 형성한다.
상기 외부방수방식재층(50)은 입상 활성탄이나 여과제로 인한 침식을 견딜 수 있고 방수 기능은 물론 항균성, 항진균성 및 내구성을 증대시키고, 또한 철근 및 구체의 부식을 방지할 수 있으며 미관을 유지한다.
이와 같이 방수층을 형성하는 시공에 있어서, 콘크리트층(10)의 표면이 완전히 건조된 경우 프라이머층(20)의 도포가 용이하지 않기 때문에 물을 살포하여 표면이 습윤상태를 유지하도록 한 후에 시공해야 하며, 또한 기온이 0℃ 이하로 낮아지게 되면 시공을 중단하여야 한다.
그리고 방수방식재의 보관은 습기가 없는 건조한 곳에 보관을 하여야 하고 동절기에는 경화재가 얼지 않도록 충분한 보온 상태를 유지하도록 하여야 한다.
기존의 방수시공과 비교를 하여 보면, 종래의 방수재를 이용하여 정수장의 내부 구조물을 방수하는 경우 통상의 에폭시를 2~3회 정도 도포하여 도막의 두께가 약 1~2mm가 되어 내구 시한이 약 6개월 정도의 수명을 갖게 된다.
상기 기간 내에 다시 방수재를 도포하지 않는 경우 시멘트의 유동성과 부유물질의 접착 및 유해균의 발생으로 인하여 치어들의 성장과정에 악영향을 미치게 되고, 또한 염수로 인하여 구조물 자체의 부식이 발생하게 된다.
그러나 본 발명에 따른 방수방식 시공방법과 세라믹메탈 함유 수지계 방수방식재 이용하여 정수장의 구조물을 방수방식 하는 경우에는 내구 시한이 약 5년 내지 10년 정도가 된다.
본 발명은 정수장에 한정되는 것이 아니라 산업구조물이나 토목, 건축물에 널리 실시할 수 있는 등 산업상 이용가치가 대단하다 할 것이다.
10: 콘크리트층 20: 프라이머층 30: 골메움층
40: 세라믹메탈 함유 방수방식재층 50: 외부방수방식재층

Claims (9)

  1. 콘크리트 바닥면의 공극을 막아주고 내수성을 부여하여 부착력을 강화시켜주는 프라이머층을 형성하는 단계와;
    상기 프라이머층 상층에 프라이머층의 공극을 메우고 바탕면을 보다 평평하도록 난연퍼티로 마감하는 골메움층을 형성단계와;
    상기 골메움층 상층에 내후성, 내수성 및 항균성을 갖는 세라믹메탈 함유 방수방식재층을 형성하는 단계와;
    상기 세라믹메탈 함유 방수방식재층 상층에 내후성, 내마모성 및 내수성을 갖도록 외부 방수방식재층을 형성하는 단계로 이루어지는 세라믹 메탈함유 수지계 방수방식재층을 형성한 방수시공방법에 있어서,
    상기 콘크리트 프라이머층을 10~50㎛ 두께로 하는 것과;
    상기 세라믹메탈 함유 방수방식재층을 활성탄의 화학작용이나 세균에 의에 유발되는 황산에 의한 침식을 견디도록 0.1~0.6mm 두께로 시클로알리패틱계 에폭시수지 10~30중량부, 반응성희석제 2~10중량부, 접착향상제 0.1~0.5중량부, 탄산칼슘 30~40중량부, 표면개질된 나노 세라믹메탈 분말 20~60중량부, 4-하이드로옥시페닐아민 10~20중량부, 소포제 0.1~0.5중량부 및 점도조절용 알코올 1~5중량부를 균일하게 혼합하여 형성하는 것과;
    상기 외부 방수방식재층 10~50㎛ 두께의 아크릴 코팅재로 형성하는 것과;
    상기 표면개질된 나노 세라믹메탈 분말은, 온도계와 교반기가 장착된 반응기에 스테아르산 10~30중량부를 아세톤이나 에틸아세테이트, 메틸에틸케톤 중 어느 하나의 극성용매 40~80중량부에 용해시킨 다음, 3-(트리에톡시실리) 프로필이소시아네이트나 3-(트리메톡시실리) 프로필이소시아네이트인 2 관능성반응성실란 5~20중량부와 틴(II) 2-에틸헥사노네이트로 된 축합촉매 0.01~0.1중량부를 첨가하여 30~60℃에서 100~200rpm의 속도로 1~2시간 동안 반응시키고, 20~40nm 크기의 산화아연이나, 탈크, 점토, 지당, 탄산칼슘 중 어느 하나로 된 세라믹메탈 10~100중량부를 투입하여 30~60℃에서 100~200rpm의 속도로 1~4시간 동안 반응시킨 다음 여과, 건조하는 것을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 세라믹 메탈함유 수지계 방수방식재층을 형성한 방수시공방법.
  2. 삭제
  3. 콘크리트 바닥면의 공극을 막아주고 내수성을 부여하여 부착력을 강화시켜주는 프라이머층을 형성한 것과;
    상기 프라이머층 상층에 프라이머층의 공극을 메우고 바탕면을 보다 평평하도록 난연퍼티로 마감하는 골메움층을 형성한 것과;
    상기 골메움층 상층에 내후성, 내수성 및 항균성을 갖는 세라믹메탈 함유 방수방식재층을 형성한 것과;
    상기 세라믹메탈 함유 방수방식재층 상층에 내후성, 내마모성 및 내수성을 갖도록 외부 방수방식재층을 형성한 것으로 세라믹 메탈함유 수지계 방수방식재층을 형성한 방수구조에 있어서,
    상기 프라이머층을, 에스테르 변성 비스페놀 A형 에폭시수지 50~70중량부와, 실리카 10~40중량부 및 4-하이드로옥시페닐아민 10~20중량부를 균일하게 혼합하여 조성되는 프라이머를 10~50㎛ 두께로 하는 구성하는 것과;
    상기 골메움층을 형성하는 난연퍼티는, 고무변성에폭시 수지, 20~40중량부, 분산제 0.1~0.6중량부, 점도조절제 0.1~2.0중량부, 암모늄폴리포스페이트 4~40중량부, 펜타에리티오톨 10~20중량부, 멜라민 10~30중량부, 지당 1~5중량부, 실리카 1~10중량부, 질석 2~10중량부, 알루미나 0.1~15.0중량부, 암모늄옥타몰리베이트 0.1~5.0중량부, 수산화알루미늄 0.1~5.0중량부, 징크하이드로옥시 스태넌트 0.1~4.0 중량부, 징크보레이트 0.1~5.0 중량부, 채색안료 0.1~5.0중량부 및 제이인산소다 1.0~3.0중량부를 균일하게 혼합하여 조성하는 것과;
    상기 세라믹메탈 함유 방수방식재층을, 활성탄의 화학작용이나 세균에 의에 유발되는 황산에 의한 침식을 견디도록 0.1~0.6mm 두께로 시클로알리패틱계 에폭시수지 10~30중량부, 반응성희석제 2~10중량부, 접착향상제 0.1~0.5중량부, 탄산칼슘 30~40중량부, 표면개질된 나노 세라믹메탈 분말 20~60중량부, 4-하이드로옥시페닐아민 10~20중량부, 소포제 0.1~0.5중량부 및 점도조절용 알코올 1~5중량부를 균일하게 혼합하여 형성한 것과;
    상기 외부 방수방식재층은, 아크릴 에멀젼 10~20중량부, 이온교환수 20~30중량부, 안료 5~10중량부, 포트랜드시멘트 30~40중량부, 실리카 20~80중량부, 수성 에폭시 에멀젼 30~60중량부 및 경화제 10~20중량부를 균일하게 혼합하여 조성된 아크릴 방수방식재를 10~50㎛ 두께로 구성한 것으로 이루어짐을 특징으로 하는 세라믹 메탈함유 수지계 방수방식재층을 형성한 방수구조.
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  8. 세라믹 메탈함유 수지계 방수방식재는, 시클로알리패틱계 에폭시수지 10~30중량부, 반응성희석제 2~10중량부, 접착향상제 0.1~0.5중량부, 탄산칼슘 30~40중량부, 표면개질된 나노 세라믹메탈 분말 20~60중량부, 4-하이드로옥시페닐아민 10~20중량부, 소포제 0.1~0.5 중량부 및 점도조절용 알코올 1~5중량부를 균일하게 혼합하여 조성함을 특징으로 하는 세라믹 메탈함유 수지계 방수방식재층을 형성한 방수방식재 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 시클로알리패틱계 에폭시수지는, 헥사히드로프탈릭산 디글리시딜에스테르 (hexahydrophthalic acid), 3,4-에폭시시클로헥실메틸 3,4-에폭시시클로헥산 카복실레이트 (3,4-epoxycyclo hexylmethyl 3, 4-epoxycyclohexane carboxylate), 4-글리시딜옥시-N,N-디글리시딜 아민) 4-glycidyloxy-N,N-diglycidyl aniline)중 하나로 함을 특징으로 하는 세라믹 메탈함유 수지계 방수방식재층을 형성한 방수방식재 조성물.
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