KR101952639B1 - 콘크리트 구조물 방수용 기능성 방수제 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 복합 방수 공법 - Google Patents

콘크리트 구조물 방수용 기능성 방수제 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 복합 방수 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기능성 결합재 3∼50 중량% 및 기능 개선제 50∼97 중량%로 이루어진 기능성 방수제 조성물로서, 상기 기능성 결합재가, 기능성 결합재의 총 100 중량% 기준으로, 탄산칼슘 5∼80 중량%, 메타카올린 6∼35 중량%, 천매암 분말 5∼30 중량%, 서멧 분말 2∼20 중량%, 세리사이트 2∼20 중량%, 징크크로마이트 2∼20 중량%, 세피올라이트 1∼15 중량%, 에머리 분말 1∼15 중량%, 및 지르코알루미네이트 1∼15 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 방수용 기능성 방수제 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 복합 방수공법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 콘크리트 구조물을 방수하는 경우 침투력이 우수하고 자기 치유성, 방수성, 내화학성, 내산성, 내구성, 내염성 및 강도 등의 특성이 우수한 기능성 방수제 조성물을 얻을 수 있다. 또한, 콘크리트의 미세균열 및 모세관 공극 등에의 침투성능이 우수한 기능성 방수제 조성물을 적용함으로써, 추가적 보호막을 형성할 수 있고, 콘크리트 구조물과 기능성 방수제 조성물 계면의 결합을 공고히 할 수 있을 뿐만 아니라 내투수 저항성을 향상시킬 수 있어 콘크리트 구조물의 내구성을 대폭 향상시킬 수 있다.

Description

콘크리트 구조물 방수용 기능성 방수제 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 복합 방수 공법 {Functional Waterproofing Composition For Waterproofing Concrete Structures And Method For Waterproofing Concrete Structures Using The Same}
본 발명은 콘크리트 구조물을 방수하기 위한 기능성 방수제 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 복합 방수공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기능성 결합재 및 기능 개선제의 혼합물로 이루어진 자기 지수 및 보수성을 가지는 기능성 방수제 조성물과 인성을 증대시켜 반사균열을 방지할 수 있는 방수 섬유 시트를 이용한 콘크리트 구조물의 복합 방수공법에 관한 것이다.
콘크리트 구조물이 점차 대형화, 고층화, 다양화되는 상황에서 지하구조물, 수중구조물, 해양구조물 등이 증가함에 따라 이들 구조물의 수분에 대한 보호뿐만 아니라, 구조물 내부로의 수분 유입을 방지하기 위한 고도의 설계 및 시공상의 기술이 요구되고 있다.
그러나 콘크리트 구조물은 그 재료의 물리화학적 특성(수화반응 및 응결경화와 관련된 발열 및 수축현상 등)과 양생 등의 영향으로 인한 수축현상이 발생하게 된다. 또한, 콘크리트 구조물은 주변 환경의 온도, 열, 진동, 충격과 같은 영향으로 인하여 구조체의 신축팽창과 같은 거동(Movement)이 발생하게 된다. 문제는 구조물의 대형화, 장스팬화, 다양화의 영향으로 이러한 현상이 심화되고 있다는데 있다. 물론 이러한 현상에 따른 문제점을 해결하기 위한 조인트부(시공조인트 및 익스펜션 조인트 등)의 설치가 증가하게 되었으나 도리어 누수의 위험성과 실제의 누수사고가 증가하고 있는 것 또한 현실적 문제로 지적되고 있다.
일반적으로, 콘크리트 또는 철근 콘크리트 구조물에 사용되어온 방수 방법은 사용의 간편함과 경제성을 이유로 침투식 방수처리 방법에 의존해 왔다. 지금까지 국내외에서 일반적으로 이용되고 있는 침투형 방수재는 알칼리계 실리케이트로 이루어져 있다. 이러한 알칼리계 실리케이트는 표면장력이 작더라도 콘크리트 주성분인 칼슘이온과 빠르게 반응하여 칼슘 실리케이트를 형성한다. 이러한 칼슘 실리케이트는 불용성이면서 화학적으로 매우 안정된 산화물로 콘크리트의 표면을 보호해주나, 침투력이 수 mm에 불과하여 콘크리트 내부에 침투되지 못하는 문제점을 가지고 있어 콘크리트 구조물의 성능회복을 시키기에는 어려운 단점을 가지고 있다.
또한, 근래에는 방수를 위해 시트식 방수 처리 방법 중 하나인 아스팔트 시트를 이용한 방수 처리 방법도 많이 사용되는데 이는 저온 특성이 떨어져 우리나라와 같이 사계절이 있는 경우 콘크리트나 철근 구조물의 내구성 향상에 큰 효과를 나타내지 못한다.
따라서, 최근에는 합성 수지 재료를 발라 방수도막을 형성시켜 시공하는 방법인 도막식 방수 시공방법을 선호하고 있으며, 도막식 방수 시공 방법 중 속경화형 우레아를 도입한 시공방법들이 소개되고 있으나, 시공성 저하와 시공단가가 고가인 단점을 가지고 있다.
　본 발명은 상기 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 해결 과제는 지수구조물, 콘크리트 구조물을 방수하는 경우 침투력이 우수하고 방수성, 내화학성, 내산성, 내구성, 내염성 및 강도 등의 특성이 우수한 콘크리트 구조물 방수용 기능성 방수제 조성물을 제공함에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 기능성 결합재 및 기능 개선제를 포함하는 기능성 방수제 조성물을 이용하여 콘크리트 구조물을 방수함으로써 침투력이 우수하고 자기 치유, 방수성, 내화학성, 내산성, 내구성, 내염성 및 강도 등에 있어서 우수한 특성을 나타냄과 동시에 인성을 증대시켜 반사균열을 방지할 수 있는 방수 섬유 시트를 이용한 콘크리트 구조물의 복합 방수 공법을 제공함에 있다.
본 발명자는 상기 과제에 대해 연구한 결과, 특정 구성의 기능성 방수제 조성물을 제공함으로써 상기 과제가 해결될 수 있다는 사실을 알아내고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 요지는, 기능성 결합재 3∼50 중량% 및 기능 개선제 50∼97 중량%로 이루어진 기능성 방수제 조성물로서,
상기 기능성 결합재가, 기능성 결합재의 총 100 중량% 기준으로,
탄산칼슘 5∼80 중량%,
메타카올린 6∼35 중량%,
천매암 분말 5∼30 중량%,
서멧 분말 2∼20 중량%,
세리사이트 2∼20 중량%,
징크크로마이트 2∼20 중량%,
세피올라이트 1∼15 중량%,
에머리 분말 1∼15 중량%, 및
지르코알루미네이트 1∼15 중량%를 포함하고; 그리고
상기 기능 개선제가, 기능 개선제 총 100 중량% 기준으로,
메틸메타크릴레이트-염화비닐리덴 공중합체 40∼92 중량%,
이소프렌-이소부틸렌 고무 2∼40 중량%,
아세틸부틸셀룰로오스 2∼20 중량%,
3-메르캅토프로필트리메톡시실란 2∼20 중량%,
폴리클로로트리플루오로에틸렌 1∼15 중량%, 및
폴리에스테르폴리올 1∼15 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 방수제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 바람직한 실시형태로서 상기 기능 개선재가, 기능 개선제의 총 100 중량% 기준으로, 셀룰로오스아세테이트부틸레이트, 비닐-카르복시산 공중합체, 소포제 또는 유동화제를 각각 0.01∼10 중량% 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 방수제 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한 하기 단계를 포함하는 콘크리트 구조물의 복합 방수공법을 제공한다:
콘크리트 구조물의 이물질, 불순물, 열화 부위를 그라인더, 평삭기, 핸드워터젯, 또는 고압살수기를 이용하여 제거하는 단계;
제거된 콘크리트 부위의 균열 또는 홈을 에폭시, 우레탄 또는 초속경 시멘트계 퍼티로 메꾸어 바탕면을 정리하는 단계;
정리된 바탕면에 이물질 침투 억제, 내수성, 표층을 강화하기 위하여 침투형 방수제를 도포하는 단계;
도포된 부위 상부에 상기 기능성 방수제 조성물을 1차 도포한 후, 인성을 증대시켜 반사균열을 방지하기 위하여 PE, PP, 나일론 섬유, 또는 유리섬유로 된 방수 섬유 시트를 매설하는 단계; 및
매설된 방수 섬유 시트 상부에 상기 기능성 방수제 조성물을 2차 도포하는 단계; 및
상기 도포된 기능성 방수제 조성물 상부에 방수성, 내마모성 및 방오성을 개선하기 위하여 택코팅제를 도포한 후 양생하는 단계.
본 발명의 바람직한 또 다른 실시형태는 상기 택코팅제(tack coating agent)가 부틸고무, 부타디엔고무, 아크릴-우레탄, 실리카졸계 무기질 표면 강화제, 실란계 침투강화제, 개질 혼화제 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 방수공법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 콘크리트 구조물을 방수하는 경우 침투력이 우수하고 자기 치유성, 방수성, 내화학성, 내산성, 내구성, 내염성 및 강도 등의 특성이 우수한 기능성 방수제 조성물을 얻을 수 있다. 또한, 콘크리트의 미세균열 및 모세관 공극 등에의 침투성능이 우수한 기능성 방수제 조성물을 적용함으로써, 추가적 보호막을 형성할 수 있고, 콘크리트 구조물과 기능성 방수제 조성물 계면의 결합을 공고히 할 수 있을 뿐만 아니라 내투수 저항성을 향상시킬 수 있어 콘크리트 구조물의 내구성을 대폭 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 기능성 방수제 조성물을 이용하여 건축물 옥상, 지하 주차장, 옥외주차장, 교량, 토목 구조물 등의 노출 콘크리트 구조물 및 지수 지하 구조물을 방수하는 경우, 사용된 PP, PE, 나일론, 유리섬유 등으로 제조된 방수 시트에 의해 인장강도 및 신장률이 증가하여 하부 콘크리트 구조물의 반사균열에 대한 저항성을 개선함과 동시에 온도, 습도 등에 의한 수축팽창을 유도하여 기존 콘크리트 구조물과 일체거동을 할 수 있다. 따라서, 수분의 차단효과와 더불어 염화물 또는 이산화탄소에 의한 중성화, 내수성, 내후성 및 내동결융해성이 우수한 효과를 나타낸다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 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 기능성 방수제 조성물은 기능성 결합재 및 기능 개선제를 포함하는 데, 즉 기능성 결합재 3∼50 중량% 및 기능 개선제 50∼97 중량%를 포함한다.
상기 기능성 결합재는, 기능성 결합재의 총 100 중량% 기준으로, 탄산칼슘 5∼80 중량%, 메타카올린 6∼35 중량%, 천매암 분말 5∼30 중량%, 서멧 분말 2∼20 중량%, 세리사이트 2∼20 중량%, 징크크로마이트 2∼20 중량%, 세피올라이트 1∼15 중량%, 에머리 분말 1∼15 중량% 및 지르코알루미네이트 1∼15 중량%를 포함한다.
상기 기능 개선제는, 기능 개선제의 총 100 중량% 기준으로, 메틸메타크릴레이트-염화비닐리덴 공중합체 40∼92 중량%, 이소프렌-이소부틸렌 고무 2∼40 중량%, 아세틸부틸셀룰로오스 2∼20 중량%, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란 2∼20 중량%, 폴리클로로트리플루오로에틸렌 1∼15 중량%, 및 폴리에스테르폴리올 1∼15 중량%를 포함한다.
또한, 상기 기능 개선제는 붓자국, 로울러자국, 오렌지필(orange peal), 분화구현상(cratering), 핀홀(pin hole), 색얼룩 등의 표면에 생기는 결함을 방지하기 위하여 셀룰로오스아세테이트부틸레이트를 0.01∼10 중량% 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 기능 개선제는 재료분리방지 및 내수성을 개선하기 위하여 비닐-카르복시산(vinyl carboxylic acid) 공중합체 0.01∼10 중량% 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 기능 개선제는 기능 개선제 내의 기포를 제거하여 강도 및 내구성을 높이기 위한 소포제 0.01∼10 중량%를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 기능 개선제는 유동성, 강도 및 내구성을 개선하기 위한 유동화제 0.01∼10 중량%를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기능성 결합재 중 탄산칼슘은 증점 효과, 충전 효과, 내충격성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 탄산칼슘의 함량은 상기 기능성 결합재에 대하여 5∼80 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 탄산칼슘의 함량이 5 중량% 미만이면 증점 효과, 충전 효과, 내충격성 개선 효과가 미흡하고, 그 함량이 80 중량%를 초과하면 점도가 높아져 작업성이 저하된다.
상기 메타카올린은 포졸란 특성으로 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 메타카올린은 기능성 결합재의 총 100 중량% 기준으로 6∼35 중량% 함유된다. 그 함량이 6 중량% 미만이면 강도 및 내구성 개선 효과가 미흡하고, 그 함량이 35 중량%를 초과하면 경화가 지연되어 시공성이 저하된다.
상기 천매암 분말은 포졸란 특성을 가지고 있어 자기 치유, 내수성 및 내구성을 개선하기 위해 사용된다. 상기 천매암 분말은 기능성 결합재의 총 100 중량% 기준으로 5∼30 중량% 함유된다. 그 함량이 5 중량% 미만이면 자기 치유, 보수성 및 내구 성능 개선효과가 미흡하게 되고, 그 함량이 30 중량%를 초과하면 경화가 지연되고, 작업성 및 시공성이 저하된다.
상기 서멧 분말은 조성물의 강도, 내마모성, 내산화성, 내식성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 서멧 분말의 함량은 기능성 결합재의 총 100 중량% 기준으로 2∼20 중량% 함유된다. 그 함량이 2 중량% 미만이면 강도, 내마모성, 내산화성, 내식성이 미흡하게 되고, 함량이 20 중량%를 초과하면 성능은 개선되나, 작업성이 저하될 수 있다.
상기 세리사이트는 단열성, 내수성, 내화성, 탈취성, 항균성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 세리사이트는 기능성 결합재의 총 100 중량% 기준으로 2∼20 중량% 함유된다. 그 함량이 20 중량%를 초과하면 내마모성 및 내화성은 개선되나 작업성이 저하되고, 그 함량이 2 중량% 미만이면 작업성은 개선되나 내마모성 및 내화성 개선 효과가 미약해진다.
상기 징크크로마이트는 강도, 내식성 및 내구성 개선을 위해 사용된다. 상기 징크크로마이트의 함량은 기능성 결합재의 총 100 중량% 기준으로 2∼20 중량% 이며, 그 함량이 20 중량%를 초과하면 강도, 내식성 및 내구성은 개선되나 작업성이 저하되고, 그의 함량이 2 중량% 미만이면 성능개선효과가 저하된다.
상기 세피올라이트는 흡습제로서 경화 시 상기 기능 개선제의 수분을 흡수하여 발포를 방지하기 위하여 사용한다. 이는 수분을 흡수하여 외부의 염분 및 수분이 내부 금속층으로 이동하는 것을 차단하여 강재의 부식을 억제하는 역할을 한다. 상기 세피올라이트는 기능성 결합재의 총 100 중량% 기준으로 1∼15 중량% 포함하며, 그 함량이 15 중량%를 초과하면 작업성이 저하되고, 1 중량% 미만이면 재료분리현상이 발생한다.
상기 에머리 분말은 내마모성, 내식성, 내약품성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 에머리 분말은 상기 기능성 결합재의 총 100 중량% 기준으로 1∼15 중량% 포함하는 것이 바람직하다. 상기 에머리 분말의 함량이 1 중량% 미만이면 내마모성, 내식성, 내약품성 개선 효과가 미약하고, 그 함량이 15 중량%를 초과하면 성능은 개선되나 경제적이지 못하다.
상기 지르코알루미네이트는 알칼리 부여, 내수성 및 내구성을 개선하기 위하여 사용된다. 상기 지르코알루미네이트의 함량은 기능성 결합재의 총 100 중량% 기준으로 1∼15 중량% 포함하며, 그 함량이 15 중량%를 초과하면 내수성 및 내구성이 개선되나 가격경쟁력이 저하되고, 1 중량% 미만이면 개선효과가 저하된다.
본 발명에 따른 기능 개선제의 성분 중 메틸메타크릴레이트-염화비닐리덴 공중합체는 강도, 내구성, 내후성 개선을 위해 사용된다. 상기 메틸메타크릴레이트-염화비닐리덴 공중합체의 함량은 기능 개선제의 총 100 중량% 기준으로 40∼92 중량% 포함한다. 그 함량이 92 중량%를 초과하면 내후성은 개선되나 가격경쟁력이 저하되고, 그 함량이 40 중량% 미만이면 내후성 개선효과가 미흡하다.
상기 이소프렌-이소부틸렌 고무는 접착력 및 내구성을 개선하기 위하여 사용된다. 그 함량은 기능 개선제의 총 100 중량% 기준으로 2∼40 중량% 포함한다. 그 함량이 40 중량%를 초과하면 접착력 및 내구성은 개선되나 점도가 높아져 작업성이 저하되고, 그 함량이 2 중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하다.
상기 아세틸부틸셀룰로오스는 인장강도, 내수성, 내유성, UV 저항성을 증가시키기 위하여 사용된다. 상기 아세틸부틸셀룰로오스는 기능 개선제의 총 100 중량% 기준으로 2∼20 중량% 함유되며, 그 함량이 20 중량%를 초과하면 성능은 개선되나 점도가 높아져 작업성이 저하되고, 그 함량이 2 중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하게 된다.
상기 3-메르캅토프로필트리메톡시실란은 강도, 침투력, 발수성, 전기적 성질을 개선하기 위하여 사용된다. 그 함량은 기능 개선제의 총 100 중량% 기준으로 2∼20 중량% 포함하는 것이 바람직하다. 그 함량이 20 중량%를 초과하면 침투력, 강도, 발수성 및 전기적 성질은 개선되나 재료분리 현상이 발생되기 쉽고, 그 함량이 2 중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡해진다.
상기 폴리클로로트리플루오로에틸렌은 강도, 내충격성, 내약품성을 개선하기 위해 사용된다. 그 함량은 기능 개선제의 총 100 중량% 기준으로 1∼15 중량% 포함한다. 그 함량이 15 중량%를 초과하면 강도, 내충격성, 내약품성 등의 성능은 개선되나 경제성이 떨어지고, 그 함량이 1 중량% 미만이면 성능 개선효과가 미흡하다.
상기 폴리에스테르폴리올은 인장강도, 내마모성, 탄성, 내유성, 내열성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 폴리에스테르폴리올은 기능 개선제의 총 100 중량% 기준으로 1∼15 중량% 함유된다. 그 함량이 15 중량%를 초과하면 성능은 개선되나 점도가 높아져 작업성이 저하되며, 그 함량이 1 중량% 미만이면 작업성은 개선되나 인장강도, 내마모성, 탄성, 내유성, 내열성 개선효과가 미약해진다.
상기 셀룰로오스아세테이트부틸레이트는 붓자국, 로울러자국, 오렌지필(orange peal), 분화구현상(cratering), 핀홀(pin hole), 색얼룩 등의 표면에 생기는 결함을 방지하기 위하여 상기 기능 개선제에 추가로 첨가된다. 상기 셀룰로오스아세테이트부틸레이트는 기능 개선제의 총 100 중량% 기준으로 0.01∼10 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 셀룰로오스아세테이트부틸레이트의 함량이 10 중량%를 초과하면 재료분리가 발생하기 쉽고, 그 함량이 0.01 중량% 미만이면 성능개선효과가 미흡하게 된다.
또한, 상기 비닐-카르복시산(vinyl carboxylic acid) 공중합체는 재료분리방지 및 내수성을 개선하기 위하여 상기 기능 개선제에 추가로 첨가된다. 상기 비닐-카르복시산 공중합체는 기능 개선제의 총 100 중량% 기준으로 0.01∼10 중량% 더 포함할 수 있다. 상기 비닐-카르복시산 공중합체의 함량이 10 중량%를 초과하면 점도가 높아져 작업성이 저하되고, 그 함량이 0.01 중량% 미만이면 성능개선효과가 미흡하게 된다.
또한, 본 발명에서는 필요한 경우 상기 기능 개선제에 기능 개선제의 총 100 중량% 기준으로 안료 0.01∼10 중량% 더 포함할 수 있다. 상기 안료는 적외선을 반사하는 유기 안료인 아조 화합물(AZO compound)을 사용할 수 있다. 아조 화합물은 아조기 N=N를 갖는 화합물의 총칭이다. 아조 화합물은 아조기의 질소가 120°에 가까운 결합각을 가지고 있어 시스형과 트랜스형의 기하이성질체가 가능한데, 대부분 안정한 트랜스형으로 존재하며, 트랜스형의 대표적인 아조 화합물로는 아조벤젠(azobenzene)이 있다. 이러한 아조 화합물은 소비자가 원하는 색상을 낼 때 사용할 수 있다. 상기 안료의 함량은 기능 개선제의 총 100 중량% 기준으로 0.01∼10 중량% 범위인 것이 바람직하다. 그 함량이 0.01 중량% 미만이면 적외선 반사효과가 저하되고, 함량이 10 중량%를 초과하면 가격경쟁력이 저하된다.
상기 소포제는 기능 개선제 내의 기포를 제거하여 강도 및 내구성을 높이기 위하여 사용한다. 또한, 상기 소포제가 기능 개선제에 첨가되면 공기연행 효과를 부여하여 작업성 및 가사시간을 향상시킬 수 있다. 상기 소포제는 기능 개선제에 0.01∼10 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 소포제로는 알코올계 소포제, 실리콘계 소포제, 지방산계 소포제, 오일계 소포제, 에스테르계 소포제, 옥시알킬렌계 소포제 등을 사용할 수 있다. 상기 실리콘계 소포제로는 디메틸실리콘유, 폴리오가노실록산, 플루오로실리콘유 등이 있다. 상기 지방산계 소포제로는 스테아르산, 올레산 등이 있다. 상기 오일계 소포제로는 등유, 동식물유, 피마자유 등이 있다. 상기 에스테르계 소포제로는 솔리톨트리올레이트, 글리세롤모노리시놀레이트 등이 있다. 상기 옥시알킬렌계 소포제로는 폴리옥시알킬렌, 아세틸렌에테르류, 폴리옥시알킬렌지방산에스테르, 폴리옥시알킬렌알킬아민 등이 있다. 상기 알코올계 소포제로는 글리콜(glycol) 등이 있다.
상기 유동화제는 유동성, 강도 및 내구성을 개선하기 위하여 사용한다. 상기 유동화제는 기능 개선제의 총 100 중량% 기준으로 0.01∼10 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 상기 유동화제는 폴리카르본산계, 멜라민계 또는 나프탈렌계 유동화제를 사용할 수 있으나, 나프탈렌계와 멜라민계는 폴리카르본산계에 비하여 조성물의 강도가 떨어지고 작업성 및 가사시간을 저하시킬 수 있으므로 조성물의 강도, 작업성 및 가사시간을 저하시키지 않는 폴리카르본산계 유동화제를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은, 콘크리트 구조물을 방수하기 위한 조성물을 제조하는 방법에 있어서, 기능성 결합재 3∼50 중량%에 기능 개선제 50∼97 중량%의 비율로 첨가한 후 30초∼5분간 믹싱하여 기능성 방수제 조성물을 제조하는 방법을 제공한다.
이하에서, 상술한 콘크리트 구조물 방수용 기능성 방수제 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 복합 방수공법을 제시한다. 이하에서, 콘크리트 구조물이라 함은, 옥상, 지하 주차장, 옥외주차장 등의 건축구조물, 터널 외벽, 교량, 교면포장 등의 토목구조물 및 지수 지하 구조물 등의 관련 구조물로서 콘크리트로 이루어진 구조물을 포함하는 의미로 사용한다.
또한, 본 발명은 콘크리트 구조물의 이물질, 불순물, 열화 부위를 그라인더, 평삭기, 핸드워터젯 또는 고압살수기를 이용하여 제거하는 단계; 제거된 콘크리트 부위의 균열 또는 홈을 에폭시, 우레탄 도는 초속경 시멘트계 퍼티로 메꾸어 바탕면을 정리하는 단계; 정리된 바탕면에 이물질 침투 억제, 내수성, 표증을 강화하기 위하여 침투형 방수제를 도포하는 단계; 도포된 부위 상부에 상기 기능성 방수제 조성물을 1차 도포한 후, 인성을 증대시켜 반사균열을 방지하기 위하여 PE, PP, 나일론 섬유, 또는 유리섬유로 된 방수 섬유 시트를 매설하는 단계; 매설된 방수 섬유 시트 상부에 상기 기능성 방수제 조성물을 2차 도포하는 단계; 및 상기 도포된 기능성 방수제 조성물 상부에 방수성, 내마모성 및 방오성을 개선하기 위하여 택코팅제를 도포한 후 양생하는 단계를 포함하는 기능성 방수제 조성물을 이용한 콘크리트 구조물의 복합 방수 공법을 제공한다.
여기서, 상기 침투형 방수제는 통상적으로 사용하는 무기질 방수제를 사용할 수 있으며, 또는 예컨대 특허 등록번호 제10-0788021호에 기재된 바와 같은 콘크리트 침투형 방수제를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나 상기 방수제를 무기질 방수제 또는 콘크리트 침투 방수제로만 제한될 필요는 없고, 콘크리트 구조물에 사용될 수 있는 방수제라면 제한 없이 사용가능하다.
여기서, 상기 택코팅제는 부틸고무, 부타디엔고무, 아크릴-우레탄, 실리카졸계 무기질 표면 강화제, 실란계 침투강화제, 상기 개질 혼화제 중 어느 하나 이상을 포함한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
하기 실시예 1 내지 3에서는 기능성 방수제 조성물을 제조한다.
(기능성 방수제 조성물의 제조)
실시예 1
탄산칼슘 62 kg, 메타카올린 10 kg, 천매암 분말 7 kg, 서멧 분말 5 kg, 세리사이트 5 kg, 징크크로마이트 5 kg, 세피올라이트 2 kg, 에머리 분말 2 kg 및 지르코알루미네이트 2 kg를 혼합하여 기능성 결합재 100 kg을 얻었다.
이와는 별도로, 메틸메타크릴레이트-염화비닐리덴 공중합체 90 kg, 이소프렌-이소부틸렌 고무 2 kg, 아세틸부틸셀룰로오스 2 kg, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란 2 kg, 폴리클로로트리플루오로에틸렌 1 kg, 폴리에스테르폴리올 1 kg, 셀룰로오스아세테이트부틸레이트 0.4 kg, 비닐-카르복시산 공중합체 0.4 kg, 안료로서 산화철 0.4 kg, 소포제로서 디메틸실리콘유 0.4 kg 및 유동화제로서 폴리에테르카르본산 고분자 화합물 0.4 kg를 혼합하여 기능 개선제 100 kg을 얻었다.
상기에서 얻어진 기능성 결합재 25 kg 및 기능 개선제 75 kg를 강제식 믹서에 2분간 혼합하여 본 발명에 따른 기능성 방수제 조성물 100 kg을 제조하였다.
실시예 2
탄산칼슘 70 kg, 메타카올린 8 kg, 천매암 분말 5 kg, 서멧 분말 3 kg, 세리사이트 3 kg, 징크크로마이트 3 kg, 세피올라이트 3 kg, 에머리 분말 3 kg 및 지르코알루미네이트 2 kg를 혼합하여 기능성 결합재 100 kg을 얻었다.
이와는 별도로, 메틸메타크릴레이트-염화비닐리덴 공중합체 84 kg, 이소프렌-이소부틸렌 고무 2 kg, 아세틸부틸셀룰로오스 2 kg, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란 2 kg, 폴리클로로트리플루오로에틸렌 2 kg, 폴리에스테르폴리올 2 kg, 셀룰로오스아세테이트부틸레이트 2 kg, 비닐-카르복시산 공중합체 2 kg, 안료로서 산화철 1 kg, 소포제로서 디메틸실리콘유 0.5 kg 및 유동화제로서 폴리에테르 카르본산 고분자 화합물 0.5 kg를 혼합하여 기능 개선제 100 kg을 얻었다.
상기에서 얻어진 기능성 결합재 25 kg 및 기능 개선제 75 kg를 강제식 믹서에 2분간 혼합하여 본 발명에 따른 기능성 방수제 조성물 100 kg을 제조하였다.
실시예 3
탄산칼슘 65 kg, 메타카올린 10 kg, 천매암 분말 5 kg, 서멧 분말 5 kg, 세리사이트 3 kg, 징크크로마이트 4 kg, 세피올라이트 3 kg, 에머리 분말 3 kg 및 지르코알루미네이트 2 kg를 혼합하여 기능성 결합재 100 kg을 얻었다.
이와는 별도로, 메틸메타크릴레이트-염화비닐리덴 공중합체 77 kg, 이소프렌-이소부틸렌 고무 4 kg, 아세틸부틸셀룰로오스 4 kg, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란 4 kg, 폴리클로로트리플루오로에틸렌 2 kg, 폴리에스테르폴리올 2 kg, 셀룰로오스아세테이트부틸레이트 2 kg, 비닐-카르복시산 공중합체 2 kg, 안료로서 산화철 1 kg, 소포제로서 디메틸실리콘유 1 kg 및 유동화제로서 폴리에테르 카르본산 고분자 화합물 1 kg를 혼합하여 기능 개선제 100 kg을 얻었다.
상기에서 얻어진 기능성 결합재 25 kg 및 기능 개선제 75 kg를 강제식 믹서에 2분간 혼합하여 본 발명에 따른 기능성 방수제 조성물 100 kg을 제조하였다.
하기 실시예 4 내지 6에서는 상기 실시예 1 내지 3에서 얻어진 기능성 방수제 조성물을 이용하여 방수용 시트를 제조한다.
(방수용 시트의 제조)
실시예 4
상기 실시예 1에서 제조된 기능성 방수제 조성물을 1회 도포하고 PE 메쉬를 매설한 후 다시 기능성 방수제 조성물을 도포하여 방수용 시트를 제조하였다.
실시예 5
상기 실시예 2에서 제조된 기능성 방수제 조성물을 1회 도포하고 PE 메쉬를 매설한 후 다시 기능성 방수제 조성물을 도포하여 방수용 시트를 제조하였다.
실시예 6
상기 실시예 3에서 제조된 기능성 방수제 조성물을 1회 도포하고 PE 메쉬를 매설한 후 다시 기능성 방수제 조성물을 도포하여 방수용 시트를 제조하였다.
(비교예)
본 발명에 따른 실시예 1 내지 3의 기능성 방수제 조성물과 본 발명의 기능성 결합재 성분 중 탄산칼슘과 기능 개선제 성분 중 메틸메타크릴레이트-염화비닐리덴 공중합체만을 사용하여 얻은 기능성 방수제 조성물의 특성을 비교하기 위해서 대조용 기능성 방수제 조성물을 제조하였다.
비교예 1
탄산칼슘 25 kg 및 메틸메타크릴레이트-염화비닐리덴 공중합체 75 kg를 강제식 믹서에 2분간 혼합하여 조성물 100 kg을 얻었다.
비교예 2
상기 비교예 1에서 제조된 방수제 조성물을 1회 도포하고, PE 메쉬를 매설한 후 다시 상기 비교예 1에서 제조된 방수제 조성물을 도포하여 시트를 제조하였다.
<시험예 1>
본 발명에 따른 실시예 1내지 3에서 제조한 기능성 방수제 조성물과 비교예 1에서 제조한 기능성 방수제 조성물에 대하여 KS F 4919 (시멘트 혼입 폴리머계 방수재)에 의하여 부착강도, 내잔갈림성, 흡수량, 인장성능, 내투수성, 습기투과성, 내균열성 및 내알칼리성 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타냈다.
시험항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
부착강도
(N/mm2)		 표준 1.5 1.6 1.8 1.2
침수 후 1.4 1.5 1.7 1.0
내잔갈림성 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
흡수량 (g) 1.0 0.8 0.5 1.3
인장성능 인장 강도 (N/mm2) 3.7 4.0 4.6 3.0
신장률(%) 60 78 89 55
내투수성 투수되지않음 투수되지않음 투수되지않음 투수되지않음
습기투과성 Sd(m) 2.5 2.1 2.0 2.8
내균열성 -10에서 20 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
내알칼리성 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
상기 표 1에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 3에 따라 제조한 기능성 방수제 조성물이 비교예 1에서 제조된 기능성 방수제 조성물에 비해 부착강도, 흡수량, 인장성능, 습기투과성에서 매우 높았음을 알 수 있다.
<시험예 2>
본 발명에 따른 실시예 4 내지 6에서 제조한 방수용 시트와 비교예 2에서 제조한 시트에 대하여 성능을 비교하기 위하여, KS F 4931 (콘크리트 교면용 시트 방수재)에 의하여 내열치수 안정성, 내움푹패임, 내피로성, 내투수성, 인장성능, 인장접착강도, 전단접착성능, 수침 7일 후의 인장 접착강도, 염화이온침투저항성, 저온 굴곡성 및 내균열성 시험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타냈다.
시험항목 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 2
내열치수안정성 (%) 150℃, 30분 1.1 1.1 1.1 1.7
내피로성 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
내움푹패임 구멍없음 구멍없음 구멍없음 구멍없음
내투수성 투수되지
않음		 투수되지
않음		 투수되지
않음		 투수되지
않음
인장
성능		 강도
(N/mm)		 무처리 15.1 16.0 19.0 14.5
알칼리 처리 15.0 16.0 18.9 14.3
가열 처리 15.5 16.3 19.5 14.8
신장률
(%)		 무처리 45 46 46 42
알칼리 처리 44 46 46 40
가열 처리 47 48.5 49.6 43
인장 접착 강도 (MPa) -20℃ 1.7 1.8 1.9
20℃ 0.9 1.1 1.3
전단 접착 성능 강도
(MPa)		 -20℃ 0.91 0.95 0.99 0.85
20℃ 0.2 0.22 0.25 0.18
변형율
(%)		 -20℃ 0.8 0.9 1.0 0.7
20℃ 1.2 1.3 1.4 1.1
수침 7일 후 인장 접착강도(MPa) 0.75 0.85 0.98 0.65
염화이온 침투저항성 (coulombs) 28 25 20 32
저온굴곡성 (-20℃) 균열없음 균열없음 균열없음 균열없음
내균열성 (-20℃) 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 4 내지 6이 비교예 2보다 우수한 성능을 나타내었다.
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 (4)

  1. 기능성 결합재 3∼50 중량% 및 기능 개선제 50∼97 중량%로 이루어진 기능성 방수제 조성물로서, 상기 기능성 결합재가, 기능성 결합재의 총 100 중량% 기준으로, 탄산칼슘 5∼80 중량%, 메타카올린 6∼35 중량%, 천매암 분말 5∼30 중량%, 서멧 분말 2∼20 중량%, 세리사이트 2∼20 중량%, 징크크로마이트 2∼20 중량%, 세피올라이트 1∼15 중량%, 에머리 분말 1∼15 중량%, 및 지르코알루미네이트 1∼15 중량%를 포함하고; 그리고
    상기 기능 개선제가, 기능 개선제 총 100 중량% 기준으로, 메틸메타크릴레이트-염화비닐리덴 공중합체 40∼92 중량%, 이소프렌-이소부틸렌 고무 2∼40 중량%, 아세틸부틸셀룰로오스 2∼20 중량%, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란 2∼20 중량%, 폴리클로로트리플루오로에틸렌 1∼15 중량%, 및 폴리에스테르폴리올 1∼15 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 방수제 조성물.
  2. 삭제
  3. 콘크리트 구조물의 이물질, 불순물, 열화 부위를 그라인더, 평삭기, 핸드워터젯, 또는 고압살수기를 이용하여 제거하고, 방수제 조성물 상부에 방수성, 내마모성 및 방오성을 개선하기 위하여 택코팅제를 도포하여 양생하는 콘크리트 구조물의 복합 방수 공법에 있어서,
    상기 이물질, 불순물, 열화 부위를 제거한 콘크리트 부위의 균열 또는 홈을 에폭시, 우레탄 또는 초속경 시멘트계 퍼티로 메꾸어 바탕면을 정리하는 단계; 정리된 바탕면에 이물질 침투 억제, 내수성, 표층을 강화하기 위하여 침투형 방수제를 도포하는 단계; 도포된 부위 상부에 제 1항에 따른 기능성 방수제 조성물을 1차 도포한 후, 인성을 증대시켜 반사균열을 방지하기 위하여 PE, PP, 나일론 섬유, 또는 유리섬유로 된 방수 섬유 시트를 매설하는 단계; 및 매설된 방수 섬유시트 상부에 상기 기능성 방수제 조성물을 2차 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 복합 방수공법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 택코팅제가 부틸고무, 부타디엔 고무, 아크릴-우레탄, 실리카졸계 무기질 표면 강화제, 실란계 침투강화제, 및 개질 혼화제 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 복합 방수공법.
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