KR102060963B1

KR102060963B1 - 지붕 보수, 보강용 보강철판 및 이를 이용한 지붕 보수, 보강방법

Info

Publication number: KR102060963B1
Application number: KR1020180107412A
Authority: KR
Inventors: 황선홍; 임재록
Original assignee: 창조물산 주식회사; 황선홍; 임재록
Priority date: 2018-09-07
Filing date: 2018-09-07
Publication date: 2020-02-11

Abstract

본 발명은 지붕 보수, 보강용 보강철판 및 이를 이용한 지붕 보수, 보강방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 알루미늄 분말이 함침된 PVC 시트가 상부면에 융착되고, 이 PVC 시트 상부면 일측 또는 타측 일정 영역에 길이방향을 따라 수밀성 방수재 조성물을 도포하여 수밀부를 형성한 금속재로 이루어진 철판부와; 상기 철판부의 하부면 중 수밀부와 맞닿을 영역을 제외한 부분에 부착된 부직포를 포함한다.
따라서, 지붕패널 등을 신설, 보수 및 보강할 때, 저렴한 비용으로도 파손, 훼손된 부분을 보수하면서도 구조적인 강성이 부여되도록 하고, 보강철판의 겹쳐지는 부위의 접합부가 볼트, 리벳팅, 용접에 의해서 형성된다 하더라도 더욱 강력한 방수기능이 유지되도록 함과 더불어 PVC 시트에 함침된 알루미늄 분말 또는 은박 분말이 직사광선을 반사시켜 열반사 효과를 얻게 함으로써 단열 및 내구성이 보장되도록 하는 지붕 보수, 보강용 보강철판 및 이를 이용한 지붕 보수, 보강방법을 제공한다.

Description

지붕 보수, 보강용 보강철판 및 이를 이용한 지붕 보수, 보강방법{Steel plate for roof and repair method thereof}

본 발명은 지붕 보수, 보강용 보강철판 및 이를 이용한 지붕 보수, 보강방법에 관한 것으로, 특히, 지붕패널 등을 신설, 보수 및 보강할 때, 저렴한 비용으로도 파손, 훼손된 부분을 보수하면서도 구조적인 강성이 부여되도록 하고, 보강철판의 겹쳐지는 부위의 접합부가 볼트, 리벳팅, 용접에 의해서 형성된다 하더라도 더욱 강력한 방수기능이 유지되도록 함과 더불어 PVC 시트에 함침된 알루미늄 분말 또는 은박 분말이 직사광선을 반사시켜 열반사 효과를 얻게 함으로써 단열 및 내구성이 보장되도록 하는 지붕 보수, 보강용 보강철판 및 이를 이용한 지붕 보수, 보강방법에 관한 것이다.

건축물의 지붕은 다양한 형태로 구축하고 있는데, 일반적으로 넓은 실내공간을 필요로 하는 건축물에서는 가벼우면서도 구조적인 강도가 높고 조립식이어서 시공비를 절감할 수 있으며 공사기간을 단축할 수 있는 지붕패널로 시공하는 공법이 널리 보급되고 있다.

지붕패널 또는 지붕판넬은 일정한 폭을 가진 철재강판 중 여로 곳을 상향절곡하여 돌기부를 형성하거나, 양단부를 상향절곡하여 지붕패널의 단부와 씨밍 결합하여 연속적으로 이어질 수 있게 구성되며 지붕패널의 이면에는 그라스 울과 같은 난연재로 된 단열흡음재를 부착하고 마감재로 표면을 처리하는 내부마감공사로 완성된다.

종래 지붕패널은 철판을 상·하부 패널로 2중으로 형성하되 상·하부 패널이 중첩되어 형성되는 공간에는 내장재가 삽입되고, 상·하부 패널의 가장자리 단부는 이웃하는 지붕패널의 단부와 씨밍 결합하는, 내장재와 일체화된 샌드위치 구조의 지붕패널을 제공하여 지붕패널의 구조적인 강도를 보강하여 보다 큰 폭의 지붕을 시공할 수 있게 하면서 지붕패널과 내장재를 일체로 시공할 수 있게 하여 시공비용 및 시간을 줄일 수 있게 한 것이다.

경우에 따라서는, 단열구조를 구비함에 따라 시공비용이 증가하므로, 별도의 단열구조를 구비하지 않고, 철로 돌기부의 모양만 만든 홑강판만을 사용하여 지붕 시스템을 구축하는 경우도 있다.

상기한 바와 같이 홑강판만으로 이루어진 지붕패널이나 2중으로 철판이 사용된 지붕패널도 기간이 경과하고 노후되면, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 지붕패널(2)과 지붕패널(2)의 겹침부위, 볼트부위, 수로부위 등이 부식되거나 파손 또는 훼손되어 누수의 원인이 되어 지붕패널(2)의 보수 및 보강이 요구되었다.

상기한 바와 같은 보수 및 보강 시 종래에는 도 2에 도시된 바와 같이 지붕패널(2)의 돌기부(4)와 돌기부(4)사이의 공간을 스치로폼(6)을 발포하여 충진한 후, 지붕패널(2)의 필요 부분 또는 모든 부위를 폭이 넓은 완제품 시트(8)로 덮어줌으로써, 방수기능이 보장될 수 있도록 하였다.

그러나, 상기한 종래의 지붕패널 보수보강방법에서도 여전히 겹침부위, 볼트부위 등을 통한 누수현상이 발생하여 방수의 문제 이로 인한 구조적인 안정성 약화현상 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 지붕패널 등을 보수하거나 보강할 때, 저렴한 비용으로도 파손, 훼손된 부분을 보수하면서도 구조적인 강성이 부여되도록 하고, 보강철판의 겹쳐지는 부위의 접합부가 볼트, 리벳팅, 용접에 의해서 형성된다하더라도 더욱 강력한 방수기능이 유지되도록 하여 내구성이 보장되도록 하는 지붕 보수, 보강용 보강철판 및 이을 이용한 지붕 보수, 보강방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적은, 알루미늄 분말이 함침된 PVC 시트(102)가 상부면에 융착되고, 이 PVC 시트(102) 상부면 일측 또는 타측 일정 영역에 길이방향을 따라 수밀성 방수재 조성물을 도포하여 수밀부(104)를 형성한 금속재로 이루어진 철판부(106)와; 상기 철판부(106)의 하부면 중 수밀부(104)와 맞닿을 영역을 제외한 부분에 부착된 부직포(108)를 포함하는 것을 특징으로 하는 지붕 보수, 보강용 보강철판에 의해 달성된다.

그리고, 상기 수밀성 방수재 조성물은, 수밀성 향상을 위한 실리카흄 8 ~ 15 중량%와, 천연 광물질 섬유 20 ~ 30 중량%, 발수성 물질 알루미늄스테아린산(Al-st) 2 ~ 7 중량%, 염화비닐(Vinyl chloride), 스테아르산납(Lead stearate), 스테아르산카드뮴(Cadmium stearate), 스테아르산바륨(Barium stearate) 중에서 선택된 1종의 안정제 1 ~ 3 중량%, 스티렌부타디엔고무(SBR) 20 ~ 30 중량%, 아크릴에멀젼 20 ~ 25%를 혼합하여서 이루어진다.

또한, 상기 PVC 시트(102)와 철판부(106)를 관통하거나 PVC 시트(102)와 철판부(106)와 부직포(108)를 관통하도록 철판부(106)의 타측과 일측 중 적어도 어느 하나에 천공된 다수 개의 통공(109)을 더 포함하는 것이 바람직하다.

한편, 상기한 목적은, 지붕 프레임에 제1항에 의한 어느 하나의 보강철판을 안착시키는 단계와; 상기 보강철판의 일측에 형성된 수밀부(104)에 겹쳐져 겹침이음되도록 다른 하나의 보강철판을 타측 하부면이 겹쳐지도록 안착시키는 단계와; 상기 어느 하나의 보강철판 상부로 겹쳐진 다른 하나의 보강철판의 타측을 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지붕 보수, 보강용 보강철판을 이용한 지붕 보수, 보강방법에 의해서도 달성된다.

그리고, 상기 보강철판의 타측을 접합하는 단계는, 상기 어느 하나의 보강철판과 다른 하나의 보강철판 철판부(106)를 스폿용접하거나, 철판부(106)에 형성된 통공(109)에 리벳(112)으로 리벳팅하여 접합시키는 것이 바람직하다.

본 발명은 보강철판의 상부면에 알루미늄 분말이 함침된 PVC를 융착시켜 자외선을 반사 또는 차단할 수 있을 뿐만 아니라 태양광의 직접적인 빛을 반사시켜 열반사효과를 얻을 수 있으며, 아울러, 보강철판 자체가 외부 환경에 노출된다 하더라도 PVC 시트가 보강철판을 보호하여 보강철판의 내구성을 보장하므로, 시공 후 시공구조의 내구성이 강화될 수 있는 효과를 가진다.

아울러, 인접하는 보강철판은 겹침이음구조의 조인트 부분으로 구성하고, 이 조인트 부분은 보강철판의 수밀부가 밀착됨으로써, 접착, 접합력을 극대화시켜 미세한 틈새도 차단하며, 특히, 리벳팅으로 조인트를 구성할 경우 미세한 틈까지 완벽하게 수밀성 방수재 조성물이 침투하여 완벽한 방수시공을 이루게 하는 효과를 가진다.

도 1은 종래 지붕패널이 시공된 건축물을 도시한 도면.
도 2는 종래 지붕패널의 보수구조를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 보강철판의 구조를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 보강철판의 시공구조를 도시한 단면도.

본 발명에 따른 지붕 보수, 보강용 보강철판(110) 및 이를 이용한 지붕 보수, 보강방법을 첨부된 도 3과 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 보강철판(110)은, 철판부(106)의 상부면에 알루미늄 분말 또는 은박의 분말이 함침된 PVC 시트(102)가 융착된다.

상기 알루미늄 분말 또는 은박 분말은 직사광선을 반사시키고, 자외선을 차단하여 PVC 시트(102)는 물론 그 하부의 철판부(106)가 직사광선 및 자외선으로부터 보호되게 하며, 열반사효과를 가지게 되므로, 단열효과도 우수하다.

그리고, 상기 PVC 시트(102) 상부면 일측 또는 타측 일정 영역에는 도 2에 도시된 바와 같이 길이방향을 따라 수밀성 방수재 조성물을 도포하여 수밀부(104)를 형성한다.

여기서, 상기 수밀성 방수재 조성물은, 수밀성 향상을 위한 실리카흄 8 ~ 15 중량%와, 천연 광물질 섬유 20 ~ 30 중량%, 발수성 물질 알루미늄스테아린산(Al-st) 2 ~ 7 중량%, 스테아르산납(Lead stearate), 스테아르산카드뮴(Cadmium stearate), 스테아르산바륨(Barium stearate) 중에서 선택된 1종의 안정제 1 ~ 3 중량%, 스티렌부타디엔고무(SBR) 20 ~ 30 중량%, 아크릴에멀젼 20 ~ 25%를 혼합하여서 이루어진다.

상기 실리카흄은, 상기 실리카흄은, 방수 공사시 방수층의 고형분을 제공하여 충진효과를 제공하기 위한 것으로, 규소철과 실리콘메탈의 생산과정에서 생성되는 가스를 수집 여과하여 포집되는 마이크로실리카 입자로 평균입자가 0.15㎛로 완전 구형에 가까운 입자인 것이 좋다.

상기 실리카흄은 8 내지 15 중량%를 가지는데, 8 중량% 보다 적게 첨가되면 전체 고형분 함량이 적어 두께가 확보되기 어렵고 15 중량% 보다 많이 첨가되면, 물과의 혼합시 전체적으로 점도가 높아지게 되고 물리적 특성이 오히려 저하되는 문제점이 있다.

상기 천연광물질 섬유는 응집성을 강화하시키기 위한 것으로서, 20 중량%이하로 첨가될 경우에는 본 발명에서 요구하는 조성물의 응집성를 얻을 수 없고, 30 중량%이상으로 첨가될 경우에는 내구성이 나빠지게 되는 문제점이 있다. 본 발명에서, 상기 천연광물질 섬유로는 천연석을 가공한 무기질 휠러(Modified Cellulose Fibers)등으로 이루어질 수 있다.

상기 알루미늄스테아린산(Al-st)은 발수성 물질로서 침투방지의 목적을 가지는 화합물로서, 실라카흄과 함께 유동에 대하여 효과적으로 대응할 수 있다는 장점과 함께, 투수비율을 저감시켜 보강철판(110)과 보강철판(110)의 유동 시에도 투수비율을 유지시킬 수 있다. 상기 알루미늄스테아린산(Al-st)은 전체 중량에 대하여 2 중량% 미만 첨가 시 본 발명에서 요구하는 투수율에 미치지 못하고, 7 중량% 초과 시 투수율은 확보할 수 있으나 고가의 알루미늄스테아린산을 과다 첨가하는 것이므로 경제적이지 못하다는 단점이 있다.

상기 안정제는 염화비닐(Vinyl chloride), 스테아르산납(Lead stearate), 스테아르산카드뮴(Cadmium stearate), 스테아르산바륨(Barium stearate) 중에서 1종이 선택되며, 상기 수밀성 방수재 조성물 100 중량%에 대하여 1 ~ 3 중량%가 바람직하다.

상기 스티렌부타디엔고무(SBR)는 접착력을 강화시키기 위한 것으로, 균일한 도면을 얻게 되므로 평활성을 유지할 수 게 되므로, 접합부의 균일한 발수, 방수성능을 보장할 수 있게 되며, 상기 수밀성 방수재 조성물 100 중량%에 대하여 20 중량% 미만 첨가 시 본 발명에서 요구하는 접착성을 얻을 수 없으며, 30 중량%를 초과하면 접착 후 경화되여 유동에 대한 대응성이 떨어진다.

상기 아크릴에멀젼은 결합재로 사용이 되는 것으로, 수분의 이동 및 침입을 차단하고 부착력을 증대시키기 위하여 첨가되며, 아크릴계 에멀젼은 히드록시에틸아크릴레이트, 히드록시에틸메타아크릴레이트, 에틸헥사아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 부틸메타아크릴레이트를 공중합 한 것 또는 스티렌과 공중합 한 것을 사용한다.

본 발명에 사용된 아크릴에멀젼은 점도 150 ~ 250 mPaㆍs, 비중 1.03, 평균입자 크기 0.3 ~ 2.0 ㎛, pH 7 ~ 8 이다. 아크릴 에멀젼의 함량이 20 중량% 미만일 경우에는 방수성능 및 신율이 감소하게 되며, 25 중량%를 초과할 경우에는 두께가 감소하고, 표면 경도가 낮게 된다. 또한, 상기 아크릴에멀젼 성분은 열에 특히 강한 특성을 구비하고 있으며, 고온에서도 고유 특성을 구비하고 있어 150℃에서 30분간 열을 가했을 때의 치수안정성을 의미하는 물성값으로 ±2.0% 이내의 치수변화를 갖도록 되어 있다.

한편, 상기 철판부(106)의 하부면 중 수밀부(104)와 맞닿을 영역을 제외한 부분에는 부직포(108)를 부착하여 단열성능을 향상시키게 한다.

그리고, 상기 상기 PVC 시트(102)와 철판부(106)를 관통하거나 PVC 시트(102)와 철판부(106)와 부직포(108)를 관통하도록 철판부(106)의 타측과 일측 중 적어도 어느 하나에는 다수 개의 통공(109)을 천공시켜 리벳팅 또는 볼팅되도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 수밀부(104)가 형성된 PVC 시트(102), 철판부(106), 부직포(108)을 관통하도록 통공(109)을 형성하거나, 수밀부(104)가 형성되지 않은 PVC 시트(102)와 철판부(106)를 관통하도록 통공(109)을 형성할 수 있다는 것이다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 지붕 보수, 보강용 보강철판(110)은 도 4에 도시된 바와 같이 지붕을 구성하는 프레임에 안착시키는 단계를 수행한 후, 이 안착된 어느 하나의 보강철판(110) 상부의 PVC 시트(102)의 수밀부(104)에 다른 하나의 보강철판(110)이 겹쳐지게 안착시키는 단계를 실시한다.

여기서, 상기 다른 하나의 보강철판(110) 하부면은 도 4에 도시된 바와 같이 부직포(108)가 부착되어 있으나, 수밀부(104)와 겹침이음될 부분은 부직포(108)가 부착되지 않았으므로, 수밀부(104)에는 보강철판(110)의 하부면이 직접적으로 맞닿게 된다.

따라서, 상기 어느 하나의 보강철판(110) 상부로 겹쳐진 다른 하나의 보강철판(110)의 타측을 접합하는 단계를 실시함으로써, 지붕 보수, 보강용 보강철판(110)을 이용한 지붕 보수, 보강방법이 완료된다.

여기서, 상기 보강철판(110)의 타측을 접합하는 단계는, 도시된 바와 같이 철판부(106)에 형성된 통공(109)에 리벳(112)으로 리벳팅하여 접합시키거나 스폿용접하여 어느 하나의 보강철판(110) 철판부(106)와 다른 하나의 보강철판(110) 철판부(106)가 서로 접합되게 한다.

상기한 바와 같이 보강철판(110)이 접합되면, 이 접합면은 수밀부(104)에 도포된 수밀성 방수재 조성물이 압착되면서 펼쳐지고, 이에 따라 상부의 보강철판(110)과 하부의 보강철판(110)을 접합시킨다.

이때, 상기 수밀성 방수재 조성물은 통공(109)과 리벳(112)의 외경면을 따라 침투하게 되어 통공(109)과 리벳(112)의 간극 및 상부의 보강철판(110) 철판부(106)와 하부의 보강철판(110) 철판부(106)사이의 간극도 메꿔게 됨으로써, 완벽한 방수가 이루어지게 한다.

본 발명에 따른 보강철판(110)은 그 상부에 융착된 PVC 시트(102)에 함침된 알루미늄 분말 또는 은박분말에 의하여 자외선 및 직사광선의 반사효과를 얻을 수 있으며, 이로 인하여 산화방지, 열화방지 및 보강철판(110)의 내구성 향상효과를 얻을 수 있게 되며, 수밀성 방수재 조성물에 의하여 완벽한 방수을 얻을 수 있게 되어 지붕패널 또는 보강패널의 구조적 안정성 및 내구성 향상효과를 얻을 수 있게 된다.

102 : PVC 시트 104 : 수밀부
106 : 철판부 108 : 부직포
109 : 통공 110 : 보강철판
112 : 리벳

Claims

알루미늄 분말이 함침된 PVC 시트(102)가 상부면에 융착되고, 이 PVC 시트(102) 상부면 일측 또는 타측 일정 영역에 길이방향을 따라 수밀성 방수재 조성물을 도포하여 수밀부(104)를 형성한 금속재로 이루어진 철판부(106)와, 상기 철판부(106)의 하부면 중 수밀부(104)와 맞닿을 영역을 제외한 부분에 부착된 부직포(108)를 포함하는 지붕 보수, 보강용 보강철판에 있어서,
상기 수밀부(104)의 수밀성 방수재 조성물은,
수밀성 향상을 위한 실리카흄 8 ~ 15 중량%와, 천연 광물질 섬유 20 ~ 30 중량%, 발수성 물질 알루미늄스테아린산(Al-st) 2 ~ 7 중량%, 염화비닐(Vinyl chloride), 스테아르산납(Lead stearate), 스테아르산카드뮴(Cadmium stearate), 스테아르산바륨(Barium stearate) 중에서 선택된 1종의 안정제 1 ~ 3 중량%, 스티렌부타디엔고무(SBR) 20 ~ 30 중량%, 아크릴에멀젼 20 ~ 25%를 혼합하여서 이루어진 것을 특징으로하는 지붕 보수, 보강용 보강철판.
삭제
제1항에 있어서,
상기 상기 PVC 시트(102)와 철판부(106)를 관통하거나 PVC 시트(102)와 철판부(106)와 부직포(108)를 관통하도록 철판부(106)의 타측과 일측 중 적어도 어느 하나에 천공된 다수 개의 통공(109)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지붕 보수, 보강용 보강철판.
지붕 프레임에 어느 하나의 보강철판을 안착시키는 단계와, 상기 보강철판의 일측에 형성된 수밀부(104)에 겹쳐져 겹침이음되도록 다른 하나의 보강철판을 타측 하부면이 겹쳐지도록 안착시키는 단계와, 상기 어느 하나의 보강철판 상부로 겹쳐진 다른 하나의 보강철판의 타측을 접합하는 단계를 포함하는 지붕 보수, 보강용 보강철판을 이용한 지붕 보수, 보강방법에 있어서,
상기 보강철판은,
알루미늄 분말이 함침된 PVC 시트(102)가 상부면에 융착되고, 이 PVC 시트(102) 상부면 일측 또는 타측 일정 영역에 수밀성 향상을 위한 실리카흄 8 ~ 15 중량%와, 천연 광물질 섬유 20 ~ 30 중량%, 발수성 물질 알루미늄스테아린산(Al-st) 2 ~ 7 중량%, 염화비닐(Vinyl chloride), 스테아르산납(Lead stearate), 스테아르산카드뮴(Cadmium stearate), 스테아르산바륨(Barium stearate) 중에서 선택된 1종의 안정제 1 ~ 3 중량%, 스티렌부타디엔고무(SBR) 20 ~ 30 중량%, 아크릴에멀젼 20 ~ 25%를 혼합하여서 이루어진 수밀성 방수재 조성물이 길이방향을 따라 도포되어 수밀부(104)가 형성된 금속재로 이루어진 철판부(106)와, 상기 철판부(106)의 하부면 중 수밀부(104)와 맞닿을 영역을 제외한 부분에 부직포(108)가 부착된 것을 특징으로 하는 지붕 보수, 보강용 보강철판을 이용한 지붕 보수, 보강방법.
제4항에 있어서,
상기 보강철판의 타측을 접합하는 단계는,
상기 어느 하나의 보강철판과 다른 하나의 보강철판 철판부(106)를 스폿용접하거나, 철판부(106)에 형성된 통공(109)에 리벳(112)으로 리벳팅하여 접합시키는 것을 특징으로 하는 지붕 보수, 보강용 보강철판을 이용한 지붕 보수, 보강방법.