KR101863455B1 - 콘크리트바닥의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트바닥의 시공방법을 개시한다.
본 발명에 따르는 콘크리트바닥의 시공방법은 바닥을 형성한 콘크리트 표면에 발생된 흠집에 보수재를 충진하는 단계와, 상기 콘크리트 상부로 콘크리트침투강화제를 도포하고 건조하여 콘크리트강화층을 형성하는 단계와, 상기 콘크리트강화층을 연삭하는 단계와, 상기 연삭된 콘크리트강화층에 콘크리트공극충진제를 도포하고 건조하여 콘크리트보강층을 형성하는 단계와, 상기 콘크리트보강층을 보강연삭하는 단계와, 상기 보강연삭된 콘크리트보강층 상부로 방수층을 형성하는 단계를 포함하는 특징이 있는데, 이에 의할 때, 콘크리트 바닥에 직접 침투하여 콘크리트 내부의 공극을 메움으로써 콘크리트의 자체 물성을 향상시켜 콘크리트의 손상을 근본적으로 해결하여 먼지발생을 억제하고, 습기의 투습을 방지할 수 있어 내구성을 증가시킬 수 있다.

Description

콘크리트바닥의 시공방법{Mehtod of coating floor with concrete}

본 발명은 콘크리트바닥의 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콘크리트 바닥에 직접 침투하여 콘크리트 내부의 공극을 메움으로써 콘크리트의 자체 물성을 향상시켜 콘크리트의 손상을 근본적으로 해결하여 먼지발생을 억제하고, 습기의 투습을 방지할 수 있어 내구성을 증가시킬 수 있는 콘크리트바닥의 시공방법에 관한 것이다.

토목이나 건축시 많이 사용되는 재료인 콘크리트는 석회, 점토, 무기질, 알루미늄, 규산염, 또는 폴리머 등과 결합한 복합무기질 구조이다.

이러한 콘크리트는 자연상태에서 다양한 기계적 충격 혹은 외부 환경에 의해 콘크리트 자체 성질을 잃기 쉽다.

콘크리트의 손상은 다음과 같은 구체적인 원인에 의한다.

첫째, 염소, 산소 및 물에 의한 콘트리트 손상으로서, 콘크리트 바닥에 염소, 산소 및 물이 침투하고, 이로써 철근의 부식이 발생하며, 철근의 부식으로 인한 산화철화가 가속화되어 부피가 팽창함으로써 주변의 콘크리트의 손상을 초래한다.

둘째, 콘크리트의 중성화에 의한 손상으로서, 콘트리트의 미세공간으로 이산화탄소와 물이 침투하고 석회와 결합하여 탄산칼슘화 반응에 의하여 콘크리트의 중성화가 가속화되어 노후화가 발생한다.

세째, 알칼리 골재화 반응에 의한 손상으로서, 콘크리트의 미세공간으로 물이 침투하여 알칼리 골재화 반응이 일어나 이러한 반응 결과물의 팽창으로 콘크리트 모체를 손상시킨다.

마지막으로, 동결 용해에 의한 콘크리트 손상으로서, 콘트리트의 미세공간으로 물이 침투하고 동결과 융해를 반복함으로써 콘크리트에 손상을 가하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 종래 기술은 에폭시, 우레탄을 이용한 콘크리트 바닥의 코팅 방법을 사용하여 왔다.

그러나, 이러한 코팅제는 콘크리트와의 수축 팽창율의 차이, 습기, 강도 차이로 인하여 시간이 경과함에 따라 코팅제가 콘크리트로부터 박리되는 문제점이 발생하였으며, 코팅제 자체의 강도가 약하여 코팅제의 마모로 인한 손상을 피할 수 없는 문제점이 있었다.

역시 동일한 문제를 인식하여 본 출원인도 대한민국특허등록공보 제1039118호를 통하여 콘크리트 양생시 물의 증발로 인하여 발생하는 기공을 콘크리트 파괴원리인 알칼리 골재화반응을 이용하여 방지하는 기술을 개시한 바 있고, 기술은 1년 정도에 거쳐 골재화 반응이 일어나는데, 비숙련된 작업으로 인하여 골재화 반응의 기공 채움이 어려울 수 있는 문제도 있으나, 친환경 무기질 소재를 사용함으로써 포름알데히드, VOC 배출을 최소화하고, 콘크리트 먼지를 완전히 제거할 수 있으며, 콘크리트 중성화와 염소에 의한 손상을 억제할 뿐만 아니라, 기타 오염원으로부터의 방지와 불연재로서 우수한 효과를 갖는 기술을 개시한바 있다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 콘크리트 바닥에 직접 침투하여 콘크리트 내부의 공극을 메움으로써 콘크리트의 자체 물성을 향상시켜 콘크리트의 손상을 근본적으로 해결하여 먼지발생을 억제하고, 습기의 투습을 방지할 수 있어 내구성을 증가시킬 수 있는 콘크리트바닥의 시공방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 바닥을 형성한 콘크리트 표면에 발생된 흠집에 보수재를 충진하는 단계와, 상기 콘크리트 상부로 콘크리트침투강화제를 도포하고 건조하여 콘크리트강화층을 형성하는 단계와, 상기 콘크리트강화층을 연삭하는 단계와, 상기 연삭된 콘크리트강화층에 콘크리트공극충진제를 도포하고 건조하여 콘크리트보강층을 형성하는 단계와, 상기 콘크리트보강층을 보강연삭하는 단계와, 상기 보강연삭된 콘크리트보강층 상부로 방수층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트바닥의 시공방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 상기 보수재는 백색시멘트, 일반시멘트, 탄산칼슘, 팽창제 또는 방수판상체를 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 방수판상체는 150 내지 250℃에서 무기필러, 아스팔트를 교반하여 균일성을 확보하여 점도가 90 내지 110 MU로 상승시키고, 공정오일, 석탄회분을 첨가하며 교반하여 판상체로 압착하고, 이를 0.05 내지 0.5㎜ 평균입도로 파쇄된 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 콘크리트침투강화제는 산화나트륨, 이산화규소 또는 산화철을 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 콘크리트공극충진제는 콘크리트침투강화제의 산화나트륨, 이산화규소의 양보다 적은 양을 사용하여 공극을 충진하는 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 방수층의 형성은 이산화규소, 산화리튬, 산화알루미늄 또는 산화철의 혼합액을 저압으로 분사시켜 보강연삭된 콘크리트보강층 상부로 도포하는 것일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 방수층의 상부로 저압의 분사를 통하여 방수증가층을 더 구비하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.

본 발명에 따르는 콘크리트바닥의 시공방법에 의하면, 콘크리트 바닥에 직접 침투하여 콘크리트 내부의 공극을 메움으로써 콘크리트의 자체 물성을 향상시켜 콘크리트의 손상을 근본적으로 해결하여 먼지발생을 억제하고, 습기의 투습을 방지할 수 있어 내구성을 증가시킬 수 있다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명에 따르는 콘크리트바닥의 시공방법은 바닥을 형성한 콘크리트 표면에 발생된 흠집에 보수재를 충진하는 단계와, 상기 콘크리트 상부로 콘크리트침투강화제를 도포하고 건조하여 콘크리트강화층을 형성하는 단계와, 상기 콘크리트강화층을 연삭하는 단계와, 상기 연삭된 콘크리트강화층에 콘크리트공극충진제를 도포하고 건조하여 콘크리트보강층을 형성하는 단계와, 상기 콘크리트보강층을 보강연삭하는 단계 및 상기 보강연삭된 콘크리트보강층 상부로 방수층을 형성하는 단계를 포함하는 특징이 있다.

먼저, 바닥을 형성한 콘크리트 표면에 발생된 흠집에 보수재를 충진하는 공정을 보면, 바닥 콘크리트 표면 흠집을 보수재를 이용하여 보수하는 것으로, 보수면을 아크릴수지을 이용하여 솔로 먼지 및 이물질을 제거하는데, 상기 아크릴수지는 바인더로 사용하는 것으로, 보수재와 혼합하여 사용하되, 보수재를 흡집에 도포하되 약간 돌출되게 도포하며, 30분에서 2시간 정도 경과후에 돌출된 부분을 제거할 수 있다.

상기 보수재는 백색시멘트, 일반시멘트, 탄산칼슘, 팽창제 또는 방수판상체를 포함할 수 있으며 바람직하게는 백색시멘트 40 중량%, 일반시멘트 10 중량%, 탄산칼슘 35 중량%, 팽창제 0.001%, 방수판상체 5 중량%와 잔부로 물을 사용할 수 있는데, 팽창제로는 알루미늄 분말(Al powder)을 사용하여 물과 반응하여 산화되며 발생하는 압력과 온도를 이용하게 된다.

여기서, 상기 방수판상체는 150 내지 250℃에서 무기필러, 아스팔트를 교반하여 균일성을 확보하여 점도가 90 내지 110 MU로 상승시키고, 공정오일, 석탄회분을 첨가하며 교반하여 판상체로 압착하고, 이를 0.05 내지 0.5㎜ 평균입도로 파쇄된 것일 수 있는데, 이러한 방수판상체에 의하여 수분의 이동을 방해하고 수분이동경로를 길게 하여 방수성능을 향상시키는 것인데, 만일 0.05㎜미만이면 입자의 종횡비가 크지 아니하여 수분의 이동경로를 연장하는 효과가 감소할 수 있으며, 반대로 0.5㎜를 초과하면 수분이동경로 연장에는 도움이 될 수 있으나 도막형성시 도막의 표면으로 돌출될 수 있어 외관품위에 저하될 수 있다.

또한, 상기 방수판상체는 판상체로 형성하기 위하여 압착해야 하므로 점도의 조절이 중요한데, 150 내지 250℃에서 무기필러(inorganic filler), 아스팔트를 교반하여 균일성을 확보하여 점도가 90 내지 110 MU인 개시점도로 상승시키게 된다.

상기 아스팔트는 통상적으로 이산화규소(SiO₂), 탄산칼슘(CaCO₃), 산화알루미늄(Al₂O₃) 또는 산화철(Fe₂O₃)과 같은 무기필러와 혼합이 용이한 유화 아스팔트가 바람직하고, 유화제와 함께 혼합하여 점도가 90 내지 110 MU가 되도록 가온하고, 이때 상기 아스팔트의 평균입도는 5 내지 15㎛로 조절하여 무기필러의 평균입도 10㎛와 혼화성을 확보할 수 있으며, 상기 MU는 점성계수로서 10^{- 3}Ns/m²이며, N은 Newton, s는 초, m은 미터이다.

이러한 아스팔트와 무기필러를 150 내지 250℃에서 교반하는데, 만일 150도 미만이면, 유화 아스팔트에서 에스테르기가 다량 생성될 뿐만 아니라 무기충진제 기능기와의 반응이 일어나지 어려울 수 있고, 250도를 초과하면, 이후 공정에서의 파라핀 오일의 변성이 일어나거나 후술할 엉킴파이버와의 반응이 급격히 일어날 수 있어 다음 공정이 어려울 수 있다.

상기 아스팔트와 무기필러와의 혼합물이 90 내지 110 MU에 이르면 공정오일, 석탄회분을 첨가하고 교반하여 점도가 135 내지 165 MU에 이르도록 하는데, 이러한 과정에서 유화 아스팔트 내 수분이 증발하여(Setting) 점도가 높은 아스팔트 입자군을 형성(Breaking)하는 것이고 이후 불포화 아스팔트의 라디칼이 생성되어 아스팔트와 석탄회분, 무기충진제와의 사이에서 화학반응이 진행될 수 있다.

또한, 혼합 분산성을 높이고 온도를 유지시키기 위하여 사용하는 공정오일로 파라핀 오일을 사용할 수 있다.

더 나아가, 여기서 상기 혼합물에는 엉킴파이버를 더 첨가할 수 있는데, 이러한 엉킴파이버는 판상체내에서 입자들 사이로 부정형으로 꼬이게 되어 입자들을 잡아주는 엉킴효과를 제공할 수 있으며, 엉킴파이버는 공정중 투하되는 열에 의하여 녹지않는 고분자재를 사용할 수 있으며, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에스터, 폴리프로필렌, 폴리스타이렌, 폴리카보네이트, 폴리에테르에테르케톤, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리비닐클로라이드, 폴리아크릴로니트릴, 스타이렌아크릴로니트릴, 아크릴로니트릴부타디엔스타이렌, 폴리메틸메타그릴레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리클로로트리플루오르에틸렌, 폴리에틸렌, 요소수지, 페놀수지, 멜라민수지, 아크릴수지, 나일론수지, 아라미드 수지, 실리콘수지, 아미노수지 또는 에폭시수지일 수 있다.

또한, 이러한 엉킴파이버는 그 길이가 1㎜ 내지 5㎜인 것이 바람직하고, 만일 1㎜ 미만이면 엉킴파이버 자체가 엉켜서 입자응집력 확보가 어려울 수 있고, 반대로 5㎜를 초과하면, 혼합물과 엉킴이 광범위해서 파쇄시 균일하게 입자로 파쇄되지 아니할 수 있다.

이러한 엉킴파이버는 그 직경이 6 내지 17㎛일 수 있는데, 만일 하한치 미만이면, 혼합시 고변형 인장 물성증가로 인해 내피로특성과 내한성이 하락할 수 있고, 반대로 상한치를 초과하면, 엉킴파이버의 매트릭스와의 물리적 접착 면적이 감소하고 엉킴효과가 감소할 수 있다.

이후에 압착몰드에서 압착하여 판상체로 성형하는데, 성형전에 24시간 이상 건조시키후 100bar 이상의 고압력으로 압착시켜 두께 10 내지 50㎛인 판상체를 제조하여 파쇄기로 파쇄후 평균입도 0.05 내지 0.5㎜입자로 분급하게 되며, 평균입도는 필터시 분급되는 입자의 가장 긴방향 평균입도로 분류될 수 있다.

다음으로, 상기 콘크리트 상부로 콘크리트침투강화제를 도포하고 건조하여 콘크리트강화층을 형성하는 공정을 보면, 콘크리트침투강화제를 콘크리트에 투입하는 것으로, 콘크리트 바닥면을 1시간 이상 충분히 적실 정도의 시간이 경과한 후에 미침투한 잔류 콘크리트침투강화제를 제거하게 된다.

이러한 공정은 콘크리크 바닥 하부로 전체공정중 가장 깊숙하게 콘크리트 모재로 침투하여 콘크리트 조직을 강화하는 역할을 한다.

따라서, 이러한 역할을 위하여 상기 콘크리트침투강화제는 산화나트륨, 이산화규소, 칼륨 또는 산화철을 포함하는 조성을 사용하게 되는데, 바람직하게는 산화나트륨 9~20 중량%, 이산화규소 28~30 중량%, 산화철 0.01~0.05 중량% 그리고 잔부로 물을 사용할 수 있으며, 여기서 산화나트륨을 9 중량% 미만으로 사용하면 콘크리트 표면에 침투하지 못할 수 있고, 반대로 산화나트륨 20 중량%을 초과하면, 콘크리트에서 경화속도에 의해 지속적으로 침투하여 콘크리트 표면이 강도 증진을 위해서는 반복작업을 하여야 하므로 작업성이 악화될 수 있다.

여기서 침투의 깊이는 콘크리트 강도에 210 기준 8㎜인 경우이며, 상기 콘크리트침투강화제의 비중은 20℃에서 1.38 이상될 수 있다.

다음으로, 상기 콘크리트강화층을 연삭하는 공정으로 미감을 확보하기 위한 것외에 콘크리트 침투면을 다지는 역할을 하는 것으로 거친 상태에서 매끄러운 상태(예를 들면, 메시 #50, 150에 의한 다이아몬드 패드를 부착한 연삭장비에 의해)로 연삭을 할 수 있다.

다음으로, 상기 연삭된 콘크리트강화층에 콘크리트공극충진제를 도포하고 건조하여 콘크리트보강층을 형성하는 공정을 보면, 상기 콘크리트공극충진제는 콘크리트침투강화제의 산화나트륨, 이산화규소의 양보다 적은 양을 사용하여 공극을 충진하게 되는데, 바람직하게는 산화나트륨 20 중량%, 이산화규소 35 중량%, 산화철 0.01~0.05 중량% 그리고 잔부로 물을 사용할 수 있다.

여기서, 상기 산화나트륨, 이산화규소는 콘크리트의 미세공극을 채우는 동시에 콘크리트 표면이 밝게 보이게 하여 외관품위를 향상시킬 수 있고, 도포한 후에 양생을 거치게 되는데, 산화나트륨의 함량이 많을수록 양생시간이 길어지므로 충분히 건조시킨 후 연삭공정을 수행하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 콘크리트침투강화제의 비중은 20℃에서 1.15 이상될 수 있고, 이는 전공정의 콘크리트침투강화제의 비중은 20℃에서 1.38 이상에 비해서 공극 침투효과를 감소시켜 단계적으로 공극침투를 효율적으로 유도할 수 있고, 밝은 질감을 확보할 수 있다.

다음으로, 상기 콘크리트보강층을 보강연삭하는 공정을 보면, 앞서 콘크리트강화층을 연삭하는 공정과 유사하게 미감을 확보하기 위한 것 외에 콘크리트 침투면을 다지는 역할을 하는 것으로 거친 상태에서 매끄러운 상태(예를 들면, 메시 #300, 500, 1000에 의한 다이아몬드 패드를 부착한 연삭장비에 의해)로 연삭을 할 수 있다.

다음으로, 상기 보강연삭된 콘크리트보강층 상부로 방수층을 형성하는 공정을 보면, 저압의 스프레이 분사로 콘크리트 표면에 유리면이 형성되지 않을 정도로 분무하게 되는데, 1L당 15㎡ 정도의 양을 투입하고, 방수층 형성을 위한 분사액은 이산화규소, 산화리튬, 산화알루미늄 또는 산화철의 혼합액을 저압으로 분사시켜 보강연삭된 콘크리트보강층 상부로 도포하는 것인데, 각각 20 중량%, 2~2.5 중량%, 0.05 중량% 이하, 0.05 중량%이하 그리고 잔부는 물을 사용할 수 있으며, 여기서 산화리튬, 산화알루미늄를 사용하는 것은 산화리튬에 의하여 콘크리트와 결합이 용이하게 그 공극을 채울 수 있고, 산화리튬과 안정적으로 우수한 혼화성을 가지는 산화알루미늄이 사용될 수 있다.

이때 분무된 SiO₂가 저압 스프레이로 분사되면서 공기 중의 이산화탄소와 결합반응을 하게 되어, 실리콘막을 콘크리트면에 형성하게 되어, 이에 따라 수분침투 방지가 가능한 방수층을 형성하게 된다.

이때 저압은 토출압력 1.5 ~ 5.5 kgf/cm² 압력범위인 것으로 만일 하한치 미만이면 콘크리트 표면에 균일하게 퍼지게 분사되기 어렵고, 반대로 상한치를 초과하면 이산화규소가 콘크리트에 흡수되는 양보다 그 표면에 뭉칭으로 잔류되어 오염을 일으킬 수 있어 바람직하지 않다.

더 나아가, 상기 방수층의 상부로 저압의 분사를 통하여 방수증가층을 더 구비할 수 있는데 이는 하이드록시 암모늄 아크릴 중합체와 물, 계면활성제의 혼합물로, 이에 의하여 잔존할 수 있는 콘크리트의 초미세공극을 메꿀 수 있어, 콘크리트의 중성화 방지, 방수성의 증대, 콘크리트 바닥의 외관품위 향상에 도움을 줄 수 있다.

Claims (7)

1. 바닥을 형성한 콘크리트 표면에 발생된 흠집에 보수재를 충진하는 단계;
   상기 콘크리트 상부로 콘크리트침투강화제를 도포하고 건조하여 콘크리트강화층을 형성하는 단계;
   상기 콘크리트강화층을 연삭하는 단계;
   상기 연삭된 콘크리트강화층에 콘크리트공극충진제를 도포하고 건조하여 콘크리트보강층을 형성하는 단계;
   상기 콘크리트보강층을 보강연삭하는 단계; 및
   상기 보강연삭된 콘크리트보강층 상부로 방수층을 형성하는 단계;를 포함하고,
   상기 보수재는 백색시멘트 40 중량%, 일반시멘트 10 중량%, 탄산칼슘 35 중량%, 팽창제 0.001%, 방수판상체 5 중량%와 잔부로 물을 포함하며,
   상기 방수판상체는 150 내지 250℃에서 무기필러, 아스팔트를 교반하여 균일성을 확보하여 점도가 90 내지 110 MU로 상승시키고, 공정오일, 석탄회분을 첨가하며 교반하여 판상체로 압착하고, 이를 0.05 내지 0.5㎜ 평균입도로 파쇄된 것이고,
   상기 방수판상체에는 길이가 1㎜ 내지 5㎜인 엉킴파이버가 더 포함된 것을 특징으로 하는 콘크리트바닥의 시공방법.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 콘크리트침투강화제는 산화나트륨, 이산화규소 또는 산화철을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트바닥의 시공방법.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 콘크리트공극충진제는 콘크리트침투강화제의 산화나트륨, 이산화규소의 양보다 적은 양을 사용하여 공극을 충진하는 것을 특징으로 하는 콘크리트바닥의 시공방법.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 방수층의 형성은 이산화규소, 산화리튬, 산화알루미늄 또는 산화철의 혼합액을 저압으로 분사시켜 보강연삭된 콘크리트보강층 상부로 도포하는 것을 특징으로 하는 콘크리트바닥의 시공방법.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 방수층의 상부로 저압의 분사를 통하여 방수증가층을 더 구비하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트바닥의 시공방법.