KR101816209B1

KR101816209B1 - 경질금속시트와 폴리우레아 도막방수재를 이용한 조립식 복합방수구조

Info

Publication number: KR101816209B1
Application number: KR1020160160709A
Authority: KR
Inventors: 박세영; 송정우; 정미화; 박미나
Original assignee: 주식회사 경남건설
Priority date: 2016-11-29
Filing date: 2016-11-29
Publication date: 2018-01-08

Abstract

본 발명은 아스팔트 방수시트와 경질금속시트를 적층시켜 폴리우레아 도막방수를 시공하여 수밀성과 내구도를 향상시킨 조립식 복합방수구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시트 간의 접합부 성능 및 물성변화를 최소화시켜 수밀성을 확보하고, 복합방수공법으로 내구성을 향상시키도록 한 경질금속시트와 폴리우레아 도막방수재를 이용한 조립식 복합방수구조에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 콘크리트 바탕면의 상부에 설치되는 아스팔트 방수시트; 상기 아스팔트 방수시트의 상부에 가장자리 부위가 겹침 형식으로 설치되는 다수개의 경질금속시트; 상기 다수개의 경질금속시트의 겹침 부위에 도포되는 우레탄실란트; 상기 우레탄실란트의 상부 표면과 그 주위에 도포되는 프라이머; 상기 프라이머와 상기 경질금속시트의 각각 노출되는 외부 표면에 도포되는 폴리우레아 도막방수재;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

경질금속시트와 폴리우레아 도막방수재를 이용한 조립식 복합방수구조{Using prefabricated composite waterproof rigid sheet metal and polyurea waterproof coating}

본 발명은 아스팔트 방수시트와 경질금속시트를 적층시켜 폴리우레아 도막방수를 시공하여 수밀성과 내구도를 향상시킨 조립식 복합방수구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시트 간의 접합부 성능 및 물성변화를 최소화시켜 수밀성을 확보하고, 복합방수공법으로 내구성을 향상시키도록 한 경질금속시트와 폴리우레아 도막방수재를 이용한 조립식 복합방수구조에 관한 것이다.

통상적으로 온도, 습도 및 바람 등의 기상조건이 자주 변화되는 지역에 축조된 건축물은 기상조건에 의하여 수분이 실외로부터 실내로 침투하게 될 수 있는 요인이 존재할 수 있으므로, 수분의 침투를 차단할 수 있는 다양한 방법의 방수공법이 개발되고 있는 실정이다.

첫째로, 건축물의 콘크리트 바탕면에 용융 아스팔트를 도포하는 공법이 있으나, 이는 높은 온도로 가열 및 용융하게 되므로 안전사고의 위험과 함께 불쾌한 냄새 및 유독성 물질에 의해서 작업자가 해를 입을 우려가 있고, 또 시공 후 남는 폐자재가 환경오염을 유발하였으며, 조건에 따라 용융 아스팔트의 온도를 달리하여야 함에도 불구하고 온도관리가 어려워 시공상태가 고르지 못하게 됨은 물론, 우기시에는 시공이 불가능하여 공사기간이 장기화되는 등의 문제점이 있다.

둘째로, 건축물의 콘크리트 바탕면에 우레탄을 도포하는 공법이 있으나, 이는 화학적으로 정확한 배합비를 유지해야 하므로, 반드시 시공을 숙련공에 의존해야 하고, 시공 중 경화가 진행됨으로써 점도가 높아지게 되면 지속적으로 희석제를 혼가하게 되어 물성을 저하시키게 됨과 더불어 희석제에 의한 인화 및 폭발의 위험과 유독성의 피해를 감수해야 했으며, 바탕층의 평활도가 떨어질 경우, 도막의 두께를 균일하게 유지하기 어려움은 물론, 자체 물성 상 통기성이 없어 수증기압에 의한 도막 박리 뿐만 아니라 바탕층의 콘크리트 자체의 함수로 도막 접착이 어려워 들뜨게 됨으로써 파단의 원인이 되는 등의 문제점이 있다.

셋째로, 건축물의 콘크리트 바탕면에 연질시트를 접착제로 접착 시공하는 공법이 있으나, 이는 이음매 부분의 밀봉이 어려워 누수의 우려가 내재됨과 동시에 시공이 까다롭고, 접착된 시트의 표면에 누름층을 시공케 됨에 따라 시공이 복잡해지고, 누름층의 균열에 의해 시트가 쉽게 파열되어 누수의 원인이 되는 등의 문제점이 있을 뿐만 아니라, 보수 시 공사 규모가 커져서 경제적 손실이 크고, 발생되는 폐자재를 폐기 처리케 됨에 따른 환경오염의 문제가 있다.

따라서, 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 기술로서, 한국 등록특허 제10-0711107호에 '노출형 복합방수 구조물의 시공방법'이 개시되어 있다.

위 기술은 점착성이 부여된 생지 상태의 미가류고무 주재의 방수시트를 바탕 콘크리트의 전체 면적에 강력하게 접착하면서 시공하되, 시트와 시트의 연결 부분이 일체형으로 완전 결합되게 하여 두께가 균일하고 평탄하게 유지되도록 시공하거나 또는 연결부분이 일체형으로 결합되게 한 후 결합된 상부에 폭이 좁은 엷은 두께의 미가류 고무 밴드를 보강 부착하여 시공한 후, 그 위에 얇은 층의 페인트 또는 우레탄, 아크릴계 무기질 도막방수재, 수지 모르터 등의 탑코팅을 하여 시공을 완료함으로서, 굴곡 없는 평탄시공이 가능하고 방수시공 효과를 얻을 수 있는 것이다.

그러나, 위와 같은 기술은 시트와 시트의 연결 부분이 일체형으로 결합되게 됨으로써 들뜸 현상이 발생하거나 또는 내구성이 저하될 수 있으며, 피로의 누적에 의한 방수시트의 파손으로 수밀성의 확보가 곤란한 문제점이 있었다.

한국 등록특허 제10-0711107호(2007.04.18.) 한국 등록특허 제10-1256108호(2013.04.12.) 한국 등록특허 제10-1132816호(2012.03.27.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 발명한 것으로, 그 목적은 콘크리트 구조물에 방수층을 시공하는데에 사용되는 방수시트를 형성함에 있어서, 수밀성을 확보하고 내구성을 향상시킬 수 있는 경질금속시트와 폴리우레아 도막방수재를 이용한 조립식 복합방수구조를 제공함에 있다.

또한, 급격한 외부 환경 변화(기온, 날씨 등)에도 변형이 발생하지 않는 경질 금속시트와 폴리우레아 도막방수재를 이용한 조립식 복합방수구조를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 콘크리트 바탕면의 상부에 설치되는 아스팔트 방수시트; 상기 아스팔트 방수시트의 상부에 가장자리 부위가 겹침 형식으로 설치되는 다수개의 경질금속시트; 상기 다수개의 경질금속시트의 겹침 부위에 도포되는 우레탄실란트; 상기 우레탄실란트의 상부 표면과 그 주위에 도포되는 프라이머; 상기 프라이머와 상기 경질금속시트의 각각 노출되는 외부 표면에 도포되는 폴리우레아 도막방수재;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 폴리우레아 도막방수재의 외부 표면에 탑코팅제가 도포되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 탑코팅제는 폴리우레탄계 화합물, 아크릴계 화합물, MMA(Methyl Methacrylate) 화합물 중에서 선택된 1종 이상의 화합물인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 폴리우레아 도막방수재는 폴리우레아 A액과 폴리우레아 B액이 혼합된 이액형으로 형성되고, 상기 폴리우레아 A액과 폴리우레아 B액이 1:0.8-1.2의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 폴리우레아 A액은, 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate), 사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(Cyclohexylmethane diisocyanate), 메틸렌 디페놀 디이소시아네이트(Methylene diphenol diisocyanate), 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene diisocyanate) 중에서 선택된 1종 이상이 혼합된 이소시아네이트(Isocyanate) 혼합물 40 - 50중량%, 폴리머 폴리올(Polymer polyol) 50 - 60중량%로 구성되고, 상기 이소시아네이트 혼합물과 폴리머 폴리올이 65 - 75℃에서 1 - 3시간 교반되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 폴리우레아 B액은, 아민 말단의 에폭시 프리폴리머(Epoxy prepolymer) 30 - 45중량%, 폴리프로필렌글리콜(Polypropylene glycol) 또는 폴리에테르아민(Polyetheramine) 중에서 선택된 1종 이상의 폴리머(Polymer) 혼합물 32.5 - 36.0중량%, 가교제 17.5 - 22.5중량%, 안료 3 - 6중량%, 첨가제 2.0 - 5.5중량%로 형성되는 것을 특징으로 한다.

삭제

이상과 같은 본 발명은 경질금속시트와 폴리우레아 도막방수재를 이용한 조립식 복합방수구조로 시공함으로써, 비노출 방수공법에서의 방수시트 모서리의 피로의 누적에 의한 방수시트 파손 및 접합부(수밀부)의 불안정성을 해결할 수 있는 방수구조를 구현하여, 노출공법 뿐만 아니라 비노출공법에서도 그 수밀성을 완벽히 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 경질금속시트와 폴리우레아 도막방수재를 이용한 조립식 복합방수구조로 내구성이 우수할 뿐만 아니라, 급격한 외부 환경 변화에도 변형이 발생하지 않는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 경질금속시트와 폴리우레아 도막방수재를 이용한 조립식 복합방수구조의 시공방법을 나타낸 공정도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 경질금속시트와 폴리우레아 도막방수재를 이용한 조립식 복합방수구조에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 경질금속시트와 폴리우레아 도막방수재를 이용한 조립식 복합방수구조는,

콘크리트 바탕면의 상부에 설치되는 아스팔트 방수시트;

상기 아스팔트 방수시트의 상부에 가장자리 부위가 겹침 형식으로 설치되는 다수개의 경질금속시트;

상기 다수개의 경질금속시트의 겹침 부위에 도포되는 우레탄실란트;

상기 우레탄실란트의 상부 표면과 그 주위에 도포되는 프라이머;

상기 프라이머와 상기 경질금속시트의 각각 노출되는 외부 표면에 도포되는 폴리우레아 도막방수재;로 이루어진다.

상기 아스팔트 방수시트층은 바닥면이 평평한 콘크리트 바탕면에 아스팔트 방수시트를 설치장소의 면적 및 현장여건에 따라 가로 및 세로 방향으로 다수개를 설치하여 형성한다. 각 시트 간에는 5mm 내지 15mm의 간격을 두는게 바람직하다.

이는 수밀성을 확보할 수 있는 수밀부를 형성하기 위함이며, 상기 수밀부는 본 발명의 복합방수구조 시트의 일체화를 유도할 수 있도록 한다(표 2 참조).

또한, 상기 아스팔트 방수시트의 상부에는 부직포가 용융 부착될 수 있고, 하부에는 필름 또는 부직포로 마감할 수 있다.

상기 아스팔트 방수시트는 물과 습기의 침투를 방지함은 물론, 알칼리성물질 또는 산성물질의 영향을 거의 받지 않으며(표 1 참조), 높은 항장력, 탄성력 및 내구성이 뛰어나고 콘크리트 균열에 대한 저항력을 가지고 반영구적인 사용이 가능한 이점이 있다.

한편, 상기 아스팔트 방수시트는 보강을 위해, 종방향 또는 횡방향으로 교차시켜 설치함으로써 강도를 더욱 배가시킬 수 있다.

여기서, 상기 아스팔트 방수시트는 바탕이 되는 아스팔트 콤파운드층과, 상기 아스팔트 콤파운드층의 상부에 부착되어 흡수율을 높여 결합력을 증대시키기 위한 부직포층을 포함하는데, 구체적으로 상기 아스팔트 콤파운드층의 상부에는 어떠한 도막재와도 흡수율이 좋아 도막재 등과의 결합력을 증대시킬 수 있으며, 더욱이 부직포가 부착되어 있으므로 방수구조의 인성을 증대시킬 수 있다. 상기한 부직포로는 폴리에스터 부직포, 메쉬형 화이버 글라스, 폴리프로필렌 직포 중 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.

한편, 상기 아스팔트 방수시트는 이미 공지되었거나 상업상 입수 가능한 것이라면 본 발명에 적용하여 사용할 수 있다.

상기 아스팔트 방수시트의 상부에는 겹침 형식으로 경질금속시트가 설치된다. 상기 경질금속시트를 겹침 형식으로 배치함으로써 겹쳐지는 조인트 부분에 도포되는 재료를 일체화시킬 수 있다. 여기서, 상기 경질금속시트 간의 겹침 부위는 그 너비 또는 폭이 80mm 내지 120mm가 바람직하다.

다음으로, 상기 경질금속시트의 겹침 부위에는 우레탄실란트가 도포될 수 있다. 상기 우레탄실란트는 상기 경질금속시트 간에 겹쳐진 시트 중심부에 너비가 80mm 내지 120mm의 간격으로 도포하는게 바람직하다.

또한, 상기 경질금속시트의 모서리 부위 또는 테두리 부위에는 우레탄실란트를 도포할 수 있다.

이어서, 상기 우레탄실란트가 도포된 부위의 상부에 우레탄계 프라이머가 도포될 수 있다. 상기 우레탄계 프라이머는 후술될 폴리우레아 도막방수재와의 접착력을 향상시키고, 상기 콘크리트 바탕면에서 먼지 및 이물질 등의 비산을 방지하여 수분의 침투를 억제하는 기능을 발휘할 수 있다. 한편, 상기 우레탄계 프라이머는 바람직하게는 우레탄계의 프라이머를 사용하는게 좋으나, 현장여건 등에 따라 합성수지 프라이머로 대체하여 사용이 가능할 수도 있다.

다음으로, 상기 우레탄계 프라이머층 상부와 상기 경질금속시트 상부에 폴리우레아 도막방수재가 도포될 수 있다. 상기 폴리우레아 도막방수재는 경질금속시트 사이의 틈새에도 충전되어 일체화된 층으로 형성할 수 있다.

한편, 본 발명에서 사용되는 폴리우레아 도막방수재의 구성은 하기와 같다.

본 발명의 폴리우레아 도막방수재는 이액형으로, 별도의 무기물은 사용하지 않아도 된다. 무기물 사용시 도막의 경도는 상승시킬 수 있지만, 인장강도와 신장률 등 다른 물성을 감소시키는 문제가 발생할 수도 있다.

상기 폴리우레아 도막방수재는 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate), 사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(Cyclohexylmethane diisocyanate), 메틸렌 디페놀 디이소시아네이트(Methylene diphenol diisocyanate), 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene diisocyanate) 중에서 선택된 1종 이상이 혼합된 이소시아네이트(Isocyanate) 혼합물 40 - 50중량%, 폴리머 폴리올(Polymer polyol) 50 - 60중량%가 혼합된 폴리우레아 A액 및 아민 말단의 에폭시 프리폴리머(Epoxy prepolymer) 30 - 45중량%, 폴리프로필렌글리콜(Polypropylene glycol) 또는 폴리에테르아민(Polyetheramine) 중에서 선택된 1종 이상의 폴리머(Polymer) 혼합물 32.5 - 36.0중량%, 가교제 17.5 - 22.5중량%, 안료 3 - 6중량%, 첨가제 2.0 - 5.5중량%가 혼합된 폴리우레아 B액으로 구성될 수 있다.

상기 폴리우레아 도막방수재는 폴리우레아 A액 및 B액이 혼합되어 형성될 수 있는데, 상기 폴리우레아 A액 및 B액의 바람직한 혼합비는 1:0.8-1.2이다. 상기 폴리우레아 A액을 1을 기준으로 할 때, 상기 폴리우레아 B액이 0.8 미만으로 혼합되면 기능성이 떨어지고, 상기 폴리우레아 A액을 1을 기준으로 할 때, 상기 폴리우레아 B액이 1.2를 초과하여 혼합되면 경화 시간이 매우 빨라져서 접착 부분의 내구성이 약해질 우려가 있고, 그로 인해 작은 충격에도 깨짐이 발생할 수 있다.

한편, 본 발명에 있어서, 상기 폴리우레아 도막방수재를 형성하는 폴리우레아 A액과 B액은 하기의 성분으로 구성될 수 있다.

먼저, 상기 폴리우레아 A액은 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 사이클로헥실메탄 디이소시아네이트, 메틸렌 디페놀, 디이소시아네이트, 톨루엔 디이소시아네이트 중에서 선택된 1종 또는 1종 이상이 혼합된 이소시아네이트 혼합물 40 - 50중량%, 폴리머 폴리올 50 - 60중량%로 구성될 수 있다.

상기 이소시아네이트 혼합물은 전술한 성분들 중 단독 또는 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있고, -NCO- 기를 갖으며 폴리우레아 도막방수재의 반응도와 인장강도 등에 관여하는 역할을 한다. 다시 말해서, 상기 이소시아네이트 혼합물은 폴리우레아 도막방수재의 인장강도, 경도, 신장률, 반응속도 등의 물성을 결정하는 용액으로, 본 발명에서 상기 이소시아네이트 혼합물의 함량은 총 중량% 대비 40중량% 내지 50중량%가 바람직하다. 상기 이소시아네이트 혼합물의 함량이 40중량% 미만인 경우에는 경도가 너무 낮아져서 방수재로서의 사용이 부적합하고, 50중량%를 초과하는 경우에는 방수재에 크랙이 발생할 우려가 있어 바람직하지 못하다.

상기 폴리머 폴리올은 아크릴로니트릴이나 스티렌 등의 불포화결합을 지닌 화합물을 아조비스이소부티로니트릴(Azobisisobutyronitrile) 등의 라디칼중합개시제를 사용하여 폴리올 중에서 분산중합시켜서 얻어진 비닐폴리머입자의 분산체의 일종으로, 본 발명에서 상기 폴리머 폴리올의 함량은 총 중량% 대비 50중량% 내지 60중량%가 바람직하다. 상기 폴리머 폴리올의 함량이 50중량% 미만인 경우에는 경화속도가 빨라져 핀홀(pin hole) 등을 제거하는데 곤란함이 발생할 수 있고, 60중량%를 초과하는 경우에는 경화속도가 느려지고 경도, 인장강도 등의 전반적인 물성이 떨어져 바람직하지 못하다.

또한, 상기 이소시아네이트 혼합물과 폴리머 폴리올은 65 - 75℃에서 1 - 3시간 동안 교반되어 최종적으로 폴리우레아 A액을 제조할 수 있다. 여기서, 전술한 교반온도 및 교반시간의 범위를 벗어나게 되면, 폴리머 폴리올의 분자 구조가 변형되어 달성하고자 하는 효과 즉, 인장강도, 경도, 신장률, 반응속도 등의 상승을 기대하기 어렵다.

상기 폴리우레아 B액은 아민 말단의 에폭시 프리폴리머 30중량% 내지 45중량%, 폴리프로필렌글리콜 또는 폴리에테르아민 중에서 선택된 1종 이상의 폴리머 혼합물 32.5중량% 내지 36.0중량%, 가교제 17.5중량% 내지 22.5중량%, 안료 3중량% 내지 6중량%, 첨가제 2.0중량% 내지 5.5중량%로 구성될 수 있다.

상기 말단기가 아민인 에폭시 프리폴리머는 각 성분이 혼합되어 조성된 조성물에 강인성을 부여하는 주된 폴리머(Polymer)로써, 부착력과 내구성 및 균열 저항성 등의 주된 기능을 부여하는 성분이다. 본 발명에서 아민 말단의 에폭시 프리폴리머의 함량은 총 중량% 대비 30중량% 내지 45중량%가 바람직하다. 상기 에폭시 프리폴리머의 함량이 30중량% 미만인 경우에는 강인성의 효과가 미비해질 수 있고, 45중량%를 초과하는 경우에는 점도 상승 및 상대적으로 타 성분에 비해 함유량이 적어져 원하고자 하는 물성의 특성을 갖는 폴리우레아 도막방수재를 제조하기가 곤란하다.

또한, 상기 폴리머 혼합물로는 중량평균분자량이 1,000 내지 6,000인 폴리프로필렌글리콜 또는 폴리에테르아민 중에서 선택된 1종 또는 1종 이상의 혼합물로 총 중량% 대비 32.5중량% 내지 36.0중량%가 첨가되는 것이 바람직하다. 상기 폴리머 혼합물이 32.5중량% 미만일 경우에는 폴리우레아 도막방수재의 신장률이 떨어지게 되고, 36.0중량%를 초과하는 경우에는 인장강도는 증가될 수 있으나 상대적으로 내마모성이 떨어져 내구성 저하를 초래할 수 있으므로 바람직하지 못하다.

상기 가교제는 폴리우레아의 겔화 시간(Gel time)을 조절하는데 관여하는 역할을 수행한다. 좀 더 상세하게 설명하면, 1차 아민은 상기 폴리우레아의 겔화 시간을 단축시킬 수 있으며, 2차 아민은 상기 폴리우레아의 겔화 시간을 연장시킬 수 있다. 본 발명에서의 가교제의 함량은 총 중량% 대비 17.5중량% 내지 22.5중량%가 바람직하다. 여기서, 상기 가교제의 함량이 17.5중량% 미만인 경우에는 사슬 연장제로의 효과가 미비하여 기계적 물성의 향상을 기대하기가 어렵고, 22.5중량%를 초과하는 경우에는 지나친 경도 향상 및 신장률의 저하를 초래할 수 있다.

아울러, 상기 안료는 폴리우레아에 색상을 부여하기 위해 첨가되는 성분으로, 전체 중량% 대비 3중량% 내지 6중량%를 첨가하는 것이 바람직하지만, 소비자의 니즈(needs)나 제조자의 필요에 따라서 상기 범위에 한정되지 않고 적절히 조절될 수 있다.

또한, 상기 첨가제는 통상적으로 도장용 도료 등의 조성물에 사용되는 UV-안정제, 접착증진제 등을 전체 중량% 대비 2.0중량% 내지 5.5중량% 범위 내에서 혼합 또는 단독으로 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 UV-안정제는 자외선에 의한 조기열화현상을 방지하는 역할을 수행하는데, 상기 UV-안정제의 첨가량이 2.0중량% 미만인 경우에는 자외선에 의한 조기열화현상의 방지효과가 저하될 수 있고, 5.5중량%를 초과하여 첨가되는 경우에는 자외선에 의한 조기열화방지 효과는 더 이상 향상되지 않는 반면, 타 성분의 물성을 저하시킬 우려가 있다.

전술한 폴리우레아 B액은 화학적인 메커니즘을 통하여 부착력 보강 및 방수재의 강도를 보강하는 역할을 한다.

한편, 본 발명에서의 폴리우레아 도막방수재를 사용함으로써, 종래에 사용되어온 폴리우레탄의 취약점인 약한 인장강도와 긴 경화시간을 보강하여 내구성이 우수한 방수구조물을 얻을 수 있다. 즉, 상기 폴리우레아 도막방수재는 인장강도, 부착강도 등이 높아 진동에 대한 저항성이 우수하여 시공 후, 반영구적으로 유지가 가능할 수 있다.

또한, 경화시간이 빨라져 수직 벽면이나 천정 시공에도 액상의 물질이 흘러내림 없이 도포할 수 있고, 시공기간을 단축할 수 있는 장점이 있다.

추가의 일례로, 상기 폴리우레아 도막방수재 상부에 피막층의 보호를 위하여 탑코팅제를 도포할 수 있다. 상기 탑코팅제는 실외에 노출되어 있을 때, 자외선 등으로부터 방수구조물을 보호하여 부식 또는 산화현상을 방지할 수 있도록 한다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 일 구현예에 따른 본 발명의 경질금속시트와 폴리우레아 도막방수재를 이용한 조립식 복합방수구조의 시공방법은,

a) 콘크리트 바탕면의 이물질을 제거하고 상기 콘크리트 면이 패인 부위를 퍼티로 메우는 단계(S10);

b) 상기 콘크리트 바탕면의 상부에 아스팔트 방수시트를 설치하는 단계(S20);

c) 상기 아스팔트 방수시트의 상부에 다수개의 경질금속시트를 겹침 형식으로 설치하는 단계(S30);

d) 상기 다수개의 경질금속시트의 겹침 부위에 우레탄실란트를 80 - 120mm의 폭으로 도포하는 단계(S40);

e) 상기 우레탄실란트가 건조된 후, 그 외부 표면과 주위에 프라이머를 80 - 120mm의 폭으로 도포하는 단계(S50);

f) 상기 프라이머와 상기 경질금속시트의 각각 노출되는 외부 표면에 폴리우레아 도막방수재를 균일한 두께로 도포하는 단계(S60);

g) 상기 폴리우레아 도막방수재의 상부에 탑코팅제를 도포하는 단계(S70);로 이루어질 수 있다.

이하, 일 구현예에 따른 본 발명의 경질금속시트와 폴리우레아 도막방수재를 이용한 조립식 복합방수구조의 시공방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

◆ 콘크리트 바탕면 정리 단계

본 발명의 방수공법을 적용할 기초부재의 표면은 평평하여야 하므로, 돌출부분 및 레이턴스(Laitance), 페인트, 이물질 등을 완전히 제거하고, 고압 물세척 등을 통하여 각종 잔해 및 먼지 등을 완전히 제거하며, 요철(움푹 패이거나 돌출된 부위)이 심한 부위는 하지를 정리한다. 그 외에도 현저한 돌출물 등의 결함이 없도록 처리하고 콘크리트 면이 심하게 패인 부위는 건축용 퍼티 등으로 메우되, 상기 작업은 시공 전에 완료한다.

한편, 후속작업을 위해 상기 퍼티의 도포면이 확대되지 않도록 하는게 바람직하다. 이는 상기 퍼티의 도포면이 확대될 경우에는 도료 도포 시 균일한 두께의 유지가 곤란할 수 있기 때문이다.

◆ 아스팔트 방수시트 설치 단계

상기 아스팔트 방수시트는 종래의 방수시트와는 달리 상, 하층의 아스팔트 콤파운드를 달리하여 방수시트로서의 성능을 우수하게 하는 것을 물론, 열을 직접 가하지 않고서도 프라이머층에 접착이 가능하도록 하는 것으로, 그 중심재로는 부직포를 사용할 수 있다.

◆ 경질금속시트 설치 단계

상기 경질금속시트 설치 단계에서 상기 경질금속시트를 겹침 방식으로 배치하여 설치할 수 있다. 상기 경질금속시트를 겹침 방식으로 설치함으로써 원자재를 절감할 뿐만 아니라, 상기 겹쳐지는 조인트 부분에 도포되는 재료를 일체화시킴으로써 수밀성을 완벽하게 확보할 수 있는 구조를 구현할 수 있으며, 또한 단차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 코너 및 굴절 부위에서 미동이 발생되지 않도록 하기 위해, 상기 경질금속시트를 절곡하여 밀착되게 설치할 수 있다.

◆ 우레탄실란트 도포 단계

상기 우레탄실란트 도포 단계에서는 경질금속시트가 서로 겹쳐진 부위에 우레탄실란트를 도포한다. 상기 맞대음한 경질금속시트 중심부에 폭이 80mm 내지 120mm 정도로 표면에 우레탄실란트를 도포하는게 바람직하며, 파라펫을 포함한 수직부와 슬래브가 만나는 모서리, 그리고 기둥 등 돌출부의 귀퉁이 부위와 같이 균열 발생이 예상되는 부위에는 우레탄실란트로 보강한 후 보강용 조인트 테이프를 중심선이 가운데에 위치하도록 점착시켜 보강할 수 있다.

상기 조인트 테이프는 아크릴을 기재로 할 수 있으며, 고강도 재료인 경질금속시트와 서로 연결하여 일체화시키고, 소정의 탄성을 갖고 상기 경질금속시트의 수축 및 팽창을 제어하여 하부의 시트층을 보호하는 역할을 할 수 있다. 또한, 외부 충격에 대하여 두께가 있는 조인트 테이프의 특수한 자체 복원력으로 상기 경질금속시트를 수축하여 그 공극을 메움으로써 발생할 수 있는 누수를 구조적으로 차단하는 효과를 갖도록 할 수 있다.

이에 더하여, 상기 조인트 테이프는 그 상부에 고무롤러 등을 이용하여 가압하면서 밀착시키면 더욱 우수한 수밀성을 가져올 수 있다.

◆ 우레탄계 프라이머 도포 단계

상기 우레탄계 프라이머 도포 단계에서는 우레탄실란트의 상부에 롤러 등을 사용하여 우레탄계 프라이머를 폭이 균일하도록 도포할 수 있다. 그 사용량은 0.2 - 0.4ℓ/㎡ 가 바람직하나, 하지면의 상태에 따라 그 사용량을 조절할 수 있음은 물론이다.

또한, 수직벽 및 파라펫 부위는 벽체 롤러 등을 사용하여 전면 도포하며, 롤러 도포가 곤란한 부위, 예컨대 폭이 좁은 부위는 붓으로 대체하여 도포할 수 있다. 그 사용량은 0.2 - 0.4ℓ/㎡ 가 바람직하며, 하지면의 상태에 따라 사용량을 조절할 수 있다.

◆ 폴리우레아 도막방수재 도포 단계

상기 단계에서는 콘크리트 바탕면의 굴곡을 최소화하고, 콘크리트 등 기초부재의 공극을 막기 위해 폴리우레아 도막방수재를 도포할 수 있다.

상기 폴리우레아 도막방수재는 이전 단계에서 도포된 우레탄계 프라이머가 완전히 마른 후, 콘크리트 바탕면의 굴곡을 최소화하고, 콘크리트 등 기초부재의 공극을 막을 수 있다.

한편, 상기 폴리우레아 도막방수재 도포 단계에서는 폴리우레아 도막방수재를 도포하기 직전에 그 표면 상에 먼지가 제거되었는지 확인한 다음, 폴리우레아 A액과 폴리우레아 B액을 각각 65 - 75℃로 가열시킨 후, 스프레이 건 등을 이용하여 고압 충돌 혼합방식으로 분사 도포할 수 있다. 여기서, 상기 폴리우레아 A액과 B액을 65℃ 미만으로 가열시키면 점도가 상승하여 혼합 효율이 떨어져 물성이 저하되며, 75℃ 이상으로 가열시키면 반응이 급격히 진행되어 물성이 저하될 수 있다.

또한, 상기 단계에서 폴리우레아의 도포 두께는 현장 조건에 따라 조정할 수 있으며, 상기 폴리우레아 도포는 도막두께를 일정하게 하기 위해 +자형 즉, 종방향 및 횡방향으로 교차하면서 분사할 수 있다.

한편, 상기 폴리우레아 도막방수재를 분사하여 도포 시 피착면에서 0.5 - 1.5m의 거리를 두어 스프레이 건에서의 분사각도를 확보하여 균일하게 도포되도록 하는게 바람직하다.

여기서, 상기 폴리우레아 도막방수재의 분사 거리가 0.5m 미만일 경우, 강한 분사 압력으로 인해 상기 폴리우레아 도막방수재가 옆으로 튀게 되며, 1.5m를 초과할 경우, 분사 압력이 감소되어 조준이 어렵고 또한, 주위로 비산되게 되어 많은 양을 사용하게 된다.

◆ 탑코팅제 도포 단계

상기 탑코팅제 도포 단계에서는 폴리우레아 도막방수재의 피막 층을 보호하기 위하여 탑코팅제를 0.2 - 0.4ℓ/㎡ 도포할 수 있다.

또한, 상기 단계는 폴리우레아 도막방수재가 경화된 후, 변색방지, 광택 또는 무광택 등을 부여하기 위해서 진행할 수도 있다. 상기 탑코팅제는 도막방수재의 종류와 상태에 따라서 적절하게 선택하여 도포될 수 있으며, 그 종류는 특별히 제한되는 것은 아니나, 바람직하게는 폴리우레탄계 화합물, 아크릴계 화합물, MMA(Methyl Methacrylate) 화합물 중에서 선택된 1종 또는 1종 이상의 화합물을 사용하는게 좋다.

이하, 실시예 및 시험예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.

[실시예]

콘크리트 바탕면의 이물질과 먼지 등을 깨끗하게 제거하고, 그 바탕면의 상부에 아스팔트 방수시트를 설치하였다. 다음으로, 상기 아스팔트 방수시트 상부에 약 10mm의 간격을 유지하며 겹침 방식으로 경질금속시트를 설치하고, 상기 설치된 경질금속시트의 겹침 부위에 우레탄실란트와 우레탄계 프라이머를 차례대로 도포하였다. 다음으로, 본 발명의 공법으로 제조된 폴리우레아 도막방수재를 상기 우레탄계 프라이머 상부와 경질금속시트 상부에 균일한 두께로 도포하고 48시간 동안 건조시켰다.

다음으로, 테스트 시편 시험체를 위해 상기 실시예에서 제조된 복합방수구조의 시트를 폭이 25mm인 직사각형으로 잘라내었다.

[비교예]

실시예와 동일한 과정으로 시공하되, 실시예에서 사용한 아스팔트 방수시트 대신 상업적으로 입수 가능한 자착식 고무화 아스팔트 방수시트(KS F 4934-'08)를, 폴리우레아 도막방수재 대신 상업적으로 입수 가능한 폴리우레탄계 도막방수재를 사용하였다.

다음으로, 테스트 시편 시험체를 위해 상기 비교예에서 제조된 복합방수구조의 시트를 폭이 25mm인 직사각형으로 잘라내었다.

[시험예 1] 부착성 시험

실시예 및 비교예에서 제조된 테스트 시편 시험체를 각각 3회에 걸쳐 시험한 평균 값에 의거, 90° 박리 접착력(단위:N/25mm)으로 부착성을 평가하였다. 이때, 부착력이 우수하여 콘크리트 기재의 재료 파괴가 나타나면 '양호', 도막방수재의 재료 파괴가 나타나면 '불량', 프라이머층의 재료 파괴가 나타나면 '불량'으로 판단하였다. 이러한 시험 결과는 하기 표 1에 나타내었다.

[시험예 2] 내알칼리성 시험

내알칼리성 시험은 KSM-5000-1121 내알칼리성 시험방법에 준하여 실시예 및 비교예에서 제조된 테스트 시편 시험체로 실시하였으며, 상기 시험방법에 따라 시편을 48시간 침적 후 도막의 이상유무를 확인하였다. 이러한 시험 결과는 하기 표 1에 나타내었다.

	실시예	비교예
부착성	양호	양호
내알칼리성 (이상유무)	무	도막손상

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 복합방수구조의 시트는 부착성이 양호하며, 비교예의 복합방수구조 시트에 비하여 내알칼리성이 적합한 복합방수구조의 시트임을 확인할 수 있다.

[시험예 3] 내투수성 시험

내투수성 시험은 KS F 4921 방수 시험방법에 준하여 실시예에서 제조된 테스트 시편 시험체로 실시하였으며, 상기 시편을 28일간 양생한 후, 약 0.3N/㎟의 수압을 가하여 내투수성을 시험하였으며, 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.

시험항목	측정치
시험항목	1차	2차	3차	비고
내투수성	투수안됨	투수안됨	투수안됨

상기 표 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 복합방수구조의 시트는 투수현상이 전혀 나타나지 않았음을 확인할 수 있다.

[시험예 4] 내열성 및 내한성 시험

내열성 및 내한성 시험은 KS F 2422(콘크리트에 대한 팽창 및 수축에 따른 길이변화 측정시험) 시험방법에 준하여 실시예에서 제조된 테스트 시편 시험체로, 내열성 시험은 상기 시편을 40℃에서 7일간 양생한 후 실시하였으며, 내한성 시험은 상기 시편을 -20℃에서 7일간 양생한 후에 실시하였는 바, 그 결과는 하기 표 3에 나타내었다.

시험항목		단위	측정치
시험항목		단위	1차	2차	3차	평균
내열성	도포면	%	0.042	0.045	0.046	0.044
내열성	콘크리트		0.038	0.039	0.040	0.039
내한성	도포면		-0.023	-0.020	-0.015	-0.019
내한성	콘크리트		-0.045	-0.046	-0.048	-0.046

상기 표 3에서 보는 바와 같이, 내열성 시험의 경우는 도포면의 0.044%, 콘크리트는 0.039의 팽창을 나타냈고, 내한성 시험의 경우는 도포면은 -0.019%, 콘크리트는 -0.046%의 수축을 나타냈다. 따라서, 상기 시험 결과로부터 도포면과 콘크리트의 팽창 및 수축길이는 극히 미소하여 내열성 및 내한성이 월등히 우수한 것을 확인할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 경질금속시트와 폴리우레아 도막방수재를 이용하여 시공함으로써, 비노출 방수공법에서의 방수시트 모서리의 피로의 누적에 의한 방수시트 파손 및 접합부(수밀부)의 불안정성을 해결할 수 있는 방수구조를 구현하여, 노출공법 뿐만 아니라 비노출공법에서도 그 수밀성을 완벽히 확보할 수 있고, 경질금속시트와 폴리우레아 도막방수재를 복합한 방수공법으로 내구성이 우수할 뿐만 아니라, 하자 발생 시 그 누수부위의 확인이 용이하고 신속한 보수가 가능한 매우 유용한 발명이다.

Claims

콘크리트 바탕면의 상부에 설치되는 아스팔트 방수시트;
상기 아스팔트 방수시트의 상부에 가장자리 부위가 겹침 형식으로 설치되는 다수개의 경질금속시트;
상기 다수개의 경질금속시트의 겹침 부위에 도포되는 우레탄실란트;
상기 우레탄실란트의 상부 표면과 그 주위에 도포되는 프라이머;
상기 프라이머와 상기 경질금속시트의 각각 노출되는 외부 표면에 도포되는 폴리우레아 도막방수재;로 이루어지고,
상기 폴리우레아 도막방수재의 외부 표면에 폴리우레탄계 화합물, 아크릴계 화합물, MMA(Methyl Methacrylate) 화합물 중에서 선택된 1종 이상의 화합물로 구성된 탑코팅제가 도포되며,
상기 폴리우레아 도막방수재는 폴리우레아 A액과 폴리우레아 B액이 혼합된 이액형으로 형성되고, 상기 폴리우레아 A액과 폴리우레아 B액이 1:0.8-1.2의 비율로 혼합되며,
상기 폴리우레아 A액은, 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate), 이소포론 디이소시아네이트(Isophorone diisocyanate), 사이클로헥실메탄 디이소시아네이트(Cyclohexylmethane diisocyanate), 메틸렌 디페놀 디이소시아네이트(Methylene diphenol diisocyanate), 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene diisocyanate) 중에서 선택된 1종 이상이 혼합된 이소시아네이트(Isocyanate) 혼합물 40 - 50중량%, 폴리머 폴리올(Polymer polyol) 50 - 60중량%로 구성되고, 상기 이소시아네이트 혼합물과 폴리머 폴리올이 65 - 75℃에서 1 - 3시간 교반되어 형성되며,
상기 폴리우레아 B액은, 아민 말단의 에폭시 프리폴리머(Epoxy prepolymer) 30 - 45중량%, 폴리프로필렌글리콜(Polypropylene glycol) 또는 폴리에테르아민(Polyetheramine) 중에서 선택된 1종 이상의 폴리머(Polymer) 혼합물 32.5 - 36.0중량%, 가교제 17.5 - 22.5중량%, 안료 3 - 6중량%, 첨가제 2.0 - 5.5중량%로 형성되는 것을 특징으로 하는 경질금속시트와 폴리우레아 도막방수재를 이용한 복합방수구조.
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