KR101408630B1

KR101408630B1 - 수용성 복합시트 방수공법

Info

Publication number: KR101408630B1
Application number: KR1020140002711A
Authority: KR
Inventors: 이영한; 이삼수; 이창호
Original assignee: 이삼수; 이창호; 이영한
Priority date: 2014-01-09
Filing date: 2014-01-09
Publication date: 2014-06-17
Anticipated expiration: 2034-01-09

Abstract

본 발명은 수용성 복합시트 방수공법에 관한 것으로, 콘크리트 구조물의 표면을 정리하고 청소하는 제1단계; 상기 콘크리트 구조물의 표면에 수용성 아크릴 에멀젼 수지로 된 프라이머(Primer)를 도포하고 건조시키는 제2단계; 상기 프라이머의 표면에 수용성 아크릴 에멀젼 수지와 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물이 혼합된 복합수지조성물로 구성되는 도막방수제를 도포하면서 부직포를 부착하는 제3단계; 상기 부직포 위에 수용성 아크릴 에멀젼 수지와 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물이 혼합된 복합수지조성물, 시멘트, 탄산칼슘, 규사, 물이 각각 5 ~ 7 : 1 ~ 3 : 0.5 ~ 1.5 : 0.5 ~ 1.5 : 1 ~ 3의 중량비로 구성되는 중도방수제를 함침하여 건조시키는 제4단계; 상기 중도방수제 위에 탑코트(Top-Coat)를 도포하고 건조시키는 제5단계의 순서대로 이루어짐을 특징으로 한다.
본 발명의 수용성 복합시트 방수공법은 초기 접착력과 경화성이 충분히 발현될 수 있는 수용성 아크릴 에멀젼 수지로 된 프라이머(Primer)를 도포하고 이 수용성 아크릴 에멀젼 수지와 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물이 혼합된 복합수지조성물로 구성되는 도막방수제를 도포하면서 부직포를 부착시킨 다음, 상기 복합수지조성물과 무기질 재료로 구성되는 중도방수제를 함침시킴으로써 배합안정성이 우수하고 고형분 함량이 높아서 건조속도가 빠르며, 또한 방수층 자체가 더욱 확고하게 일체화되어 분리현상이나 이질현상을 발생되지 않을 뿐만 아니라 통기성과 크랙에 대한 저항성, 단열효과가 더욱 우수하게 되는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 수용성 복합시트 방수공법은 콘크리트 구조물의 표면에 사용되는 프라이머(Primer), 도막방수제 및 중도방수제가 유기용제를 전혀 포함하지 않기 때문에 인체에 유해성이 없으며, 아울러 내산성, 내알칼리성, 내유성, 내열성 및 인장강도가 우수하여 장기간 동안 자외선이나 기온의 변화에 강하고 고온(약 70℃)과 저온(약 -50℃)에서도 물성의 변화가 거의 없을 뿐만 아니라, 수분이 있는 곳에서도 부착성이 양호하여 기존의 방수층을 철거하지 않아도 시공이 가능하고 표면 평활성과 외관 성능, 내후성이 매우 양호한 장점이 있다.

Description

수용성 복합시트 방수공법{AQUEOUS COMPLEX SHEET WATERPROOF CONSTRUCTION METHOD}

본 발명은 수용성 복합시트 방수공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건물옥상, 지하 기초바닥 및 외벽, 지하주차장의 상부 슬라브, 지하철, 공동구, 물탱크, 정화조, 수영장, 터널 등 다양한 용도의 콘크리트 구조물 표면에 프라이머(Primer)를 도포하고 수용성 도막방수제를 도포하면서 부직포를 부착시킨 후, 그 위에 중도방수제를 함침시키고 탑코트(Top-Coat)를 도포함으로써, 콘크리트 구조물 표면에 대한 방수기능은 물론 방수층 자체의 분리나 이질현상이 개선되어 단열효과와 건축물 구조재료의 부식 및 크랙에 대한 저항성을 갖도록 한 수용성 복합시트 방수공법에 관한 것이다.

일반적으로, 건축 및 토목구조물의 보호 시스템으로 사용되는 방수재료에는 그 시공방식에 따라 쉬트식 방수재료, 도막식 방수재료, 침투식 방수재료가 있다. 그 중에서 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 300kgf/㎠ 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. 또한, 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 기본기능 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 고무성분이 적어 콘크리트 구조물의 균열을 방지하는 기능은 거의 갖고 있지 못하다.

상기 침투식 방수제 또는 도막식 방수제는 기존에 개발된 기술이 많이 있으나, 최근 친환경적인 요구에 부응하는 대표적인 도막식 방수제로 에멀젼형 방수제를 사용하고자 하는 시도가 있으며, 아울러 주로 쉬트식 방수재료와 결합하여 사용하고자 하는 연구도 활발히 진행되고 있는 실정이다.

한편, 콘크리트 구조물의 표면은 대개 외부로 노출이 되어 있어 시간이 지남에 따라 노후화되면 그 표면에 크랙이 발생하여 구조물의 강성을 떨어뜨림은 물론, 발생된 크랙으로 수분이 침투하면 추가적인 균열을 더 쉽게 유발하는 원인이 될 뿐만 아니라, 침투된 수분은 내부에 배근된 철근을 쉬이 부식시키는 원인이 되는바, 콘크리트 구조물이 노후화되면 이러한 심미성과 강도 저하를 원인으로 그 표면의 보수와 마감 처리가 필요하게 된다.

본 발명과 관련하여 대표적인 방수공법에 관한 선행기술로서, 대한민국 특허공보 제10-0942521호(등록일 : 2010. 2. 8)에는 에멀젼형 도막방수재를 다층으로 시공하는 방수공법으로 무기질 및 도막방수재를 이용한 복합 단열 도막방수공법을 개시하고 있으나, 이는 방수제를 다층으로 도포할 뿐, 부직포 등과 같은 보강재를 사용하지 않음으로 인하여 균열 발생 및 내구성에 불리한 점이 있어 상당히 제한적인 용도에만 사용할 수 있는 것으로 파악된다.

또한, 대한민국 특허공보 제10-0883743호(등록일 : 2009. 2. 6)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 공법이 기재되어 있는바, 이는 콘크리트면에 내알칼리성 에폭시계 프라이머를 도장하는 도장작업단계; 상기 도장작업단계 후, 에폭시수지, 우레탄계 에폭시수지, 타르, 접착제를 포함하는 교면방수 조성물을 유리섬유에 함침시키고 적층작업을 하는 제1방수막 생성단계; 상기 방수막 상부에 규사(SiO2)를 살포하는 부착력 증진단계를 포함하는 구성으로 되어 있으며, 대한민국 특허공보 제10-0688468호(등록일 : 2007. 2. 22)에는 콘크리트 구조물의 방수, 크랙 보수방법에 관한 기술로서 접착제가 함침된 부직포 및 도막탄성방수재 함침 부직포를 적층 경화하는 단계를 포함하는 콘크리트 구조물의 방수, 크랙 보수방법을 개시하고 있고, 대한민국 특허공보 제10-0806613호(등록일 : 2008. 2. 18)에는 루핑시트를 이용한 방수공법을 개시하고 있다.

그러나 상기 공지된 방법에 의한 기술은 모두 용제형 방수제를 사용하기 때문에 작업상의 불편이 따르는 문제점이 있고 습기와 내구성에 취약한 점이 있으므로, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 출원의 발명자는 수년간 다양한 방법에 의한 시도를 하였는데, 그 중에서 내산성, 내알칼리성, 내유성, 내열성 및 인장강도가 우수하여 장기간 동안 자외선이나 기온의 변화에 강하고, 또한 고온과 저온에서도 물성의 변화가 거의 없으며, 수분이 있는 곳에서도 부착성이 양호하여 기존의 방수층을 철거하지 않아도 시공이 가능한 콘크리트 구조물용 수용성 도막방수제와 이를 이용한 콘크리트 구조물의 방수공법을 개발한바 있으며, 동 기술은 특허 제10-1122254호(등록일 : 2012. 2. 23), 특허 제10-0982820호(2010. 9. 10), 특허 제10-1329239호(등록일 : 2013. 11. 07)로 등록되어 각종 콘크리트 구조물용 복합시트 방수공법으로 유용하게 실시하고 있다.

한편, 본 발명은 콘크리트 구조물의 표면에 부착성이 우수한 수용성 아크릴 에멀젼 수지로 된 프라이머를 도포한 다음, 본 발명자에 의해 개발된 상기 특허의 기술적 특징, 즉 수용성 에틸렌 비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물을 그대로 이용하면서 상기 수용성 아크릴 에멀젼 수지를 혼합하여 복합수지조성물로 사용함으로써, 본 발명에 따른 복합시트 방수공법은 방수층 자체가 더욱 확고하게 일체화되고 분리현상이나 이질현상을 발생되지 않을 뿐만 아니라 통기성과 인장력, 균열저항성, 보온성이 더욱 향상된다는 점에 착안하여 본 발명을 완성한 것이다.

대한민국 특허공보 제10-0942521호(등록일: 2010. 2. 8) 대한민국 특허공보 제10-0883743호(등록일: 2009. 2. 6) 대한민국 특허공보 제10-0688468호(등록일: 2007. 2. 22) 대한민국 특허공보 제10-0806613호(등록일: 2008. 2. 18) 대한민국 특허공보 제10-0982820호(등록일: 2010. 9. 10) 대한민국 특허공보 제10-1329239호(등록일: 2013. 11. 07)

본 발명의 목적은 콘크리트 구조물의 표면에 초기 접착력과 경화성을 충분히 발현할 수 있는 수용성 아크릴 에멀젼 수지로 된 프라이머(Primer)를 도포하고 이 수용성 아크릴 에멀젼 수지와 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물이 혼합된 복합수지조성물로 구성되는 도막방수제를 도포하면서 부직포를 부착시킨 다음, 복합수지조성물과 무기질 재료로 구성되는 중도방수제를 함침시킴으로써 방수기능은 물론 함침시트의 강한 인장력으로 구조재료의 미세 진행형 균열과 부식을 방지하며, 또한 방수층 자체가 더욱 확고하게 일체화되어 분리현상이나 이질현상을 발생되지 않을 뿐만 아니라 통기성과 크랙에 대한 저항성, 단열효과가 더욱 향상된 수용성 복합시트 방수공법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 콘크리트 구조물의 표면에 사용되는 프라이머, 도막방수제 및 중도방수제가 유기용제를 전혀 포함하지 않기 때문에 인체에 유해성이 없으며, 아울러 내산성, 내알칼리성, 내유성, 내열성 및 인장강도가 우수하여 장기간 동안 자외선이나 기온의 변화에 강하고 고온(약 70℃)과 저온(약 -50℃)에서도 물성의 변화가 거의 없을 뿐만 아니라, 수분이 있는 곳에서도 부착성이 양호하여 기존의 방수층을 철거하지 않아도 시공이 가능하고 표면 평활성과 외관 성능, 내후성이 양호한 수용성 복합시트 방수공법을 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 수용성 복합시트 방수공법은 콘크리트 구조물의 표면을 정리하고 청소하는 제1단계; 상기 콘크리트 구조물의 표면에 수용성 아크릴 에멀젼 수지로 된 프라이머(Primer)를 도포하고 건조시키는 제2단계; 상기 프라이머의 표면에 수용성 아크릴 에멀젼 수지와 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물이 혼합된 복합수지조성물로 구성되는 도막방수제를 도포하면서 부직포를 부착하는 제3단계; 상기 부직포 위에 수용성 아크릴 에멀젼 수지와 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물이 혼합된 복합수지조성물, 시멘트, 탄산칼슘, 규사, 물이 각각 5 ~ 7 : 1 ~ 3 : 0.5 ~ 1.5 : 0.5 ~ 1.5 : 1 ~ 3의 중량비로 구성되는 중도방수제를 함침하여 건조시키는 제4단계; 상기 중도방수제 위에 탑코트(Top-Coat)를 도포하고 건조시키는 제5단계의 순서대로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제2단계 내지 제4단계에서 사용되는 수용성 아크릴 에멀젼 수지는 2-에틸헥실 아크릴레이트 모노머(2-Ethyl hexyl acrylate monomer), 스틸렌 모노머(Stylene monomer), 아크릴산 모노머(Acryl acid monomer), N-메틸올 아크릴아미드 모노머(N-methylol acrylamide monomer)이 유화중합되어 이루어지며, 점도 3,000±1,000cps(25℃ 기준), PH 7±1인 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 상기 제3단계 및 제4단계에서 사용되는 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물은 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 50 ~ 60중량%, 수용성 아크릴 에멀젼 수지 20 ~ 30중량% 및 폴리부틸아크릴산 공중합체 10 ~ 20 중량%의 비율로 혼합되고 고형분 함량 40 ~ 60%, 점도 5,000 ~ 10,000cps(25℃ 기준)이며, 상기 복합수지조성물은 수용성 아크릴 에멀젼 수지 100중량부를 기준으로 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물이 50 ~ 200중량부의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 한다. 그리고 상기 제3단계에서의 부직포는 폴리에스테르 부직포를 사용한다.

본 발명의 수용성 복합시트 방수공법은 초기 접착력과 경화성이 충분히 발현될 수 있는 수용성 아크릴 에멀젼 수지로 된 프라이머(Primer)를 도포하고 이 수용성 아크릴 에멀젼 수지와 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물이 혼합된 복합수지조성물로 구성되는 도막방수제를 도포하면서 부직포를 부착시킨 다음, 상기 복합수지조성물과 무기질 재료로 구성되는 중도방수제를 함침시킴으로써 배합안정성이 우수하고 고형분 함량이 높아서 건조속도가 빠르며, 또한 방수층 자체가 더욱 확고하게 일체화되어 분리현상이나 이질현상을 발생되지 않을 뿐만 아니라 통기성과 크랙에 대한 저항성, 단열효과가 더욱 우수하게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 수용성 복합시트 방수공법은 콘크리트 구조물의 표면에 사용되는 프라이머(Primer), 도막방수제 및 중도방수제가 유기용제를 전혀 포함하지 않기 때문에 인체에 유해성이 없으며, 아울러 내산성, 내알칼리성, 내유성, 내열성 및 인장강도가 우수하여 장기간 동안 자외선이나 기온의 변화에 강하고 고온(약 70℃)과 저온(약 -50℃)에서도 물성의 변화가 거의 없을 뿐만 아니라, 수분이 있는 곳에서도 부착성이 양호하여 기존의 방수층을 철거하지 않아도 시공이 가능하고 표면 평활성과 외관 성능, 내후성이 매우 양호한 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 수용성 복합시트 방수공법을 나타내는 순서도이다.

본 발명은 수용성 복합시트 방수공법으로서, 콘크리트 구조물의 표면을 정리하고 청소하는 제1단계; 상기 콘크리트 구조물의 표면에 수용성 아크릴 에멀젼 수지로 된 프라이머(Primer)를 도포하고 건조시키는 제2단계; 상기 프라이머의 표면에 수용성 아크릴 에멀젼 수지와 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물이 혼합된 복합수지조성물로 구성되는 도막방수제를 도포하면서 부직포를 부착하는 제3단계; 상기 부직포 위에 수용성 아크릴 에멀젼 수지와 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물이 혼합된 복합수지조성물, 시멘트, 탄산칼슘, 규사, 물이 각각 5 ~ 7 : 1 ~ 3 : 0.5 ~ 1.5 : 0.5 ~ 1.5 : 1 ~ 3의 중량비로 구성되는 중도방수제를 함침하여 건조시키는 제4단계; 상기 중도방수제 위에 탑코트(Top-Coat)를 도포하고 건조시키는 제5단계의 순서대로 이루어진다.

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 각 단계별 공정을 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.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 콘크리트 구조물의 방수공법은 제1단계 내지 제5단계를 포함하여 이루어지며, 제1단계는 콘크리트 구조물의 표면을 정리하고 청소하는 공정이다. 이는 평삭기나 수작업 등에 의해 콘크리트 표면의 이물질을 제거하거나 돌출부를 정리한 다음, 고압세척기 또는 빗자루로 바닥을 깨끗이 청소하여 콘크리트 표면의 틈에 하도제의 침투가 용이하도록 하는 것이다.

제2단계는 상기 콘크리트 구조물의 표면에 수용성 아크릴 에멀젼 수지로 된 프라이머(Primer)를 도포하고 건조시키는 공정으로서, 상기 아크릴 에멀젼 수지로 된 프라이머는 콘크리트 표면에 대한 접합성과 평활성이 우수하고, 방수층과의 접착력을 좋게 할 뿐만 아니라 방수층 표면에 약간의 탄성을 부여하면서 표면의 크랙을 방지하는 효과를 갖게 된다. 일반적인 프라이머(접착성 하도제)로서 요구되는 성질로는 크게 내화학성, 내습성, 접착력 등을 들 수 있는데, 본 발명에서는 수용성 프라이머로서 콘크리트 구조물 표면에 대한 침투성이 우수하고 초기 접착력과 경화성을 충분히 발현할 수 있는 아크릴 에멀젼 수지가 가장 바람직한 것으로 조사되었고, 이는 본 발명의 제3단계 및 제4단계에서 사용하는 도막방수제와 중도방수제 중의 일성분과 동일한 성분으로 현장에서 편리하게 사용할 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 수용성 아크릴 에멀젼 수지는 2-에틸헥실 아크릴레이트 모노머(2-Ethyl hexyl acrylate monomer), 스틸렌 모노머(Stylene monomer), 아크릴산 모노머(Acryl acid monomer), N-메틸올 아크릴아미드 모노머(N-methylol acrylamide monomer)이 유화중합되어 이루어지며, 상기 2-에틸헥실 아크릴레이트 모노머는 기재에 대한 표면 부착성이 탁월하여 접착력과 내탄성을 부여해 주고, 상기 스틸렌 모노머는 접착강도를 조절하여 접착제의 내수성, 내마모성, 내탄성, 내화성, 내화학성을 유지시켜 준다. 그리고 상기 N-메틸올 아크릴아미드 모노머는 접착제의 내열성을 부여함과 동시에 방음 및 단열성을 부여하는 역할을 하게 된다.

구체적으로 본 발명의 수용성 아크릴 에멀젼 수지는 물 30 ~ 50중량%, 2-에틸헥실 아크릴레이트 모노머(2-Ethyl hexyl acrylate monomer) 10 ~ 20중량%, 스틸렌 모노머(Stylene monomer) 12 ~ 22중량%, 아크릴산 모노머(Acryl acid monomer) 0.5 ~ 1.5중량%, N-메틸올 아크릴아미드 모노머(N-methylol acrylamide monomer) 1 ~ 3중량%, 암모늄 퍼설페이트(Ammonium persulphate) 0.2 ~ 0.4중량%, 소듐 비설페이트(Sodium bisulphate) 0.1 ~ 0.3중량%, 암모니아수(Ammonium hydroxide water) 0.5 ~ 1.5중량%, 난연제 2 ~ 10중량%, 점도조절제 10 ~ 30중량% 및 유화제 0.5 ~ 1.5중량%를 각각 포함하여 이루어진다.

위와 같이 제조되는 수용성 아크릴 에멀젼 수지는 점도 3,000±1,000cps(25℃ 기준), PH 7±1 정도를 나타내며, 이는 석재, 콘크리트, 시멘트 등 각종 피착물에 대한 표면 부착성이 탁월하고 서로 다른 재질 간에도 강한 접착력을 나타내며, 그 접착력에 의해 내수성, 내마모성, 내광성(耐光性), 내탄성, 내화성, 내화학성은 물론, 방음 및 단열성과 미끄럼방지 기능에 탁월한 효과가 있다.

제3단계는 상기 프라이머의 표면에 수용성 아크릴 에멀젼 수지와 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물이 혼합된 복합수지조성물로 구성되는 도막방수제를 도포하면서 부직포를 부착하는 공정이다. 상기와 같이 혼합되는 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물은 (A) 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 50 ~ 60중량%, (B) 수용성 아크릴 에멀젼 수지 20 ~ 30중량%; 및 (C) 폴리부틸아크릴산 공중합체 10 ~ 20중량%를 포함하는 수지조성물로 이루어지며, 고형분 함량 40 ~ 60%, 점도 5,000 ~ 10,000cps(25℃ 기준)가 되도록 제조된 것을 사용하는 것이 작업성 및 부착성 측면에서 바람직하다.

참고로, 상기 수용성 에틸렌비닐아세트산(Ethylene-Vinyl Acetate) 기상공중합체(A)는 폴리에틸렌의 평균분자량이 1,000 ~ 12,000범위로 밀도 0.918 ~ 0.932g/㎤를 갖는 중합체를 기상법으로 제조함으로써 분말형태의 고분자물질을 얻을 수 있고 그 분자량 분포가 좁은 것을 사용하는 것이 제품의 균일성 측면에서 바람직하며, 통상적인 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 제품의 유연성을 증대시키게 된다.

상기 수용성 에틸렌비닐아세트산 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, 상기 수용성 아크릴 에멀젼 수지(B)는 총 수지조성물 대비 20 ~ 30중량% 정도로 함유되어 (A)성분 50 ~ 60중량%와 비교하여 대략 1/3 ~ 1/2의 중량비로 혼합되는바, 앞서 제2단계에서와 같이 아크릴산을 중합할 때 암모니아수와 같은 알칼리를 넣어 pH를 높여주면 점도가 향상되는 상태가 되어 완전히 굳지 않고 점성의 폴리머가 되므로, 상기와 같은 아크릴 에멀젼 수지(B)의 조성으로 인하여 수지조성물에 소정의 물을 혼합하여 도막방수제를 제조할 시 적합한 점도를 유지 할 수 있을 뿐만 아니라 건조 후에는 바닥면과의 밀착성과 부착성이 높은 도막방수제를 형성할 수 있게 되는 것이다.

그리고 일반적인 아크릴 에멀젼 수지(waterbase-type acrylic emulsion resin)는 수성, 유기용제형, 상온건조형, 가열건조형 등으로 다양하게 제조가 가능하지만, 본 발명에서 사용되는 수성타입은 150℃의 우수한 내열성(耐熱性)을 가지고 있으며, 투명성과 투과율(굴절율이 1.49로 뛰어남), 내화학성, 전기절연성, 내수성(耐水性)이 모두 양호하고, 흡수성, 침투성, 내후성과 광택이 우수하며, 이를 기재로 한 수용성 바인더는 기존 수성 바인더와는 달리 철재뿐만 아니라 각종 건축물의 다양한 소지에 대한 부착성이 우수하여 경제적인 시스템 도장이 가능하다.

다음으로, 상기 수지조성물에 혼합되는 폴리부틸아크릴산 공중합체(C)는 접착제로 사용되며, 이는 방수면 표면에 약간의 탄성을 부여하면서 표면의 크랙을 방지하는 효과를 갖게 되는바, 상기 폴리부틸아크릴산 공중합체(C)의 사용량은 수지조성물 100중량%를 기준으로 할 때 10 ~ 15중량% 정도로 혼합하는 것이 적합하고, 습도가 높은 곳에는 15 ~ 20중량% 정도 혼합하는 것이 방수층 표면의 평활성 측면에서 적합한 것으로 연구되었다. 본 발명에서 사용되는 폴리부틸아크릴산 공중합체(C)는 폴리부틸아크릴산 호모중합체, 폴리에틸아크릴산 호모중합체, 폴리스틸렌 호모중합체, 폴리아크릴산 호모중합체가 적정비율로 혼합되고 물에 의해 유화중합되어 이루어지는 공중합체로서, 수용성이고 내화성, 내마모성, 내유성, 자외선 저항성 등의 물성이 우수하다.

본 발명에 따르는 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물의 제조방법은 상기 (A)+(B)+(C)로 구성되는 수지조성물을 혼합용기에 투입하고, 혼합용기를 100 ~ 300rpm의 회전속도로 1 ~ 3시간 동안 교반시켜 고형분 함량이 중량기준으로 40 ~ 60%, 25℃에서의 점도가 5,000 ~ 10,000cps 정도가 되도록 제조되는바, 점도는 콘크리트 표면의 온도와 습도 및 기온의 변화에 맞추어 그 제한된 범위 내에서 조정하는 것이 작업성 및 부착성 등을 고려해 볼 때 바람직하며, 상기 수용성 아크릴 에멀젼 수지 100중량부를 기준으로 할 때 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물이 50 ~ 200중량부의 비율로 혼합된 복합수지조성물이 도막방수제로 사용된다.

또한, 상기 제3단계에서 사용되는 부직포는 폴리에스테르 재질로 된 부직포를 사용함으로써 방수층에 강한 인장성과 단열성을 부여하고 충격에 의한 미세크랙 발생을 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 이때 부직포 이음부는 5 ~ 10㎝의 폭으로 겹침 시공하거나 맞댐 시공한 후, 연결부위를 부직포로 보강하는 것이 적합하며, 그 연결부위는 상기 도막방수제로 도포하여 부착시키는 것이 도막방수층의 파손, 들뜸, 균열을 최대한 방지할 수 있다.

제4단계는 상기 부직포 위에 수용성 아크릴 에멀젼 수지와 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물이 혼합된 복합수지조성물, 시멘트, 탄산칼슘, 규사, 물이 각각 5 ~ 7 : 1 ~ 3 : 0.5 ~ 1.5 : 0.5 ~ 1.5 : 1 ~ 3의 중량비로 구성되는 중도방수제를 함침하여 건조시키는 공정으로서, 이는 부직포 내의 기공 사이에 상기 복합수지조성물과 무기질 재료로 구성된 중도방수제가 조밀하게 충진되어 강한 표면인장력을 갖게 되므로 콘크리트 구조물에 대한 미세 진행형 균열과 부식을 방지하며, 아울러 부직포에 함침되어 있는 복합수지조성물은 부직포와 상하부 방수층 간에 부착력을 증진시키고 강한 피막특성을 발휘함으로써 방수층의 들뜸 현상이나 핀홀 발생을 방지하는데 효과적이다.

다시 말해, 본 발명에서 중도방수제로 사용되는 복합수지조성물은 투명성과 투과율, 내후성, 내약품성, 전기절연성, 내수성이 모두 양호하고 약 150℃의 우수한 내열성을 가지고 있으며, 아울러 다른 에멀젼 수지에 비해 부직포 시트에 대한 흡수성과 침투성이 우수하기 때문에 부직포 시트의 기공 사이로 수지와 무기질 복합성분이 용이하게 침투되므로, 이러한 중도방수제의 작용으로 인하여 부직포 시트의 인장력과 부착성이 향상되어 콘크리트 구조물의 미세균열과 내부 철재의 부식을 방지할 뿐만 아니라 부직포 시트의 이음부 또는 방수층 간의 분리현상이나 이질현상을 현저하게 개선시키게 된다. 특히 본 발명에서는 복합수지조성물에 첨가되는 무기질 재료에 탄산칼슘 분말을 적정량 포함시킴으로써 그 하부에 부착되어 있는 부직포와의 밀착성이 더욱 견고하게 됨을 확인할 수 있었다.

그리고 상기 수용성 아크릴 에멀젼 수지는 앞서본 제2단계에서의 프라이머 및 제3단계에서 사용하는 중도방수제 중의 일성분(B)과 동일한 물질이므로 현장에서 호환성 있게 사용할 수 있어 작업성이 양호하다.

제5단계는 상기 중도방수제 위에 탑코트(Top-Coat)를 도포하고 건조시키는 공정으로 코팅재의 종류에 특별한 제한이 있는 것은 아니며, 중도방수제 시공면에 0.3㎏/㎡의 양으로 코팅재를 도포한 후 상온에서 24시간 이상 건조 양생시킨다. 다만, 상기 탑코트는 습도가 높은 곳에서도 건조가 빠른 속건형을 사용하는 것이 바람직하며, 색상발현이 가능하도록 무기 또는 유기안료를 추가적으로 포함함으로써 도막의 강도 등 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 주변 구조물과의 색상을 자연스럽게 발현시키는 것이 좋다.

상기 탑코트는 사용목적 및 부위에 따라 도막 두께가 다르게 추천될 수 있으며, 도장 작업은 대기온도 5 ~ 35℃, 상대습도 85% 이하의 조건에서 롤러, 붓, 스프레이 등에 의해 사용하는 도장기기에 따라 물로 적당히 희석하여 1회 내지 3회 정도로 도포하여 상온에서 24시간 이상 건조시키는 것이 바람직한데, 소지온도는 수분의 응축을 방지하기 위해 이슬점보다 약 3℃ 이상 높아야 건조 후의 부착성과 도막강도를 최대한 보장할 수 있다. 그리고 도막두께는 평활한 면을 기준으로 건조도막두께가 1㎜ 이내이면 통기성과 부착성에 문제가 없는 것으로 조사되었다.

다음으로, 상기 수용성 복합시트 방수공법을 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 아크릴 에멀젼 수지 제조

[실시예 1]

제1공정: 1000ℓ 배합조에 물 225㎏을 넣고 유화제인 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 에테르(NP) 10㎏을 투입하여 용해 교반하면서 2-에틸헥실 아크릴레이트 모노머(2-EHAM) 150㎏, 스틸렌 모노머(SM) 170㎏, 아크릴산 모노머 10㎏, N-메틸올 아크릴아미드 모노머(N-MAM) 20㎏을 투입하여 유화시킨다.

제2공정 : 1000ℓ 반응조에 물 150㎏을 넣고 온도를 70℃ 정도로 올리고 산화개시제인 암모늄 퍼설페이트(APS) 3㎏과 환원개시제인 소듐 비설페이트(SBS) 2㎏을 투입한 후, 상기 유화된 프리에멀젼 중합체를 3시간에 걸쳐 적하시키고 중화제인 암모니아수 10㎏을 투입하고 2시간 동안 혼합 및 숙성시킨다. 다음으로 난연제인 안티몬 50㎏, 점도조절제인 탄산칼슘 분말 200㎏을 첨가하고 혼합 및 냉각시켜 유백색의 졸(sol)상 수용성 아크릴 에멀젼 수지를 제조하였다.

[실험예 1]

상기 실시예 1에 따라 제조된 수용성 아크릴 에멀젼 수지와 시중에 유통되는 제품으로 고무아스팔트계 및 용제형 우레탄계 프라이머를 비교하여 인장강도, 신장율, 부착강도, 내화학성, 표면 평활성 및 작업성에 대하여 측정한 결과를 아래 [표 1]에 나타내었다. 여기서, 인장강도 및 부착강도는 ASTM D 638-91 및 ASTM D 4541-89 방법으로, 신장율은 ASTM D638-91 방법에 따라 측정하였으며, 내화학성은 ASTM D 543 방법에 의거 측정하였다.

물성		실시예 1	고무아스팔트계	우레탄계
인장강도(㎏f/㎠)		73	59	36
신장률(%)		785	740	710
부착강도(㎏f/㎠)		24	17	12.5
내화학성	에틸렌글리콜	이상없음	이상없음	이상없음
	칼슘클로라이드	이상없음	불량	불량
	가솔린	이상없음	이상없음	불량
	모터오일	이상없음	이상없음	이상없음
	소듐클로라이드	이상없음	불량	불량
표면 평활성		○	×	○
작업성		양호	불량	불량

상기 표면 평활성에서,

○ : 핀홀 등의 표면 불량이 발생되지 않음

× : 핀홀 등의 표면 불량이 미세하게 발생

수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물 제조

[실시예 2]

수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 50중량부에 수용성 아크릴 에멀젼 수지 30중량부 및 폴리부틸아크릴산 공중합체 20중량부의 비율로 첨가한 수지조성물을 형성하고 가소제와 함께 믹서기에 투입한 후, 상온에서 점도 7,000cps에 도달할 때까지 약 2시간 동안 200rpm의 회전속도로 교반 혼합시켜 균일한 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물을 제조하였다.

[실시예 3]

상기 실시예 2와 동일한 방법으로 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물을 제조하되, 다만 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 60중량부에 수용성 아크릴 에멀젼 수지 30 중량부 및 폴리부틸아크릴산 공중합체 10 중량부로 조성하였다.

[실시예 4]

상기 실시예 2와 동일한 방법으로 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물을 제조하되, 다만 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 60중량부에 수용성 아크릴 에멀젼 수지 20중량부 및 폴리부틸아크릴산 공중합체 20중량부로 조성하였다.

복합수지조성물( 도막방수제 ) 제조

[실시예 5] ~ [실시예 7]

아래 [표 2]와 같은 원료의 배합조건으로 상온에서 수용성 아크릴 에멀젼 수지와 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물을 혼합하여 복합수지조성물을 제조하였으며, 점도는 대략 4000 ~ 6,000cps(25℃ 기준)를 유지하는 것으로 조사되었다.

배합의 종류(중량부)	실시예 5	실시예 6	실시예 7
수용성 아크릴 에멀젼 수지	100	100	100
에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물	50	100	200

[실험예 2]

상기 실시예 5 내지 실시예 7에 따라 제조된 도막방수제와 시중에 유통되는 제품으로 고무아스팔트계 및 용제형 우레탄계 도막방수제를 비교하여 인장강도, 신장율, 부착강도, 내화학성, 표면 평활성 및 작업성에 대하여 측정하여 그 결과를 [표 3]에 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
물성		5	6	7	고무아스팔트계 도막방수제	우레탄계 도막방수제
인장강도(㎏f/㎠)		79	83	77	59	36
신장률(%)		810	812	803	740	710
부착강도(㎏f/㎠)		27	29	23	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 3의 결과로부터 본 발명의 수용성 도막방수제는 기존 유성제품에 비하여 인장강도, 신장율, 부착강도, 내화학성 및 표면 평활성이 전반적으로 양호하고, 콘크리트 구조물의 크랙에 강한 저항성을 나타낼 수 있기 때문에 장기간 동안 방수성능이 저하되지 않을 뿐만 아니라 주변 온도의 영향을 받지 않고 저온이나 고온에서도 작업이 가능하며, 유기용제에 의한 유해성이 전혀 없다는 것을 알 수 있다.

다음으로, 본 발명에 의한 수용성 복합시트 방수공법으로 프라이머를 도포하고 실시예 5 내지 실시예 7의 제조방법으로 제조된 도막방수제를 도포하면서 부직포를 부착시킨 다음, 중도방수제를 함침시킨 방수층(5mm 두께)에 대해, 기존의 고무아스팔트계 도막 방수공법(3mm 두께) 또는 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 항목으로 현장실험을 통하여 살펴보았다.

그 결과, 본 발명의 복합시트 방수공법에 의한 방수층은 강한 접착력과 우수한 작업성을 바탕으로 보다 월등한 특성을 보였는바, 본 발명은 프라이머를 도포하고 복합수지조성물로 구성되는 도막방수제를 도포하면서 부직포를 부착한 후, 부직포 위에 복합수지조성물과 무기질 재료를 포함하는 중도방수제를 함침하는 공정을 통해 도막 방수층의 파손, 들뜸, 균열에 따른 저항성과 통기성을 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 최상부의 탑코트는 미려한 외관을 나타내고 자외선과 산성, 알칼리성에 강하게 작용하여 내후성이 현저하게 향상됨을 기대할 수 있다.

따라서 본 발명의 수용성 복합시트 방수공법은 물성이 우수한 재질이 다층으로 적절하게 조합됨으로써 인장성이 우수하여 하절기에는 유연성이 좋고 동절기의 수축에 따른 크랙이 발생되지 않으므로, 콘크리트 구조물 표면의 탄력성과 단열성을 강화하게 되고 미세크랙 발생을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.

Claims

콘크리트 구조물의 표면을 정리하고 청소하는 제1단계;
상기 콘크리트 구조물의 표면에 수용성 아크릴 에멀젼 수지로 된 프라이머(Primer)를 도포하고 건조시키는 제2단계;
상기 프라이머의 표면에 수용성 아크릴 에멀젼 수지와 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물이 혼합된 복합수지조성물로 구성되는 도막방수제를 도포하면서 부직포를 부착하는 제3단계;
상기 부직포 위에 수용성 아크릴 에멀젼 수지와 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물이 혼합된 복합수지조성물, 시멘트, 탄산칼슘, 규사, 물이 각각 5 ~ 7 : 1 ~ 3 : 0.5 ~ 1.5 : 0.5 ~ 1.5 : 1 ~ 3의 중량비로 구성되는 중도방수제를 함침하여 건조시키는 제4단계;
상기 중도방수제 위에 탑코트(Top-Coat)를 도포하고 건조시키는 제5단계;
의 순서로 이루어짐을 특징으로 하는 수용성 복합시트 방수공법.
제1항에 있어서,
상기 제2단계 내지 제4단계에서 사용되는 수용성 아크릴 에멀젼 수지는 2-에틸헥실 아크릴레이트 모노머(2-Ethyl hexyl acrylate monomer), 스틸렌 모노머(Stylene monomer), 아크릴산 모노머(Acryl acid monomer), N-메틸올 아크릴아미드 모노머(N-methylol acrylamide monomer)이 유화중합되어 이루어지며, 점도 3,000±1,000cps(25℃ 기준), PH 7±1인 것을 특징으로 하는 수용성 복합시트 방수공법.
제1항에 있어서,
상기 제3단계 및 제4단계에서 사용되는 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물은 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 50 ~ 60중량%, 수용성 아크릴 에멀젼 수지 20 ~ 30중량% 및 폴리부틸아크릴산 공중합체 10 ~ 20 중량%의 비율로 혼합되며, 고형분 함량 40 ~ 60%, 점도 5,000 ~ 10,000cps(25℃ 기준)인 것을 특징으로 하는 수용성 복합시트 방수공법.
제1항에 있어서,
상기 제3단계 및 제4단계에서 사용되는 복합수지조성물은 수용성 아크릴 에멀젼 수지 100중량부를 기준으로 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물이 50 ~ 200중량부의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 수용성 복합시트 방수공법.
제1항에 있어서,
상기 제3단계에서 사용되는 부직포는 폴리에스테르 부직포인 것을 특징으로 하는 수용성 도막방수제를 이용한 시트복합 방수공법.