KR101719486B1 - 방수 몰탈 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 방수 공법 - Google Patents

방수 몰탈 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 방수 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방수 몰탈 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 방수 공법에 관한 것이다. 방수 몰탈 조성물은 0.07 mm ~ 1.4 mm의 입도를 가지는 규사 100 중량부 및 포틀랜드 시멘트 70 ~ 120 중량부를 혼합한 베이스 몰탈 조성물을 제조한 후, 에틸렌-염화비닐-비닐라우레이트계로 이루어진 재유화형 분말 수지 5 ~ 10 중량부, 하이드로 카본 0.1 ~ 0.4 중량부, 비이온성 하이드록시 에틸메틸셀룰로스 0.05 ~ 0.2 중량부, 및 금속염 0.3 ~ 1 중량부, 아라미드계 단섬유 0.3 ~ 1 중량부, 계면활성제 0.3 ~ 1 중량부를 혼합한 방수제 조성물을 첨가하여 제조될 수 있다. 이에 따라 콘크리트 구조물 모체에 대한 침투성이 좋고 작업성, 접착성, 내구성, 및 방수성이 양호한 새로운 방수 몰탈 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 방수 공법을 제공할 수 있다.

Description

방수 몰탈 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 방수 공법{WATERPROOF MORTAR COMPOSITION AND METHOD FOR WATERPROOFING THEREWITH}
본 발명은 콘크리트 구조물의 방수 공법에서 사용하는 방수 몰탈 조성물 및 이를 이용한 방수 공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콘크리트 구조물 모체에 대한 침투성이 좋고 작업성, 접착성, 내구성, 및 방수성이 양호한 새로운 방수 몰탈 조성물 및 이를 이용한 방수 공법에 관한 것이다.
일반적으로, 건물의 외부 벽체, 옥상 슬라브, 지붕, 건물의 지하실 또는 각종 유체 저장탱크 등의 콘크리트 구조물에는 빗물 또는 지하수가 접촉하게 된다. 콘크리트 구조물에는 다수의 기공이 존재하기 때문에 빗물이나 지하수가 스며들게 되어, 콘크리트 구조물에 균열을 발생시키는 등 여러 가지 문제를 발생시킨다. 이에 따라 방수 용액, 방수 시멘트, 또는 방수 몰탈 등의 방수 재료를 콘크리트 구조물에 도포하여 방수층을 형성함으로써 콘크리트 구조물 내로 물이 스며들지 않도록 하는 방수 공법들이 다수 제안되어 있다.
그러나 기존 방수 공법에 의하면, 물, 시멘트, 방수제 성분 등을 각기 현장에 반입하고 조합하여 시공하는 것이 일반적이었으므로, 콘크리트 구조물 상에 시공된 방수층의 방수 성능이 균일하지 않게 되고, 배합과정 및 시공과정에서 숙련된 기술자가 필요하며, 시공 완료된 방수층의 두께가 두껍고 내구성이 약하다는 등의 여러 문제들이 있었다.
따라서 현장에서 필요한 방수 재료의 배합 작업을 최소화시킴으로써 방수층의 성능이 균일화될 수 있고 숙련 노동자가 필요 없도록 함과 동시에, 방수층의 내구성이 증가되며 박막화가 가능하게 하는 방수 조성물에 대한 요구는 여전히 존재한다.
한국 등록특허 제10-1325879호(2013년11월05일 공고) 한국 등록특허 제10-1586980호(2016년01월13일 공고)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 더욱 상세하게는 콘크리트 구조물 모체에 대한 침투성이 좋고 작업성, 접착성, 내구성, 및 방수성이 양호한 새로운 방수 몰탈 조성물 및 이를 이용한 방수 공법을 제공함에 있다.
본 발명에 따라 제공되는 방수 몰탈 조성물은, 0.07 mm ~ 1.4 mm의 입도를 가지는 규사 100 중량부 및 포틀랜드 시멘트 70 ~ 120 중량부를 혼합한 베이스 몰탈 조성물을 제조한 후, 에틸렌-염화비닐-비닐라우레이트계로 이루어진 재유화형 분말 수지 5 ~ 10 중량부, 하이드로 카본 0.1 ~ 0.4 중량부, 비이온성 하이드록시 에틸메틸셀룰로스 0.05 ~ 0.2 중량부, 및 금속염 0.3 ~ 1 중량부, 아라미드계 단섬유 0.3 ~ 1 중량부, 계면활성제 0.3 ~ 1 중량부를 혼합한 방수제 조성물을 첨가하고, 예컨대 강제식 믹서와 같이 자동화된 설비를 이용하여 충분히 혼합함으로써 제조될 수 있다.
상기 에틸렌-염화비닐-비닐라우레이트계로 이루어진 재유화형 분말 수지는 모체 침투성에 영향을 주지 않는 분말 타입의 삼중합(터폴리머)된 상태인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따라 제공되는 콘크리트 구조물의 방수 공법은, 콘크리트 구조물 모체 표면의 레이턴스 유지류, 이물질을 제거하고, 상기 모체 표면의 취약 부위를 몰탈로 충전하는 클리닝 단계와, 클리닝된 모체 표면이 건조한 경우 살수 처리하는 단계와, 상기 방수 몰탈 조성물 25 중량부에 대해 물 5.5 ~ 7 중량부를 혼합하여 방수 몰탈 슬러리를 제조하고, 이 방수 몰탈 슬러리를 방수비, 솔, 스프레이 중 어느 하나를 이용하여 상기 클리닝된 모체 표면에 소정 두께로 1차 시공하는 단계와, 1차 시공된 슬러리가 완전히 굳기 전에 그 위에 상기 방수 몰탈 슬러리를 다시 소정 두께로 2차 시공하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 방수 몰탈 조성물에 의하면, 콘크리트 구조물 모체에 대한 침투성이 좋고 작업성, 접착성, 내구성, 및 방수성이 양호한 새로운 방수 몰탈 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명의 방수 몰탈 조성물은 규사와 포틀랜드 시멘트를 혼합한 후, 에틸렌-염화비닐-비닐라우레이트계로 이루어진 재유화형 분말 수지, 하이드로 카본, 비이온성 하이드록시 에틸메틸셀룰로스, 금속염 등을 첨가할 뿐만 아니라, 특히 아라미드계 단섬유를 첨가한다. 이러한 아라미드계 단섬유는, 방수 몰탈 조성물로 시공된 방수층에 대해, 지푸라기 역할에 의한 균열 보완성, 내화특성에 의한 고내열성, 건조수축시 균열차단효과, 물질의 연결성을 증대시키는 단결성, 탄성율을 증대시킴으로써 인장강도증대 효과 등을 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 자동화된 혼합 설비를 갖춘 공장에서 일정한 배합비를 가지도록 미리 조합하여 제조한 방수 몰탈 조성물을 현장에 공급하고, 현장에서는 이 방수 몰탈 조성물에 물을 첨가하여 슬러리로 만든 후 원하는 콘크리트 구조물 표면에 시공할 수 있다. 이에 따라 예컨대 1 ㎡ 당 약 2 kg의 방수 몰탈 조성물이 도포되는 방식으로 약 1 ~ 2 mm의 박막의 2중의 방수층을 형성시키는 방수 공법이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 구조물의 보수 보강을 위한 모체 침투성 방수 조성물을 이용하여 시공한 방수층의 단면을 예시하는 개략 단면도.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방수 몰탈 조성물은, 0.07 mm ~ 1.4 mm의 입도를 가지는 규사 100 중량부 및 포틀랜드 시멘트 70 ~ 120 중량부를 혼합한 베이스 몰탈 조성물을 제조한 후, 에틸렌-염화비닐-비닐라우레이트계로 이루어진 재유화형 분말 수지 5 ~ 10 중량부, 하이드로 카본 0.1 ~ 0.4 중량부, 비이온성 하이드록시 에틸메틸셀룰로스 0.05 ~ 0.2 중량부, 및 금속염 0.3 ~ 1 중량부, 아라미드계 단섬유 0.3 ~ 1 중량부, 계면활성제 0.3 ~ 1 중량부를 혼합한 방수제 조성물을 첨가하고, 예컨대 강제식 믹서와 같이 자동화된 설비를 이용하여 충분히 혼합함으로써 제조될 수 있다. 이러한 방수 몰탈 조성물은 콘크리트 구조물 모체에 대한 침투성이 좋고 작업성, 접착성, 내구성, 및 방수성이 우수한 장점이 있다.
방수 몰탈 조성물은 규사 및 포틀랜드 시멘트를 혼합한 베이스 몰탈 조성물과 물의 표면장력 감소와 보수성, 접착성 증짐 및 물의 침투성을 방지하는 성분들로 이루어진 방수제 조성물을 예컨대 강제식 믹서와 같이 자동화된 설비를 이용하여 충분히 균일하게 혼합시켜 제조된다.
베이스 몰탈 조성물 중 규사는 0.07 mm ~ 1.4 mm의 입도를 가지며, 방수 몰탈 조성물 중 다른 성분들에 대한 기준으로서 100 중량부 함유된다. 규사의 입도가 1.4 mm를 초과하는 경우에는 강도 증가와 수축이 감소되는 효과가 있지만, 보수성과 표면 치밀성이 저하되고, 몰탈의 바름 두께가 두꺼워져 재료 사용량의 증가와 함께 수직면에서의 콘크리트와 부착성 저하와 같은 단점이 나타나게 된다. 한편, 규사의 입도가 0.07 mm 미만일 경우 찰기가 높아져 보수성이 증가되고, 표면 상태가 매끄럽고 양호하게 되지만, 소요 물량이 증가되어 경화체의 치밀성과 강도가 저하되고, 수축 균열 현상이 심하게 발생하는 단점이 있다.
베이스 몰탈 조성물 중 포틀랜드 시멘트는, 규사 100 중량부에 대해, 70 내지 120 중량부로 함유된다. 포틀랜드 시멘트는 석회, 실리카, 알루미나 및 산화철 등의 다양한 성분들을 포함하며 KS 규격에 맞는 것으로 사용한다. 포틀랜드 시멘트의 함유량이 70 중량부 미만이면 경화체의 치밀성이 떨어져 투수에 대한 저항력이 저하되고, 120 중량부를 초과하면 과도한 시멘트의 사용으로 인해 표면에서 균열이 발생되며, 점성이 증가되어 작업성이 저하된다.
본 발명에 따른 방수 몰탈 조성물은 상기한 규사 및 포틀랜드 시멘트를 혼합하여 제조한 베이스 몰탈 조성물에 방수제 조성물을 예컨대 강제식 믹서와 같이 자동화된 설비를 이용하여 충분히 균일하게 혼합시켜 제조된다.
방수제 조성물은 시멘트계 베이스 몰탈 조성물의 단점이 취성 및 부착성을 향상시키고, 물의 표면장력 감소와 보수성, 접착성 증짐 및 물의 침투성을 방지하는 역할을 담당한다.
이러한 방수제 조성물은, 상기 규사 100 중량부 대비, 에틸렌-염화비닐-비닐라우레이트계로 이루어진 재유화형 분말 수지 5 ~ 10 중량부, 하이드로 카본 0.1 ~ 0.4 중량부, 비이온성 하이드록시 에틸메틸셀룰로스 0.05 ~ 0.2 중량부, 및 금속염 0.3 ~ 1 중량부, 아라미드계 단섬유 0.3 ~ 1 중량부, 계면활성제 0.3 ~ 1 중량부를 포함한다.
재유화형 분말 수지는 시멘트계 경화체의 단점인 취성을 보완하고, 부착성을 향상시키며, 시멘트 수화물 중 가용성 수화물의 용해 방지를 위해 사용된다. 재유화형 분말 수지는 고분자 수지로서, 물에 용해되면 시멘트의 수화 과정 중에 시멘트 수화물간, 시멘트와 골재 간에 브릿징되거나 공극을 중합체 필름으로 채워 조직의 치밀성을 높이고, 탄성과 취성을 강화시키는 작용을 한다. 또한, 가용성 수화물에 코팅됨으로써 이들의 용해에 따른 외부로의 유출을 방지하고, 콘크리트 모체에 발랐을 때 콘크리트와의 부착을 증진시키는 작용을 한다.
본 발명에 따라 재유화형 분말 수지는 에틸렌-염화비닐-비닐라우레이트계로 이루어진다. 특히 상기 에틸렌-염화비닐-비닐라우레이트계로 이루어진 재유화형 분말 수지는 모체 침투성에 영향을 주지 않는 분말 타입의 삼중합(terplymenr) 상태인 것이 바람직하다. 에틸렌-염화비닐-비닐라우레이트계로 이루어진 재유화형 분말 수지는, 상기 규사 100 중량부 대비, 5 ~ 10 중량부를 포함할 수 있으며, 5 중량부 미만일 경우 첨가 효과가 없고, 10 중량부를 초과하는 경우 경제성 측면에서 불리하다.
하이드로 카본(hydrocarbon, 탄화수소)은 가솔린, 파라핀 등을 이용할 수 있고 접착성 증진 및 물 흡수성을 방지하기 위한 성분으로서 첨가되며, 상기 규사 100 중량부 대비, 0.1 ~ 0.4 중량부를 포함한다.
비이온성 하이드록시 에틸메틸셀룰로스는 하이프로멜로스(Hypromellose) 또는 하이드록시프로필 메틸셀룰로스(Hydroxypropyl methylcellulose, HPMC)라고도 알려져 있으며, 식품, 의약품, 화장품 첨가제 등으로 사용되는 반합성제로서, 유화제, 증점안정제, 서스펜션화제, 보습제 등의 기능을 위해 사용되며, 상기 규사 100 중량부 대비, 0.05 ~ 0.2 중량부를 포함한다.
금속염은 예컨대 고급 지방산 금속염으로써 접착성을 향상시키기 위해 사용될 수 있으며, 상기 규사 100 중량부 대비, 0.3 ~ 1 중량부를 포함할 수 있다.
아라미드계 단섬유는 내구성 및 강도를 증가시키기 위하여 아라미드계 섬유를 약 0.1 ~ 5.0 mm 정도의 길이의 것을 이용할 수 있다. 아라미드(Aromatic amide)계 섬유는 통상 동중량의 철보다 인장강도가 5배 강하고, 가벼우며 뛰어난 내열성과 낮은 절단성으로 높은 강도와 경량화가 요구되는 산업 분야(예컨대, 방탄복, 광케이블 보강제, 자동차 브레이크 펌프디스크, 타이어코드 등)에서 널리 이용되고 있는 강화섬유를 지칭한다. 본 발명에 따라 아라미드계 단섬유는 상기 규사 100 중량부 대비, 0.3 ~ 1 중량부를 포함할 수 있으며, 0.3 중량부 미만일 경우 첨가 미미하고, 1 중량부를 초과하는 경우 경제성 측면에서 불리하다.
이러한 아라미드계 단섬유는, 방수 몰탈 조성물로 시공된 방수층에 대해, 지푸라기 역할에 의한 균열 보완성, 내화특성에 의한 고내열성, 건조수축시 균열차단효과, 물질의 연결성을 증대시키는 단결성, 탄성율을 증대시킴으로써 인장강도증대 효과 등을 제공할 수 있다.
계면활성제는 콘크리트 구조물 모체에의 침투성을 향상시키고 물과 유지 성분의 혼합이 양호하게 되도록 하는 것으로서, 상기 규사 100 중량부 대비, 0.3 ~ 1 중량부 포함한다.
또한, 본 발명에 따라 제공되는 콘크리트 구조물의 방수 공법은, 도 1에 도시된 바와 같이, 콘크리트 구조물 모체(10)의 표면을 클리닝하여 준비하는 제1단계, 준비된 표면을 살수처리하여 촉촉하게 하는 제2단계, 재료를 물에 넣어 혼합함으로써 슬러리를 제조하는 제3단계, 및 슬러리를 2회 도포하여 2중 방수층(12, 14)을 시공하는 제4단계로 이루어질 수 있다.
상기 제1단계는 리콘크리트 구조물 모체 표면의 레이턴스 유지류, 이물질을 제거하고, 상기 모체 표면의 취약 부위를 몰탈로 충전하는 클리닝 단계로 이루어질 수 있다.
상기 제2단계는 클리닝된 모체 표면이 건조한 경우 살수 처리하는 단계로 이루어질 수 있다.
그런 다음 상기 제3단계는, 위에서 설명된 바와 같이 제조된 방수 몰탈 조성물 25 중량부에 대해 물 5.5 ~ 7 중량부를 혼합하여 방수 몰탈 슬러리를 제조하는 단계로 이루어질 수 있다.
그리고 상기 제4단계는 제조된 방수 몰탈 슬러리를 방수비, 솔, 스프레이 중 어느 하나를 이용하여 상기 클리닝된 모체 표면에 소정 두께로 1차 방수층(12)을 시공하는 단계와, 1차 시공된 방수층(12)이 완전히 굳기 전에 그 위에 상기 방수 몰탈 슬러리를 다시 소정 두께로 2차 시공하여 2차 방수층(14)을 시공하는 단계를 포함할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (3)

  1. 방수 몰탈 조성물로서,
    0.07 mm ~ 1.4 mm의 입도를 가지는 규사 100 중량부 및 포틀랜드 시멘트 70 ~ 120 중량부를 혼합한 베이스 몰탈 조성물을 제조한 후,
    에틸렌-염화비닐-비닐라우레이트계로 이루어진 재유화형 분말 수지 7 ~ 10 중량부, 하이드로 카본 0.1 ~ 0.4 중량부, 비이온성 하이드록시 에틸메틸셀룰로스 0.05 ~ 0.2 중량부, 및 금속염 0.3 ~ 1 중량부, 아라미드계 단섬유 0.3 ~ 0.8 중량부, 계면활성제 0.3 ~ 0.5 중량부를 혼합한 방수제 조성물을 첨가하여 제조하며,
    여기서, 상기 에틸렌-염화비닐-비닐라우레이트계로 이루어진 재유화형 분말 수지는 모체 침투성에 영향을 주지 않는 분말 타입의 삼중합(터폴리머)된 상태인 것을 특징으로 하는 방수 몰탈 조성물.
  2. 삭제
  3. 콘크리트 구조물의 방수 공법으로서,
    콘크리트 구조물 모체 표면의 레이턴스 유지류, 이물질을 제거하고, 상기 모체 표면의 취약 부위를 몰탈로 충전하는 클리닝 단계와,
    클리닝된 모체 표면이 건조한 경우 살수 처리하는 단계와,
    청구항 1에 기재된 방수 몰탈 조성물 25 중량부에 대해 물 5.5 ~ 7 중량부를 혼합하여 방수 몰탈 슬러리를 제조하는 단계와,
    상기 방수 몰탈 슬러리를 방수비, 솔, 스프레이 중 어느 하나를 이용하여 상기 클리닝된 모체 표면에 소정 두께로 1차 시공하는 단계와,
    1차 시공된 슬러리가 완전히 굳기 전에 그 위에 상기 방수 몰탈 슬러리를 다시 소정 두께로 2차 시공하는 단계를
    포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 방수 공법
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