KR101888662B1

KR101888662B1 - 시멘트계 지수제, 방청제, 단면보수제 및 방수제를 이용한 습윤구역에 배치된 철근콘크리트의 누수 방지, 철근방청처리, 단면보수 및 역수압에 대한 방수공법

Info

Publication number: KR101888662B1
Application number: KR1020180040061A
Authority: KR
Inventors: 안대순; 고원준; 김원기
Original assignee: (주)우암건설; (유) 신한엔지니어링; 김원기
Priority date: 2018-04-06
Filing date: 2018-04-06
Publication date: 2018-08-16

Abstract

본 발명은 지상의 누수 또는 열화된 구조물, 지중 구조물, 지하밸브실, 댐등 의 mass 구조물, 정수장, 오/폐수시설, 터널 구조물, 옹벽, 주차장 등과 같이 지하 또는 물과 접촉하는 위치에 축조되어 역수압에 의한 누수 및 습윤상태에 놓여진 철근 콘크리트 구조물의 누수방지, 단면 보수 및 역수압에 대한 방수를 하기 위한 시멘트계 지수제, 방청제, 단면보수제 및 방수제를 이용한 습윤구역에 배치된 철근콘크리트의 누수 방지, 철근방청처리, 단면보수 및 역수압에 대한 방수공법에 관한 것으로, 습윤구역에 형성되어 있는 철근 콘크리트 구조물에 부착된 오염물질, 그리스, 먼지, 레이턴스를 제거하는 바탕면 정리단계와, 상기 바탕면 정리단계 이후 역수압에 의해 누수가 발생하는 철근 콘크리트 구조물에 시멘트계 지수제를 시공하는 지수단계와, 상기 지수단계를 통해 철근 콘크리트 구조물의 지수가 완료된 후 시멘트계 방수제로 철근 콘크리트 구조물 표면의 균열 보수 및 방수 시공을 시공하는 균열 보수 및 방수단계를 포함하여 이루어져 있어, 기존 철근 콘크리트 구조물의 누수 발생, 콘크리트 단면 파손 및 철근 콘크리트 구조물의 철근 노출 및 부식시 급결 지수재, 방수제, 단면보수제 및 방청제를 모두 시멘트계로 형성하여 기존 철근 콘크리트 구조물과의 부착력을 향상시킴으로써 방수시공, 균열시공, 단면 복구시공의 신뢰성을 확보할 수 있으며, 시멘트계 방수제, 단면보수제에는 폴리머를 포함하여 구성함으로 철근 콘크리트 구조물의 균열 방지 및 투수성을 낮춰 방수성을 향상시킬 수 있는 시멘트계 지수제, 방청제, 단면보수제 및 방수제를 이용한 습윤구역에 배치된 철근콘크리트의 누수 방지, 철근방청처리, 단면보수 및 역수압에 대한 방수공법을 제공한다.

Description

시멘트계 지수제, 방청제, 단면보수제 및 방수제를 이용한 습윤구역에 배치된 철근콘크리트의 누수 방지, 철근방청처리, 단면보수 및 역수압에 대한 방수공법{Concrete repair, waterproofing, rust proofing of rebar, and negative pressure waterproofing methods disposed in a wet area by using all cementitious materials such as waterplug, rustproofing ,repair and waterproofing materials}

본 발명은 지상의 누수 또는 열화된 구조물, 지중 구조물, 지하밸브실, 댐등 의 mass 구조물, 정수장, 오/폐수시설, 터널 구조물, 옹벽, 주차장 등과 같이 지하 또는 물과 접촉하는 위치에 축조되어 역수압에 의한 누수 및 습윤상태에 놓여진 철근 콘크리트 구조물의 누수방지, 단면 보수 및 역수압에 대한 방수를 하기 위한 시멘트계 지수제, 방청제, 단면보수제 및 방수제를 이용한 습윤구역에 배치된 철근콘크리트의 누수 방지, 철근방청처리, 단면보수 및 역수압에 대한 방수공법에 관한 것이다.

건물의 지하실, 지중구조물, 지하밸브실, 댐 등의 대형구조물 및 정수장, 오폐수시설, 터널구조물, 옹벽, 주차장 등의 벽은 시간이 경과함에 따라 벽이나 토양과 접촉하고 있는 바닥 또는 천정부에 철근 콘크리트 구조물의 열화에 따른 수밀성 저하, 방수층결함, 미세균열이 발생하며 이러한 결함부위를 통해 누수가 발생한다.

또한, 표면은 열화되어 철근 콘크리트 구조물의 피복이 박리되어 탈락되며 심한 경우에는 철근이 드러나는 경우도 발생하곤 한다.

이러한, 문제점을 해결하기 종래기술로는 대한민국 등록특허 제10-0354135호(이하, '특허문헌 1'이라 함)가 제안된 바 있다.

상기 특허문헌 1은 바탕면 정리 후 바탕면에 폴리 이미노(1-옥소-1,6-헥산디일) 16중량부와 2,2-(1-메틸에틸리덴) 비스 (4,1-페닐렌옥시메틸렌) 20중량부와 메틸페녹시 메틸 20중량부와 물 잔부를 포함하는 침투성 접착강화제를 도포하여 제 1방수층을 형성하고, 상기 제 1방수층 위에 이소시아네이트로 블록킹된 폴리우레탄 20중량부와 비정형 실리콘 다이옥사이드 30중량부와 칼슘카보네이트 20중량부와 트리메틸렌헥사메티렌디아민 10중량부와 페놀의 알킬술포닉산 에스테르 20중량부를 포함하는 표면보강방수제를 도포하여 제 2방수층을 형성하며, 상기 제 2방수층위에 폴리 이미노(1-옥소-1,6-헥산디일) 24중량부와 2,2-(1-메틸에틸리덴) 비스 (4,1-페닐렌옥시메틸렌)비스 호모폴리머 22중량부와 메틸페녹시 메틸 22중량부와 물 잔부를 포함하는 표면보호 내방수제층)을 형성하는 단계를 포함하여 구성되어 있어, 종래 단일성분의 단일층에의 코팅이나 몰타르의 도포에 의한 보수공법에서 탈피하여 다양한 환경에 노출되어 있는 콘크리트면에 적용가능한 복합적인 콘크리트 내 복합 방수 보수방법이 제공하고 있다.

또한, 종래기술로서 대한민국 등록특허 제10-1557636호(이하, '특허문헌 2'라 함)가 제안된 바 있다.

상기 특허문헌 2는 콘크리트의 표면에 형성된 균열이 형성된 결함부를 V형 또는 U형으로 파취하여 자기치유보수재를 주입 및 충전지수하고 상기 콘크리트 결함부에 바탕조정용 모르타르층을 형성하고 상기 바탕조정용 모르타르층상에 표면마감수지층을 형성하여 콘코리트 구조물의 방수방식처리하는 방법에 있어서, 상기 표면마감수지층이 고탄성 에폭시수지 마감재이고, 상기 고탄성 에폭시수지 마감재층은 주제수지(A)와 경화제수지(B)로 구성되는 이액형 고탄성 에폭시수지로서, 상기 주제수지(A)는 4,4-(1-메틸에틸리덴) 비스페놀 고분자 46 ~ 56 중량%, 카올린 분말 5 ~ 15 중량%, 이산화 티타늄 2 ~ 12 중량%, 벤질알콜 1 ~ 10 중량%, 탄소수 12 내지 14의 알킬 글리시딜 에테르 1 ~ 10 중량%, 자일렌 1 ~ 10 중량% 및 에탄올 0.1 ~ 10중량%로 이루어진 것이고, 상기 경화제수지(B)는 폴리아민 55 ~ 65중량%, 카올린 7 ~ 22 중량%, 4-(1,1-다이메틸에틸)페놀 5 ~ 15 중량%, 1,3-비스(아미노메틸)벤젠 5 ~ 15 중량%, 트리메틸-1,6-헥산디아민 1 ~ 11 중량%, 디메틸벤질 1 ~ 10 중량%, 테트라에틸렌펜타민 1 ~ 10 중량%, 벤질알콜 1 ~ 10 중량% 및 방향족 경질 나프타 용매 0.1 ~ 10 중량%인 것을 상기 주제수지(A)와 경화제수지(B)를 부피비 3:1 혼합하여 이루어져 있다.

이러한, 특허문헌 2의 공법은 결합부에 주입 및 충전된 자기치유보수재인 수분반응제에 의해 외부의 수분에 의해 침투 및 체적이 팽창되어 1차적으로 누수가 방지되고, 시간이 지남에 따라 콘크리트구조물의 외력 및 외수압 등에 의한 침하 및 거동 등이 발생하여 방수방식층이 파손이 발생하더라도 고탄성 에폭시수지층에 의해 표면이 보호되어 추가적인 재파손이 방지되어 방수방식층을 유지하는 효과를 얻을 수 있었다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-1002094호(이하, '특허문헌 3'이라 함)가 제안된 바 있다.

상기 특허문헌 3은 에폭시수지와 금속제 분말 및 세라믹 분말을 포함하는 주제와 아민계 경화제와 세라믹 분말을 포함하는 경화제로 이루어진 변성실란 세라믹 메탈계 수지를 콘크리트의 바탕면 정리 이후 도포하여 친수성과 소수성으로 인하여 습윤상태에서도 우수한 시공성 및 부착성능을 유지할 수 있는 공법을 제공하고 있다.

아울러, 대한민국 등록특허 제10-1024534호(이하, '특허문헌 4'라 함)가 제안된 바 있다.

상기 특허문헌 4는 폴리우레탄이 포함된 접착제로 하도시공을 하고, 그 위에 망사형 탄소 섬유시트를 설치한 후, 아크릴레이트 공중합 변성 수지와 이소시아네이트 프리폴리머가 포함된 방수제를 도포하여 중도 1차 방수층을 형성시키는 중도 1차 시공단계와, 고온 고압의 폴리우레아 방수제를 토출 분사식으로 도포하여 중도 2차 방수층을 형성시키는 중도 2차 시공단계 및 자외선에 의한 상기 중도의 황변 현상을 방지하기 위한 탑코팅을 도포하여 상도층을 형성시키는 상도 시공단계를 포함하여 이루어져 있어, 방수제의 접착 기능 저하 및 들뜸, 부풀음 등을 방지하는 효과를 얻을 수 있었다.

(특허문헌 1) KR10-0354135 B1

(특허문헌 2) KR10-1557636 B1

(특허문헌 3) KR10-1002094 B1

(특허문헌 4) KR10-0354135 B1

하지만, 상술한 특허문헌 1 ∼ 4는 모두 방수층으로서 기존 철근 콘크리트 구조물과는 이형의 재질로 방수층을 형성함으로써 기존 콘크리트 구조물과의 부착강도가 매우 낮기 때문에 역수압에 의해 발생하는 누수에 대한 지수, 역수압 저항성 및 방수성능의 신뢰성이 낮아지는 문제가 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 시멘트계 지수제, 방청제, 단면보수제 및 방수제를 이용한 습윤구역에 배치된 철근콘크리트의 누수 방지, 철근방청처리, 단면보수 및 역수압에 대한 방수공법은 누수가 발생하는 철근 콘크리트 구조물의 지수를 위한 급결 지수재 및 부식된 철근의 방청처리, 파손 및 열화된 부위의 단면 보수, 콘크리트 표면의 방수를 위한 지수제, 방청제, 단면보수제 및 방수제가 모두 시멘트계로 기존 철근 콘크리트 구조물의 콘크리트와 동일한 재질로 이루어져 있어 신, 구 구조물 간의 부착강도가 높아 방수 및 지수 성능이 탁월하며, 특히, 지수재 및 방수제가 기존 철근 콘크리트 구조물의 콘크리트와 동일한 재질로 이루어져 있어 유리전이 온도가 동일하여 열에 의한 부착강도가 저하되는 현상을 방지하면서 습윤면에도 시공할 수 있는 시멘트계 지수제, 방청제, 단면보수 및 방수제를 이용한 습윤구역에 배치된 철근콘크리트의 누수 방지, 철근방청처리, 단면보수 및 역수압에 대한 방수공법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 시멘트계 지수제와 시멘트계 방수제에 포함된 이산화 실리콘 성분에 의해 습윤구역에 배치된 철근콘크리트의 누수 방지, 철근방청처리, 단면보수 및 역수압에 대한 방수공법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 폴리머 성분이 포함된 시멘트계 방수제에 의해 투수성을 낮춰 방수성능을 향상시킴은 물론, 유연성과 크랙 추종성을 부여하여 철근 콘크리트 구조물의 균열 발생에 따른 방수성능 저하현상을 방지하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 누수가 발생하는 철근 콘크리트 구조물에서 콘크리트의 단면 파손시 시멘트, 마이크로 화이버 및 폴리머를 포함한 시멘트계 단면보수제를 통해 단면 보수를 실시하여 기존 철근 콘크리트 구조물의 콘크리트와의 부착력을 높이면서 마이크로 화이버를 통한 철근 콘크리트 구조물의 균열 발생 복구 및 폴리머를 통한 유연성 부여에 따른 투수성을 낮추면서 균열방지 효과로 인한 방수성능 저하현상을 방지할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 철근 콘크리트 구조물의 단면 파손시 철근 콘크리트 구조물의 철근의 노출 및 부식이 발생할 경우 철근을 방청하기 위한 방청제를 시멘트계 방청제를 사용함으로써 기존 철근 콘크리트 구조물과 신규 단면 보수재와의 부착력을 증대시킬 수 있도록 하는데 있다.

본 발명은 기존 철근 콘크리트 구조물의 누수 발생, 콘크리트 단면 파손 및 철근 콘크리트 구조물의 철근 노출 및 부식시 급결 지수재, 방수제, 단면보수제 및 방청제를 모두 시멘트계로 형성하여 기존 철근 콘크리트 구조물과의 부착력을 향상시킴으로써 방수시공, 균열시공, 단면 보수시공의 신뢰성을 확보할 수 있다.

특히, 시멘트계 방수제, 단면보수제에는 폴리머를 포함하여 구성하여 철근 콘크리트 구조물의 균열 방지 및 투수성을 낮춰 방수성을 향상시킬 수 있는 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명에 따른 시멘트계 지수제, 방청제, 단면보수제 및 방수제를 이용한 습윤구역에 배치된 철근콘크리트의 누수 방지, 철근방청처리, 단면보수 및 역수압에 대한 방수공법의 시공순서를 도시한 순서도.
도 2는 본 발명에서 철근 콘크리트 구조물의 콘크리트 단면 파손시 단면 보수를 위한 시공상태를 도시한 상태도.
도 3은 본 발명에서 철근 콘크리트 구조물의 콘크리트 단면 파손시 철근의 녹 발생 또는 노출되었을 때에 단면 보수를 위한 시공상태를 도시한 상태도.

본 발명은 지하의 습윤구역에 위치하여 역수압에 의한 누수 및 습윤상태에 놓여진 철근 콘크리트 구조물에 부착된 오염물질, 그리스, 먼지, 레이턴스를 제거하는 바탕면 정리단계와, 상기 바탕면 정리단계 이후 역수압에 의해 누수가 발생하는 철근 콘크리트 구조물에 포틀랜드 시멘트 50 ∼ 56중량%, 칼슘알루미네이트를 기본으로 하는 시멘트 28 ∼ 34중량%, 결정질 이산화 규소 12 ∼ 18중량%, 알칼리 금속 탄산염 0.1 ∼ 0.3중량%, 개질 점토가 포함된 폴리에틸렌 글리콜 0.1 ∼ 0.3중량%로 이루어진 분말형 급결제와 물을 4.0 ∼ 4.5 : 1의 체적비율로 배합한 시멘트계 지수제를 시공하는 지수단계와, 상기 지수단계를 통해 철근 콘크리트 구조물의 지수가 완료된 후 시멘트계 방수제로 철근 콘크리트 구조물 표면의 균열 보수 및 방수 시공을 시공하는 균열 보수 및 방수단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 철근 콘크리트 구조물에서 콘크리트의 단면 파손이 발생하였을 경우에는 지수단계 이후에 철근 콘크리트 구조물의 단면 파손부위를 시멘트계 단면보수제를 이용하여 단면 보수하는 단면보수단계;가 더 포함되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 단면보수단계에서 철근 콘크리트 구조물의 콘크리트가 단면 파손되어 철근이 노출되었을 경우에는 단면보수단계 이전에 포틀랜드 시멘트 41 ∼ 48중량%, 결정질 이산화규소 41 ∼ 48중량%, 무정형 이산화 규소 4.5 ∼ 8.5중량%, 개질 점토 2.5 ∼ 6.5중량%로 이루어진 건조분말 형태의 A제와, 아크릴 라텍스 47 ∼ 51중량%, 물 47.5 ∼ 51.5중량%, 유기아민계 부식억제제 0.5 ∼ 0.9중량%, 오일계 미네랄 계면 활성제 0.6 ∼ 0.9중량%로 이루어진 액상 형태의 B제를 8 ∼ 10 : 1 ∼ 3의 중량비율로 혼합한 시멘트계 방청제를 노출된 철근에 코팅하는 철근 방청단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명을 각 단계별로 상세히 살펴보도록 한다.

◈ 바탕면 정리단계(S10)

본 단계는 방수 시공을 실시하고자 하는 철근 콘크리트 구조물(1) 표면에 부착된 그리스, 먼지, 레이턴스 등을 제거하는 일반적인 과정으로서 상세한 설명은 생략한다.

◈ 지수단계(S20)

본 단계는 상술한 바탕면 정리단계(S10) 이후 철근 콘크리트 구조물(1)이 역수압에 의해 발생하는 누수를 지수하기 위한 단계로서 포틀랜드 시멘트 50 ∼ 56중량%, 칼슘알루미네이트계 시멘트 28 ∼ 34중량%, 결정질 이산화 규소 12 ∼ 18중량%, 알칼리 금속 탄산염 0.1 ∼ 0.3중량%, 개질 점토가 포함된 폴리에틸렌 글리콜 0.1 ∼ 0.3중량%로 이루어진 분말형 급결제와 물을 4.0 ∼ 4.5 : 1의 체적비율로 배합한 시멘트계 지수제를 이용하여 철근 콘크리트 구조물(1)에서 누수되는 물의 지수를 실시할 수 있게 된다.

우선, 상술한 분말형 급결재를 구성하는 포틀랜드 시멘트는 CSA계 시멘트의 기초 반응을 촉진시킬 수 있는 칼슘이온을 공급해줄 뿐만 아닐, 장기강도 및 내구성 증진에 중요한 성분이다.

다음으로, 칼슘알루미네이트계 시멘트는 칼슘 실리카로 이루어진 포틀랜드계 시멘트와 화학적으로 유사한 부분이 많다.

하지만, 칼슘알루미네이트계 시멘트의 경우 낮은 수분 함유량으로 인해 다공성과 투수성이 낮아 철근 콘크리트 구조물의 보호 및 방수성이 뛰어나며, 특히, 수화 반응성을 증가시키고 균열 억제를 위한 무기계 속경성 광물 재료로서 물과 접촉시 에트링가이트 수화물을 생성하여 단시간에 우수한 압축 강도를 얻을 수 있다.

본 발명에서는 상술한 칼슘알루미네이트계 시멘트와 필러로서 결정질 이산화 규소인 실리카를 약 1 : 2의 중량 비율로 혼합하게 되는데, 칼슘알루미네이트계 시멘트 비율이 낮아지게 되면 작업성은 향상되지만 강도, 균열 발생 억제 효과 및 지수성이 발휘되지 못하는 문제가 발생하게 되고, 시멘트의 비율이 임계치를 초과할 경우 강도 및 지수성이 향상되지만 작업성 저하 및 가격이 상승하는 문제가 발생하게 된다.

또한, 상기 결정질 이산화 규소를 임계치 미만으로 혼합할 경우 칼슘알루미네이트계 시멘트의 양이 많아 건조 및 수축균열이 발생하게 되고 임계치를 추가할 경우 수분함량의 증가 및 수밀성, 강도가 감소와 더불어 경화시간이 증가는 문제가 발생하게 된다.

다음으로, 알칼리 금속 탄산염은 알칼리금속산화물이나 수산화물의 고체 또는 수용액에 이산화탄소를 흡수시켜 생상되는 것으로 착색의 원인이 되는 양이온을 함유하지 않으면 무색을 띠게 된다.

이러한, 알칼리 금속 탄산염은 효과적인 조기 응고 및 조기강도 발현을 위한 것으로 임계치 미만으로 혼합할 경우 포틀랜드 시멘트, 칼슘알루미네이트계 시멘트 및 결정질 이산화 규소의 조치 경화가 이루어지지 않아 누수되는 물의 지수를 실시할 수 없게 되고 임계치를 초과할 경우 빠른 경화성으로 인해 작업성이 저하되는 문제가 발생하게 된다.

다음으로, 개질 점토가 포함된 폴리에틸렌 글리콜은 습윤제로서 분말형 급결제와 배합하는 물의 양을 줄여 강도 향상 및 경화시간을 단축하기 위해 포함된다.

여기서, 상술한 점토는 그 자체로서 친수성이고 중합체인 에틸렌 글리콜은 소수성이다.

본 발명에서는 계면활성제 또는 다른 개질재를 이용해 점토를 분산시켜 소수성을 띠도록 한 후 중합체인 에틸렌 글리콜을 배합하여 얻은 개질된 중합체로서 수용성 시멘트계 지수제 도포시 건조가 빠르게 진행되었을 경우 표면에 불필요한 얇은 표층 형성으로 인한 통기성이 저하되는 현상을 방지하면서 물의 증발속도를 저하시킬 수 있도록 작용하게 된다.

따라서, 불필요한 물의 양을 줄여주어 강도가 개선되는 효과를 얻을 수 있음은 물론, 경화시간을 단축시켜 시공시간을 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있게 되는데, 상술한 개질 점토가 포함된 폴리에틸렌 글리콜을 임계치 미만으로 혼합할 경우 상술한 효과를 얻을 수 없게 되고, 임계치를 초과할 경우에는 건조가 더디게 이루어져 시공시간이 오히려 더 길어지는 문제점이 발생하게 된다.

상기와 같은 시멘트계 지수제를 구성하는 분말형 급결제는 물과 4.0 ∼ 4.5 : 1의 체적비율로 배합하여 사용하게 되는데, 배합하는 양은 배합 후 5분 이내에 사용할 수 있는 양만큼만 배합을 하여 사용하도록 한다.

이러한, 시멘트계 지수제는 기존 철근 콘크리트 구조물(1)의 콘크리트(1b)와 동일 재질로 이루어져 있기 때문에 지수시 철근 콘크리트 구조물(1)과의 부착력이 탁월하여 지수성을 높일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

상기와 같은 시멘트계 지수제는 시공시 위에서부터 시작하여 아랫부분으로 수직방향으로 내려가면서 가볍게 눌러주면서 시공하도록 하며, 시공 후 약 2 ∼ 4일간 지켜본 지수가 완전히 이루어진 것을 확인한 후 다음 공정을 진행하도록 한다.

◈ 균열 보수 및 방수단계(S50)

본 단계는 상기 지수단계(S20) 이후 지수가 완전히 이루어지게 되면 철근 콘크리트 구조물(1)의 표면에 시멘트계 방수제를 시공하여 균열 보수 및 방수 시공을 시공하기 위한 단계이다.

본 단계에서의 시멘트계 방수제는 분말형태의 시멘트 20 ∼ 30중량%, 분말형태의 모래 45 ∼ 55중량% 및 액상형태의 아크릴계 라텍스 혼합물 20 ∼ 30중량%를 포함하여 이루어져 있다.

본 발명에서의 시멘트계 방수제는 분말형의 시멘트는 포틀랜드 기반의 시멘트와 분말형태의 모래를 믹싱기에 넣어 믹싱한 후에 액상형태의 아크릴 라텍스 혼합물을 천천히 투입하여 믹싱 작업을 한다.

여기서, 상기 아크릴 라텍스 혼합물은 아크릴 라텍스 혼합물 전체 100중량%를 기준으로 약 80중량% 정도만을 먼저 믹싱기에 넣고 믹싱하면서 덩어리가 생기지 않도록 잘 믹싱하도록 하며, 마지막에 액상형태의 아크릴 라텍스 혼합물의 잔여량을 모두 투입하여 믹싱하여 시멘트계 방수제의 배합을 완료할 수 있다.

여기서, 여름철과 같이 기온이 높을 경우에는 물을 추가하여 사용할 수도 있다.

이러한, 시멘트계 방수제는 기존 철근 콘크리트 구조물(1)의 콘크리트(1b)와 동일 재질인 시멘트계로 이루어져 있어 부착력이 탁월함은 물론 열이 발생하더라도 유리전이온도가 동일하여 부착력이 높아지기 때문에 방수성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.

상기와 같은 시멘트계 방수제는 미장손이나 브러쉬 또는 호퍼건이나 스프레이 건 등을 이용하여 철근 콘크리트 구조물(1) 표면에 도포하도록 하며, 2회 시공으로 최소 1.6mm의 도포두께를 형성할 수 있도록 작업을 진행하도록 한다.

◈ 단면보수단계(S40)

본 단계는 방수 시공을 실시하고자 하는 철근 콘크리트 구조물(1)에서 콘크리트(1a)의 단면 파손이 발생하였을 경우에 실시하는 단계로서, 바탕면 정리단계(S10) 및 지수단계(S20) 이후에 철근 콘크리트 구조물(1)의 콘크리트(1a) 보수를 위한 시멘트계 단면보수제를 이용하게 된다.

여기서, 상술한 단면보수제를 이용하여 철근 콘크리트 구조물(1)을 단면 보수할 때에 V자형의 파손부위는 가장자리에 시멘트계 단면보수제의 부착력이 낮아질 수 있으므로, 시멘트계 단면보수제의 부착력을 향상시키기 위해 도 2에서와 같이 단면 파손 부위를 대략 직사각형의 형상으로 절단한 후에 시멘트계 단면보수제의 메움 작업 및 표면을 미장손 등을 이용하여 작업하여 단면 복구 시공을 마무리할 수 있다.

◈ 철근 방청단계(S30)

본 단계는 방수 시공을 실시하고자 하는 철근 콘크리트 구조물(1)에서 콘크리트(1a)의 단면 파손이 발생하였을 때에 파손 부위가 넓거나 깊어 철근(1b)이 노출되었을 경우에 노출된 철근(1b)을 방청하기 위한 단계이다.

이를 위해 본 발명은 포틀랜드 시멘트 41 ∼ 48중량%, 결정질 이산화규소 41 ∼ 48중량%, 무정형 이산화 규소 4.5 ∼ 8.5중량%, 개질된 점토 2.5 ∼ 6.5중량%로 이루어진 건조분말 형태의 A제와, 아크릴 라텍스 47 ∼ 51중량%, 물 47.5 ∼ 51.5중량%, 유기아민계 부식억제제 0.5 ∼ 0.9중량%, 오일계 미네랄 계면 활성제 0.6 ∼ 0.9중량%로 이루어진 액상 형태의 B제를 8 ∼ 10 : 1 ∼ 3의 중량비율로 혼합한 시멘트계 방청제를 노출된 철근에 코팅하여 본 단계를 완료할 수 있다.

여기서, 상기 철근(1b)의 노출은 철근 콘크리트 구조물(1)의 콘크리트(1a) 단면 파손에 의해 노출된 것으로 앞서 설명한 바와 같이 단면 복구시 단면 파손 부위가 V자 형태로 이루어져 있을 경우 가장자리 부분에서 시멘트계 단면보수제의 부착력이 저하될 수 있다.

따라서, 도 3에서와 같이 시멘트계 방청제의 코팅 전에 단면 파손 부분을 대략 직사각형 형상으로 컷팅을 하되 철근(1b)의 뒤쪽, 즉, 깊이방향으로의 콘크리트(1a)를 더 제거한 후 시멘트계 방청제 코팅 및 시멘트계 단면보수제를 시공하도록 한다.

한편, 상술한 시멘트계 중 건조분말 형태의 A제에 대해 살펴보면,

상기 포틀랜드 시멘트는 SA계 시멘트의 기초 반응을 촉진시킬 수 있는 칼슘이온을 공급해줄 뿐만 아닐, 장기강도 및 내구성 증진에 중요한 성분이다.

다음으로, 결정질 이산화 규소는 필러로서 포틀랜드 시멘트와 함께 사용하여 건조 및 수축균열을 방지하기 위해 사용한다.

상기 결정질 이산화 규소를 임계치 미만으로 혼합할 경우 포틀랜드 시멘트의 양이 많아 건조 및 수축균열이 발생하게 되고 임계치를 추가할 경우 수분함량의 증가 및 수밀성, 강도가 감소와 더불어 경화시간이 증가는 문제가 발생하게 된다.

다음으로, 무정형 이산화 규소는 비정질 이산화 규소를 기반으로 하는 포졸란 첨가제이다.

본 발명에서의 무정형 이산화 규소는 포틀랜드 시멘트와의 수화반응에 의해 생성된 석회와 반응하여 투과성을 감소시키고 강도를 증기시키기 위한 것으로 임계치 미만으로 혼합할 경우 강도가 저하되고, 임계치를 초과할 경우에는 추가로 개선되는 효과가 없다.

다음으로, 개질 점토는 천연 알루미늄 규산염 점토를 기반으로 하는 것으로 계면활성제 또는 다른 개질재를 이용해 점토를 분산시켜 표면장력을 낮춰 소수성을 띠도록 개질시킴으로써 시멘트계 방청제를 철근 콘크리트 구조물(1)의 철근(1b)에 코팅시 작업성을 개선하면서 시멘트계 방청제의 강도 및 수밀성을 감소시킬 수 있게 된다.

만약, 개질 점토를 임계치 미만으로 혼합할 경우 시멘트계 방청제의 강도 및 수밀성에 대한 효과를 얻을 수 없고 임계치를 초과할 경우에는 그에 따른 상승된 효과를 얻을 수 없다.

또한, 시멘트계 방청제 중 액상 형태의 B제에 살펴보면,

우선, 아크릴 라텍스는 순수 아크릴 폴리머 에멀전을 기초로 하고 있으며, 자외선에 저항성이 우수하고 기존 철근 콘크리트 구조물의 콘크리트 또는 새로운 콘크리트에 균열이 있을 경우 가교역할을 하여 철근 콘크리트 구조물(1) 내부의 철근(1b)을 오랫동안 보호할 수 있도록 작용한다.

즉, 아크릴 라텍스는 시멘트계 방청제에 유연성 및 탄성력을 부여하여 이동성 균열을 연결하며, 특히, 유리 전이 온도가 높은 아크릴 라텍스의 선택하여 얇은 두께(1 ∼ 2mm)의 코팅에 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 본딩, 파괴인성, 내마모성을 제공하여 침투성을 낮출 수 있도록 작용한다.

다음으로, 유기 아민계 부식억제제는 부식 방지를 위한 것으로 철근(1b) 표면에 코팅하는 시멘트계 방정체에 부식억제기능을 부여함으로써 더 이상의 철근(1b)의 부식 프로세서를 멈출 수 있게 작용한다.

다음으로 오일계 미네랄 활성제는 본 발명에서의 시멘트계 방청제를 구성하는 액상 형태의 B제에 포함되어 있는 아크릴 라텍스가 물과 혼합이 이루어질 수 있도록 하기 위한 것으로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

상기와 같은 성분으로 이루어진 본 발명에 따른 시멘트계 방청제는 아크릴 라텍스에 의한 균열 저항성 및 유기 아민계 부식 억제제에 의한 내부식성이 뛰어나고, 특히, A제에 포함되어 있는 무정형 이산화 규소에 의한 투과성 감소 및 강도를 증진시키면서 소수성으로 개질된 점토에 의해 방수성을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.

상기와 같이 본 발명에 따른 시멘트계 지수제, 방청제, 단면보수제 및 방수제를 이용한 습윤구역에 배치된 철근콘크리트의 누수 방지, 철근방청처리, 단면보수 및 역수압에 대한 방수공법은 지수단계, 균열 보수 및 방수 단계에서 사용하는 조성물이 모두 시멘트계로서 기존 철근 콘크리트 구조물(1)과의 부착력이 뛰어나 신뢰성 있는 지수 및 방수성을 기대할 수 있다.

또한, 누수가 발생하는 철근 콘크리트 구조물(1)의 단면 파손 및 단면 파손시 철근이 노출되었을 경우에 단면 보수 및 철근 방청을 위한 단면보수제 및 방청제도 모두 시멘트계로서 기존 철근 콘크리트 구조물(1)의 콘크리트(1b)와의 부착력이 뛰어나 신뢰성이 높은 단면 복구 및 방청효과를 얻을 수 있다.

상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자들에게 있어 명백한 것이다.

1 : 철근 콘크리트 구조물
1a : 콘크리트 1b : 철근

Claims

지하의 습윤구역에 위치하여 역수압에 의한 누수 및 습윤상태에 놓여진 철근 콘크리트 구조물에 부착된 오염물질, 그리스, 먼지, 레이턴스를 제거하는 바탕면 정리단계;
상기 바탕면 정리단계 이후 역수압에 의해 누수가 발생하는 철근 콘크리트 구조물에 포틀랜드 시멘트 50 ∼ 56중량%, 칼슘알루미네이트계 시멘트 28 ∼ 34중량%, 결정질 이산화 규소 12 ∼ 18중량%, 알칼리 금속 탄산염 0.1 ∼ 0.3중량%, 개질 점토가 포함된 폴리에틸렌 글리콜 0.1 ∼ 0.3중량%로 이루어진 분말형 급결제와 물을 4.0 ∼ 4.5 : 1의 체적비율로 배합한 시멘트계 지수제를 시공하는 지수단계;
상기 지수단계를 통해 철근 콘크리트 구조물의 지수가 완료된 후 시멘트계 방수제로 철근 콘크리트 구조물 표면의 균열 보수 및 방수 시공을 시공하는 균열 보수 및 방수단계;를 포함하여 이루어지며,
상기 철근 콘크리트 구조물에서 콘크리트의 단면 파손이 발생하였을 경우에는 지수단계 이후에 철근 콘크리트 구조물의 단면 파손부위를 시멘트계 단면보수제를 이용하여 단면 보수하는 단면보수단계;가 더 포함되어 구성되고,
상기 단면보수단계에서 철근 콘크리트 구조물의 콘크리트가 단면 파손되어 철근이 노출되었을 경우에는 단면보수단계 이전에 포틀랜드 시멘트 41 ∼ 48중량%, 결정질 이산화규소 41 ∼ 48중량%, 무정형 이산화 규소 4.5 ∼ 8.5중량%, 개질된 점토 2.5 ∼ 6.5중량%로 이루어진 건조분말 형태의 A제와,
아크릴 라텍스 47 ∼ 51중량%, 물 47.5 ∼ 51.5중량%, 유기아민계 부식억제제 0.5 ∼ 0.9중량%, 오일계 미네랄 계면 활성제 0.6 ∼ 0.9중량%로 이루어진 액상 형태의 B제를 8 ∼ 10 : 1 ∼ 3의 중량비율로 혼합한 시멘트계 방청제를 노출된 철근에 코팅하는 철근 방청단계;가 더 포함되는 것에 특징이 있는 시멘트계 지수제, 방청제, 단면보수제 및 방수제를 이용한 습윤구역에 배치된 철근콘크리트의 누수 방지, 철근방청처리, 단면보수 및 역수압에 대한 방수공법.
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