KR101752706B1 - 단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물 표면의 방수구조 및 이의 시공 방법 - Google Patents
단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물 표면의 방수구조 및 이의 시공 방법 Download PDFInfo
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- E04F2290/04—Specially adapted covering, lining or flooring elements not otherwise provided for for insulation or surface protection, e.g. against noise, impact or fire
Abstract
본 발명의 단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물 표면의 방수구조는 건축물의 표면을 통과하여 결합된 복수개의 앵커; 상기 앵커에 물리적으로 체결되어 상기 콘크리트 표면과 밀착되는 난연성 이피에스폼(EPS) 또는 난연성 폴리이소시아누레이트(PIR)폼 1개 또는 복수개의 단열블록; 상기 단열블록상에 또는/및 상기 단열블록들 사이에 도포되는 접착제층; 상기 접착제층상에 도포되는 난연성 폴리우레아 방수제층; 및 상기 폴리우레아 방수제층상에 도포되는 탑코트층으로 구성되고 상기 복수개의 앵커에 의해 상기 콘크리트 표면과 밀착되는 상기 단열블록 사이에는 상기 접착체층이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 건축물의 표면을 난연성 단열블럭으로 마감하고 동시에 방수성능도 구비하는 난연성이 부여되고, 단열 및 방수가 일체화된 구조가 제공된다.
본 발명에 따르면, 건축물의 표면을 난연성 단열블럭으로 마감하고 동시에 방수성능도 구비하는 난연성이 부여되고, 단열 및 방수가 일체화된 구조가 제공된다.
Description
본 발명은 건물의 옥상이나 벽체 등의 외벽 보수, 보강을 위한 단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물 표면의 방수구조 및 이의 시공 방법에 관한 것이다.
일반적으로 건축물의 표면, 대표적으로 콘크리트의 표면은 필연적으로 방수문제가 대두된다. 이는 신축 건물이나 이미 사용중인 건물 모두에 해당된다. 또한 건축물의 표면은 외부와 접촉하고 있는 면이므로, 단열의 문제 또한 제기된다.
종래 건축물의 표면 (대부분 콘크리트 표면이다. 이하 같다)의 방수는 에폭시수지를 이용한 방수공법, 폴리우레탄을 이용한 방수공법 등이 있으나, 우레아를 이용한 방수공법은 우레아 자체가 가지고 있는 탄성체,즉 일래스토머(elastomer)의 성질을 가지고 있어 매우 탄력적이고 강한 내화학성을 가지고 있다는 장점으로 많이 이용되고있다.
또한 폴리우레아수지는 경화속도도 빨라서 분사후 불과 1분 이내에 사용할 수도 있고 그 위를 걸을 수도 있을 정도의 이음새 없는 단단한 막이 형성되어지는 특성이 있다. 또한, 일반적인 폴리우레탄이나 에폭시 수지와는 달리 물과의 친화력이 적은 소수성(疏水性)을 가지고 있기 때문에 표면에 습기가 있거나 낮은 온도의 표면에도 직접 분사가 가능하고 열에도 매우 강한 특징이 있어 그 적용범위가 점차 확대되어 가고 있다.
대한민국 특허공고 제10-0408010호(폴리우레아 방수공법)에는 부직포, 또는 플라스틱콘을 설치한 다음 그 위에 폴리우레아를 분사해 주어 이루어지는 방수공법을 이용하여 일반 방수공법과 달리 이음새가 없는 일체형의 방수막이 형성되도록 함으로써 오염수의 누수를 효과적으로 방지하고, 공기단축과 함께 시공단가와 유지비용의 절감을 가져올 수 있는 기초부재에 폴리우레아를 시공현장에서 분사하는 폴리우레아 방수공법에 있어서, 기초부재에 보강부재인 부직포를 대고 못과 와셔를 이용하여 상기 부직포가 기초부재에 고정되도록 체결하는 보강부재 체결단계; 상기 부직포가 고정된 보강부재위에 폴리우레아를 분사하는 폴리우레아 분사코팅단계: 상기 분사코팅된 폴리우레아를 상온에서 20~30초 자연건조하여 고착되게 하는 폴리우레아 건조단계로 이루어지되, 상기 폴리우레아는 아민-터미네이티드(Armine-Terminated), 폴리에테르 레진, 아민 고리 확장물 및 엠디아이 프리폴리머(MDI Prepolymer)로 조성된 것을 특징으로 하는 발명이 개시되어 있다.
또한 대한민국 특허공고 제10-0324364호(방수 시트 및 그 방수시트를 이용한 방수공법)에는 폴리우레아로 제조한 방수 시트 및 그 방수시트를 이용한 방수공법으로서, 폴리우레아로 제조되며, 직사각형 또는 정사각형의 평판부(11) 및 폴리우레아로 제조되며, 상기 평판부(11) 일정한 폭 만큼 내부에서 돌출된 돌출부(12)로 구성된 평판형 폴리우레아 방수시트와 이를 이용한 방수공법이 개시되어 있는데, 이에 의하면 종래 폴리우레아를 분사 도포하는 것에 비해 고가의 원재료인 폴리우레아의 사용량을 현저하게 줄일 수 있고, 폴리우레아 방수시트는 공장에서 균일한 품질을 지닌 제품으로 생산되어 공급되기 때문에 현장시공에서 올 수 있는 품질의 편차를 줄일 수 있다고 기재되어 있다.
또한 대한민국 특허공고 제10-0649988호(교면 방수방법)에는 콘크리트 또는 철근 구조 교면의 내구성을 향상시키기 위한 방수 처리 방법에서, 콘크리트 또는 철근 구조물의 교면에 에폭시 프라이머를 도포한 다음 폴리우레아를 도포하고, 우레탄계 프라이머에 실란계 접착부여제를 포함하는 접착 증강용 프라이머를 도포한 후, 에폭시 수지에 무기 충진제를 혼합한 바탕 조정제를 도포한다. 상기 방수 처리 방법은 방수제간의 접착 성능을 강화하여 콘크리트 또는 철근 구조 교면의 뛰어난 방수성 및 내구성을 부여한다.
또한 대한민국 특허공고 제10-0956489호(콘크리트 구조물에 대한 폴리우레아 방수 코팅공법)에는 콘크리트 구조물의 바닥층을 표면 처리하는 제 1 단계; 상기 제 1 단계로부터 표면 처리된 바닥층 전체에 프라이머층을 형성하는 제 2 단계; 상기 제 2 단계에서 형성되는 프라이머층 위에 바탕조정재인 도막층을 시공하는 제 3 단계; 및, 상기 제 3 단계에서 형성되는 도막층 위에 초속 경화형 폴리우레아 수지를 포함하는 코팅재를 분사하여 코팅층을 형성하는 제 4 단계; 를 포함하는 것으로서, 상기 제 3 단계의 도막층은 3액형 바탕조정재로 구성하되, 상기 3액형 바탕조정재는 분자내 2개의 에폭시기를 함유하고, 비이온성 유화제를 첨가하여 물을 용매로 강제 유화시킨 에폭시 에멀젼 수지를 주제로 하고, 폴리알킬옥사이드 화합물과 아민기가 하나 이상인 아민과의 반응으로 얻어지는 수용성 화합물을 경화제로 사용하며, 분체는 색상 안료 1~5중량부에 대하여, 체질안료로 규사 20~40중량부, 시멘트 20~40중량부, 및 기타 첨가제(침전방지제 등) 1~5중량부 비율로 구성하는 3액형 바탕조정재로 구성하고; 상기 제 4 단계의 코팅층은, 초속 경화형 폴리우레아 수지를 도막 조성물 형태로 제공하며, 상기 폴리우레아 수지는 이소시아네이트 프리폴리머를 A성분인 주제로 하고 폴리아민 혼합물인 경화제를 B성분으로 하는 2액형의 코팅재로 구성되며; 상기 2액형의 코팅층 두께는 1.5~2.0㎜ 범위내이고, 경도화는 Shore A 경도계로 측정하여 85 이상이어야 하며, 인장강도 200ㅁ30kgf/㎠ 이고, 인열강도는 100ㅁ15kgf/㎝ 이며, 신장율은 300% 이상의 특성을 가지도록 함을 특징으로 하는 콘크리트 구조물에 대한 폴리우레아 방수 코팅공법을 개시하고 있다.
이러한 우레아수지는 발포폼의 계면에서는 부착력이 좋지 못하여 이를 보완해 줄 수 있는 프라이머가 사용된다.
한편, 건축물의 외벽 단열, 특별히 저층 건축물의 외벽의 단열은 소위 드라이비트라고 하는 마감블럭이 널리 이용되고 있다. 이러한 드라이비트 공법은 구조형성의 용이함 및 경량화 등의 이유로 발포폼(EPS)이 사용되고 있다. 그러나, 종래의 발포폼 형태의 드라이비트(drivit) 마감블럭(단열블럭)은 외부온도에 따라 수축 및 팽창이 빈번하게 이루어지기때문에, 그 발포폼에 도포되는 중간재층 및 표면재층의 균열을 초래하여 구조적인 안전성을 저해함은 물론, 외관의 조잡함을 초래하여 왔다. 또한 종래 발포폼 형태의 드라이비트 마감블럭(단열블럭)은 난연성능이 부족하여, 화재에 취약하여 대형화재로 번지게 되는 원인이 되기도 하였다.
도 1은 2015년초 134명의 사상자를 낸 의정부 화재 아파트의 보강공사 후 외벽에 부착한 '드라이비트' 사진이다(출처: 연합뉴스 홈페이지). 그 당시 화재는 불에 잘타는 발포폼 형태의 드라이비트였으며, 1층에서 발생한 화재가 화파트 전체로 번지게되는 결정적인 원인이 되었던 것으로 조사되었다. 이러한 종래의 드라이비트는 화재에 무척 취약하고 타면서 유해물질도 다량 방출해 인체에 해롭다.(http://www.wowtv.co.kr/newscenter/news/view.asp?artid=A201501120029)
따라서 종래 드라이비트를 대체할 단열시스템의 개발이 요구되어진다.
본 발명은 상기의 점을 감안하여 안출된 것으로서, 건축물의 표면을 난연성 단열블럭으로 마감하고 동시에 방수성능도 구비하는 단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물 표면의 방수구조 및 이의 시공 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 목적은 건축물의 표면과 마감블록을 물리적 및 화학적으로 견고히 결합하는 단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물 표면의 방수구조 및 이의 시공 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 목적은 마감블록과 방수제의 부착력을 증대시키고, 방수표면의 강도를 증가시킬 수 있는 단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물 표면의 방수구조 및 이의 시공 방법을 제공하고자 한다.
본 발명자는 단열블록으로 사용되는 발포폼(EPS 폼 등)은 발포시에, 구성물질의 부피증가로 인하여 각 cell간의 공극이 존재하여 폴리우레아(방수제)와의 접착물성(기포, 핀-홀 등 발생)을 저하시킨다는 문제점을 인지하고, 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로, 단열블록과 방수제층사이에 특정한 매개수지(접착제)를 사용하여 두 층을 강하게 결합시켜 주도록 각 cell간의 공극을 메워주게되면 방수제층의 부착력을 향상시킬 수 있다는 것과, 더욱이 단열블록의 표면아래 일정깊이로의 함침에 의해, EPS 폼의 강도를 증가시켜 폴리우레아와의 부착력 증대 및 강도를 향상시킬 수 있을 것이라는 생각에 본 발명을 하게된 것이다.
즉, 본 발명의 단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물 표면의 방수구조는 건축물의 표면을 통과하여 결합된 복수개의 앵커; 상기 앵커에 물리적으로 체결되어 상기 콘크리트 표면과 밀착되는 난연성 이피에스폼(EPS) 또는 폴리이소시아누레이트 폼(PIR 폼(Polyisocyanurate block))으로 구성되는 1개 또는 복수개의 단열블록; 상기 단열블록상에 또는/및 상기 단열블록들 사이에 도포되는 접착제층; 상기 접착제층상에 도포되는 난연성 폴리우레아 방수제층; 및 상기 폴리우레아 방수제층상에 도포되는 탑코트층으로 구성된다.
이때, 접착제는 상기 단열블록의 표면 하부에 0.01 ~ 1.5mm 두께로 함침 경화되고, 경화된 후 JIS S 6050 경도계로 측정한 상기 단열블록의 표면경도가 55 이상 90이하 인 것을 특징으로 한다. 경도가 측정된 부분은 단열블록의 상부 표면이다(단열블록의 측면은 미 해당됨. 이하 동일)
본 발명의 상기 구조는 단열블록(발포폼)의 표면에 형성된 공극을 접착제에 의해 메워주워, 표면에 도포되는 폴리우레아 방수제의 부착력을 향상시키며, 또한 접착제의 경화에 의한 방수층 도막의 강도를 증가시킬 수 있게 된다.
즉, 본 발명의 접착제는 단열블록과 이 단열블록상에 도포되는 방수제층의 부착력을 증대시키고, 단열블록의 표면경도를 향상시켜 경보행이 가능할 정도의 도막 강도를 가지는 방수구조를 제공한다. 접착제가 상기 단열블록의 표면(단열블록의 측면이 제외된 상부 표면만을 의미함. 이하 동일) 하부에 함침되는 깊이는 단열블록, 즉 EPS폼 등의 단열블럭의 셀(CELL)의 크기나 공극의 크기, 접착제의 종류나 점섬 등의 물성에 따라 가변적이나 대략 0.01mm 내지 1.5mm 정도가 된다. 도막침투 경화층(=함침 깊이)의 두께가 0.009mm이하이면 달성하고자 하는 도막강도가 발현되기가 어렵다. 다만, 상한의 수치 1.5mm는 달성가능한 최대치의 도막침투 경화층 두께이상의 의미는 없다. 상기 단열블록의 가능한 수치의 밀도범위내에서 상기 접착제가 함침 경화된 후에 JIS S 6050 경도계로 측정한 상기 단열블록의 표면경도(상부도막의 표면경도)가 55 이상 90이하 인 것이 요구된다. 만일, 54 이하이면 경보행 시 단열블록의 형태변형을 초래 할 수 있기 때문이다. 90은 현실적으로 도달 가능한 최대치 이상의 의미는 없다.
또한 상기 복수개의 앵커에 의해 상기 콘크리트 표면과 밀착되는 상기 단열블록 사이에는 상기 접착체층이 형성되는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명의 방수구조는 방수는 물론, 단열성능을 동시에 발휘할 수 있는 건축물 표면의 마감구조로서, 방수와 단열이 일체화된 구조이다. 또한 난연성 마감블록 및 방수제를 사용하여 화재에 취약한 종래의 드라이비트 공법을 대체할 수 있는 구조이다.
또한 본발명의 상기 구조는 건축물의 표면과 마감블록을 앵커에 의한 물리적인 결합에 접착체에 의한 화학적인 결합을 추가하여 견고한 마감구조가 되도록 한것에 특징이 있다.
본 발명에서, 상기 접착제는 상기 단열블록의 표면으로부터 일정깊이 함침되어 경화되어, 단열블록과 방수제층의 부착력을 증대시키고, 방수제층 표면의 경도를 증가시킨다.
본 발명의 실시예에서, 상기 접착제층의 형성은 발포우레탄 접착제가 예시되며, 접착제가 폴리우레아 방수제층과 단열블록(난연EPS폼 등)과의 cell 공극 사이를 물리적으로 침투하여 가교역할을 함으로써 EPS 폼 등의 단열블록 표면층을 보강(경도상승)하는 효과가 발생한다. 특히, 건축물의 옥상 슬라브에 적용할 경우 경보행 시 단열블록의 파손을 막을 수 있다. 또한 폴리우레아 방수제와 단열블록과의 접착성능을 증가시켜, 결과적으로 방수성능의 향상에 도움을 주게된다.
본 발명에서, 상기 단열블록은 밀도 25kg/m3 이상인 것이 바람직하며, 더욱바람직하기로는 35kg/m3 이상이다. 이는 건축물 표면과 앵커에 의해 결합되는 것을 고려한 수치로서, 단열블록의 밀도가 25kg/m3 미만이면 앵커와의 결합력이 약해질 뿐만 아니라, 본 발명의 구조의 방수층 표면에 강도가 약하여 훼손될 우려가 있기 때문이다. 옥상방수 구조의 경우에는 25kg/m3 이상 85kg/m3 이 적당하고, 벽체의 경우에는 20kg/m3 이상 85kg/m3 이 적당할 수 있다. 이러한 수치는 건축물의 신축 및 보수 요구조건에 따라 가변적이다.
본 발명에서, 상기 폴리우레아 방수제층은 UL 94 V-0 등급의 난연성 우레아 인 것이 바람직하다.
본 발명의 구조는 단열블록이 난연성능을 가지고 있기 때문에, 어느 정도의 난연성을 발휘하지만, 표면의 폴리우레아 방수제층에 UL 94 V-0 등급의 난연성을 부여하게되면 전체적인 난연성능에 도움을 줄 수 있다.
또한 본 발명의 상기 단열블록의 두께는 30mm ~ 150mm 난연성 이피에스폼(EPS) 인 것, 10mm ~ 200mm의 PIR 폼(Polyisocyanurate block) 일 수 있다.
단열블록의 두께는 건축물의 요구조건에 따라 가변적이나, 각 단열블럭의 특성을 감안하면 위와 같은 두께를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물의 표면의 방수구조는 건축물의 옥상에 적용가능하다.
본 발명의 단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물의 옥상 건축물 표면의 방수구조를 예시하면, 건축물의 옥상 표면을 통과하여 결합된 복수개의 앵커; 상기 앵커에 물리적으로 체결되어 상기 콘크리트 표면과 밀착되는 50mm ~ 150mm 두께의 난연성 이피에스폼(EPS) 또는 50mm ~ 250mm 두께의 난연성 PIR 폼(Polyisocyanurate block)으로 구성되는 밀도 25kg/m3 이상의 1개 또는 복수개의 단열블록; 상기 단열블록상에 도포되는 발포우레탄 접착제층; 상기 접착제층상에 도포되는 난연성 폴리우레아 방수제층; 및 상기 폴리우레아 방수제층상에 도포되는 탑코트층으로 구성되고 상기 복수개의 앵커에 의해 상기 옥상 표면과 밀착되는 상기 단열블록 사이에는 상기 접착체층이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 접착제는 상기 단열블록의 표면 하부 0.01 ~ 1.5mm 두께로 함침 경화되고, 경화된 후 JIS S 6050 경도계로 측정한 상기 단열블록의 상부도막 표면경도가 55 이상 90이하 인 것을 특징으로 한다. 단열블럭과 방수제층 사이의 경화된 접착제층에 의해, 방수층과 단열블럭의 일체적인 부착력이 증대되고, 방수표면의 강도가 향상되어, 앵커와의 결합력이 향상된다. 또한 단열블록의 형태안정성 및 강도가 향상된다. 또한 시공후 시간이 경과하더라도, 사람 등의 중량이 가해져도 표면의 향상된 강도로 인해 형태가 유지되어 방수제층의 부착력을 저해하지 아니하게 되고, 결과적으로 방수도막의 내구성이 향상된다.
본 발명의 단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물의 표면의 방수구조는 건축물의 벽체에도 적용가능하다.
본 발명의 단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물의 벽체 표면의 방수구조를 예시하면, 건축물의 벽체 표면을 통과하여 결합된 복수개의 앵커; 상기 앵커에 물리적으로 체결되어 상기 벽체 표면과 밀착되는 30mm ~ 100mm 난연성 이피에스폼(EPS) 또는 10mm ~ 150mm 난연성 폴리이소시아누레이트(PIR)폼으로 구성된 밀도 20kg/m3 이상의 1개 또는 복수개의 단열블록; 상기 단열블록상에 도포되는 발포우레탄 접착제층; 상기 접착제층상에 도포되는 난연성 폴리우레아 방수제층; 및 상기 폴리우레아 방수제층상에 도포되는 탑코트층으로 구성되고 상기 복수개의 앵커에 의해 상기 벽체의 표면과 밀착되는 상기 단열블록 사이에는 상기 접착체층이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 접착제는 상기 단열블록의 표면 0.01 ~ 1.5mm 두께로 함침 경화되고, 경화된 후 JIS S 6050 경도계로 측정한 상기 단열블록의 표면경도가 55 이상 90이하 인 것을 특징으로 한다. 단열블럭과 방수제층 사이의 경화된 접착제층에 의해, 방수층과 단열블럭의 일체적인 부착력이 증대되고, 방수표면의 강도가 향상되어, 앵커와의 결합력이 향상된다. 또한 단열블록의 형태안정성 및 강도가 향상된다. 또한 시공후 시간이 경과하더라도, 강한 바람, 또는 기타의 외력에 의한 압력이 가해져도 표면의 향상된 강도로 인해 형태가 유지되어 방수도막의 부착력을 저해하지 아니하게 되고, 결과적으로 방수도막의 내구성이 향상된다.
다른 관점에서, 본 발명은 단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물 표면의 방수시공 방법을 제공한다.
단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물 표면의 방수시공 방법은 시공하고자 하는 건축물의 표면층을 청소, 평탄화, 건조, 누수부위 보강 등의 필요한 공정을 거치는 제 1 단계; 상기 제 1 단계에서 표면처리된 표면층에 앵커볼트를 설치하는 제 2단계; 상기 표면층에 접착제를 도포하는 제 3단계; 난연성 이피에스폼(EPS) 또는 난연성 폴리이소시아누레이트(PIR)폼으로 구성된 단열블록을 상기 앵커에 물리적으로 체결하여 상기 표면층과 밀착되도록 하는 제 4단계; 상기 단열블록(4)상에 접착제를 도포하여 경화시키되, 상기 접착제는 상기 단열블록(4)의 하부 0.01 ~ 1.5mm 두께로 함침 경화되어, JIS S 6050 경도계로 측정한 상기 단열블록(4)의 표면경도가 55 이상 90이하로 하는 제 5단계; 상기 접착제층상에 난연성 폴리우레아 방수제를 도포하는 제 6단계; 및 상기 폴리우레아 방수제층에 탑코트층을 형성하는 제 7단계로 구성된다.
본 발명에 따르면, 건축물의 표면을 난연성 단열블럭으로 마감하고 동시에 방수성능도 구비하는 난연성이 부여되고, 단열 및 방수가 일체화된 구조가 제공된다.
또한 건축물의 표면과 마감블록을 물리적 및 화학적으로 견고히 결합하여 들뜸현상이 방지되어 내구성이 우수한 단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물 표면의 방수구조 및 이의 시공 방법이 제공된다.
또한, 건축물의 표면의 단열을 위해 부착되는 마감블록에 접착제가 일정 깊이 함침하여 방수표면의 강도가 증가하고, 방수도막의 부착력이 강화되어 방수도막의 기능이 충분히 발휘될 수 있는 단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물 표면의 방수구조 및 이의 시공 방법이 제공된다.
이러한 본 발명의 단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물 표면의 방수구조 및 이의 시공 방법은 화재에 취약하고, 내구성이 약한 기존의 드라이비트 마감구조 및 방법을 대체하는 산업적인 효과가 있다.
도 1은 종래 드라이비트 마감재 사진이고,
도 2는 본 발명의 단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물 표면의 방수구조를
나타내는 개략도
도 3은 본 발명의 실시예와 비교예의 실시 사진과 물성 시험표이다.
도 2는 본 발명의 단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물 표면의 방수구조를
나타내는 개략도
도 3은 본 발명의 실시예와 비교예의 실시 사진과 물성 시험표이다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 건축물 표면(6)을 통과하여 결합된 복수개의 앵커(5); 상기 앵커(5)에 물리적으로 체결되어 상기 건축물 표면과 밀착되는 난연성 이피에스폼(EPS) 또는 난연성 폴리이소시아누레이트(PIR)폼으로 구성된 1개 또는 복수개의 단열블록(4); 상기 단열블록(4)상에 도포되는 접착제층(3); 상기 접착제층(3)상에 도포되는 난연성의 폴리우레아 방수제층(2); 및 상기 폴리우레아 방수제층(2)상에 도포되는 탑코트층(1)으로 구성되고 상기 복수개의 앵커(5)에 의해 상기 건축물 표면(6)과 밀착되는 상기 단열블록(4) 사이에는 상기 접착체층(3)이 형성되는 것을 특징으로 하는 단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물 표면(6)의 방수구조이다.
여기서, 상기 접착체층(3)을 형성하는 접착제는 상기 단열블록(4)의 표면 하부 0.01 ~ 1.5mm 두께로 함침 경화되고, 경화된 후 JIS S 6050 경도계로 측정한 상기 단열블록(4)의 표면경도가 55 이상 90이하 인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 방수구조는 방수는 물론, 단열성능을 동시에 발휘할 수 있는 건축물 표면의 마감구조로서, 방수와 단열이 일체화된 구조이다. 또한 난연성 마감블록을 사용하여 화재에 취약한 종래의 드라이비트 공법을 대체할 수 있는 구조이며, 단열블록의 표면경도를 증가시킴과 동시에 방수제층과의 부착력을 동시에 증가시키는 방수구조이다. 이하에서 첨부된 도면 2를 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 구조는 외부와의 단열이 필요한 건축물의 표면으로서, 건축물의 옥상, 외벽 등일 수 있다. 또한 그 표면은 콘크리트 표면이 대표적이나, 이에 한정하지 않는다.
복수개의 앵커(5)
단열블록(4)과 건축물의 표면을 물리적으로 체결하는 것으로서 당업계에서 널리 알려진 것으로서 상술하지 않는다. 이러한 앵커는 건축물의 표면 마감요구조건에 따라 수개 설치한다. 벽체에 적용하는 경우에는 옥상의 경우에 적용하는 경우보다 단일 면적당 더 많은 수의 앵커가 필요하다.
난연성 단열블록(4)
본 발명은 상기 앵커(5)에 물리적으로 체결되어 상기 건축물 표면과 밀착되는 난연성 이피에스폼(EPS) 및 난연성 폴리이소시아누레이트(PIR)폼으로 이루어진 군으로부터 선택된 단열블록(4)을 포함한다.
① EPS(발포 스티렌)
난연성이 있는 것으로서, KS M 3808(발포 폴리스티렌 단열재) 규격에 정하는 제품이 제시된다.
바람직한 두께는 30mm ~ 150mm 더욱 바람직하게는 50mm ~ 100 mm.
준불연 재료(KS F ISO 5660-1; 콘칼로리미터법)
시중에서 구득 가능한 것으로서, 정우화인 제품이 있다.
② PIR 폼(Polyisocyanurate block)
KS M 3809(경질 폴리우레탄 폼 단열재)가 제시된다.
바람직한 두께는 10mm ~ 200mm 더욱 바람직한 두께 15mm ~ 200mm
난연성은 ASTM E-84 Class 1
시중에서 구득 가능한 것으로서, 동서화인텍 제품으로 FINEfoam 120, 140,160, 180 등이 있다.
접착제층(3)
본 발명은 상기 단열블록(4)상에 도포되는 접착제층(3)을 포함한다. 본 발명의 상기 접착제층(3)을 형성하는 접착제는 발포우레탄 접착제, 수용성 폴리우레탄 아크릴계 접착제 및 수용성 에폭시 아크릴계 접착제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나의 접착제이다. 실시예에서는 발포우레탄 접착제가 사용된다. 특히 발포 우레탄 접착제는 본 발명의 단열블럭과의 접착력이 매우 우수하다.
접착제는 1-3회 도포되고, 1회 도포시 약0.25mmㅁ0.1mm 정도의 두께(도막 표면으로부터의 두께)를 형성하게 된다.
이하 본 발명에서 사용가능한 상기 접착제의 일반적인 사항을 아래에 설명한다.
① 우레탄 접착제
주제와 경화제로 이루어지며, 다음의 특성이 있는 것을 사용할 수 있다.
- 배합비 : A(주제):B(경화제)=1:1
- 가사시간/초기경화시간(20℃) : 20분 / 3시간
- 작업방법 : 에어리스 장비 또는 수작업
| 특 성 | 측 정 치 |
| 점도，25oC，cps | 300ㅁ150 |
| 외관 | 밝은 노랑 투명 |
| 비중，25 oC | 1.05ㅁ0.02 |
| 수분 | 0.2% ↓ |
사용 가능한 주제와 경화제는 다음과 같은 것을 들 수 있다.
- 주제: 이소시아네이트류와 잠재성 경화제를 포함한다. 여기서 상기 이소시아네이트류는 디페닐메탄디이소시아네이트(MDI) 또는 이의 프리폴리머, 톨루엔디이소시아네이트(TDI) 또는 이의 프리폴리머, 헥사메틸렌디이소 시아네이트(HDI) 또는 이의 프리폴리머 및 아이소포론디이소시아네이트(IPDI) 또는 이의 프리폴리머 중 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 디페닐메탄디이소시아네이트(4,4`-diphenylmethane diisocyanate, MDI)는 단량체인 MDI와 폴리머화 된 MDI 또는 MDI 프리폴리머를 사용할 수 있으며, NCO%는 20~33%, 평균 관능기 수는 2.3~3.0이 되도록 하여 사용할 수 있다.
또한 톨루엔디이소시아네이트(TDI) 또는 이의 프리폴리머, 헥사메틸렌디이소 시아네이트(HDI) 또는 이의 프리폴리머, 및 아이소포론디이소시아네이트(IPDI) 또는 이의 프리폴리머 또는 이들의 2량체 또는 3량체도 사용할 수 있으며, 이 경우 NCO%는 4.5~15% 평균 관능기수는 2~3 범위인 것을 사용하고, 바람직하게는 단독으로 사용하는 것이 기계적 강도와 반응속도 조절면에서 유리하다.
본 발명에서는 작업성과 제품의 가교밀도 조절을 위하여 잠재성 경화제를 사용할 수 있는데, 잠재성 경화제로는 에틸렌 카르보네이트(EC), 프로필렌카르보네이트(PC) 등의 잠재성 경화제를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
- 경화제: 경화제는 피마자유, 폴리아민(LPAMINE-6;(주)룩스폴리), 습기 반응형 잠재성 경화제, 산화방지제, UV 안정제, 가수분해 억제제, 항균제, 및 소포제 등의 각종 첨가제를 포함한다. 상기 접착제의 경화제는, 경화제 100중량%를 기준으로 습기 반응형 잠재성 경화제 80~90 중량%, 경수 5~10 중량%, 산화방지제 0.5~2중량%, UV 안정제 0.5~2중량%, 가수분해 억제제 0.5~2중량% 및 항균제 0.5~2중량%를 포함할 수 있다. 또한, 상기 경화제는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 예측될 수 있는 소포제, 침전방지제, 습윤분산제 등을 0.1~3 중량부 추가로 포함할 수 있다.
< 습기 반응형 잠재성 경화제 >
습기 반응형 잠재성 경화제의 사용도 가능하다. 이는 옥사졸리딘(Oxazolidine)류 및 알디민(Aldimine)류 중 하나 이상을 사용할 수 있다. 이러한 잠재성 경화제는 활성수소 당량이 150~2000이고 산가는 0.3 이하이며, 평균적인 질소 관능기 수가 2~3인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 산가가 0.1 이하이며, 질소 관능기 수가 2인 것을 사용하는 것이 좋다.
② 아크릴 에멀젼계 접착제
1) 수용성 폴리우레탄 아크릴계
폴리우레탄 입자 내부에서 아크릴 모노머가 개시반응을 일으키는 IPN(ineter-penetrating polymer networks) 기법이 도입된 아크릴 에멀젼 제품으로서, 시중에서 구득가능한 제품으로 (주)한서포리머의 HSA R-10, (주)유스켐의 UE-1420 등이 있다.
2) 수용성 에폭시 아크릴계
2액형 제품으로, 주제는 에폭시 수지에 아크릴 모노머의 공중합된 수지이며, 경화제는 폴리아민 또는 폴리아마이드 수지 등에 아크릴 모노머의 공중합된 수지로서, 이 주제 혼합물과 경화제의 결합으로 만들어진다. 시중에서 구득가능한 제품으로 (주)한서포리머의 HSA-11A/11B 등이 있다.
본 발명의 상기 접착제는 단열블록(4)의 경도향상과 더불어 단열블록과 폴리우레아(2)의 부착력을 향상시킨다. EPS폼을 예로들어 그 작용원리에 대해 설명한다.
폴리스티렌은 아래와 같은 구조를 가지고 있으며, 다른 물질과의 상온에서의 화학적 결합(부착)이 일어나기는 어려우며, 단지 UV에 의한 벤젠고리의 변화로 인한 황변형상이 발생할 뿐이다. 그리고 PS 부피증가로 인하여 각 cell간의 공극이 존재하여 폴리우레와의 접착물성(기포, 핀-홀 등 발생)을 저하시킨다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로, 접착제를 사용하여 각 cell간의 공극을 메워주는 역할과 일정깊이로의 함침에 의해, EPS의 강도를 증가시켜 폴리우레와의 부착 및 물성을 향상시킨다.
<폴리스티렌 구조> <EPS 단열재의 단면>
② PIR 폼(Polyisocyanurate block)
PIR은 아래와 같은 구조를 가지며, 화학적으로 -NCO 관능기를 일부 가지고 있어 접착제와의 유사한 구조에 의해 재료분리가 발생되지 않으며, 단열재 자체의 공극을 최소화 시켜 폴리우레아의 부착 및 물성을 향상시킨다.
<PIR>
폴리우레아 방수제층(2)
본 발명은 상기 접착제층(3)상에 도포되는 난연성의 초속경 폴리우레아 방수제층(2)을 포함한다. 난연성능은 UL 94 V-0 등급이상의 것이 예시된다. 물성은 다음의 것을 충족시키는 것이 바람직하다.
| 특 성 | 측 정 치 |
| 경도(Shore A) | 80 이상 |
| 인장강도(N/mm2) | 17 이상 |
| 신장률(%) | 400 이상 |
| 인열강도(N/mm) | 60 이상 |
폴리우레아 방수제는 단열블럭(4)의 표면에 경화된 접착제층(3)를 매개하여 단열블럭(4)과 화학적으로 결합하여 강한 부착력을 발휘한다.
탑코트층(1)
방수제층(2)상에 도포되는 마감층으로서, 도막을 보호하고, 자외선차단 및 외벽의 디자인용이다. 아크릴 우레탄 제품이 예시되나, 이에 한정하지 않는다. 삼화페인트상의 우레탄방수마스터355 제품등이 예시되며, 그 물성은 다음과 같다.
| 마감상태 | 유광 |
| 색상 | 각 색 |
| 조성 | 2액형 |
| 부피고형분 | 45ㅁ5 % |
| 추천건조도막두께 | 45㎛ |
| 혼합비(부피비) | 2:1(주제:경화제) |
| 도장횟수 | 1~2회 |
| 이론도포면적 | 10 ㎡/L (건조도막두께 45㎛시) * 도장작업시 손실량과 표면상태를 고려. |
이하 본 발명의 시공순서를 설명하도록 한다.
바탕정리 및 표면처리
① 신축의 경우
- 적정배수를 위한 구배를 주면서 바닥을 평탄하게 하여 물고임 현상이 발생하지 않도록 한다.
- 배수구 설치 시 정밀하게 시공을 해야 하며 구배를 감안하여 설치한다.
- 레이턴스, 먼지, 기름, 돌출부 등 공사에 지장을 주는 물질 제거한다.
- 바탕면 청소를 깨끗이 하며, 바탕면의 상태는 콘크리트일 경우에는CSP 4~5이상이 가장 적당하다.
- 콘크리트의 건조상태를 확인하기 위하여 PE필름을 표면에 완전히 밀착시킨후 1 ~ 3일 경과 후 필름의 안쪽에 결로되는 물방울로 수분을 확인하며, 손쉬운 방법으로는 표면에 불꽃을 가깝게 하여 수분의 응축상태 등으로 확인한다.
② 보수의 경우
- 노후와에 의한 파손부위 및 심하게 들뜬 부위는 반드시 제거하며, 방수층이 고정되어있는 경우에는 부분제거를 실시한다.
- 레이턴스, 먼지, 기름, 돌출부, 수분 등 공사에 지장을 주는 물질 제거한다.
- 누름몰탈 철거 및 평탄성을 확보하기 위한 몰탈미장과 단차가 생기는 곳에 그라인딩 작업을 실시한다(필요시).
- 크랙 부위에 용이한 퍼티 작업을 한다.
- 바탕면 청소를 깨끗이 하며, 바탕면의 상태는 콘크리트일 경우에는CSP 4~5이상이 가장 적당하다.
③ 기타 특수 부위 보강
루프드레인, expansion joint, 설비기계 주변 등 기타 부위는 현장여건에 다른 적절한 방법(균열보수보강, 도막등)을 선택하여 적용한다.
앙카볼트 및 접착제 도포
① 바탕정리 후 앙카볼트를 도면에 따라 설치한다.
② 앙카볼트 설치 후 단열재와의 부착을 위해 접착제를 도포한다.
단열블럭 부착
① 접착제 도포 후 설치해야 할 바닥 모양에 맞게 단열재를 앙카볼트에 체결한다.
② 단열재와 단열재 사이의 빈틈에 실링재 또는 접착제를 도포한다.
③ 단열재와 초속경 우레아 방수재(또는 우레탄-우레아 방수재)와의 부착성 및 기포 발생을 억제하기 위해 접착제를 도포한다.
초속경 우레아 방수재 함침
① 초속경 방수재 도포 작업은 작업중단 및 지연이 생기지 않도록 가급적 1대 이상의 예비 스프레이 건이 준비된 상태에서만 작업을 착수한다.
② 스프레이 건에 의해 소정온도 (60-75 ℃ 정도)를 유지되게 하여 도포한다.
③ 1회의 스프레이로 약 0.3 mm 정도의 균일한 도막을 형성하고, 중복도장 가능 시간내에서 연속 도포를 하여 균일한 도막 두께가 되도록 한다.
④ 작업중 일일작업량 마감, 우천등의 사유로 중복 도장 가능 시간(24시간)이 경과했을 때에는 우레탄 또는 에폭시계 프라이머를 재 도포 후 지촉건조시간이 지난 후 초속경 제품을 다시 도포한다.
자외선 차단 및 디자인용 탑코트
단열재와 초속경 방수재가 함침된 면에 자외선 차단용 탑코트를 이용하여 탑코팅을 실시한다.
본 발명의 이상과 같은 단열 및 방수층의 구조에 따르면, 건축물의 표면을 난연성 단열블럭으로 마감하고 동시에 방수성능도 구비하여 난연성이 부여되고, 단열 및 방수가 일체화된 구조의 건물옥상 및 외벽마감시스템이 제공된다.
또한 건축물의 표면과 마감블록을 물리적 및 화학적으로 견고히 결합하여 들뜸현상이 방지되어 내구성이 우수한 단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물 표면의 방수구조 및 이의 시공 방법이 제공된다.
또한, 건축물의 표면의 단열을 위해 부착되는 마감블록에 접착제 및 우레아 방수재가 일정 깊이 함침하여 방수표면의 강도가 증가하고, 방수재의 기능이 충분히 발휘될 수 있는 단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물 표면의 방수구조 및 이의 시공 방법이 제공된다.
이러한 본 발명의 단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물 표면의 방수구조 및 이의 시공 방법은 화재에 취약하고, 내구성이 약한 기존의 드라이비트 마감구조 및 방법을 대체하는 산업적인 효과가 있다.
표면강도측정
(접착제 도포)
시중에서 시판되는 EPS폼(정우화인(주) 제품, 난연EPS, 밀도 25kg/m3)에 발포 우레탄 접착제(APtech사 제품 APA-070)을 2회 도포하여 접착제층을 형성하였다. 경화후 접착제층의 두께는 약0.5mm였다.
사진 1 및 2(2400배 확대)는 경화후의 표면 사진으로서, 발포 우레탄 접착제가 EPS폼의 표면 하부에 침투하여 경화된 상태를 확인할 수 있다.
(표면경도 측정)
JIS S 6050 경도계(고무 등의 연질의 표면을 측정하기 위한 경도계로서 Shore A경도계로는 측정이 불가능한 표면의 경도를 측정하기위한 경도계임)에 의해 측정한 경도는 62였다. 접착제 도포전의 경도는 32였다
방수제층의 도포
상기에서 발포 우레탄 접착제층이 도포된 EPS폼에 폴리우레아 방수재(APtech사 제품, MIU-80F)를 2회 도포하여 도막두께 2mm로 형성하였다.(실시예)
또한 동일한 EPS폼에 접착제를 도포하지 않은 상태로 동일한 폴리우레아 방수제를 도포하였다.(비교예)
위 각 비교예 와 실시예에 대한 방수제층의 단면사진과 표면경도 및 부착력 시험 결과를 도 3에 나타내었다. (부착력 시험:ASTM D 4541, KS F 9001)
위 실험에서 확인되는 바와 같이, 난연성 EPS를 단독으로 사용 하였을 경우에는 폼의 cell간의 공극이 발생하며, 발포 우레탄 접착제 사용 시 cell 공극을 물리적으로 침투하여 가교역할을 함으로써 EPS 표면층을 보강(경도상승)하는 효과가 발생함을 알 수 있다. 특히, 건축물의 옥상 슬라브에 적용할 경우 경보행 시 EPS의 파손을 막을 수 있다. 또한 본 발명의 접착제층이 형성된 실시예의 경우 폴리우레아 방수재와 단열블럭과의 접착성능이 증가함을 알 수 있다.
Claims (4)
- 건축물 표면(6)을 통과하여 결합된 복수개의 앵커(5);
상기 앵커(5)에 물리적으로 체결되어 상기 건축물 표면과 밀착되는 난연성 이피에스폼(EPS) 또는 폴리이소시아누레이트 폼(PIR 폼(Polyisocyanurate block))으로 구성되는 1개 또는 복수개의 단열블록(4);
상기 단열블록(4) 상부 및 하부에 도포되는 접착제층(3);
상기 단열블록(4)의 상부에 도포된 접착제층(3) 상에 도포되는 난연성의 폴리우레아 방수제층(2); 및
상기 폴리우레아 방수제층(2)상에 도포되는 탑코트층(1)으로 구성되고,
상기 단열블록(4)의 바닥부분에 상기 복수개의 앵커(5)의 상부가 모양을 맞추어 물리적으로 삽입되어 체결되며,
상기 복수개의 앵커(5)에 의해 상기 건축물 표면(6)과 밀착되는 상기 단열블록(4) 사이에는 상기 접착제층(3)이 형성되고,
상기 접착제층(3)을 형성하는 접착제는 상기 단열블록(4)의 표면 하부에 0.01 ~ 1.5mm 두께로 함침 경화되고, 경화된 후 상기 단열블록(4)의 표면경도는 JIS S 6050 경도계로 측정한 표면경도가 55 이상 90이하 인 것을 특징으로 하는 단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물 표면(6)의 방수구조. - 1항에 있어서, 상기 접착제는 발포우레탄 접착제, 수용성 폴리우레탄 아크릴계 접착제 및 수용성 에폭시 아크릴계 접착제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것임을 특징으로 하는 단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물 표면의 방수구조.
- 건축물의 표면을 통과하여 결합된 복수개의 앵커(5);
상기 앵커에 물리적으로 체결되어 상기 건축물의 표면과 밀착되는 50mm ~ 150mm 두께의 난연성 이피에스폼(EPS) 또는 50mm ~ 250mm 두께의 난연성 PIR 폼(Polyisocyanurate block)으로 구성되는 밀도 25kg/m3 이상의 1개 또는 복수개의 단열블록(4);
상기 단열블록(4)의 상부와 하부에 도포되는 발포우레탄 접착제층(3);
상기 접착제층상에 도포되는 난연성 폴리우레아 방수제층(2); 및
상기 폴리우레아 방수제층(2)상에 도포되는 탑코트층(1)으로 구성되고,
상기 단열블록(4)의 바닥부분에 상기 복수개의 앵커(5)의 상부가 모양을 맞추어 물리적으로 삽입되어 체결되며,
상기 복수개의 앵커에 의해 상기 건축물 표면과 밀착되는 상기 단열블록(4) 사이에는 상기 접착체층(3)이 형성되고,
상기 접착제층(3)을 형성하는 접착제는 상기 단열블록(4)의 표면 하부에 0.01 ~ 1.5mm 두께로 함침 경화되고, 경화된 후 상기 단열블록(4)의 표면경도는 JIS S 6050 경도계로 측정한 표면경도가 55 이상 90이하 인 것을 특징으로 하는 단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물 표면(6)의 방수구조. - 단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물 표면의 방수시공 방법으로서,
시공하고자 하는 건축물 표면층(6)을 청소, 평탄화, 건조, 누수부위 보강 등의 필요한 공정을 거치는 제 1 단계;
상기 제 1 단계에서 표면처리된 건축물 표면층(6)에 앵커(5)를 설치하는 제 2단계;
상기 건축물 표면층(6)에 접착제층(3)을 도포하는 제 3단계;
난연성 이피에스폼(EPS) 또는 난연성 폴리이소시아누레이트(PIR)폼으로 구성된 단열블록의 바닥부분을 상기 앵커(5)의 상부에 모양을 맞추어 물리적으로 삽입하여 체결하여 상기 표면층과 밀착되도록 하는 제 4단계;
상기 단열블록(4)상에 상기 접착제층(3)을 도포하여 경화시키되, 상기 접착제층(3)은 상기 단열블록(4)의 하부 0.01 ~ 1.5mm 두께로 함침 경화되어, JIS S 6050 경도계로 측정한 상기 단열블록(4)의 표면경도가 55 이상 90 이하로 하는 제 5단계;
상기 접착제층(3)상에 난연성 폴리우레아 방수제를 도포하는 제 6단계; 및
상기 폴리우레아 방수제층(2)에 탑코트층(1)을 형성하는 제 7단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 단열 및 난연성 블록을 이용한 건축물 표면(6)의 방수구조 시공방법.
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