KR101960639B1

KR101960639B1 - 수용성 도막방수제를 이용한 단열 시트복합 방수공법

Info

Publication number: KR101960639B1
Application number: KR1020180104695A
Authority: KR
Inventors: 이영한; 김윤식
Original assignee: 이영한; 주식회사 해천건설
Priority date: 2018-09-03
Filing date: 2018-09-03
Publication date: 2019-03-25
Anticipated expiration: 2038-09-03

Abstract

본 발명은 수용성 도막방수제를 이용한 단열 시트복합 방수공법에 관한 것으로, 콘크리트 구조물의 표면을 정리하고 청소하는 제1단계; 상기 콘크리트 구조물의 표면에 폴리부틸아크릴산 공중합체로 된 프라이머(primer)를 도포하고 건조시키는 제2단계; 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물 90 ~ 95중량%와 알루미늄실리케이트(Aluminium Silicate) 분말 5 ~ 10중량%로 구성된 도막방수제를 1차로 도포하면서 부직포를 부착하는 제3단계; 상기 부직포 위에 수용성 아크릴 에멀젼 수지, 시멘트, 규사, 물이 각각 1 : 1 ~ 3 : 0.5 ~ 2 : 3 ~ 5의 중량비로 혼합된 중도방수제를 함침하여 건조시키는 제4단계; 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물 90 ~ 95중량%와 알루미늄실리케이트(Aluminium Silicate) 분말 5 ~ 10중량%로 구성된 도막방수제를 2차로 1 ~ 3회 도포하고 건조시키는 제5단계; 수용성 아크릴 에멀젼 수지 90 ~ 95중량%와 알루미늄실리케이트(Aluminium Silicate) 분말 5 ~ 10중량%로 구성된 탑코트(top-coat)를 도포하고 건조시키는 제6단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
본 발명의 시트복합 단열 방수공법에 사용되는 1차 및 2차 수용성 도막방수제는 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체를 사용함으로써 배합안정성이 우수하고 고형분 함량이 높아서 건조속도가 빠르며, 여기에 수용성 아크릴 에멀젼 수지 및 폴리부틸아크릴산 공중합체를 혼합함으로써 내산성, 내알칼리성, 내유성, 내열성 및 인장강도가 우수하여 장기간 동안 자외선이나 기온의 변화에 강하다. 이로부터 고온(약 70℃)과 저온(약 -50℃)에서도 물성의 변화가 거의 없으며, 수분이 있는 곳에서도 부착성이 양호하여 기존의 방수층을 철거하지 않아도 시공이 가능한 장점이 있다.
본 발명의 수용성 도막방수제를 이용한 단열 시트복합 방수공법은 콘크리트 구조물의 표면에 프라이머(primer)를 도포한 후 알루미늄실리케이트 분말을 함유하는 1차 수용성 도막방수제를 도포하면서 부직포를 부착시킨 다음, 수용성 아크릴계 무기질 중도방수제를 함침시키고 다시 알루미늄실리케이트 분말을 함유하는 2차 수용성 도막방수제를 형성하며, 그 위에 수용성 아크릴 에멀젼 수지와 알루미늄실리케이트 분말을 함유하는 탑코트(top-coat)를 차례대로 시공함으로써 우수한 방수기능과 더불어 단열효과 및 열반사성으로 인한 결로 방지, 소음 및 미끄럼 방지, 내화학성 및 내후성, 강도 증대 및 경량화, 난연 1급 소재로서의 난연성 등의 특성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

수용성 도막방수제를 이용한 단열 시트복합 방수공법{THERMAL INSULATING SHEET COMPLEX WATERPROOF CONSTRUCTION METHOD USING AQUEOUS MEMBRANE WATERPROOF AGENTS}

본 발명은 수용성 도막방수제를 이용한 단열 시트복합 방수공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건물옥상, 지하 기초바닥 및 외벽, 지하주차장의 상부슬라브, 지하철, 공동구, 물탱크, 정화조, 수영장, 터널 등 다양한 형태의 콘크리트 구조물 표면에 프라이머(primer)를 도포한 후 알루미늄실리케이트 분말을 함유하는 1, 2차 도막방수제 및 그 사이에 중도방수제를 함침하여 부직포층을 형성하며, 그 위에 수용성 아크릴 에멀젼 수지와 알루미늄실리케이트 분말을 함유하는 탑코트(top-coat)를 차례대로 시공함으로써 방수기능과 더불어 단열효과, 경량화, 난연성 등의 물성을 향상시킨 단열 시트복합 방수공법에 관한 것이다.

일반적으로 건축 및 토목구조물의 보호 시스템으로 사용되는 방수재료에는 그 시공방식에 따라 시트식 방수재료, 도막식 방수재료, 침투식 방수재료가 있다. 그 중에서 침투식 방수재료를 이용하여 시공하는 방법은 과거에 교량 상판 등의 방수시공에 사용하던 방법으로, 주로 실리콘을 강력한 용제로 용해하여 액상의 침투방수제로 사용한 공법이지만 균열에 대한 저항성이 낮고 300kgf/㎠ 이상의 고강도 콘크리트에는 침투가 되지 않는 문제점이 있어 최근에는 거의 사용되지 않는다.

그리고 시트식 방수시공은 균일하고 우수한 방수효과를 발휘하지만 비용이 많이 들고 시공과정에서 시트간의 연결작업이 어려워 표면이 균일하지 못할 뿐만 아니라 연결부위 누수로 인하여 방수기능을 상실하는 경우도 있다. 또한, 도막식 방수시공은 연결부위가 없는 연속시공이 가능하고 효과면에서도 우수하지만 콘크리트의 균열에 대한 저항성이 약하고 계면에서 방수성능이 상실되는 단점을 가지고 있었다.

상기와 같이 건축 및 토목용으로 도막식 방수시공에 사용되는 방수제는 고무아스팔트, 아크릴고무 또는 아크릴수지 등이 주성분인 에멀젼형과 클로로프렌이나 클로로설폰화폴리에틸렌이 함유된 용액형 우레탄이나 에폭시 수지가 주성분인 반응형이 있으며, 이들 중 고무아스팔트계와 우레탄계 방수제가 많이 사용되고 있다.

상기 고무아스팔트계 방수제는 아스팔트에 합성고무와 각종 수지를 혼합하여 고분자의 열가소성 성질을 이용하여 급격히 경화시키는 열공법과 합성라텍스에 아스팔트를 유화시킨 후 수분의 증발에 의해 자연경화시키는 냉공법에 의해 제조되며, 보통 아스팔트에는 스티렌 계통의 중합체, 어탁틱폴리프로필렌, 스티렌부타디엔 라텍스 등이 혼합 사용되고 있다.

또한, 우레탄계 도막방수제는 용제형 우레탄계가 많이 사용되며, 최근에는 환경공해나 독성에 대한 작업 안전성을 고려하여 폴리우레탄 에멀젼, 폴리우레탄 콜로이드 분산체, 폴리우레탄 수용액 등의 성상으로 수용성 우레탄계 방수제를 개발하여 사용하고 있으나, 아직 내구성을 비롯한 물성면에서는 기존 용제형 우레탄계 방수제 보다 미흡한 점이 많은 실정이다.

이상에서 열거한 도막방수제는 건축물 등에서의 누수를 방지코자 하는 방수제로서의 기본기능 이외에, 건축물의 부식과 잡초 및 해충의 서식 방지, 건물 옥상의 화단 조성이나 수목 식재가 가능토록 하는 미장성, 그리고 급격한 외부온도의 변화에 의해 발생하는 크랙에 대한 저항성 등에는 문제가 있다. 특히 종래 고무아스팔트 방수제의 경우에도 고무 성분이 적어 건축물의 균열을 방지하는 기능은 거의 갖지 못하고 있다.

현재까지 침투식 방수제 또는 도막식 방수제는 개발된 기술이 많이 알려져 있으나, 최근 친환경적인 요구에 부응하여 대표적인 도막식 방수제로 에멀젼형 방수제를 사용하고자 하는 시도가 꾸준하게 진행되고 있으며, 이에 시트식 방수재료와 결합하여 사용하고자 하는 연구도 많이 진행되고 있다.

그러나 지금까지 공지된 방수제 및 방수공법은 모두 용제형 방수제를 사용하기 때문에 작업상의 불편이 따르는 문제점과 습기와 내구성에 취약한 문제점을 해결하기 위해 본 발명자는 수많은 시행착오를 거친 결과, 내산성, 내알칼리성, 내유성, 내열성 및 인장강도가 우수하여 장기간 동안 자외선이나 기온의 변화에 강하고 고온과 저온에서도 물성의 변화가 거의 없으며, 수분이 있는 곳에서도 부착성이 양호하여 기존의 방수층을 철거하지 않아도 시공이 가능한 콘크리트 구조물용 수용성 도막방수제와 이를 이용한 콘크리트 구조물의 방수공법을 개발한바 있으며, 동 기술은 특허 제10-1122254호 및 특허 제10-0982820호로 등록되어 각종 콘크리트 구조물용 시트복합 방수공법으로 유용하게 실시되고 있다.

그리고 상기 선행기술의 특징을 이용하여 특허 제10-1253028호에 의한 수용성 도막방수제를 이용한 시트복합 방수공법은 방수층 자체가 더욱 확고하게 일체화되고 분리현상이나 이질현상을 발생되지 않을 뿐만 아니라 통기성과 인장력, 균열저항성, 보온성을 더욱 향상시켰으나, 본 발명에서는 상기 특허에서 사용되는 1차 및 2차 도막방수제와 탑코트(top-coat)에 적절한 양의 알루미늄실리케이트(Aluminium Silicate) 분말을 함유함으로써 이를 적용하는 콘크리트 구조물에 대한 단열성, 경량화, 난연성 등의 물성을 증대시키고자 하는 것이다.

대한민국 등록특허공보 제10-1122254호(공고일자 2012년03월21일) 대한민국 등록특허공보 제10-0982820호(공고일자 2010년09월16일) 대한민국 등록특허공보 제10-1253028호(공고일자 2013년04월16일)

본 발명의 목적은 콘크리트 구조물의 표면에 프라이머(primer)를 도포한 후 알루미늄실리케이트 분말을 함유하는 1차 수용성 도막방수제를 도포하면서 부직포를 부착시킨 다음, 수용성 아크릴계 무기질 중도방수제를 함침시키고 다시 알루미늄실리케이트 분말을 함유하는 2차 수용성 도막방수제를 형성하며, 그 위에 수용성 아크릴 에멀젼 수지와 알루미늄실리케이트 분말을 함유하는 탑코트(top-coat)를 차례대로 시공함으로써 우수한 방수기능과 더불어 단열효과 및 열반사성으로 인한 결로 방지, 소음 및 미끄럼 방지, 내화학성 및 내후성, 강도 증대 및 경량화, 난연 1급 소재로서의 난연성 등의 특성을 향상시킨 수용성 도막방수제를 이용한 단열 시트복합 방수공법을 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 수용성 도막방수제를 이용한 단열 시트복합 방수공법은 콘크리트 구조물의 표면을 정리하고 청소하는 제1단계; 상기 콘크리트 구조물의 표면에 폴리부틸아크릴산 공중합체로 된 프라이머(primer)를 도포하고 건조시키는 제2단계; 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물 90 ~ 95중량%와 알루미늄실리케이트(Aluminium Silicate) 분말 5 ~ 10중량%로 구성된 도막방수제를 1차로 도포하면서 부직포를 부착하는 제3단계; 상기 부직포 위에 수용성 아크릴 에멀젼 수지, 시멘트, 규사, 물이 각각 1 : 1 ~ 3 : 0.5 ~ 2 : 3 ~ 5의 중량비로 혼합된 중도방수제를 함침하여 건조시키는 제4단계; 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물 90 ~ 95중량%와 알루미늄실리케이트(Aluminium Silicate) 분말 5 ~ 10중량%로 구성된 도막방수제를 2차로 1 ~ 3회 도포하고 건조시키는 제5단계; 수용성 아크릴 에멀젼 수지 90 ~ 95중량%와 알루미늄실리케이트(Aluminium Silicate) 분말 5 ~ 10중량%로 구성된 탑코트(top-coat)를 도포하고 건조시키는 제6단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 제2단계에서의 폴리부틸아크릴산 공중합체는 폴리부틸아크릴산과 폴리에틸아크릴산, 폴리스틸렌, 폴리아크릴산이 물과 유화 중합되어 이루어지며, 상기 제3단계 및 제5단계에서의 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물로 된 도막방수제는 (A) 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 50 ~ 60중량부; (B) 수용성 아크릴 에멀젼 수지 20 ~ 30중량부; 및 (C) 폴리부틸아크릴산 공중합체 10 ~ 20중량부로 구성되는 수지조성물로서, 고형분 함량 40 ~ 60중량%, 점도 5,000 ~ 10,000cps인 것이다. 또한, 상기 제3단계에서의 부직포는 폴리에스테르 부직포이며, 상기 부직포 이음부는 5 ~ 10㎝의 폭으로 겹침 시공 또는 맞댐 시공한 후 연결부위를 부직포로 보강하는 것을 특징으로 하고 있다.

그리고 상기 제3단계, 제5단계 및 제6단계에서 함유되는 알루미늄실리케이트(Aluminium Silicate) 분말은 입자크기 15 ~ 250㎛로서, 그 화학성분은 SiO₂ 55 ~ 60중량%, Al₂O₃ 36 ~ 40중량%, Fe₂O₃ 0.4 ~ 0.5중량%, TiO₂ 1.4 ~ 1.6중량% 및 미량성분 잔량으로 구성되며, 상기 제6단계의 탑코트(top-coat)는 고형분 함량 30 ~ 60중량%이며, 추가적으로 착색안료를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 시트복합 단열 방수공법에 사용되는 1차 및 2차 수용성 도막방수제는 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체를 사용함으로써 배합안정성이 우수하고 고형분 함량이 높아서 건조속도가 빠르며, 여기에 수용성 아크릴 에멀젼 수지 및 폴리부틸아크릴산 공중합체를 혼합함으로써 내산성, 내알칼리성, 내유성, 내열성 및 인장강도가 우수하여 장기간 동안 자외선이나 기온의 변화에 강하다. 이로부터 고온(약 70℃)과 저온(약 -50℃)에서도 물성의 변화가 거의 없으며, 수분이 있는 곳에서도 부착성이 양호하여 기존의 방수층을 철거하지 않아도 시공이 가능한 장점이 있다.

본 발명의 수용성 도막방수제를 이용한 단열 시트복합 방수공법은 콘크리트 구조물의 표면에 프라이머(primer)를 도포한 후 알루미늄실리케이트 분말을 함유하는 1차 수용성 도막방수제를 도포하면서 부직포를 부착시킨 다음, 수용성 아크릴계 무기질 중도방수제를 함침시키고 다시 알루미늄실리케이트 분말을 함유하는 2차 수용성 도막방수제를 형성하며, 그 위에 수용성 아크릴 에멀젼 수지와 알루미늄실리케이트 분말을 함유하는 탑코트(top-coat)를 차례대로 시공함으로써 우수한 방수기능과 더불어 단열효과 및 열반사성으로 인한 결로 방지, 소음 및 미끄럼 방지, 내화학성 및 내후성, 강도 증대 및 경량화, 난연 1급 소재로서의 난연성 등의 특성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 수용성 도막방수제를 이용한 단열 시트복합 방수공법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 수용성 도막방수제를 이용한 단열 시트복합 방수공법에 의한 방수층의 구조를 나타낸 단면도이다.

이하에서는 본 발명에 의한 수용성 도막방수제를 이용한 단열 시트복합 방수공법에 대하여 상세하게 설명하기로 하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 예시하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

본 발명에 따른 수용성 도막방수제를 이용한 단열 시트복합 방수공법은 콘크리트 구조물의 표면을 정리하고 청소하는 제1단계; 상기 콘크리트 구조물의 표면에 폴리부틸아크릴산 공중합체로 된 프라이머(primer)를 도포하고 건조시키는 제2단계; 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물 90 ~ 95중량%와 알루미늄실리케이트(Aluminium Silicate) 분말 5 ~ 10중량%로 구성된 도막방수제를 1차로 도포하면서 부직포를 부착하는 제3단계; 상기 부직포 위에 수용성 아크릴 에멀젼 수지, 시멘트, 규사, 물이 각각 1 : 1 ~ 3 : 0.5 ~ 2 : 3 ~ 5의 중량비로 혼합된 중도방수제를 함침하여 건조시키는 제4단계; 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물 90 ~ 95중량%와 알루미늄실리케이트(Aluminium Silicate) 분말 5 ~ 10중량%로 구성된 도막방수제를 2차로 1 ~ 3회 도포하고 건조시키는 제5단계; 수용성 아크릴 에멀젼 수지 90 ~ 95중량%와 알루미늄실리케이트(Aluminium Silicate) 분말 5 ~ 10중량%로 구성된 탑코트(top-coat)를 도포하고 건조시키는 제6단계의 순으로 이루어진다.

또한, 상기 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물로 된 도막방수제는 (A) 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 50 ~ 60중량부, (B) 수용성 아크릴 에멀젼 수지 20 ~ 30중량부 및 (C) 폴리부틸아크릴산 공중합체 10 ~ 20중량부로 구성된다.

일반적으로 유화중합에 의해 제조된 폴리비닐아세트산은 낮은 유리전이온도를 가지고 있어 수지를 가소화시키는데 도움이 되어 페인트의 바인더, 나무나 종이의 접착제 등에 광범위하게 사용되고 있으나, 상기 수용성 에틸렌비닐아세트산(Ethylene-vinyl acetate) 기상공중합체(A)는 폴리에틸렌의 평균분자량이 1,000 ~ 12,000 범위의 밀도 0.918 ~ 0.932g/㎤를 갖는 중합체를 기상법으로 제조함으로써 분말형태의 고분자물질을 얻을 수 있으며, 분자량 분포가 좁은 것을 사용하는 것이 제품의 균일성 측면에서 바람직하고, 폴리에틸렌은 그 주쇄에 아크릴산이나 무수말레산 등의 극성을 가진 모노머를 측쇄로 하여 화학적으로 결합시킨 공중합체를 얻을 수 있는데, 본 발명에서는 에틸렌(Ethylene)에 비닐아세트산(Vinyl acetate)을 그래프트 중합시킨 공중합체를 사용함으로써 제품의 유연성이 우수하게 되는 것이다.

그리고 상기 수용성 에틸렌비닐아세트산 공중합체(A)는 에틸렌과 비닐아세트산을 공중합하여 생산할 경우 비닐아세트산의 양은 1 ~ 50% 정도이며, 필름용에는 비닐아세트산 함량이 약 1 ~ 25% 정도 사용되지만, 비닐아세트산 함량이 증가하면 할수록 필름의 탄성률과 열접착온도는 낮아지는 반면, 충격강도, 인장강도, 투과도는 증가되므로, 본 발명에서는 비닐아세트산의 함량이 25% 이상인 것을 사용하여 양호한 접착성과 인장강도를 발휘하게 되므로 저온 하에서도 유연성이 있고 저온 열접착성과 핫택성(hot tack, 열접착 직후의 접착강도)이 우수하다.

또한, 수용성 아크릴 에멀젼 수지(B)는 총 수지조성물 대비 20 ~ 30중량% 범위로 함유되어 (A)성분 50 ~ 60중량%와 비교하여 대략 1/3 ~ 1/2의 중량비로 혼합되는바, 일반적으로 아크릴 에멀젼 수지는 아크릴산이나 메타크릴산의 에스테르를 중합해서 얻는 열가소성 수지의 총칭으로서 상기 아크릴 에멀젼을 접착제로 사용할 경우 보통은 바인더로 사용하나, 본 발명에서는 아크릴산을 중합할 때 알칼리를 넣어 pH를 높여주면 점도가 향상되는 상태가 되어 완전히 굳지 않고 점성의 폴리머가 되므로, 상기와 같은 아크릴 에멀젼 수지(B)의 조성으로 인하여 수지조성물에 소정의 물을 혼합하여 도막방수제를 제조할 시 적합한 점도를 유지 할 수 있을 뿐만 아니라 건조 후에는 바닥면과의 밀착성과 부착성이 높은 도막방수제를 형성할 수 있게 되는 것이다.

그리고 일반적인 수용성 아크릴 에멀젼 수지(waterbase type acrylic emulsion resin)는 수성, 유기용제형, 상온건조형, 가열건조형 등으로 다양하게 제조가 가능하지만, 본 발명에서 사용되는 수성타입은 150℃의 우수한 내열성을 가지고 있으며, 투명성과 투과율(굴절율이 1.49로 뛰어남), 내화학성, 전기절연성, 내수성이 모두 양호하고, 흡수성, 침투성, 내후성과 광택이 우수하며, 이를 기재로 한 수용성 바인더는 기존 수성 바인더와는 달리 철재뿐만 아니라 각종 건축물의 다양한 소지에 대한 부착성이 우수하여 경제적인 시스템 도장이 가능하다. 그리고 기존 유성계 바인더와는 달리 도포작업시 발생하는 취기를 최소화하여 쾌적한 작업환경과 주거환경을 창출할 수 있으며, 작업성이 우수하도록 환경 친화적으로 고안되어 중금속을 함유하지 않고 높은 광택을 나타낸다.

상기 수용성 아크릴 에멀젼 수지의 제조는 에멀젼에 유화제, 소포제, 분산제 등 통상적으로 사용되는 첨가제를 넣고 골고루 혼합한 후 필요에 따라 안료를 투입하여 분산시킨다. 분산이 완료되면 용도에 따라 각종 기능에 필요한 첨가제를 추가하여 제품을 완료한다. 종래 건축용 수용성 도료 등에서 안료를 물에 분산시킨 후 에멀젼을 추가하던 방식이 아닌 직접 안료를 에멀젼에 분산시킨 다음 필요시 소량의 물로 점도를 조정하게 되는데, 이러한 공정은 수지의 하이솔리드를 가능하게 하여 고형분 함량이 30 ~ 60%로서, 수용성 아크릴 에멀젼 수지에 속건성을 부여한다.

다음으로, 상기 수지조성물에 혼합되는 폴리부틸아크릴산 공중합체(C)는 강한 접착기능을 갖고 있어 방수면 표면에 약간의 탄성을 부여하면서 표면의 크랙을 방지하는 효과를 갖게 되는바, 상기 폴리부틸아크릴산 공중합체(C)의 사용량은 수지조성물을 기준으로 대략 10 ~ 15중량% 정도로 혼합하는 것이 적합하며, 습도가 높은 곳에는 15 ~ 20중량% 정도 혼합하는 것이 방수층 표면의 평활성 측면에서 유리한 것으로 확인되었다.

상기 폴리부틸 아크릴산 공중합체(C)는 폴리부틸아크릴산 호모중합체 13.5중량%, 폴리에틸아크릴산 호모중합체 8.5중량%, 폴리스틸렌 호모중합체 5.2중량%, 폴리아크릴산 호모중합체 1.3중량%의 비율로 물에 의해 유화 중합되어 이루어지는 공중합체로서, 수용성이고 내화성, 내수용성, 내마모성, 내유성, 자외선 저항성 등의 특성을 갖는다.

본 발명에 따르는 콘크리트 구조물용 수용성 도막방수제의 제조방법은 상기 (A)+(B)+(C)성분으로 구성되는 수지조성물을 혼합용기에 투입하고, 상기 혼합용기를 100 ~ 300rpm의 회전속도로 1 ~ 3시간 동안 교반시켜 고형분 함량 40 ~ 60중량%, 점도 5,000 ~ 10,000cps가 되도록 유지하면서 상기 수지조성물 90 ~ 95중량%에 대하여 알루미늄실리케이트(Aluminium Silicate) 분말 5 ~ 10중량%를 혼합하여 제조된다.

이하에서는 도면을 참조하여 상기 수용성 도막방수제를 이용한 콘크리트 구조물의 방수공법에 대하여 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명에 의한 콘크리트 구조물의 단열 방수공법을 순차적으로 나타낸 순서도이고, 도 2는 본 발명에 의한 방수층의 구조를 나타낸 단면도이다.

도 1에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 콘크리트 구조물의 단열 방수공법은 제1단계 내지 제6단계를 포함하여 이루어진다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 본 발명의 단열 방수공법에 의해 형성된 단열 방수층의 구조는 콘크리트 구조물(C)로부터 프라이머(10), 1차 수용성 도막방수제(20), 부직포(30), 중도방수제(40), 2차 수용성 도막방수제(50), 탑코트(60)의 순으로 이루어진다.

제1단계는 콘크리트 구조물의 표면을 정리하고 청소하는 단계이다. 이는 평삭기나 수작업 등에 의해 콘크리트 표면의 이물질을 제거하거나 돌출부를 정리한 다음, 고압세척기 또는 빗자루로 바닥을 깨끗이 청소하여 콘크리트 표면의 틈에 하도제의 침투가 용이하도록 하는 것이다.

제2단계는 콘크리트 구조물의 표면에 폴리부틸아크릴산 공중합체로 된 프라이머(primer)를 도포하고 건조시키는 단계로서, 상기와 같은 수용성 접착제는 콘크리트 표면에 대한 접합성과 평활성이 우수하고, 방수층과의 접착력을 좋게 할 뿐만 아니라 방수층 표면에 약간의 탄성을 부여하면서 표면의 크랙을 방지하는 효과를 갖게 된다. 상기와 같은 프라이머(접착성 하도제)로서 요구되는 성질로는 크게 내화학성, 내습성, 접착력 등을 들 수 있는데, 본 발명에서는 수용성 프라이머로서 콘크리트 구조물 표면에 대한 침투성이 우수한 폴리부틸아크릴산 공중합체로 된 수지가 가장 바람직한 것으로 조사되었고, 이는 본 발명의 제3단계 및 제5단계에서 사용하는 수용성 도막방수제 수지조성물 중의 일성분인 폴리부틸아크릴산 공중합체(C)와 같은 성분으로 시공 작업상의 편의성도 충분히 고려하였다.

제3단계는 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물 90 ~ 95중량%와 알루미늄실리케이트(Aluminium Silicate) 분말 5 ~ 10중량%로 구성된 도막방수제를 1차로 도포하면서 부직포를 부착하는 단계이다. 상기 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물로 된 도막방수제는 앞서 설명한 바와 같이, (A) 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 50 ~ 60중량%; (B) 수용성 아크릴 에멀젼 수지 20 ~ 30중량%; 및 (C) 폴리부틸아크릴산 공중합체 10 ~ 20중량%를 포함하는 수지조성물로 이루어지며, 상기 도막방수제는 콘크리트 구조물의 상태 및 작업온도에 맞추어 고형분 함량 40 ~ 60%, 점도 5,000 ~ 10,000cps의 범위로 조정하는 것이 작업성 및 부착성 측면에서 바람직하다.

그리고 상기 부직포는 바람직하게는, 폴리에스테르 재질로 된 부직포를 사용함으로써 방수층에 강한 인장성과 단열성을 부여하고 충격에 의한 미세크랙 발생을 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 이때 부직포 이음부는 5 ~ 10㎝의 폭으로 겹침 시공하거나 맞댐 시공한 후 연결부위를 부직포로 보강하는 것이 적합하며, 그로 인한 연결부위는 상기 도막방수제로 도포하여 부착시키는 것이 도막방수층의 파손, 들뜸, 균열을 최대한 방지할 수 있다.

제4단계는 상기 부직포 위에 수용성 아크릴 에멀젼 수지, 시멘트, 규사, 물이 각각 1 : 1 ~ 3 : 0.5 ~ 2 : 3 ~ 5의 중량비로 혼합된 중도방수제를 함침하여 건조시키는 단계로서, 이는 부직포 내의 기공 사이에 아크릴 수지와 무기질 성분으로 구성된 중도방수제가 조밀하게 충진되어 강한 표면인장력을 갖게 되므로 콘크리트 구조물에 대한 미세 진행형 균열과 부식을 방지하며, 아울러 부직포에 함침되어 있는 아크릴 에멀젼 수지는 부직포와 상하부 방수층 간에 부착력을 증진시킴으로써 방수층의 들뜸 현상이나 핀홀 발생을 방지하는데 효과적이다.

또한, 상기 중도방수제로 사용되는 수용성 아크릴 에멀젼 수지는 투명성과 투과율, 내후성, 내약품성, 전기절연성, 내수성이 모두 양호하고 약 150℃의 우수한 내열성을 가지고 있으며, 아울러 다른 에멀젼 수지에 비해 부직포 시트에 대한 흡수성과 침투성이 우수하기 때문에 부직포 시트의 기공 사이로 접착성 아크릴 수지와 무기질 복합성분이 용이하게 침투되므로, 이러한 중도방수제의 작용으로 인하여 부직포 시트의 인장력과 부착성이 향상되어 콘크리트 구조물의 미세균열과 내부 철재의 부식을 방지할 뿐만 아니라 부직포 시트의 이음부 또는 방수층 간의 분리현상이나 이질현상을 현저하게 개선시키게 된다.

상기 수용성 아크릴 에멀젼 수지는 본 발명의 제3단계 및 제5단계에서 사용하는 수용성 도막방수제 수지조성물 중의 일성분인 수용성 아크릴 에멀젼 수지(B)와 호환성이 있는 성분으로 현장에서 편리하게 사용할 수 있음은 물론이다.

제5단계는 제3단계에서와 같은 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물 90 ~ 95중량%와 알루미늄실리케이트(Aluminium Silicate) 분말 5 ~ 10중량%로 구성된 도막방수제를 2차로 1~ 3회 도포하고 건조시키는 단계로서, 상기 도막방수제는 배합안정성이 우수하고 고형분 함량이 높아서 건조속도가 빠르며, 이에 수용성 아크릴 에멀젼 수지 및 폴리부틸아크릴산 공중합체로 된 접착제를 일정 비율로 혼합함으로써 내산성, 내알칼리성, 내유성, 내열성 및 인장강도가 우수하게 되어 장기간 동안 자외선이나 기온의 변화에 강하고, 또한 고온(약 70℃)과 저온(약 -50℃)에서도 물성의 변화가 거의 없는 방수층을 형성하게 되는 것이다.

제6단계는 수용성 아크릴 에멀젼 수지 90 ~ 95중량%와 알루미늄실리케이트(Aluminium Silicate) 분말 5 ~ 10중량%로 구성된 탑코트(top-coat)를 도포하고 건조시키는 것으로, 상기 도막방수제 시공면에 0.3㎏/㎡의 양으로 코트재을 도포한 후 상온에서 24시간 이상 건조 양생시킨다. 상기 탑코트는 습도가 높은 곳에서도 건조가 빠른 속건형으로 작업성이 우수하며, 내후성, 내약품성, 전기절연성, 내수성, 광택성, 내마모성 등이 양호하고 인화성이 없고, 무독성(납, 크롬, 수은, 카드뮴 등 미포함)으로 환경 친화적이며, 높은 고형분 용적비(약 40%, ASTM D2697, 7일간)을 가지므로 도장시 건조도막 두께가 두꺼워 내구성이 양호하다.

아울러 상기 탑코트는 고형분 함량 30 ~ 60중량%로서, 색상발현이 가능하도록 무기 또는 유기 착색안료를 추가적으로 포함함으로써 주변 구조물의 색상과 조화롭게 되고 수지 자체의 탈색이나 변색을 발생시키지 않는바, 상기 착색안료 첨가량은 탑코트 전체중량을 기준으로 5중량부 이내로 하는 것이 도막의 강도 등 물성을 저하시키지 않는다.

상기 탑코트는 사용목적 및 부위에 따라 도막 두께가 다르게 추천될 수 있으며, 도장 작업은 대기온도 5 ~ 35℃, 상대습도 85% 이하의 조건에서 롤러, 붓, 스프레이 등에 의해 사용하는 도장기기에 따라 물로 적당히 희석하여 1회 내지 3회 정도로 도포하여 상온에서 24시간 이상 건조시키는 것이 바람직한데, 소지온도는 수분의 응축을 방지하기 위해 이슬점보다 약 3℃ 이상 높아야 건조 후의 부착성과 도막강도를 최대한 보장할 수 있다. 그리고 도막두께는 평활한 면을 기준으로 건조도막두께가 1㎜ 이내이면 통기성과 부착성에 문제가 없는 것으로 조사되었다.

한편, 본 발명은 상기 1차 수용성 도막방수제(20), 2차 수용성 도막방수제(50) 및 탑코트(60)의 각 100중량%를 기준으로 하여 입자크기 15 ~ 250㎛ 이내의 알루미늄실리케이트(Aluminium Silicate) 분말을 5 ~ 10중량% 범위로 포함함으로써 적합한 점도를 유지하고 혼련성과 도막방수제의 내수성을 저하되지 않으면서 콘크리트 구조물에 대한 단열성을 개선시키며, 여태까지 알루미늄실리케이트 분말을 독립적으로 수용성 수지에 첨가하여 방수제를 제조하는 기술은 제시된 바가 없었다.

이로 인하여 본 발명에 따른 수용성 도막방수제를 이용한 단열 시트복합 방수공법은 기존에 비해 콘크리트 구조물 표면에 대한 우수한 방수기능은 물론 단열효과 및 열반사성으로 인한 결로 방지, 소음 및 미끄럼 방지, 내화학성 및 내후성, 강도 증대 및 경량화, 난연 1급 소재로서의 난연성 등의 특성을 발휘하게 되는 것이다.

상기 알루미늄실리케이트(Aluminium silicate)는 결정질 다공성 물질로 정제, 기체 분리, 촉매 등으로 다양하게 사용되고 있으며, 특히 알루미노실리케이트형태의 화합물(Aluminosilicate-type compounds)인 제올라이트(zeolites)는 고체 산으로 쉽게 변환될 수 있어 정유 및 화학산업에서 일반적인 촉매로 사용되고 있다. 본 발명에서 사용되는 알루미늄실리케이트(Aluminium Silicate)의 화학성분은 SiO₂ 55 ~ 60중량%, Al₂O₃ 36 ~ 40중량%, Fe₂O₃ 0.4 ~ 0.5중량%, TiO₂ 1.4 ~ 1.6중량% 및 CaO, MgO, K₂O, Na₂O 등과 같은 기타 미량성분 1.46중량% 이하로 구성되는 것으로, 그 측정된 물성값은 아래 표 1과 같다.

물성	단위	측정치
입자크기	㎛	15 ~ 150
벌크비중	g/cc	0.4
상대비중	g/cc	0.6 ~ 0.8
압축강도	㎏/㎠	456
경도	mohs	6
융점	℃	1,800
pH	-	6 ~ 8
열전도율	kcal/m h ℃	0.056
중금속	-	미검출

다음으로, 본 발명에 의한 수용성 도막방수제를 이용한 단열 시트복합 방수공법을 실험한 실시예를 살펴보기로 하되, 이하에서는 당업자가 용이하게 이해하고 실시할 수 있을 정도의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 설명한다.

[실시예]

수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체에 수용성 아크릴 에멀젼 수지 및 폴리부틸아크릴산 공중합체를 첨가한 수지조성물을 형성하고 가소제와 함께 믹서기에 투입한 후, 상기 수지조성물에 대한 혼련성과 작업성 등을 고려하여 알루미늄실리케이트 5 내지 10중량부를 첨가하고 상온에서 점도 7,000cps에 도달할 때까지 약 2시간 동안 200rpm의 회전속도로 교반 혼합시켜 균일한 상태의 도막방수제를 제조하였다. 하기 표 2는 도막방수제를 제조하기 위해 각 실시예에서 배합되는 구성성분과 그 중량비를 나타내었다.

성분명	실시예 1	실시예 2	실시예 3
수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체	50	60	60
수용성 아크릴 에멀젼 수지	30	30	20
폴리부틸아크릴산 공중합체	20	10	20
알루미늄실리케이트	5	8	10

[실험예]

실시예 1 내지 실시예 3에 의한 도막방수제를 사용하여 단열 시트복합 방수공법으로 시공한 방수층(3mm 두께)을 기존의 고무아스팔트계 도막 방수공법(3mm 두께) 및 고무아스팔트계 유리섬유 적층공법(5 ~ 7mm 두께)에 의한 방수층을 각각 비교하여 접착성, 방수성능, 방수층 표면의 요철발생 여부, 방수층의 핀홀 및 크랙 발생 여부, 방수층의 박리현상 여부, 작업성, 경화속도 및 시공시간 등의 항목에 대하여 현장실험을 통하여 살펴보았다.

그 결과, 본 발명의 단열 시트복합 방수공법에 의한 방수층은 강한 접착력과 우수한 작업성을 바탕으로 모두 양호한 특성을 보였는바, 본 발명에 의한 단열 시트복합 방수공법은 종래의 방수공법에 비해 가장 효과적인 방수공법이라는 것을 알 수 있었으며, 아울러 본 발명은 부직포 위에 수용성 아크릴 에멀젼 수지와 무기질 재료를 포함하는 중도방수제를 함침하는 공정과 수용성 아크릴 에멀젼 수지로 구성된 탑코트를 도포하는 공정을 통해 도막 방수층의 파손, 들뜸, 균열에 따른 저항성과 통기성을 개선할 수 있을 뿐만 아니라 상부의 도막은 미려한 외관을 나타내고 자외선과 산성, 알칼리성에 강하게 작용하여 내후성이 현저하게 향상됨을 기대할 수 있다.

여기에 본 발명은 1차 및 2차 도막방수제, 그리고 탑코트에 알루미늄실리케이트 분말을 함유함으로 인하여 기존에 비해 콘크리트 구조물에 대한 우수한 방수기능과 더불어 단열효과 및 열반사성으로 인한 결로 방지, 소음 및 미끄럼 방지, 내화학성 및 내후성, 강도 증대 및 경량화, 난연 1급 소재로서의 난연성 등의 특성을 향상시키는 효과를 발휘하게 되는 것이다.

따라서 본 발명의 수용성 도막방수제를 이용한 단열 시트복합 방수공법은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능한 것으로, 주상 및 벽면 방수에 수용성 도막방수제와 부직포를 함께 시공함으로써 인장성이 우수하여 하절기에는 유연성이 좋고 동절기의 수축에 따른 크랙이 발생되지 않으므로, 방수층의 탄력성과 단열성을 강화하게 되고 미세크랙 발생을 더욱 효과적으로 방지할 수 있으며, 건조 후 콘크리트 구조물의 표면이 미려하게 되는 효과를 발휘하게 되므로, 각종 시설물용 방수방법으로 다양한 용도와 형태로 사용되어 질 수 있다.

C : 콘크리트 구조물
10 : 프라이머
20 : 도막방수제(1차, 알루미늄실리케이트 함유)
30 : 부직포
40 : 중도방수제
50 : 도막방수제(2차, 알루미늄실리케이트 함유)
60 : 탑코트(알루미늄실리케이트 함유)

Claims

콘크리트 구조물의 표면을 정리하고 청소하는 제1단계;
상기 콘크리트 구조물의 표면에 폴리부틸아크릴산 공중합체로 된 프라이머(primer)를 도포하고 건조시키는 제2단계;
수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물 90 ~ 95중량%와 알루미늄실리케이트(Aluminium Silicate) 분말 5 ~ 10중량%로 구성된 도막방수제를 1차로 도포하면서 부직포를 부착하는 제3단계;
상기 부직포 위에 수용성 아크릴 에멀젼 수지, 시멘트, 규사, 물이 각각 1 : 1 ~ 3 : 0.5 ~ 2 : 3 ~ 5의 중량비로 혼합된 중도방수제를 함침하여 건조시키는 제4단계;
수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물 90 ~ 95중량%와 알루미늄실리케이트(Aluminium Silicate) 분말 5 ~ 10중량%로 구성된 도막방수제를 2차로 1 ~ 3회 도포하고 건조시키는 제5단계;
수용성 아크릴 에멀젼 수지 90 ~ 95중량%와 알루미늄실리케이트(Aluminium Silicate) 분말 5 ~ 10중량%로 구성된 탑코트(top-coat)를 도포하고 건조시키는 제6단계; 를 포함하여 이루어지되,
상기 제3단계, 제5단계 및 제6단계에서 함유되는 알루미늄실리케이트(Aluminium Silicate) 분말은 입자크기 15 ~ 250㎛로서, 그 화학성분은 SiO₂ 55 ~ 60중량%, Al₂O₃ 36 ~ 40중량%, Fe₂O₃ 0.4 ~ 0.5중량%, TiO₂ 1.4 ~ 1.6중량% 및 미량성분 잔량으로 구성되는 것을 특징으로 하는 수용성 도막방수제를 이용한 단열 시트복합 방수공법.
제1항에 있어서,
상기 제2단계에서의 폴리부틸아크릴산 공중합체는 폴리부틸아크릴산과 폴리에틸아크릴산, 폴리스틸렌, 폴리아크릴산이 물과 유화 중합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 수용성 도막방수제를 이용한 단열 시트복합 방수공법.
제1항에 있어서,
상기 제3단계 및 제5단계에서의 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 수지조성물로 된 도막방수제는 (A) 수용성 에틸렌비닐아세트산 기상공중합체 50 ~ 60중량부; (B) 수용성 아크릴 에멀젼 수지 20 ~ 30중량부; 및 (C) 폴리부틸아크릴산 공중합체 10 ~ 20중량부로 구성되는 수지조성물로서, 고형분 함량 40 ~ 60중량%, 점도 5,000 ~ 10,000cps인 것을 특징으로 하는 수용성 도막방수제를 이용한 단열 시트복합 방수공법.
제1항에 있어서,
상기 제3단계에서의 부직포는 폴리에스테르 부직포인 것을 특징으로 하는 수용성 도막방수제를 이용한 단열 시트복합 방수공법.
제1항에 있어서,
상기 제3단계에서의 부직포 이음부는 5 ~ 10㎝의 폭으로 겹침 시공 또는 맞댐 시공한 후 연결부위를 부직포로 보강하는 것을 특징으로 하는 수용성 도막방수제를 이용한 단열 시트복합 방수공법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제6단계의 탑코트(top-coat)는 고형분 함량 30 ~ 60중량%이며, 추가적으로 착색안료를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수용성 도막방수제를 이용한 단열 시트복합 방수공법.