KR101971587B1 - 바탕면의 중성화 방지와 강도증강용 바탕조정재 및 이를 이용한 폴리우레아 방수공법 - Google Patents

바탕면의 중성화 방지와 강도증강용 바탕조정재 및 이를 이용한 폴리우레아 방수공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 바탕면의 중성화 방지와 강도증강용 바탕조정재 및 이를 이용한 폴리우레아 방수공법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 아크릴 에멀젼 15 ~ 35 중량%, 시멘트 25 ~ 45 중량%와, 규사 20 ~ 45 중량%와, 아크릴 혼화제 1 ~ 3 중량%, 셀룰로오스 화이버 0.5 ~ 1 중량%, 소포제 1 ~ 5 중량%, 가소제 10 ~ 20 중량%로 조성된다.
따라서, 본 발명은 방수 및 단열성능이 우수한 폴리우레아를 채택하여 방수시공을 하여 방수성능 및 단열성능을 극대화시키는 시공을 하되, 속경성 폴리우레아가 도포된 후 경화과정에서 발생하는 소재의 수축현상에도 바탕면에 도포된 바탕조정재가 도포된 폴리우레아를 강력하게 고정하여 바탕면에서 폴리우레아가 슬립(slip)되는 현상을 방지하고, 이때, 경화되는 폴리우레아가 어느 일방을 향하여 편중되게 수축되지 못하게 함으로써, 바탕면으로부터 방수층이 들뜨는 현상을 방지함은 물론, 바탕면에 도포된 바탕조정재가 콘크리트 구조물의 중성화를 방지하게 하는 바탕면의 중성화 방지와 강도증강용 바탕조정재 및 이를 이용한 폴리우레아 방수공법을 제공한다.

Description

바탕면의 중성화 방지와 강도증강용 바탕조정재 및 이를 이용한 폴리우레아 방수공법{SURFACEPREPARATION COMPOUND AND POLYUREA WATERPROOF METHOD THEREOF}
본 발명은 바탕면의 중성화 방지와 강도증강용 바탕조정재 및 이를 이용한 폴리우레아 방수공법에 관한 것으로, 특히, 방수 및 단열성능이 우수한 폴리우레아를 채택하여 방수시공을 하여 방수성능 및 단열성능을 극대화시키는 시공을 하되, 속경성 폴리우레아가 도포된 후 경화과정에서 발생하는 소재의 수축현상에도 바탕면에 도포된 바탕조정재가 도포된 폴리우레아를 강력하게 고정하여 바탕면에서 폴리우레아가 슬립(slip)되는 현상을 방지하고, 이때, 경화되는 폴리우레아가 어느 일방을 향하여 편중되게 수축되지 못하게 함으로써, 바탕면으로부터 방수층이 들뜨는 현상을 방지함은 물론, 바탕면에 도포된 바탕조정재가 콘크리트 구조물의 중성화를 방지하게 하는 바탕면의 중성화 방지와 강도증강용 바탕조정재 및 이를 이용한 폴리우레아 방수공법에 관한 것이다.
일반적으로, 빌딩 구조물의 옥상이나 주차장의 상부 등에는 강우 등으로 인한 누수를 방지하기 위해 방수 공사가 필수적이다.
이에 여러 종류의 방수 공법이 사용되고 있으며, 주로 몰탈 액체방수, 수용성 또는 유용성의 도막방수, 아스팔트 방수 및 시트 방수 등이 사용되고 있다.
이 중 시트방수는 신축성이 우수한 합성 고무나 합성수지 또는 고무화 아스팔트 등을 주원료로 하여 일정 규격의 방수시트를 제작하고 이러한 시트 형상의 방수재를 방수공사를 하고자 하는 바탕면에 펼쳐 설치함으로써 방수층을 형성하는 방수공법으로서 시공이 비교적 간편하고 공사기간이 단축되는 장점이 있어 오늘날 널리 이용되는 방수공법 중 하나이다.
이러한 시트방수에 사용되는 방수시트는 현장에서의 시공 및 취급이 용이하도록 미리 공장에서 일정한 폭 및 길이(통상 폭 1-1.2m, 길이 15m)를 가지는 롤(roll)형의 시트형태로 제작되며 이를 바탕면에 일정 간격으로 펼쳐 설치하게 된다.
따라서 상기와 같은 시트방수공법으로 시공하게 되면, 규격화된 다수 매의 시트를 사용하게 되므로 필연적으로 시트간의 연결부위가 발생하게 되는데, 이러한 연결부위는 시트방수에 있어 방수 성능상 가장 취약한 부위로서 이의 처리가 적절하지 못하게 될 경우에는 이 부위를 통한 누수가 발생하여 방수상의 하자로 이어지게 된다.
이와 같은 방수시트간의 연결 부위를 시공하는 종래의 방법은, 바탕면에 설치된 방수시트에 또 다른 방수시트를 일정 폭 이상 겹쳐 시공하는 방식을 취하고 있으며, 이때, 상기와 같은 겹침 부위(overlap joint)가 수밀성을 가지도록 하기 위하여 방수시트의 재질에 따라 여러 가지의 접합 방법을 적용하고 있다.
즉, 고무화 아스팔트 방수시트의 경우에는 겹침 부위를 토오치 등의 열 기구를 사용하여 가열 용융시켜 열융착하는 방식을 취하고 있고, 합성수지 또는 합성 고무 방수시트의 경우에는 접착제 또는 접착 테이프를 사용하여 접착하거나(EPDM시트, PVC시트, TPO시트 등) 용제를 사용하여 용착한다든지(PVC 시트) 혹은 열풍 융착기를 사용하여 열풍 융착하는 방법을 사용하고 있다.(PVC시트, TPO시트, ECV시트, HDPE시트 등)
그런데, 이러한 종래의 방식에 따른 겹침 이음구조를 적용할 경우, 화기, 열 또는 용제를 사용하기 때문에 작업에 위험이 따르며 화재의 위험이 있으며, 시트 방수재의 겹침이음은 시트 방수재가 2장 또는 3장 이상이 겹쳐 설치되는 부분이 발생하며, 이러한 겹침 이음부위의 내측에는 틈(dead space)이 발생하여 수밀성의 확보가 어려운 문제점이 있었다.
아울러, 이음 부위가 확실하게 시공되었는지 확인할 수 있는 방법이 없다는 단점이 있으며, 시트 방수재의 접착시 열 또는 용제 등에 의하여 녹은 시트 방수재가 경화되면서 시트 방수재 자체에 수축력(응력)이 발생하게 되어 장기적인 내구성 문제가 발생할 가능성이 높으며, 작업자의 숙련도에 따라 품질이 좌우되는 문제점이 있었다.
특히, 기후 및 계절변화로 인하여 바탕면이 거동할 때에는 콘크리트 구조체가 어느 한 방향으로도 거동할 수도 있지만, 좌우사방 제각각 거동할 수도 있으며, 이때, 바탕면의 거동방향이 어느 하나의 지점을 중심으로 서로 반대방향으로 거동할 경우 바탕면 상부에 형성되는 방수층이 바탕면의 거동력에 대하여 순응하기 힘겨우므로, 방수시트와 방수시트를 접합한 조인트 부분이 가장 먼저 파괴됨으로써, 하자발생의 원인이 되는 문제점 등이 있었다.
한편, 인장, 인열, 내충격성, 내마모성, 접착력, 내약품성, 내산성, 내열성, 내한성이 우수하며, 혹한기에서도 시공이 가능하고, 경사면이나 수직면에서도 흘러내리지 않으며, 도막의 두께 조절이 자유로운 폴리우레아를 방수시공에 이용할 경우, 폴리우레아가 초속경이므로, 콘크리트 바탕면에 직접 방수시공을 할 경우, 경화과정에서 폴리우레아가 수축하면서 어느 일 방향으로 편중되게 수축될 경우 자칫 바탕면과의 들뜸현상이 발생하게 되므로, 들뜸현상에 의한 부풀음 등의 문제가 발생한다.
상기한 부풀음 현상은 시공 후 식별되지 않고 시간이 경과하면서 점차적으로 발생하는 것이므로, 3-4년이 경과한 후에는 들뜸현상에 의한 하자로 인하여 재시공하여야 하는 문제점이 발생하므로, 폴리우레아의 물성 상 폴리우레아를 채택하여 방수하는 것은 매우 조심스러운 일이다.
한편, 콘크리트 구조물은 비, 바람, 눈, 일조 등과 같은 다양한 기상 환경에 따라 가혹한 물리적 작용, 화학적 침식작용 및 물리 화학적인 상승작용을 동시에 받는 경우 구조물이 심하게 손상되어 내구성이 크게 저하되고, 구조체로서의 역할을 상실됨에 따라 이에 대한 대책 마련이 시급하다.
최근 콘크리트 구조물은 대기 중의 미세먼지, 각종 유기물, 산성비 등에 의해 표면의 오염이나 파손이 빈번하게 나타난다.
또한, 콘크리트 구조물은 중성화가 되면 콘크리트에 균열이 발생하고 강도가 저하되며 백태가 발생하여 내구성이 저하된다. 이러한 중성화는 콘크리트 구조물 내의 pH가 12-13에서 8.5-10 이하로 낮아지는 것으로서 콘크리트 구조물이 공기 중에 노출됨으로써 발생된다.
본 발명은 방수 및 단열성능이 우수한 폴리우레아를 채택하여 방수시공을 하되, 속경성 폴리우레아가 도포된 후 경화과정에서 수축할 때, 바탕면에서 폴리우레아를 강력하게 고정하여 어느 일방을 향하여 편중되게 수축되는 현상을 방지하여 들뜸현상을 미연에 방지하며, 콘크리트 구조물의 중성화를 방지할 수 있게 하는 바탕면의 중성화 방지와 강도증강용 바탕조정재 및 이를 이용한 폴리우레아 방수공법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적은, 아크릴 에멀젼 15 ~ 35 중량%, 시멘트 25 ~ 45 중량%와, 규사 20 ~ 45 중량%와, 아크릴 혼화제 1 ~ 3 중량%, 셀룰로오스 화이버 0.5 ~ 1 중량%, 소포제 1 ~ 5 중량%, 가소제 10 ~ 20 중량%로 이루어진 바탕면 중성화 방지 및 강도증강용 바탕조정재에 의해 달성된다.
여기서, 상기 아크릴 에멀젼은 히드록시에틸아크릴레이트, 히드록시에틸메타아크릴레이트, 에틸헥사아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 부틸메타아크릴레이트를 공중합하는 것이 바람직하다.
한편, 상기한 목적은, 바탕면 중성화 방지 및 강도보강용 바탕조정재(100)를 바탕면에 전면도포, 부분 도포, 격자형 도포 중 적어도 어느 하나로 도포하는 단계와; 상기 바탕조정재(100)가 도포된 후 그 상부에 폴리우레아 수지를 도포건으로 도포분사하여 방수층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바탕면의 중성화 방지 및 강도증강용 바탕조정재를 이용한 폴리우레아 방수공법에 의해서도 달성된다.
본 발명은 방수 및 단열성능이 우수한 폴리우레아를 채택하여 방수시공을 하여 방수성능 및 단열성능을 극대화시키는 시공을 하되, 속경성 폴리우레아가 도포된 후 경화과정에서 발생하는 소재의 수축현상에도 바탕면에 도포된 바탕조정재가 도포된 폴리우레아를 강력하게 고정하여 바탕면에서 폴리우레아가 슬립(slip)되는 현상을 방지하고, 이때, 경화되는 폴리우레아가 어느 일방을 향하여 편중되게 수축되지 못하게 함으로써, 바탕면으로부터 방수층이 들뜨는 현상을 방지함은 물론, 바탕면에 도포된 바탕조정재가 콘크리트 구조물의 중성화를 방지하게 하는 바탕면의 중성화 방지와 강도증강용 바탕조정재 및 이를 이용한 폴리우레아 방수공법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 바탕면의 중성화 방지와 강도증강용 바탕조정재를 이용한 폴리우레아 방수공법의 시공구조를 도시한 도면.
본 발명에 따른 바탕면 중성화 방지 및 강도증강용 바탕조정재(100)는, 아크릴 에멀젼 15 ~ 35 중량%, 시멘트 25 ~ 45 중량%와, 규사 20 ~ 45 중량%와, 아크릴 혼화제 1 ~ 3 중량%, 셀룰로오스 화이버 0.5 ~ 1 중량%, 소포제 1 ~ 5 중량%, 가소제 10 ~ 20 중량%로 조성된다.
상기한 바탕면 중성화 방지 및 강도증강용 바탕조정재(100) 조성물 중 아크릴 에멀젼은, 결합재로 사용이 되는 것으로, 수분의 이동 및 침입을 차단하고 바탕 콘크리트와의 부착력을 증대시키기 위하여 첨가된다. 아크릴계 에멀젼은 히드록시에틸아크릴레이트, 히드록시에틸메타아크릴레이트, 에틸헥사아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 부틸메타아크릴레이트를 공중합 한 것 또는 스티렌과 공중합 한 것을 사용한다.
본 발명에 사용된 아크릴 에멀젼은 점도 200 ~ 300 mPaㆍs, 비중 1.03, 평균입자 크기 0.3 ~ 2.0 ㎛, pH 7 ~ 8 이다. 아크릴 에멀젼의 함량이 15 중량% 미만일 경우에는 방수성능 및 신율이 감소하게 되며, 바탕면 중성화 방지 및 강도증강용 바탕조정재(100)의 전체 중량에 대하여 35 중량%를 초과할 경우에는 표면 경도가 낮게 되며, 상기 아크릴 에멀젼 성분은 열에 특히 강한 특성을 구비하고 있으며, 고온에서도 고유 특성을 구비하고 있어 150℃에서 30분간 열을 가했을 때의 치수 안정성을 의미하는 물성값으로 ±2.0% 이내의 치수변화를 갖도록 되어 있다.
상기한 바탕면 중성화 방지 및 강도증강용 바탕조정재(100) 조성물 중 시멘트는 물과의 수화반응을 통하여 수화물을 생성함으로써 경화되고, 바탕면(102)에 무기질 접착재로서의 역할을 하게 되는데 상기한 수화작용과 수화물생성에 의하여 콘크리트 몸체의 표면조직과 일체가 되게 하여 양자의 거동을 동일하게 만든다.
따라서, 콘크리트의 변형특성이 같게 됨으로써 온도에 따른 수축팽창이 같아지므로 콘크리트의 내구성이 강화된다.
상기 시멘트는 본 발명에 따른 바탕면 중성화 방지 및 강도증강용 바탕조정재(100)의 전체 중량에 대하여 25 중량% 이하 첨가 시 수화반응 저하에 따른 수화물 생성량이 적어지므로 콘크리트와의 조직이 일체화되는 것이 약해져서 콘크리트의 변형특성이 오래지속되지못하게 되고, 다른 첨가량 증가로 피착제와의 접착강도 저하로 탈착 현상이 발생하며, 45 중량% 이상 첨가 시 시멘트의 빠른 응결로 작업 시간 속결로 분산이 안되어 부분적인 불량발생과 제조 원가가 상승하며, 건조수축으로 인한 균열발생 및 작업성능이 저하되게 된다.
상기한 바탕면 중성화 방지 및 강도증강용 바탕조정재(100) 조성물 중 규사는 강도 발현을 위해 사용되며, 서로 입자크기가 다른 규사를 첨가하여 공극률을 낮출 뿐만 아니라, 콘크리트의 압축강도를 증가시키고 방수 성능도 증대시키는 것이 바람직하다.
상기한 규사는 아크릴 에멀젼 및 시멘트와 결합하여 강력한 접착력을 보유하게 되며, 이에 따라, 공극률이 적어지게 되므로 온도에 의한 열팽창, 수축현상이 현저히 줄어들며, 피착면과의 접촉면적 넓어져 부착 강도가 향상되고, 수분(물) 이나 기타 화학적 침투성 등 저항성이 우수해 철근의 부식방지, 콘크리트 산화을 방지하여 콘크리트의 내구성을 향상시킨다.
상기 규사는 본 발명에 따른 바탕면 중성화 방지 및 강도증강용 바탕조정재(100)의 전체 중량에 대하여 20 중량% 이하 첨가 시 압축강도가 저하되고, 응결속도 빨라져 시공이 불편하며, 가격이 상승하고, 45 중량% 이상 첨가 시 연성저하로 작은 진동에도 깨지기 쉽고, 접착력 저하로 부착력이 현저 떨어진다.
상기한 바탕면 중성화 방지 및 강도증강용 바탕조정재(100) 조성물 중 아크릴 혼화제는 시공성을 향상시키고, 바탕면의 표면에 규사, 시멘트의 부착강도가 증강되게 할 뿐만 아니라, 후속공정에서 도포되는 폴리우레아의 부착성을 강화하면서 폴리우레아의 고정력을 강화시키기 위한 것으로서, 본 발명에 따른 바탕면 중성화 방지 및 강도증강용 바탕조정재(100)의 전체 중량에 대하여 아크릴 혼화제의 함량이 1 중량% 미만이면 위와 같은 효과가 미미하며, 아크릴 혼화제의 함량이 3 중량%를 초과하게 되면 위의 효과가 크게 향상되지 않으면서 가격만 상승한다.
상기한 바탕면 중성화 방지 및 강도증강용 바탕조정재(100) 조성물 중 셀룰로오스 화이버는 펄프, 신문고지 등의 목질 섬유질을 원료로한 면상의 단열재로 리사이클 제품으로서, 목재에서 뽑아낸 목질 섬유로 친수성 소재이기 때문에 시멘트 및 규사와 혼합되어 우수한 분산력을 갖고 있으며, 화이버 칩이 이들을 믹서하는 과정에 투입되면 개개의 독립적인 화이버 가닥으로 분리되어 골고루 분산된다.
상기 셀룰로오스 화이버는 친수성, 보수성 화이버로서 본 발명에 따른 조성물의 잉여 수분을 흡수하여 함유하게 되므로 함유하고 있던 수분은 수화반응 후반기에 작용하여 장기적으로 바탕면(102)의 수화반응을 촉진시키고 고강도 바탕면(102)에서의 자기 수축을 억제하는 효과가 있다.
다른 화이버 소재에 비해 화이버 표면적이 월등하게 크기 때문에 시멘트 페이스트와의 접착력이 우수하며, 시멘트와의 접착력이 우수하기 때문에 소성 수축 균열, 건조수축 균열 등과 같은 균열을 저감시킬 수 있으며, 0.5 중량% 이하 첨가 시 보수성, 증점제 역할을 할 수 없으며, 1 중량% 이상 첨가 시 믹싱 시간이 길어지고, 고점도로 인해 분산력이 떨어진다.
상기한 바탕면 중성화 방지 및 강도증강용 바탕조정재(100) 조성물 중 소포제는 교반중 기포발생을 억제함은 물론 도포 후 기포에 의해 생기는 핀홀(pin hole)도 방지하여 도포면을 평활하게 유지하기 위해 첨가되는 것으로서, 재료의 혼합 후 재료 내에 기포 발생을 차단하고 조성물의 조직을 치밀하게 만들어주는 역할을 하며 계면활성제 등을 사용할 수 있고, 화학적으로 안전하여 뛰어난 효과가 있는 실리콘 소포제를 사용할 수도 있다.
상기 소포제는 본 발명에 따른 바탕면 중성화 방지 및 강도증강용 바탕조정재(100)의 전체 중량에 대하여 1 중량% 미만으로 사용하는 경우 기포제거가 어려워 조성물의 물성이 저하되며 5 중량%를 초과하여 사용할 경우 기포 제거 효과는 증대하지만 표면에 슬립성 부여로 상, 하부 조성물과의 접착성능이 저하된다.
상기 소포제는 실리콘계 및 비실리콘계 소포제 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물을 사용한다.
상기한 바탕면 중성화 방지 및 강도증강용 바탕조정재(100) 조성물 중 가소제는 점도의 안정성, 뛰어난 내한성(-60∼-50℃), 내열성 증가, 저 휘발성, 합성고무와의 상용성이 뛰어난 특성을 지닌 가소제인 DOP(dioctyl phthalate, di-2-ethylhexyl phthalate), DOA(di octyl adipate) 중 1종을 선택하여 소량 첨가하는데 다른 가소제보다 소량 첨가하여도 그 이상의 효과를 얻을 수 있으며, 특히 유연성, 내한성은 탁월한 기능이 함유된다.
상기 가소제를 본 발명에 따른 바탕면 중성화 방지 및 강도증강용 바탕조정재(100)의 전체 중량에 대하여 10 중량% 미만 첨가 시 가격의 인하 효과는 있으나 점착기능 상실로 자착기능이 상실되며, 20 중량%이상 첨가할 경우 고단가로 인하여 가격 상승을 초래하며, 시공의 불편함이 초래되며, 자외선, 열, 기타 환경에 의해 쉽게 산화되어 내후성이 떨어진다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 바탕면 중성화 방지 및 강도증강용 바탕조정재(100)는 바탕면(102)에 대하여 강력한 부착력이 보장되며, 여기에, 열화방지 및 산화방지기능이 부가되어 프라이머로 활용할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 종래의 기술에서 언급한 바와 같이 바탕면(102)에 속경성 폴리우레아를 도포한 후 발생하는 소재의 수축현상에도 바탕면(102)에 강력하게 부착된 상태를 유지할 수 있게 하기 위하여 사용되는 것이 바람직하며, 이에 따라, 도 1에 도시된 바와 같이 바탕면의 중성화 방지 및 강도증강용 바탕조정재(100)를 이용한 폴리우레아 방수공법을 설명하면 다음과 같다.
즉, 본 발명에 따른 바탕면의 중성화 방지 및 강도증강용 바탕조정재(100)를 바탕면(102)에 도포하되, 프라이머가 도포되지 않은 상태에서는 바탕면(102)에 전면도포할 수 있으며, 별도의 프라이머가 구비된 후, 프라이머가 도포된 경우라면, 도 1에 도시된 바와 같이 바탕면(102)에 부분도포 또는 격자형으로 도포하는 단계를 실시한다.
그리고, 상기 바탕조정재(100)가 도포된 후 그 상부에는 도포건을 이용하여 폴리우레아 수지를 도포분사하여 방수층을 형성하는 단계를 실시함으로써, 바탕면(102)의 중성화 방지 및 강도증강용 바탕조정재(100)를 이용한 폴리우레아 방수공법이 완성된다.
상기한 바와 같이 본 발명은 바탕면(102)에 도포되어 바탕면(102)의 중성화가 방지되게 하면서 바탕면(102)에 강력하게 부착된 상태에서 그 상부로 도포되는 폴리우레아를 강력하게 고정하는 역할을 함으로써, 바탕면(102)에 도포된 폴리우레아가 경화되는 과정에서 수축될 때, 강력한 고정력으로 폴리우레아의 수축력을 감소시키고, 어느 일방을 향하여 편중되게 수축되는 것을 방지시킴으로써, 바탕면(102)으로부터 방수층이 들뜨는 현상을 방지하여 방수하자문제를 해결할 수 있게 된다.
100 : 바탕면 중성화 방지 및 강도증강용 바탕조정재
102 : 바탕면

Claims (3)

  1. 히드록시에틸아크릴레이트, 히드록시에틸메타아크릴레이트, 에틸헥사아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 부틸메타아크릴레이트를 공중합한 아크릴 에멀젼 15 ~ 35 중량%, 시멘트 25 ~ 45 중량%와, 규사 20 ~ 45 중량%와, 아크릴 혼화제 1 ~ 3 중량%, 셀룰로오스 화이버 0.5 ~ 1 중량%, 소포제 1 ~ 5 중량%, 가소제 10 ~ 20 중량%로 이루어진 바탕면 중성화 방지 및 강도증강용 바탕조정재를 바탕면에 전면도포, 부분 도포, 격자형 도포 중 적어도 어느 하나로 도포하는 단계와;
    상기 바탕조정재(100)가 도포된 후 그 상부에 폴리우레아 수지를 도포건으로 도포분사하여 방수층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바탕면의 중성화 방지 및 강도증강용 바탕조정재를 이용한 폴리우레아 방수공법.

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