KR101529694B1 - 콘크리트 구조물의 방수 및 단열 시트 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 방수 및 단열공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고무화 아스팔트 및 알루미늄 박판으로 구성되며, 시트형 구조로 형성된 방수층; 방수층의 외면에 노출된 상태로 도포되며, 중공층을 포함한 차열 도막층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 방수 및 단열 시트를 제시함으로써, 방수성능 및 단열성능이 뛰어나고, 대기온도 변화에 따른 내구성이 우수하며, 부착력을 강화하고, 이음부의 파손, 균열 및 누수문제를 방지할 수 있도록 한다.

Description

콘크리트 구조물의 방수 및 단열 시트 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 방수 및 단열공법{WATERPROOFING AND ADIABATIC SHEET FOR STRUCTURE AND WATERPROOFING AND ADIABATIC METHOD OF CONCRETE STRUCTURE USING THE SAME THING}

본 발명은 토목 기술분야에 관한 것으로서, 상세하게는 콘크리트 구조물의 방수 및 단열 시트 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 방수 및 단열공법에 관한 것이다.

구조물에 있어서 방수란, 빗물이나 눈으로부터 녹아내리는 수분이 건물내로 침투하는 것을 막아주는 기능을 의미한다.

그러나, 종래의 방수 기술은 외부의 기온변화로 발생하는 열화현상, 특히 수축 및 팽창으로 인하여 구조물에 균열 등이 발생하고, 내부에서 발생하는 습기로 인하여 방수층이 부풀어 오르는 경우가 발생하는 문제점이 있다.

또한, 계절에 따라 발생하는 외부의 기온 변화에 의하여 방수 성능이 좌우되고, 내구성이 현저히 떨어지는 현상이 나타나기 때문에 구조적 안정성을 확보하기에 어려움이 있다.

현재 건설현장에서 주로 사용하는 방수공법은 다음과 같다.

첫째, 구조체 자체에 방수기능을 부여하는 구체방수공법을 사용한다.

하지만 위의 공법은, 방수기능을 부여하는 혼화제 첨가에 따른 콘크리트 고유의 물성변화에 대한 우려감으로 인해 선호도가 낮은 실정이다.

특히, 콘크리트 구성재료의 세심한 선별과 배합비 조절을 통해서도 수밀콘크리트의 제작이 가능하므로, 구체방수보다는 수밀콘크리트의 생산을 통한 방수성 확보에 주력하고 있다.

둘째, 콘크리트 구조물에 방수층을 추가 형성하는 대표적인 공법으로 도막방수와 시트방수공법을 사용한다.

이 중, 도막방수공법은 가장 오래전부터 사용한 공법으로서, 지하 구조물의 방수에는 최근까지 사용되고 있을 정도로 우수한 방수성능을 보유하고 있다.

그러나 자외선에 대한 내구성이 부족하여 실외환경에 직접 노출되는 지붕방수에 적용할 경우는 모르타르 등의 보호층 시공이 필수적이며, 따라서 필연적으로 하중 증가, 보수비용이 증가한다.

이러한 문제점에 대한 대안으로써, 우레탄 도막방수공법이 개발된 바 있다.

우레탄 도막방수공법은, 높은 내구성을 보유하고 있으며, 사용목적에 따른 성능조절이 용이하고, 시공성이 양호하여 노출된 상태로 방수분야는 물론 지하주차장, 공장바닥, 체육관 등에 까지 널리 사용되고 있다.

그러나 위의 방수공법은 파단(찢어짐)과 기포발생으로 많은 하자가 발생하므로, 최근에는 방수시트를 시공하고, 그 상부에 도막방수재(무기질 탄성도막재, 우레탄 등)를 도포하여 이른바 복합방수층을 형성해서 사용하고 있으며, 방수시트는 절연시공(일반적으로 부분절연)하여 바탕체의 거동이 상부 방수층에 미치는 영향을 차단하고, 부가적으로 방수층 하부에 적체되는 습기를 분산, 유출하는 통기효과를 부여한다.

하지만, 공장에서 생산되는 시트의 크기는 한정되어 있으며, 따라서 넓은 지붕 전체를 시트로 덮기 위해서는 필연적으로 이음부가 발생한다.

이러한 이음부를 성능적으로 또는 재질적으로 시트복합방수층과 연속적으로 시공하지 못할 경우, 이음부에서 파단현상이 발생하게 된다.

또한, 온도변화에 대한 시트의 내구성이 부족하거나, 시트와 도막재간에 성능(물성)차이가 생기면서 하자가 발생하기도 한다.

구조물 방수공법과 관련된 종래의 기술로서, '한국특허 10-2001-0026305, 고무가루가 혼합된 스티렌 부타디엔 스티렌수지를 주성분으로 하는 도막방수재 및 그 제조방법'은 내구성이 우수한 특성을 갖고 있지만, 습한 환경에는 균열이 발생하고, 안전성이 떨어지는 문제점이 있다.

'한국특허 10-2002-0337618, 개량 방수시트 및 이를 사용한 복합도막 방수시공방법'은 방수시트의 시공성을 개선할 수 있으며 조인트 부분의 방수를 강화할 수 있지만, 방수시트의 연결 이음부가 용융 접합에 의해서만 이루어지므로, 토치(torch) 램프의 사용미숙으로 하자의 원인이 될 수 있는 문제점이 있다.

'한국특허 10-2007-0723291, '고분자 겔 방수제 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 복합방수 및 단열 공법'은 고분자겔로 구성된 방수재를 사용하여, 콘크리트 공극 사이로 침투하여 방수 성능이 우수하지만, 시공이 복잡하고, 시공 시간이 길어지며, 방수층 및 차열층사이에 이질감이 생겨서 원래의 기능을 충분히 발휘하지 못하는 단점이 있다.

앞서 서술한 선행기술의 문제발생 원인에 근거하여, 구조물의 방수공법은 다음과 같은 조건이 요구된다.

첫째, 지하구조물 등의 습한 환경에는 균열이 발생하지 않고, 부착력이 우수해서 콘크리트와 방수재가 긴밀하게 부착되어야 한다.

둘째, 방수시트가 서로 연결되는 이음부에 고열(토치)을 이용하는 대신에 유리섬유 매쉬를 부착하여 시공을 간편하게 할 수 있어야 한다.

셋째, 고분자 화합물, 방수시트 및 표면 코팅제를 복합적으로 사용하는 대신에, 공정을 최소화해서 시공을 간소화하고, 시공 시간을 줄여서 경제성을 향상시킬 수 있는 공법개발이 요구되어야 한다.

또한, 최근 들어서는 이러한 방수기능과 더불어 단열 성능을 함께 보유한 방수 및 단열공법에 대한 관심이 높아지고 있다.

특히 건물의 실내온도 상승을 억제하고, 여름철 냉방부하를 줄일 수 있으며, 겨울철 난방비용 절감효과도 있는 것이 공공연히 인식되면서 범국가적인 차원에서 에너지절약 및 녹색운동의 일환으로 방수의 기능을 가지고 있으면서 동시에 단열의 효과가 있는 방수 및 단열재의 개발이 요구되고 있다.

이미 일본에서는 개정에너지절약법이 시행되고 옥상녹화사업과 더불어서 건축물의 옥상, 지붕, 외벽을 단열 도료를 사용함으로써 도심 열섬현상 대책의 한 수단으로 주목되면서 열풍을 일으키고 있다.

특히 새집증후군, 학교증후군 등과 같은 환경문제가 사회적으로 심각하게 대두됨에 따라서 친환경성 단열도료는 자동차, 식품, 의약, 전기, 전력 등 공장건물을 비롯해서 각종 창고, 탱크, 경기장, 체육시설 등 2,000m2 이상을 차지하는 공공시설의 옥상 및 지붕을 신, 개축할시에는 에너지 절약조치 신청서를 의무적으로 관리청에 신고하도록 조치하여, 단열도료 사용이 더욱 신장되고 있으며, 최근에는 각 개인주택에도 적극 활용 할 것을 권장하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 방수성능 및 단열성능이 뛰어나고, 대기온도 변화에 따른 내구성이 우수하며, 부착력을 강화하고, 이음부의 파손, 균열 및 누수문제를 방지할 수 있는 콘크리트 구조물의 방수 및 단열 시트 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 방수 및 단열공법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 고무화 아스팔트 및 알루미늄 박판으로 구성되며, 시트형 구조로 형성된 방수층; 상기 방수층의 외면에 노출된 상태로 도포되며, 중공층을 포함한 차열 도막층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 방수 및 단열 시트를 제시한다.

상기 방수층은 폴리에스터로 형성된 부직포; 상기 부직포의 외면에 결합된 고무화 아스팔트; 상기 고무화 아스팔트의 외면에 결합되며, PET 필름에 의해 코팅된 상기 알루미늄 박판;으로 구성된 것이 바람직하다.

상기 방수층의 두께는 1mm~3mm이며, 상기 PET 필름은 녹색으로 형성된 것이 바람직하다.

상기 차열 도막층은 물 10~30 중량%; 제 1증점제(BERMOCOLL EBS 451FQ) 0.1~0.3중량%; 제 2증점제(SN THICKENER 622N) 0.1%~0.3중량%; 소포제(NOPCO NXZ) 0.1~0.3 중량%; 안료(TIO2 R-298) 2~10 중량%; 탄산칼슘 20~40 중량%; 방부제 0.1~0.5 중량%; 분산제(SN DISPERSANT 44S) 2~4 중량%; 내한제 0.5~4 중량%; 아크릴 에멀젼(AP-6131) 20~50 중량%; 조막조제(C-12) 0.6~4 중량%;를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 차열 도막층은 상기 차열 도막층의 중량 대비, 중공재(Sill-Cell) 4~12 중량%;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 차열 도막층은 두께가 0.2mm~0.6mm인 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 콘크리트 구조물의 방수 및 단열 시트를 이용한 콘크리트 구조물의 방수 및 단열공법으로서, 콘크리트 구조물 표면의 이물질을 제거한 후, 접착재를 도포하는 접착재 도포단계; 상기 콘크리트 구조물의 표면에 상기 시트형 구조의 방수층을 부착하는 방수층 부착단계; 상기 방수층의 이음부(Joint)에 유리섬유 매쉬 및 마감재를 부착시키는 단계; 상기 방수층의 외면에 상기 차열 도막층이 노출되도록 도포하는 차열 도막층 도포단계; 상기 도포한 차열 도막층을 양생하는 양생단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 방수 및 단열공법을 함께 제시한다.

상기 방수층은 폴리에스터로 형성된 부직포; 상기 부직포의 외면에 결합된 고무화 아스팔트; 상기 고무화 아스팔트의 외면에 결합되며, PET 필름에 의해 코팅된 상기 알루미늄 박판;으로 구성되며, 상기 방수층 부착단계는 상기 콘크리트 구조물의 표면에 상기 부직포를 부착한 후, 상기 부직포의 표면에 상기 고무화 아스팔트를 부착하는 것이 바람직하다.

본 발명은 방수성능 및 단열성능이 뛰어나고, 대기온도 변화에 따른 내구성이 우수하며, 부착력을 강화하고, 이음부의 파손, 균열 및 누수문제를 방지할 수 있는 콘크리트 구조물의 방수 및 단열 시트 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 방수 및 단열공법을 제시한다.

도 1,2는 본 발명에 의한 방수 및 단열 시트의 실시예를 도시한 것으로서,
도 1은 방수 및 단열 시트의 개념도.
도 2는 방수 및 단열 시트를 이용한 방수 및 단열공법의 시공도.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 성능 검증을 위한 실시예로서,
도 3은 이음부에 유리섬유 매쉬를 부착한 시험체의 단면도.
도 4는 도 3의 인장시험결과를 나타낸 표 및 그래프.
도 5는 중공골재의 내부 배열을 나타낸 이미지.
도 6은 단열시험장치를 나타낸 사시도.

이하, 첨부표 및 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

본 발명에서 제시하는 콘크리트 구조물의 방수 및 단열 시트는 고무화 아스팔트 및 알루미늄 박판으로 구성되며, 시트형 구조로 형성된 방수층; 방수층의 외면에 노출된 상태로 도포되며, 중공층을 포함한 차열 도막층;을 포함하는 것이 특징이다.

즉, 본 발명의 방수 및 단열 시트는 콘크리트 구조물의 슬래브, 벽체, 옥상 등에 방수 및 단열을 하기 위하여 형성된 것으로서, 방수기능이 극대화된 시트형 구조의 방수층과 차열 기능이 극대화된 차열 기능을 발휘하는 차열 도막층으로 구성된다.

도 1은 본 발명의 방수 및 단열 시트의 개념도를 나타낸 것이다.

보다 구체적으로, 방수층은 일차적으로 외부에서 침입하는 수분을 막고, 콘크리트 표면과 접착력을 향상시키는 역할을 한다.

특히, 방수층을 구성하는 고무화 아스팔트는 탄성과 신장율이 우수하고, 내구성이 뛰어난 전천후 방수재이다.

또한, 방수층을 구성하는 알루미늄 박판은 물이 통과하지 않으므로 방수성이 우수하고, 열을 반사할 수 있는 기능을 지니고 있으며, 녹색 PET필림으로 코팅하여 시공 시 눈부심의 영향을 받지 않는 다는 장점이 있다.

따라서, 본 발명의 방수층 자체만으로도 방수 및 단열효과를 동시에 충족시킬 수 있다.

본 발명의 방수 및 단열 시트는 위의 효과를 보다 극대화하기 위하여, 방수층의 외면에 도포되는 차열 도막층을 더 포함한다.

차열 도막층은 후술하는 바와 같이, 그 구성 성분으로서 아크릴 에멀젼과 중공재를 포함하므로, 단열성능이 발휘되는 아크릴 코팅재라고 볼 수 있다.

이러한 차열 도막층은 태양의 복사열을 반사시키고, 차열 도막층 내부에 중공층을 형성하기 때문에 열전도율이 낮은 특성으로 인하여 외부에서 들어오는 열을 차단시키며, 내부의 열이 외부로 방출되는 것을 제한하는 특성을 지니고 있다.

이와 같이, 본 발명의 방수 및 단열 시트는 콘크리트와 접하는 구조체이지만 대기온도 변화에 따른 내구성이 매우 우수하고, 방수층의 경우, 강알칼리의 특성을 지닌 콘크리트 표면과 접하여도 방수층이 보유하고 있는 본래의 부착력 및 외부에서 내부로 침입하는 물의 이동을 차단하는 기능이 효과적으로 발휘된다.

또한, 시트형 구조의 방수층의 상부에 도포하는 차열 도막층은 단열성능이 발휘되는 아크릴 코팅재로서 위의 방수층을 보호하고, 차열층 도막을 형성하며 경량이라는 장점이 더불어 있다.

더불어, 본 발명의 방수 및 단열 시트는 종래의 방수성능을 개선함과 아울러, 부가적으로 단열성 또한 확보할 수 있다는 장점이 있다.

그리고, 종래의 방수시트의 가장 큰 문제점이라 할 수 있는 이음부 시공의 어려움을 해결할 수 있다.

이는, 후술하는 본 발명의 방수 및 단열시트를 이용한 공법에 있어서, 방수층의 이음부(Joint)에 유리섬유 매쉬 및 마감재를 부착시키는 단계를 통하여 외부 요인에 의해 이음부가 파손되거나 균열이 발생하는 것을 방지하고, 아크릴 코팅재로 마감 처리 함으로써 방수시트의 취약부분인 이음부의 누수 문제를 방지할 수 있는 것이다.

위와 같은 장점을 얻을 수 있는 본 발명의 방수 및 단열 시트의 구성에 관하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 방수층은 폴리에스터로 형성된 부직포, 부직포의 외면에 결합된 고무화 아스팔트, 고무화 아스팔트의 외면에 결합되며, PET 필름에 의해 코팅된 알루미늄 박판으로 구성된다.

여기서, 고무화 아스팔트는 온도와 습도를 포함한 환경의 변화와 콘크리트 모체의 수축 및 팽창에 대응하여 접착력을 유지할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 알루미늄 박판은 코팅 막을 형성하여 외부에서 침입하는 열을 반사시키고, 방수층의 미려성과 수밀성을 향상시키는 역할을 한다.

방수층의 두께는 1mm~3mm이며, PET 필름은 녹색으로 형성된 것이 바람직하다.

다음으로, 차열 도막층은 Sil-Cell의 원료인 펄라이트로 구성되어 단열성능을 발휘하는 재료를 포함하는 중공층과 탄산칼슘과 아크릴 에멀젼으로 구성되어 내부 열전달을 지연 또는 차단하는 역할을 한다.

중공층은 비중이 낮아서 물위로 뜨면서 상부로 이동하여 표면에 진공층으로 된 단열층을 형성한다.

최상층부(표면)의 중공체 세라믹층은 복사에너지(열)을 효과적으로 반사하고, 자체 에너지 보유력이 적은 특성으로 구조물의 자체 온도가 상승되어 발생되는 2차 복사열의 유입을 최소화하여 간접적으로 전체적인 열전달 저항을 강화시킨다.

하부의 수지층은 자체의 낮은 열전도 특성에 의하여 표면 반사를 넘어 유입되는 열의 전단을 지연 및 차단한다.

보다 구체적으로, 차열 도막층은 물 10~30 중량%; 제 1증점제(BERMOCOLL EBS 451FQ) 0.1~0.3중량%; 제 2증점제(SN THICKENER 622N) 0.1%~0.3중량%; 소포제(NOPCO NXZ) 0.1~0.3 중량%; 안료(TIO2 R-298) 2~10 중량%; 탄산칼슘 20~40 중량%; 방부제 0.1~0.5 중량%; 분산제(SN DISPERSANT 44S) 2~4 중량%; 내한제 0.5~4 중량%; 아크릴 에멀젼(AP-6131) 20~50 중량%; 조막조제(C-12) 0.6~4 중량%;를 포함한다.

표 1은 위의 구성 성분의 배합비를 나타낸 것이다.

또한, 앞서 설명한 바와 같이 차열 도막층은 차열 도막층의 중량 대비, 중공재(Sill-Cell) 4~12 중량%;를 더 포함하는 것이 특징이다.

이러한 차열 도막층은 두께가 0.2mm~0.6mm인 것이 바람직하다.

위의 차열 도막층의 구성성분의 각각의 효과는 다음과 같다.

먼저, 증점제의 경우, 폴리에테르계의 화합형 점탄성 조정제로 레베링성, 증점성이 우수하여 에멜젼 도료용에 가장 적합하며, 도료의 조색성에 악영향을 주지 않고, 도료의 감온성이 우수하다.

또한, 착소성을 나타내는 증점제와 병행 사용함으로서 도료의 점성, 패턴형성 조절이 가능하며, 도막의 그라인딩공정, 렛다운 공정 등 적용성이 뛰어나다는 장점이 있다.

소포제는 유효성분 100%의 액상소포제로서, 일반적으로 합성라텍스, 에멜젼을 베이스로 한 도료나 접착제, 건축용 퍼티 등에 광범위하게 사용되는 재료이다.

이러한 소포제를 혼입함으로써, 물에 쉽게 분산되고 아크릴계, 초산비닐계 및 초산 비닐 아크릴계 에멜젼에 대해 우수한 억포 및 파포효과를 발휘할 수 있다는 장점이 있다.

안료의 경우, 여러 가지 목적으로 사용되는 TiO2안료로서 고광택, 고착색력, 고내구성을 가지며, 용액 및 물에 잘 퍼지는 고분산성의 특성을 가지고 있다.

분산제의 경우, Polycarbocylic Acid형의 고분자 계면활성제로서 특히 안료 분산에 뛰어나며 무기안료의 분산과 안료슬러리의 점도를 낮추는데 유용합니다.

담황갈색 액상이며 고형분이 43% 함유되어 있다.

범용적으로 무기안료 분산 시 분산 슬러리 점도를 낮추는데 효과적이며, 온도에 대해 매우 안정하므로 점도상승 등의 영향을 받지 않는다.

또한, 개개인의 안료입자 표면에 강하게 흡착되어 음전하를 띄도록 함으로써 쉽게 분산을 시키는 특징이 있다.

조막조제는 무색투명의 기름같은 액체로 이상적인 수용성 조막제로서 에멜젼폴리머에서 높은 조막성을 가지며, 조막온도를 낮추는 효과가 있다.

또한 유리화 온도(Tg)가 높거나, 시공환경의 온도가 낮아서 조막이 되기 힘든 환경에서 사용이 가능하다는 장점이 있다.

중공재(Sill-Cell)의 경우, 미세한 공극을 많이 보유하고 있어 내부 열전단을 지연 또는 차단하는 역할을 한다.

또한, 아크릴 에멀젼이 수분을 통과시키지 않는 구조로 형성되어 있으므로, 수분에 의한 중공층의 메워짐을 방지하며, 적외선 파장영역에서 선택적인 반사율을 나타내는 유색안료를 사용하여 태양에서 들어오는 복사열을 반사시켜 열전도율이 낮은 특성으로 외부에서 들어오는 열을 차단시키고, 내부의 열이 외부로 방출되는 것을 제한할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 콘크리트 구조물의 방수 및 단열 시트를 이용한 콘크리트 구조물의 방수 및 단열공법은 다음과 같다.

콘크리트 구조물 표면의 이물질을 제거한 후, 접착재를 도포하는 접착재 도포단계가 이루어진다.

위의 접착재 즉, 에폭시 프라이머는 리이소시네이트(Polyisocynate)와 폴리올(Polyol)의 반응에 의해서 생성된 도료로서, 시공이 간편하고, 접착력이 우수하며, 수분침투의 방지 효과가 우수하다는 장점이 있다.

콘크리트 구조물의 표면에 시트형 구조의 방수층을 부착하는 방수층 부착단계가 이루어진다.

앞서 설명한 바와 같이, 방수층은 폴리에스터로 형성된 부직포, 부직포의 외면에 결합된 고무화 아스팔트, 고무화 아스팔트의 외면에 결합되며, PET 필름에 의해 코팅된 알루미늄 박판으로 구성된다.

여기서, 고무화 아스팔트의 변형방지를 위하여 위의 방수층 부착단계는 부직포를 먼저 부착시키고, 온도 및 충격에 저항성이 높은 고무화 아스팔트를 부착하는 공정을 통해, 급작스런 온도변화에 의한 변형에 대응할 수 있고, 콘크리트 구조물의 균열에 의한 변형에도 대응할 수 있다는 장점을 얻는다.

또한, 균일하지 않은 바닥면의 경우에도 잘 부착되어 시공성을 향상시킬 수 있다는 장점을 더불어 얻는다.

다음으로, 방수층의 이음부(Joint)에 유리섬유 매쉬 및 마감재를 부착시키는 단계가 이루어진다.

방수층의 외면에 차열 도막층이 노출되도록 도포하는 차열 도막층 도포단계가 이루어진다.

마지막으로, 도포한 차열 도막층을 양생하는 양생단계가 이루어진다.

위와 같이 본 발명의 방수 및 단열공법은 종래의 공법에 비하여 친환경적이고, 내구성이 우수하며 기존 공법이 보유하고 있지 않은 단열성능을 부여함으로써, 콘크리트 구조물이 방수 및 단열을 동시에 발휘할 수 있다는 장점이 있다.

도 2는 위의 시공순서를 나타낸 공정도이다.

이하, 본 발명의 효과를 알아보기 위한 실험예에 관하여 설명한다.

먼저, 표 2는 본 발명의 방수 및 단열 시트의 물성치를 나타낸 것이다.

표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 시트는 방수층에 의하여 신장률(%)이 120% 이상이며, 인장강도 및 접합성능이 우수하다는 것을 확인할 수 있다.

본 발명의 방수 및 단열 시트에 있어서, 유리섬유 매쉬를 부착한 시트의 이음부위에 대한 부착성능을 검증하기 위하여, 도 3에 도시된 바와 같이 실험체를 제작하였다.

본 발명의 방수 및 단열시트의 이음부위에 아크릴계 접착재를 도포한 후, 유리섬유 매쉬를 길이방향을 따라 40mm로 양면부착한 후, 다시 아크릴계 접착재를 도포하여 유리섬유 매쉬가 완전히 부착되도록 실험체를 제작하였다.

제작한 시험체에 대하여 인장시험을 실시하였다.

인장시험결과는 도 4에 도시된 바와 같다.

최종파괴형태는 이음부위의 매쉬파괴와 단부와 이음부 사이의 시트 파괴였으며, 파괴하중은 267.85N으로 이음부의 균열에 영향을 미치지 않는 결과를 나타내었다.

유리섬유 매쉬 부착시에 사용하는 아크릴계 접착재의 물성치는 pH7.8, 고형분 49.3%이며, 점성이 590mPa.s이다.

본 발명에서 개발한 차열 도막층은 아크릴 에멀젼이 포함된 코팅재와 단열층을 형성하는 중공골재로 구성되어 있고, 코팅두께는 일반적으로 0.2mm~0.6mm를 유지하며, 부착강도가 1.0MPa 이상으로서 방수층과의 접착력을 지속적으로 유지할 수 있다.

또한, 중공골재는 내부에 미세공극을 가지는 비정형의 구형입자로서 체적대비 중량이 작아 원가절감에 매우 효과적이며, 다공성의 입자들이 점접촉으로 연결되어 펄라이트 자체의 전도는 낮고, 펄라이트 입자간의 공극에 미립자가 충진되어 대류를 방지함은 물론 입자가 백색으로 복사에 대한 단열도 뛰어나다.

도 7에 중공골재의 내부배열을 나타내었고, 표 3에 중공골재의 물리적 특성을 나타내었다.

다음으로, 본 발명의 방수 및 단열시트의 상부에 도포하는 단열성능을 포함한 아크릴 코팅재 즉, 차열 도막층의 내구성 및 단열성능 평가를 실시하였다.

내구성 시험은 한국표준규격(KS)인 KS F 4936에 의하여 부착강도에 대한 평가항목을 실시하였다.

실험체는 표준양생, 내알칼리성 시험, 내염수성 시험용으로 총 3개로 구성되며, 실험체당 각각 2번의 부착강도를 측정하였다.

내알칼리성 시험은 수산화칼슘(Ca(OH)2)포화용액에 168시간(7일)침지 후 부착강도를 실시하였고, 내염수성 시험은 염화나트륨(NaCl)3%수용액에 168시간(7일)침지 후 부착강도를 실시하였다.

내구성 실험의 실시 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

실험결과, 표준양생 후의 실험체는 부착강도가 1.78MPa로 기준치 이상을 나타내었으며, 내알칼리성 및 내염수성 시험의 부착강도 측정치는 1.48MPa, 1.46MPa로 기준치 이상을 나타내었다.

단열 성능실험은 국내기준이 없기 때문에 자체적으로 고안한 시험방법을 통해서 신청제품의 단열성을 측정하였다.

단열시험은 박스(합판)모양의 모형시험체를 제작하고 박스윗면에 본 발명에서 개발한 단열도료를 도포한 후에 적외선 백열등이 개발한 방수 및 단열시트의 윗면을 통과하면서 발생하는 배면의 온도 차이를 측정해서 단열성능을 실험하였다.

실험은 발열전등을 켠 후 약 10분 동안 유지하여 강판외부 상부에 표면온도센서를 부착하여 계측기로 2초단위로 온도변화를 측정하였다.

시험체는 방수 및 단열시트를 부착하지 않은 철판을 기준시험체로 하고, 상기 시트에 개발한 도료의 도막두께 및 중공골재의 비율을 변수로 하여 시험체를 제작하였다.

도 10에 단열시험장치를 나타내었으며, 표 5에 실험결과를 나타내었다.

모든 실험체는 기준시험체인 철판에 비하여 단열성능이 증가한 것을 알 수 있으며, 도막두께를 변화시킨 시험체의 단열성능은 거의 같은 것을 알 수 있다.

또한, 중공골재의 비율을 변화시킨 시험체의 단열성능은 비율이 4%보다 8%의 경우 증가한 것을 알 수 있다.

이러한 시험결과를 바탕으로 중공골재의 비율을 8%로 하고, 도막두께를 0.25mm로 하는 것이 최적의 단열성능을 나타내는 것으로 확인되었다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

Claims (8)

1. 고무화 아스팔트 및 알루미늄 박판으로 구성되며, 시트형 구조로 형성된 방수층;
   상기 방수층의 외면에 노출된 상태로 도포되며, 중공층을 포함한 차열 도막층;을 포함하고,
   상기 차열 도막층은
   물 10~30 중량%;
   제 1증점제(BERMOCOLL EBS 451FQ) 0.1~0.3중량%;
   제 2증점제(SN THICKENER 622N) 0.1%~0.3중량%;
   소포제(NOPCO NXZ) 0.1~0.3 중량%;
   안료(TIO2 R-298) 2~10 중량%;
   탄산칼슘 20~40 중량%;
   방부제 0.1~0.5 중량%;
   분산제(SN DISPERSANT 44S) 2~4 중량%;
   내한제 0.5~4 중량%;
   아크릴 에멀젼(AP-6131) 20~50 중량%;
   조막조제(C-12) 0.6~4 중량%;를
   포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 방수 및 단열 시트.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 방수층은
   폴리에스터로 형성된 부직포;
   상기 부직포의 외면에 결합된 고무화 아스팔트;
   상기 고무화 아스팔트의 외면에 결합되며, PET 필름에 의해 코팅된 상기 알루미늄 박판;으로
   구성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 방수 및 단열 시트.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 방수층의 두께는 1mm~3mm이며,
   상기 PET 필름은 녹색으로 형성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 방수 및 단열 시트.
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 차열 도막층은
   상기 차열 도막층의 중량 대비,
   중공재(Sill-Cell) 4~12 중량%;를
   더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 방수 및 단열 시트.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 차열 도막층은
   두께가 0.2mm~0.6mm인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 방수 및 단열 시트.
7. 제 1항 내지 제 3항, 제 5항, 제 6항 중 어느 한 항의 콘크리트 구조물의 방수 및 단열 시트를 이용한 콘크리트 구조물의 방수 및 단열공법으로서,
   콘크리트 구조물 표면의 이물질을 제거한 후, 접착재를 도포하는 접착재 도포단계;
   상기 콘크리트 구조물의 표면에 상기 시트형 구조의 방수층을 부착하는 방수층 부착단계;
   상기 방수층의 이음부(Joint)에 유리섬유 매쉬 및 마감재를 부착시키는 단계;
   상기 방수층의 외면에 상기 차열 도막층이 노출되도록 도포하는 차열 도막층 도포단계;
   상기 도포한 차열 도막층을 양생하는 양생단계;를
   포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 방수 및 단열공법.
8. 제 7항에 있어서,
   상기 방수층은
   폴리에스터로 형성된 부직포;
   상기 부직포의 외면에 결합된 고무화 아스팔트;
   상기 고무화 아스팔트의 외면에 결합되며, PET 필름에 의해 코팅된 상기 알루미늄 박판;으로 구성되며,
   상기 방수층 부착단계는
   상기 콘크리트 구조물의 표면에 상기 부직포를 부착한 후, 상기 부직포의 표면에 상기 고무화 아스팔트를 부착하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 방수 및 단열공법.

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