KR102038575B1 - 교면 방수재 조성물과 이를 이용한 교면 방수공법 - Google Patents
교면 방수재 조성물과 이를 이용한 교면 방수공법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 교량의 콘크리트 슬래브의 손상을 방지하기 위한 교면 방수재 조성물과 이를 이용한 교면 방수공법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 교면 방수재 조성물은 침투성이 우수하고 교량의 콘크리트 표면을 강화시킬 뿐만 아니라 저온 및 반복하중에 대한 균열 저항성이 크고 방수 성능, 인장강도 성능 및 내굴곡성 성능이 우수하여 교면 방수재의 영구변형 및 균열 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명에 교면 방수재 조성물을 사용한 교면방수 공법에 의해 교량의 콘크리트 슬래브 내부로 물 및 염화물 등의 침투가 방지되기 때문에 교량의 콘크리트 슬래브의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다. 이를 통해 본 발명에 따른 교면 방수재 조성물과 이를 이용한 교면 방수공법은 교면 방수의 유지보수비를 감소시킬 수 있는 효과가 있고, 교량의 보수 주기를 연장할 수 있어서 교량의 유지보수비를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 교량의 콘크리트 슬래브의 손상을 방지하기 위한 교면 방수재 조성물과 이를 이용한 교면 방수공법에 관한 것이다.
교면 포장은 교통이 개방된 이후에 반복되는 교통하중과 기상변화의 영향으로 균열 및 소성변형 등이 발생되며, 이로 인해 물, 염화물 이온 및 각종 유해물질이 침투되어 교량 바닥판의 조기 손상을 가져온다. 따라서 이를 방지하기 위해 교량의 콘크리트 슬래브로 이루어진 교면에 방수층을 형성하는데, 교면에 방수층을 형성하는 방법을 크게 분류하면 흡수방지식 방수방법, 시트식 방수방법 및 도막식 방수방법으로 분류할 수 있다.
흡수방지식 방수방법은 교량의 콘크리트 슬래브의 표층부에 흡수방지재를 함침시켜 흡수방지층을 형성함으로써 외부로부터의 물 및 염화물 이온 등이 침투되는 것을 방지하는 방법이다. 그러나 흡수방지식 방수방법은 흡수방지재를 도포하여 함침시킨 콘크리트의 균열에 저항을 할 수 없는 문제점이 있고, 고강도의 콘크리트에는 침투가 곤란하다는 문제점이 있다.
시트식 방수방법은 아스팔트에 신축성이 있는 원료를 합성시켜 시트로 제작한 후 교량의 콘크리트 슬래브 상면에 설치하여 방수층을 형성함으로써 외부로부터의 물 및 염화물 이온 등이 침투되는 것을 방지하는 방법이다. 그러나 시트식 방수방법은 콘크리트 상면에 요철이 심한 경우에는 작업성이 떨어질 뿐만 아니라 기포가 발생되어 콘크리트 슬래브와의 접착력이 미흡하다. 또한 저온에서 시공할 경우 시트의 단부에서 되말림이 발생되고 교량의 방호책이나 중앙분리대의 측면에 치켜올림이 어려운 문제점이 있다.
이러한 흡수방지식 방수방법과 시트식 방수방법의 문제점을 해결하기 위해 도막식 방수방법이 많이 사용되고 있는데, 도막식 방수방법은 합성고무계, 고무아스팔트계, 합성수지계, 무기질탄성계 등의 혼합물을 교량의 콘크리트 슬래브 상면에 도포하여 방수층을 형성함으로써 외부로부터의 물 및 염화물 이온 등이 침투되는 것을 방지하는 방법이다. 그러나 도막식 방수방법은 여름철 고온에서는 끈적끈적하고 유동이 심하며, 저온에서는 딱딱하고 깨지기 쉬운 성질을 가지고 있어 피로균열이 발생되는 문제점이 있다. 또한 반복된 차량의 하중이나 밤과 낮의 기온차로 인한 반복적인 열응력에 의해 균열이 발생되는 열균열이 발생되는 문제점이 있다. 이러한 균열을 통해 물 및 염화물 이온이 침투되면 콘크리트 슬래브가 손상된다.
이러한 도막식 방수재의 문제점을 해결하기 위해 아스팔트와 고분자를 혼합하여 고온에서의 유동성을 감소시키고 반복 하중에 의한 균열에 대한 저항성을 증가시키는 연구가 많이 있었으나, 아스팔트와 고분자의 친화력이 미흡하여 균일한 상으로 형성되지 못하고 분리가 되는 문제점이 있다.
본 발명은 교량의 콘크리트 슬래브에 침투하여 교량의 콘크리트 슬래브 표면을 강화시키고 고온에서의 유동성을 감소시키며 저온 및 반복하중에 대한 균열 저항성을 증가시킬 뿐만 아니라 방수 성능, 인장강도 성능 및 내굴곡 성능을 증진시킬 수 있는 교면 방수재 조성물을 제공하는 것이다. 또한 본 발명은 교면 방수재 조성물을 도포함으로써 교면 방수재의 부착성이 우수하고 교량의 콘크리트 슬래브 내부로 물 및 염화물 이온 등이 침투되는 것을 방지하여 교량의 콘크리트 슬래브가 손상되는 것을 방지할 수 있는 교면 방수 공법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은 유화 아스팔트 28.10 내지 28.24 중량%; 고분자 성분으로서 프로필렌글리콜 32.43 내지 32.55 중량%, 폴리아크릴산 금속염 15.60 내지 15.72 중량%, 폴리에틸렌 왁스 에멀젼 22.34 내지 22.46 중량%, 및 카보머 0.24 내지 0.28 중량%; 및 첨가제로서 소포제 0.80 내지 1.04 중량%로 구성된 교면 방수용 프라이머 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 다른 측면은 유화 아스팔트 27.52 내지 32.32 중량%; 고분자 성분으로서 폴리아크릴산 금속염 30.75 내지 34.54 중량%, 폴리에틸렌 왁스 에멀젼 14.26 내지 18.42 중량%, 아크릴로니트릴 부타디엔 라텍스 18.85 내지 24.51 중량%, 폴리카르보 실란 1.10 내지 1.48 중량%, 및 카보머 0.23 내지 0.48 중량%; 첨가제로서 소포제 0.80 내지 1.60 중량%로 구성된 교면 방수용 도막 방수재 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 측면은 본 발명의 여러 구현예에 따른 교면 방수용 프라이머 조성물 및 본 발명의 여러 구현예에 따른 교면 방수용 도막 방수재 조성물을 이용한 교면 방수공법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 교면 방수재 조성물은 침투성이 우수하고 교량의 콘크리트 표면을 강화시킬 뿐만 아니라 저온 및 반복하중에 대한 균열 저항성이 크고 방수 성능, 인장강도 성능 및 내굴곡성 성능이 우수하여 교면 방수재의 영구변형 및 균열 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명에 교면 방수재 조성물을 사용한 교면방수 공법에 의해 교량의 콘크리트 슬래브 내부로 물 및 염화물 등의 침투가 방지되기 때문에 교량의 콘크리트 슬래브의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다. 이를 통해 본 발명에 따른 교면 방수재 조성물과 이를 이용한 교면 방수공법은 교면 방수의 유지보수비를 감소시킬 수 있는 효과가 있고, 교량의 보수 주기를 연장할 수 있어서 교량의 유지보수비를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 교면 방수 시공 방법을 단계별로 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 교면 방수 공법을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 구현예에 따른 교면 도막방수 시공 방법을 단계별로 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다른 구현예에 따른 교면 도막방수 공법을 나타내는 단면도이다.
도 5a 내지 5c는 아스팔트와 고분자의 혼합물에 대한 광학 현미경 사진이다.
도 6은 인장강도 성능평가 결과 그래프이다.
도 7은 전단접착강도 성능평가 결과 그래프이다.
도 8은 인장접착강도 성능평가 결과 그래프이다.
도 9는 염화물 이온 침투저항 성능평가 결과 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 교면 방수 공법을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 구현예에 따른 교면 도막방수 시공 방법을 단계별로 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다른 구현예에 따른 교면 도막방수 공법을 나타내는 단면도이다.
도 5a 내지 5c는 아스팔트와 고분자의 혼합물에 대한 광학 현미경 사진이다.
도 6은 인장강도 성능평가 결과 그래프이다.
도 7은 전단접착강도 성능평가 결과 그래프이다.
도 8은 인장접착강도 성능평가 결과 그래프이다.
도 9는 염화물 이온 침투저항 성능평가 결과 그래프이다.
이하에서, 본 발명의 여러 측면 및 다양한 구현예에 대해 더욱 구체적으로 살펴보도록 한다.
본 발명의 일 측면은 유화 아스팔트 28.10 내지 28.24 중량%, 프로필렌글리콜 32.43 내지 32.55 중량%, 폴리아크릴산 금속염 15.60 내지 15.72 중량%, 폴리에틸렌 왁스 에멀젼 22.34 내지 22.46 중량%, 카보머 0.24 내지 0.28 중량%, 소포제 0.80 내지 1.04 중량%로 구성된 교면 방수용 프라이머 조성물에 관한 것이다.
이와 같은 프라이머 조성물의 구성성분 중에서, 상기 유화 아스팔트는 조성물의 바인더 역할과 방수성을 증진시키는 역할을 수행하는데, 28.10 중량% 미만인 경우에는 조성물 간의 결합력이 부족해지고 방수 성능이 충분하지 못할 수 있고, 28.24 중량%를 초과하는 경우에는 양생시간이 늘어나서 후속 작업의 실행 시점이 지연될 수 있다.
상기 프로필렌글리콜은 프라이머의 침투성과 교량의 콘크리트 슬래브 표면을 강화하는 역할을 하고, 32.43 중량% 미만인 경우에는 조성물간의 결합력이 부족하고 방수 성능이 감소될 우려가 있고, 32.55 중량%를 초과하는 경우에는 양생시간이 늘어나서 후속 작업의 실행 시점이 지연될 수 있다.
상기 폴리아크릴산 금속염은 비한정적으로 마그네슘 또는 나트륨으로 중화된 염일 수 있고, 고온에서의 유동성을 감소시키고 균열 저항성을 증진시키는 역할을 하며, 15.60 중량% 미만인 경우에는 아스팔트와의 혼화성이 부족할 수 있고, 15.72 중량%를 초과하는 경우에는 조성물의 점도가 높아져 도포 작업이 어렵고 제조원가가 상승할 수 있다.
상기 폴리에틸렌 왁스 에멀젼은 방습 및 방수 성능을 증진시키는 역할을 수행하고, 22.34 중량% 미만인 경우에는 방습 및 방수 성능이 감소될 수 있으며, 22.46 중량%를 초과하는 경우에는 조성물의 점도가 높아져 도포 작업이 어려울 수 있다.
상기 카보머는 도막 방수재 조성물을 안정화시키는 역할을 하고, 0.24 중량% 미만인 경우에는 조성물이 분리될 수 있고, 0.28 중량%를 초과하는 경우에는 조성물의 점도가 높아져 도포 작업이 어려울 수 있다.
상기 소포제는 기포를 제거하는 역할을 하고, 0.80 중량% 미만인 경우에는 조성물의 기포 제거가 미흡할 수 있으며, 1.04 중량%를 초과하는 경우에는 조성물의 점도가 높아져 도포 작업이 어려울 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 유화 아스팔트 27.52 내지 32.32 중량%, 폴리아크릴산 금속염 30.75 내지 34.54 중량%, 폴리에틸렌 왁스 에멀젼 14.26 내지 18.42 중량%, 아크릴로니트릴 부타디엔 라텍스 18.85 내지 24.51 중량%, 폴리카르보 실란 1.10 내지 1.48 중량%, 카보머 0.23 내지 0.48 중량%, 소포제 0.80 내지 1.60 중량%로 구성된 교면 방수용 도막 방수재 조성물에 관한 것이다.
이와 같은 도막 방수재 조성물의 구성성분 중에서, 상기 유화 아스팔트는 조성물의 바인더 역할과 방수성을 증진시키는 역할을 수행하고, 27.52 중량% 미만인 경우에는 조성물간의 결합력이 부족해지고 방수 성능이 충분하지 않을 수 있으며, 32.32 중량%를 초과하는 경우에는 양생시간이 늘어나서 후속 작업의 실행 시점이 지연될 수 있다.
상기 폴리아크릴산 금속염은 비한정적으로 마그네슘 또는 나트륨으로 중화된 금속염일 수 있고, 고온에서의 유동성을 감소시키고 균열 저항성을 증진시키는 역할을 하며, 30.75 중량% 미만인 경우에는 아스팔트와의 혼화성이 부족할 수 있고, 34.54 중량%를 초과하는 경우에는 조성물의 점도가 높아져 도포 작업이 어렵고 제조원가가 상승될 수 있다.
상기 폴리에틸렌 왁스 에멀젼은 방습 및 방수 성능을 증진시키는 역할을 하고, 14.26 중량% 미만인 경우에는 방습 및 방수 성능이 감소될 수 있으며, 18.42 중량%를 초과하는 경우에는 조성물의 점도가 높아져 도포 작업이 어려울 수 있다.
상기 아크릴로니트릴 부타디엔 라텍스는 도막 방수재 조성물의 인장강도를 증진시키는 역할을 하고, 18.85 중량% 미만인 경우에는 인장강도 성능이 감소될 수 있으며, 24.51 중량%를 초과하는 경우에는 미세 기포가 다량으로 형성될 수 있다.
상기 폴리카르보 실란은 도막 방수재의 굴곡강도를 증진시키는 역할을 하고, 1.10 중량% 미만인 경우에는 굴곡강도 성능이 감소될 수 있으며, 1.48 중량%를 초과하는 경우에는 조성물의 온도에 따른 체적 변화가 커질 수 있다.
상기 카보머는 도막 방수재 조성물의 안정성을 높이는 역할을 하고, 0.23 중량% 미만인 경우에는 조성물이 분리될 수 있으며, 0.48 중량%를 초과하는 경우에는 조성물의 점도가 높아져 도포 작업이 어려울 수 있다.
상기 소포제는 기포를 제거하는 역할을 하고, 0.80 중량% 미만인 경우에는 조성물의 기포 제거가 미흡할 수 있으며, 1.60 중량%를 초과하는 경우에는 조성물의 점도가 높아져 도포 작업이 어려울 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 교면 방수용 도막 방수재 조성물 100 중량부를 기준으로 2 내지 4 중량부의 첨가제를 추가로 포함할 수 있는데, 상기 첨가제는 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(PEGDA)와 폴리아크릴산(PAA)의 중량비 1 : 2 내지 1 : 3의 혼합물로 구성된 유기 첨가제 30 내지 50 중량%, 페리클레이스와 돌로마이트 및 제올라이트의 중량비 1 : 1.5-2 : 0.5-1 : 5-7의 혼합물로 구성된 무기 첨가제 30 내지 50 중량%, 하기 화학식 1의 유무기 복합 실리카 입자 첨가제 30 내지 50 중량%로 구성될 수 있다.
위와 같은 성분과 함량을 모두 충족하는 경우, 시험 시공 후 고온 고습 고압의 가속시험 조건에서 장시간 경과하더라도, (i) 외부 하중이나 충격 등으로 손상받기 쉬운 콘크리트 교면과 방수재층의 계면 사이의 결합을 공고히 할 수 있어 콘크리트 교면의 내구성을 대폭 향상시킬 수 있고, (ii) 기존 콘크리트 교면 보수공사 시 연약한 표층 콘크리트를 완벽히 정리하지 않고도 방수 효과가 탁월한 방수층을 형성할 수 있어 과도한 제거공정으로 인해 콘크리트 교면의 피복 두께가 얇아져서 콘크리트 교량이 손상되거나 수명이 단축되는 것을 억제할 수 있으며, 다만 위 성분 중 어느 하나라도 누락되거나 위 함량 중 어느 하나라도 벗어나는 경우에는, 위 (i) 및 (ii)의 효과를 동시에 달성할 수는 없는 것을 확인하였다.
상기 화학식 1의 구조를 가지는 상기 유무기 복합 실리카 입자는 아래 합성방법 등을 통해 수득될 수 있다.
[반응식]
더욱 구체적으로 설명하면, 표면에 히드록시기(-OH)가 도입된 실리카 분말과 한쪽 끝에 카르복시기(-COOH)가 위치하고 다른 한쪽에는 니트로기(NO2)가 위치한 스파이로파이란 분자를 결합하여, 스파이로파이란으로 개질된 유무기 복합 실리카 입자를 제조할 수 있다.
용매는 에탄올 등 스파이로파이란을 용해할 수 있는 용매라면 종류에 상관 없이 사용 가능하고, 반응이 충분히 진행할 수 있는 반응 온도와 반응 시간을 정하여 반응을 수행할 수 있다. 예컨대, 0 ℃에서 16 시간 동안 반응을 진행하여 상기 유무기 복합 실리카 입자를 제조할 수 있다.
이때, 상기 반응을 돕기 위해 커플링제를 추가로 투입할 수 있는데, 사용 가능한 커플링제의 예에는 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드(EDC) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 또 다른 측면은 본 발명의 여러 구현예에 따른 교면 방수용 프라이머 조성물 및 본 발명의 여러 구현예에 따른 교면 방수용 도막 방수재 조성물을 이용한 교면 방수공법에 관한 것이다.
일 구현예에 따르면, 도 1 및 2에 제시한 바와 같이, 하기 단계들을 포함하는 교면 방수공법이 개시된다.
(1) 콘크리트 슬래브 상면을 정리하는 단계,
(2) 상기 정리된 콘크리트 슬래브 상면에 제1항에 따른 교면 방수용 프라이머 조성물을 도포하고 건조하여 접착강화층을 형성하는 단계,
(3) 상기 접착강화층 상면에 제2항 또는 제3항에 따른 교면 방수용 도막 방수재 조성물을 도포하고 건조하여 도막 방수층을 형성하는 단계,
(4) 상기 도막 방수층 상면에 아스팔트 콘크리트를 포설하는 단계.
즉, 본 발명의 일 구현예에 따른 교면 방수재 조성물을 사용한 교면 방수 공법은 교량의 콘크리트 슬래브(10) 상면에 본 발명에 따른 프라이머를 도포하여 접착강화층(20)을 형성한 후 본 발명에 따른 도막 방수재 조성물을 도포하여 도막 방수층(30)을 형성하는 것을 포함한다.
상기 교량의 콘크리트 슬래브 상면처리 단계(S101)는 교량의 콘크리트 슬래브(10) 상면에 레이턴스, 먼지, 유제 등을 제거하는 단계로서, 숏블라스트나 워터젯 등을 사용하고, 교량의 콘크리트 슬래브(10) 상면은 가급적 건조 상태로 만든다.
상기 접착강화층(20) 형성 단계(S102)에서는 상기 표면 처리된 교량의 콘크리트 슬래브(10) 상면에 본 발명의 여러 구현예에 따른 프라이머 조성물을 도포하는 단계로서, 이를 통하여 교량의 콘크리트 슬래브 내부로 프라이머 조성물을 침투시켜 교량의 콘크리트 슬래브 표면을 강화시킬 뿐만 아니라, 본 발명의 여러 구현예에 따른 도막 방수재 조성물과 교량의 콘크리트 슬래브와의 접착력을 증진시킬 수 있다. 도포는 스프레이나 롤러 또는 붓 등을 사용하여 수행될 있고, 빠진 부분이 없이 골고루 도포되어야 한다.
상기 도막 방수층 형성 단계(S103)는 상기 형성된 접착강화층(20) 상면에 본 발명의 여러 구현예에 따른 도막 방수재 조성물을 도포하여 도막 방수층(30)을 형성하는 단계로서, 스프레이나 롤러 또는 붓 등을 사용하여 도포하는데, 도막 방수재 조성물을 도포하는 두께는 특별한 제한이 없지만 2.0 내지 3.0 mm인 것이 바람직하다. 또한 도막 방수재 조성물의 도포량이 2.0 kg/m2 미만이면 방수성능이 미흡하고 저온 및 반복하중에 대한 균열 저항성이 미흡하며, 3.0 kg/m2를 초과하면 과다 사용으로 시공비가 증가될 뿐만 아니라 시공 시간이 길어져 도막 방수층(30) 형성 시공 이후의 작업시간이 지연되기 때문에, 도막 방수재 조성물의 도포량은 2.0 내지 3.0 kg/m2인 것이 바람직하다.
상기 아스팔트 콘크리트 포장층(50) 형성 단계(S105)는 도로교표준시방서 또는 토목공사표준시방서에 의해 시공을 한다.
다른 구현예에 따르면, 도 3 및 4에 제시한 바와 같이, 하기 단계들을 포함하는 교면 방수공법이 개시된다.
(1) 콘크리트 슬래브 상면을 정리하는 단계,
(2) 상기 정리된 콘크리트 슬래브 상면에 제1항에 따른 교면 방수용 프라이머 조성물을 도포하고 건조하여 접착강화층을 형성하는 단계,
(3) 상기 접착강화층 상면에 제2항 또는 제3항에 따른 교면 방수용 도막 방수재 조성물을 도포하고 건조하여 도막 방수층을 형성하는 단계,
(4) 상기 도막 방수층 상면에 시트를 밀착시켜 도막 보호층을 형성하는 단계,
(5) 상기 도막 보호층 상면에 아스팔트 콘크리트를 형성하는 단계.
상기 도막 방수층(30)이 형성되면 도막 방수층(30)을 보호하기 위해 도막 방수층(30) 상면에 시트를 밀착시켜 도막 보호층(40)을 형성한 후 상기 도막 보호층(40) 상면에 아스팔트 콘크리트를 포설하여 아스팔트 콘크리트 포장층(50)을 형성할 수 있다.
상기 도막 보호층(40)은 탄소섬유, 아라미드섬유, 유리섬유 및 아스팔트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물로써 아스팔트 콘크리트의 높은 온도에 견딜 수 있는 평판이나 격자 형태의 시트를 사용하는 것이 바람직하다.
이하에서 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만 이하에 실시예 등에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 또한, 이하의 실시예를 포함한 본 발명의 개시 내용에 기초한다면, 구체적으로 실험 결과가 제시되지 않은 본 발명을 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있음은 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.
또한 이하에서 제시되는 실험 결과는 상기 실시예 및 비교예의 대표적인 실험 결과만을 기재한 것이며, 아래에서 명시적으로 제시하지 않은 본 발명의 여러 구현예의 각각의 효과는 해당 부분에서 구체적으로 기재하도록 한다.
실시예
실시예
유화 아스팔트 28.18 중량%, 프로필렌글리콜 32.52 중량%, 나트륨으로 중화된 폴리아크릴산 금속염(즉, 폴리아크릴산 나트륨염) 15.65 중량%, 폴리에틸렌 왁스 에멀젼 22.40 중량%, 카보머 0.25 중량%, 소포제 1.00 중량%를 교반하여, 프라이머 조성물을 제조하였다.
또한, 유화 아스팔트 27.85 중량%, 마그네슘으로 중화된 폴리아크릴산 금속염 32.14 중량%, 폴리에틸렌 왁스 에멀젼 15.45 중량%, 아크릴로니트릴 부타디엔 라텍스 22.12 중량%, 폴리카르보 실란 1.20 중량%, 카보머 0.24 중량%, 소포제 1.00 중량%를 교반하여, 도막 방수재 조성물을 제조하였다.
굵은 골재 최대 치수가 25 mm인 쇄석 골재와 강사를 사용하여, 표 1에 의한 배합으로, KS F 2425 "시험실에서 콘크리트 시료를 만드는 방법"에 따라, 콘크리트 바닥판을 제작하였다. 그리고, 그 상면에 위에서 제조한 프라이머 조성물을 도포하고 건조한 후에, 위에서 제조한 도막 방수재 조성물을 2 mm 두께로 도포하고 건조함으로써 교면 방수 시험용 콘크리트 바닥판 시험체를 제작하였다.
또한, 표준사를 사용하여 표 2에 의한 배합으로, KS L 5105 "수경성 시멘트 모르타르의 압축강도 시험방법"에 따라, 모르타르 바닥판을 제작하였다. 그리고, 그 상면에 위에서 제조한 프라이머 조성물을 도포하고 건조한 후에, 위에서 제조한 도막 방수재 조성물을 2 mm 두께로 도포하고 건조함으로써, 교면 방수 시험용 모르타르 바닥판 시험체를 제작하였다.
비교예
1
국내 H사의 프라이머와 교면 방수재를 사용하는 것을 제외하고는 실시예와 동일하게 교면 방수 시험용 콘크리트 및 모르타르 바닥판 시험체를 각각 제조하였다.
비교예 2
국내 K사의 프라이머와 교면 방수재를 사용하는 것을 제외하고는 실시예와 동일하게 교면 방수 시험용 콘크리트 및 모르타르 바닥판 시험체를 각각 제조하였다.
시험예 1: 혼화 성능 평가
위 실시예에서 제조한 도막 방수재 조성물이 유화 아스팔트와 상기 고분자 성분들과 어느 정도의 혼화성을 가지고 있는지 평가하기 위해, 유화 아스팔트와 상기 고분자 성분들을 100 rpm의 회전속도로 10 분 동안 혼련한 후, 유리판에 얇게 펴서 광학 현미경으로 관찰하였다.
관찰 결과, 도 5a 내지 5c에 나타낸 것과 같이, 검은색은 유화 아스팔트이고 흰색은 고분자로서 실시예에서 제조한 도막 방수재에서 유화 아스파트와 고분자는 혼화성이 높은 것으로 나타나 고온에서의 영구 변형은 작고, 균열 저항성은 높게 할 수 있음을 알 수 있었다.
시험예 2: 인장강도 성능 평가
위 실시예에서 제조한 도막 방수재 조성물과 위 비교예 1과 2에서 각각 사용한 도막 방수재 조성물의 인장강도 성능을 평가하기 위해, KS F 4932 "교면용 도막 방수재"에 따라 무처리와 알칼리 처리 후의 인장강도를 측정하였다.
그 결과, 도 6에 제시한 바와 같이, 위 실시예에서 제조한 도막 방수재 조성물의 인장강도가 무처리와 알칼리 처리 후에서 모두 가장 높게 나타나 인장강도 성능이 우수함을 알 수 있었다.
시험예 3: 전단접착강도 성능 평가
위 실시예에서 제조한 도막 방수재 조성물과 위 비교예 1과 2에서 각각 사용한 도막 방수재 조성물의 전단접착강도 성능을 평가하기 위해 KS F 4932 "교면용 도막 방수재"에 따라 20 ℃와 -20 ℃에서 전단접착강도를 측정하였다.
그 결과, 도 7에 제시한 바와 같이, 위 실시예에서 제조한 도막 방수재 조성물의 전단접착강도가 가장 높게 나타나 전단접착강도 성능이 우수함을 알 수 있었다.
시험예 4: 인장접착강도 성능평가
위 실시예에서 제조한 도막 방수재 조성물과 위 비교예 1과 2에서 각각 사용한 도막 방수재 조성물의 인장접착강도 성능을 평가하기 위해, KS F 4932 "교면용 도막 방수재"에 따라 20℃와 -20℃에서 인장접착강도를 측정하였다.
그 결과, 도 8에 제시한 바와 같이, 위 실시예에서 제조한 도막 방수재 조성물의 인장접착강도가 가장 높게 나타나 인장접착강도 성능이 우수함을 알 수 있었다.
시험예 5: 내투수 성능 평가
위 실시예에서 제조한 도막 방수재 조성물과 위 비교예 1과 2에서 각각 사용한 도막 방수재 조성물의 내투수 성능을 평가하기 위해, KS F 4932 "교면용 도막 방수재"에 따라 투수시험을 한 후 도막 방수재 조성물을 도포한 콘크리트 바닥판에 물이 침투되었는지를 확인하였다.
그 결과, 아래 표 3에 제시한 바와 같이, 위 실시예에서 제조한 도막 방수재 조성물와 비교예 1 및 2에서 사용한 도막 방수재 조성물이 모두 내투수 성능이 우수함을 알 수 있었다.
시험예
6: 염화물 이온 침투저항 성능 평가
위 실시예에서 제조한 도막 방수재 조성물과 위 비교예 1과 2에서 각각 사용한 도막 방수재 조성물의 염화물이온 침투저항 성능을 평가하기 위해, KS F 4932 "교면용 도막 방수재" 및 KS F 2711 "전기전도도에 의한 콘크리트의 염소이온 침투저항성 시험방법"에 따라 전하량을 측정하였다.
그 결과, 도 9에 제시한 바와 같이, 위 실시예에서 제조한 도막 방수재 조성물이 염화물 이온의 통과에 따른 전하량이 가장 낮게 나타나, 염화물 이온 침투저항 성능이 우수함을 알 수 있었다.
시험예 6: 내균열 성능 평가
위 실시예에서 제조한 도막 방수재 조성물과 위 비교예 1과 2에서 각각 사용한 도막 방수재 조성물의 내균열 성능을 평가하기 위해 KS F 4932 "교면용 도막 방수재"에 따라 본 발명에 따른 프라이머 및 도막 방수재 조성물이 도포된 모르타르를 -20℃에서 1시간 동안 놓아 둔 후 모르타르에 균열이 발생될 때까지 하중을 가하여 도막 방수층의 파단 유무를 확인하였다.
그 결과, 아래 표 4에 제시한 바와 같이, 위 실시예에서 제조한 도막 방수재 조성물에서만 파단 및 잔갈림의 손상이 나타나지 않아, 위 실시예에서 제조한 도막 방수재 조성물의 내균열 성능이 우수함을 알 수 있었다.
Claims (5)
- 유화 아스팔트 28.10 내지 28.24 중량%, 프로필렌글리콜 32.43 내지 32.55 중량%, 폴리아크릴산 금속염 15.60 내지 15.72 중량%, 폴리에틸렌 왁스 에멀젼 22.34 내지 22.46 중량%, 카보머 0.24 내지 0.28 중량%, 소포제 0.80 내지 1.04 중량%로 구성된 교면 방수용 프라이머 조성물.
- 삭제
- 교면 방수용 도막 방수재 조성물 및 첨가제를 포함하는 도막 방수재로서,
상기 교면 방수용 도막 방수재 조성물 100 중량부를 기준으로 2 내지 4 중량부의 첨가제를 추가로 포함하고,
상기 교면 방수용 도막 방수재 조성물은 유화 아스팔트 27.52 내지 32.32 중량%, 폴리아크릴산 금속염 30.75 내지 34.54 중량%, 폴리에틸렌 왁스 에멀젼 14.26 내지 18.42 중량%, 아크릴로니트릴 부타디엔 라텍스 18.85 내지 24.51 중량%, 폴리카르보 실란 1.10 내지 1.48 중량%, 카보머 0.23 내지 0.48 중량%, 소포제 0.80 내지 1.60 중량%로 구성되며,
상기 첨가제는 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(PEGDA)와 폴리아크릴산(PAA)의 중량비 1 : 2 내지 1 : 3의 혼합물로 구성된 유기 첨가제 30 내지 50 중량%, 페리클레이스와 돌로마이트 및 제올라이트의 중량비 1 : 1.5-2 : 0.5-1 : 5-7의 혼합물로 구성된 무기 첨가제 30 내지 50 중량%, 하기 화학식 1의 유무기 복합 실리카 입자 첨가제 30 내지 50 중량%로 구성된 것을 특징으로 하는 도막 방수재:
[화학식 1]
.
- 하기 단계들을 포함하는 교면 방수공법:
(1) 콘크리트 슬래브 상면을 정리하는 단계,
(2) 상기 정리된 콘크리트 슬래브 상면에 제1항에 따른 교면 방수용 프라이머 조성물을 도포하고 건조하여 접착강화층을 형성하는 단계,
(3) 상기 접착강화층 상면에 제3항에 따른 교면 방수용 도막 방수재를 도포하고 건조하여 도막 방수층을 형성하는 단계,
(4) 상기 도막 방수층 상면에 아스팔트 콘크리트를 포설하는 단계. - 하기 단계들을 포함하는 교면 방수공법:
(1) 콘크리트 슬래브 상면을 정리하는 단계,
(2) 상기 정리된 콘크리트 슬래브 상면에 제1항에 따른 교면 방수용 프라이머 조성물을 도포하고 건조하여 접착강화층을 형성하는 단계,
(3) 상기 접착강화층 상면에 제3항에 따른 교면 방수용 도막 방수재를 도포하고 건조하여 도막 방수층을 형성하는 단계,
(4) 상기 도막 방수층 상면에 시트를 밀착시켜 도막 보호층을 형성하는 단계,
(5) 상기 도막 보호층 상면에 아스팔트 콘크리트를 형성하는 단계.
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| KR1020180152438A KR102038575B1 (ko) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | 교면 방수재 조성물과 이를 이용한 교면 방수공법 |
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2018
- 2018-11-30 KR KR1020180152438A patent/KR102038575B1/ko active IP Right Grant
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