KR102065388B1 - 교량표면용 방수 코팅 조성물 및 이를 이용한 교량 표면 방수 코팅방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 교량표면용 방수 코팅 조성물로서, 조성물의 전체 중량을 기준으로, 에폭시 수지 50 내지 65 중량%, 탄닌산 0.1 내지 5 중량%, 세라믹 분말 10 내지 15 중량%, 실란 커플링제 1 내지 5 중량% 및 3-요오드-2-프로피닐 부틸 카바메이트 5 내지 10 중량%를 포함하는 교량표면용 방수 코팅 조성물 및 이를 이용한 교량 표면 방수 코팅방법을 제공한다.
Description
본 발명은 콘크리트 교량의 상판에 아스팔트로 교면 포장공사를 수행할 때 교면을 방수하기 위한 교량표면용 방수 코팅 조성물 및 이를 이용한 교량 표면 방수 코팅방법에 관한 것이다.
교면포장에 있어서 방수층은 침투수로부터 교량을 보호하는 기능을 하며, 특히, 침투수가 교량구조물의 내부로 침투하는 경우에는 강에 부식을 일으켜 교량의 내구성을 저하시키므로 방수층은 물의 침투를 방지하여 포장과 바닥판의 내구성을 향상시키기 위한 층으로 중요한 역할을 한다.
교면 방수제는 아스팔트, 합성고무, 합성수지, 섬유, 광물질 및 휘발성 용제 등의 원재료를 2가지 이상 혼합하여 사용한다. 일반적으로 교면 방수층으로 사용하는 것은 침투계, 시트계, 도막계, 포장계로 구분할 수 있다.
침투계 방수제는 방수제가 교량의 콘크리트와 반응하여 방수막을 형성하므로, 수분 피해를 확실하게 방지할 수 있는 효과를 가지는 반면, 교량 표면에 도포한 후 충분한 화학반응이 일어나게 하기 위해 교량 표면에 도포한 후 양생시간이 과도하게 소요되는 문제점이 있다.
시트계 방수제는 도료를 이용한 방수제들에 비해서 방수효과와 접착력이 우수한 장점이 있으나, 보수작업시 시트를 제거하는 것이 용이하지 않아 보수작업시 시간과 비용이 과다하게 소요되는 문제가 있다. 일례로, 대한민국 등록특허 제10-1286630호는 교량표면 위의 아스콘 포장용 개량 아스팔트 방수시트에 관한 것으로서, 시트계 방수제에 관해 개시하고 있다.
포장계 방수제는 아스팔트를 이용한 것으로서, 작업성이 향상되는 장점이 있으나, 방수 효과가 크지 않고, 사용 수명이 길지 않은 아스팔트가 손상된 경우에 방수 효과가 크게 떨어지는 문제가 있다.
한편, 도막계 방수제는 보수공사가 쉬운 장점이 있으나, 포장층과의 접착력이 떨어져 아스팔트 공사를 반복 실행해야 하는 문제가 있고, 아스팔트와의 접착성을 향상시키기 위해 도막이 완전히 건조되기 전에 아스팔트를 포설해야 하는 단점이 있다. 특히, 도막계 방수제는 시트계 방수제에 비해 보수공사가 쉬운 장점이 있으나, 방수력이 충분하지 못한 문제가 있었으며, 현재로서 방수력이 향상된 도막계 방수제에 관해서는 개발은 부족한 실정이다.
따라서, 이와 같은 문제점을 해결하고자, 본 출원인은 보수공사가 쉬운 도막계 방수제의 장점을 활용하면서도, 작업성이 향상되며 방수층의 수명을 향상시킨 효과를 가지는 교량표면용 방수 코팅 조성물 및 이를 이용한 교량 표면 방수 코팅방법을 개발함으로써, 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 도막계 방수제로서 방수력이 향상되고, 방수 수명을 더욱 향상시킨 효과를 가지는 교량표면용 방수 코팅 조성물 및 이를 이용한 교량 표면 방수 코팅방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명은 도막계 방수제로서 방수력이 향상되고, 방수 수명을 더욱 향상시킨 효과를 가지는 교량표면용 방수 코팅 조성물 및 이를 이용한 교량 표면 방수 코팅방법을 제공한다.
구체적으로, 본 발명은 조성물의 전체 중량을 기준으로, 에폭시 수지 50 내지 65 중량%, 탄닌산 0.1 내지 5 중량%, 세라믹 분말 10 내지 15 중량%, 실란 커플링제 1 내지 5 중량% 및 3-요오드-2-프로피닐 부틸 카바메이트 5 내지 10 중량%를 포함하는 교량표면용 방수 코팅 조성물을 제공한다.
본 발명에 따르는 교량표면용 방수 코팅 조성물에 있어서, 상기 세라믹 분말은 평균직경이 0.001 내지 1 mm이고, 상기 세라믹 분말은 산화 알루미늄(Al2O3) 분말, 산화 마그네슘(MgO) 분말 및 산화 아연(ZnO)분말로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것일 수 있다.
본 발명은 상기한 교량표면용 방수 코팅 조성물을 이용하여 교량 표면 방수 코팅방법을 제공한다.
상세하게는, 교량의 콘크리트 표면을 연마하는 연마단계, 상기 연마된 교량의 표면에 에폭시계 프라이머를 도포하는 프라이머 도포단계, 상기 프라이머가 도포된 표면에 보강 그리드에 부직포가 결합된 복합그리드를 부착하는 그리드 부착단계, 상기 그리드의 표면에 에폭시계 프라이머를 도포하는 추가 프라이머 도포단계, 상기 추가 프라이머 도포과정을 거친 표면에 교량표면용 방수 코팅 조성물을 도포한 후 건조시키는 방수코팅단계 및 상기 방수코팅단계를 거친 표면에 아스콘을 포설하는 아스콘 포설단계를 포함한다.
본 발명에 따른 교량 표면 방수 코팅방법에 있어서, 상기 프라이머 도포단계는 에폭시계 프라이머를 130 내지 240 g/m2로 도포하고, 상기 추가 프라이머 도포단계는 에폭시계 프라이머를 20 내지 60 g/m2로 도포하며, 상기 방수코팅단계는 교량표면용 방수 코팅 조성물을 100 내지 200g/m2로 도포하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 교량 표면 방수 코팅방법에 있어서, 상기 복합그리드는 탄소섬유그리드, 유리섬유그리드, 합성수지그리드로 이루어진 군에서 선택된 하나의 그리드를 PP 멜트블로운 부직포와 결합시킨 것일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 도막계 방수제로서 보수공사가 용이하면서도, 방수효과가 우수한 신규한 교량표면용 방수 코팅조성물을 제공한다.
본 발명은 방수효과가 우수하고, 내구성이 우수하여 교량표면 방수층과 교량의 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 교량 표면 방수 코팅방법의 순서도이다.
이하에서, 각 구성을 보다 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다.
본 발명은 신규한 교량표면용 방수 코팅 조성물로서, 에폭시 수지 50 내지 65 중량%, 탄닌산 0.1 내지 5 중량%, 세라믹 분말 10 내지 15 중량%, 실란 커플링제 1 내지 5 중량% 및 3-요오드-2-프로피닐 부틸 카바메이트 5 내지 10 중량%를 포함한다.
에폭시 수지는 해당 기술분야에서 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않고 사용이 가능하나, 바람직하게는 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀F형 에폭시 수지를 사용할 수 있고, 가장 바람직하게는, 비스페놀A형 에폭시 수지를 사용할 수 있다.
상기 에폭시 수지는 에폭시 경화제를 함께 첨가하여 사용되며, 교량의 표면과 복합그리드, 아스콘층을 서로 강하게 접착시키는 역할을 한다.
조성물 전체 중량을 기준으로 에폭시 수지는 50 내지 65 중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 52 내지 61 중량%, 가장 바람직하게는 55 내지 57 중량%로 포함될 수 있다.
이보다 소량으로 첨가되는 경우에는, 교량표면과 아스콘층을 연결하는 접착성이 떨어져, 방수층 및 교량의 수명이 감축되는 문제가 있다.
상기 함량보다 과량으로 첨가되는 경우에는, 시간 경과 및 침투수와의 접촉에 의해 방수층의 손상이 유발될 수 있는 문제가 있다.
점도는 바람직하게는 5,000 내지 10,000 cps인 것이 바람직하며, 이는 우수한 작업성을 확보할 수 있는 점도이다.
상기 탄닌산은 방청성을 확보하기 위한 것으로서, 교량구조물을 구성하는 강재의 방청효과를 위해 첨가될 수 있다.
조성물의 전체 중량을 기준으로, 탄닌산은 0.1 내지 5 중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 1 내지 4 중량%, 가장 바람직하게는, 2 내지 3.5 중량%로 포함될 수 있다.
본 발명은 또한, 세라믹 분말을 조성물 전체 중량을 기준으로 10 내지 15 중량%로 포함할 수 있다. 바람직하게는, 11 내지 14 중량%로 포함될 수 있고, 가장 바람직하게는 12 내지 13 중량%로 포함될 수 있다.
상기 함량보다 과량으로 첨가되는 경우에는, 도막계 방수제임에도 점도가 떨어지고 접착성이 떨어지는 문제가 있고, 상기 함량보다 소량으로 첨가되는 경우에는 방수층의 표면 거칠기가 낮아져 접착력이 떨어지는 문제가 있다.
상기 세라믹 분말은 평균직경이 0.001 내지 1 mm이고, 산화 알루미늄(Al2O3) 분말, 산화 마그네슘(MgO) 분말 및 산화 아연(ZnO)분말로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것일 수 있다. 바람직하게는, 산화 알루미늄 분말을 포함할 수 있다.
본 발명은 실란 커플링제를 포함하는데, 실란 커플링제는 하나의 화합물 내에 둘 이상의 작용를 가져, 무기소재와의 유기소재의 접착력을 향상시키기 위해 첨가되는 물질이다.
에폭시 수지를 사용함에 따라 이와의 상용성을 위해, 에폭시계 실란 커플링제를 사용하는 것이 바람직하다. 이의 함량은 조성물 전체 중량을 기준으로 1 내지 5 중량%로 첨가될 수 있고, 바람직하게는 2 내지 4.5 중량%, 가장 바람직하게는 2.5 내지 4 중량%로 첨가될 수 있다.
상기 함량보다 과량으로 첨가되는 경우에는, 에폭시 수지의 경도가 커져 방수층 표면에 균열이 생성되기 쉬운 문제가 있고, 상기 함량보다 소량으로 첨가되는 경우에는 첨가하지 않는 경우와 비교하여 접착성에 큰 차이가 없는 문제가 있다.
본 발명은 특히, 3-요오드-2-프로피닐 부틸 카바메이트를 포함하는 것을 특징으로 하는데, 이를 첨가함으로써, 방수효과가 더욱 향상되며, 접착력이 향상되어 방수층 및 교량의 수명이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
상기 3-요오드-2-프로피닐 부틸 카바메이트는 조성물의 전체 중량을 기준으로 5 내지 10 중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는, 6 내지 9 중량%, 가장 바람직하게는, 7 내지 8 중량%로 첨가될 수 있다.
상기 함량보다 과량으로 첨가되는 경우에는, 에폭시 수지의 경화시간이 길어져 작업성이 떨어지는 문제가 있고, 상기 함량보다 소량으로 첨가되는 경우에는, 이를 첨가하지 않는 경우와 비교하여 방수력에 큰 차이가 없는 문제가 있다.
본 발명에 따른 상기의 교량표면용 방수 코팅 조성물을 이용한 교량 표면 방수 코팅방법은, 교량의 콘크리트 표면을 연마하는 연마단계, 상기 연마된 교량의 표면에 에폭시계 프라이머를 도포하는 프라이머 도포단계, 상기 프라이머가 도포된 표면에 보강 그리드에 부직포가 결합된 복합그리드를 부착하는 그리드 부착단계, 상기 그리드의 표면에 에폭시계 프라이머를 도포하는 추가 프라이머 도포단계, 상기 추가 프라이머 도포과정을 거친 표면에 교량표면용 방수 코팅 조성물을 도포한 후 건조시키는 방수코팅단계 및 상기 방수코팅단계를 거친 표면에 아스콘을 포설하는 아스콘 포설단계를 포함한다.
구체적으로, 상기 연마단계는 완성된 교량의 콘크리트 표면을 제거하고, 이의 표면에 잔류하는 불순물을 제거하는 과정을 의미한다.
신규로 축조된 교량의 경우에도, 일정시간이 경과함에 따라 표면이 일부 산화되므로, 가능한 산화된 콘크리트 부위를 제거한 후에 다음과정을 진행한다.
표면이 연마된 교량의 콘크리트 표면에 에폭시계 프라이머를 도포하는 프라이머 도포단계를 거치는데, 이 과정을 포함함으로써, 교량의 표면과 방수층의 접착력을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 에폭시계 프라이머는 콘크리트 표면에 사용하는 것이면 특별한 제한 없이 시중의 제품을 사용하는 것이 가능하다.
상기 프라이머 도포단계에서 도포 후에는 표면이 완전히 건조되기 전에 보강 그리드에 부직포가 부착된 복합그리드를 부착하는 그리드 부착단계를 거친다.
상기 복합그리드는 상세하게는, 탄소섬유그리드, 유리섬유그리드, 합성수지그리드로 이루어진 군에서 선택된 하나의 그리드를 PP 멜트블로운 부직포와 결합시킨 것을 사용할 수 있고, 이의 결합은 바람직하게는, 교량표면용 방수 코팅 조성물과 동일한 에폭시 수지를 사용할 수 있다.
상기 PP 멜트블로운 부직포는 폴리프로필렌을 방사하여 얻어진 부직포를 의미하며, 그리드에 부직포를 직접 형성하도록 주문제작하여 사용하거나, 시중의 PP 부직포를 보강그리드에 직접 접착시킬 수도 있다.
상기 복합그리드를 부착한 이후에는 다시 에폭시 프라이머를 추가로 도포하는 과정을 거치는데, 복합그리드와 방수층의 접착력을 더욱 향상시키기 위해, 추가로 도포하는 과정을 거친다.
특히, 두 번의 에폭시 프라이머를 도포하는 과정을 거침으로써, 복합그리드의 접착력을 향상시키고, 본 발명에 따른 교량표면용 방수 코팅 조성물이 형성하는 방수층과 교량표면의 접착력이 더욱 향상되는 효과가 있다.
한편, 두 번의 프라이머 도포단계를 거친 후에는 프라이머층의 완전히 건조되도록 충분한 시간이 흐른 후에 방수코팅단계를 수행한다.
상기 방수코팅단계에서는 본 발명에 따른 교량표면용 방수 코팅 조성물을 이의 상단면에 도포한 후, 건조시키는 과정을 수행한다. 건조방법은 바람직하게는 자연건조방법이면 충분하다.
상기 프라이머와 교량표면용 방수 코팅 조성물을 도포하는 방법은, 스프레이 분사, 그라비아 코팅, 브러쉬 코팅, 나이프 코팅 등 어떠한 방법을 사용하더라도 무방하다.
한편, 상기 프라이머 도포단계는 에폭시계 프라이머를 130 내지 240 g/m2로 도포하고, 상기 추가 프라이머 도포단계는 에폭시계 프라이머를 20 내지 60 g/m2로 도포하며, 상기 방수코팅단계는 교량표면용 방수 코팅 조성물을 100 내지 200g/m2로 도포하는 것일 수 있다.
이하에서는, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하나, 이는 본 발명을 이해하기 위한 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 이에 의해 제한되지 아니한다.
제조예
하기 표 1을 참고하여, 실시예와 비교예의 코팅 조성물을 제조하였다.
| 성분(중량%) | 실시예 | 비교예 | |||||||
| 1 | 2 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| 비스페놀A 에폭시 수지 | 56 | 56 | 70 | 48 | 56 | 56 | 48.5 | 63.5 | 56 |
| 에폭시 경화제 | 1 | 1 | 1.8 | 0.7 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 탄닌산 | 3 | 3 | 3 | 3 | - | 7 | 3 | 3 | 3 |
| 세라믹분말(산화알루미늄) | 12.5 | 12.5 | 12.5 | 12.5 | 12.5 | 12.5 | 20 | 5 | 12.5 |
| 에폭시실란 | 3 | 3.5 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 7 |
| 3-요오드-2-프로피닐 부틸 카바메이트 | 7.5 | 7 | 7.5 | 7.5 | 10.5 | 3.5 | 7.5 | 7.5 | 3.5 |
| 알코올계 용매 | 잔부 | 잔부 | 잔부 | 잔부 | 잔부 | 잔부 | 잔부 | 잔부 | 잔부 |
상기 실시예와 비교예의 조성물을 이용하여 본 발명에 따른 방수 코팅방법으로 코팅하여 다음과 같은 실험을 진행하였다.
실험예
내투수성 실험
KS F4931:2017에 따라 내투수성 실험을 진행하고 그 결과를 다음 표 2에 나타냈다.
| 실시예 | 비교예 | ||||||||
| 1 | 2 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| 결과 | 정상 | 정상 | 불량 | 불량 | 불량 | 불량 | 불량 | 불량 | 불량 |
내피로성 실험
KS F4917:2016에 따라 내피로성 실험을 진행하고 그 결과를 다음 표 3에 나타냈다.
| 실시예 | 비교예 | ||||||||
| 1 | 2 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| 결과 | 정상 | 정상 | 불량 | 불량 | 불량 | 불량 | 불량 | 불량 | 불량 |
내균열성 실험
KS F4931:2017에 따라 내균열성 실험을 진행하고 그 결과를 다음 표 4에 나타냈다.
| 실시예 | 비교예 | 참고예 | ||||||||
| 1 | 2 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||
| 결과 | 정상 | 정상 | 불량 | 불량 | 불량 | 불량 | 불량 | 불량 | 불량 | 정상 |
수명평가 시뮬레이션
실시예, 비교예에 대한 내피로성 및 내균열성 평가결과에 기초하여, 참고예의 내피로성 및 내균열성과의 비교를 통한 예상 수평평가 시뮬레이션을 진행하였다.
참고예는 시중의 J 사 제품을 활용한 도막형 방수제를 이용한 경우의 내피로성과 내균열성 실험결과를 100으로 보고, 이를 이용한 수명평가를 진행하였다.
| 실시예 | 비교예 | 참고예 | ||||||||
| 1 | 2 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | ||
| 결과 | 150 | 140 | 70 | 50 | 60 | 40 | 40 | 30 | 20 | 100 |
한편, 비교예 5는 조성물이 액상보다는 페이스트 상에 가까워, 작업성이 크게 떨어지는 문제가 있었으며, 비교예 6은 점도가 너무 낮아, 건조 시간이 오래걸리고, 스프레이 코팅방법만을 사용할 수 있는 점에서, 작업환경에 따라 조성물의 사용이 제한될 수 있는 문제가 있었다.
Claims (5)
- 조성물의 전체 중량을 기준으로, 에폭시 수지 50 내지 65 중량%, 탄닌산 3 내지 5 중량%, 평균직경이 0.001 내지 1 mm인 산화 알루미늄 분말 12 내지 13 중량%, 실란 커플링제 1 내지 5 중량%, 3-요오드-2-프로피닐 부틸 카바메이트 7 내지 8 중량% 및 잔부의 알코올계 용매를 포함하되,
상기 실란 커플링제 및 상기 3-요오드-2-프로피닐 부틸 카바메이트를 1 : 2.5의 중량비로 포함하는, 교량표면용 방수 코팅 조성물.
- 삭제
- 제1항에 따른 교량 표면 방수 코팅 조성물을 이용한 교량 표면 방수 코팅방법에 관한 것으로서,
교량의 콘크리트 표면을 연마하는 연마단계;
상기 연마된 교량의 표면에 에폭시계 프라이머를 도포하는 프라이머 도포단계;
상기 프라이머가 도포된 표면에 보강 그리드에 부직포가 결합된 복합그리드를 부착하는 그리드 부착단계;
상기 그리드의 표면에 에폭시계 프라이머를 도포하는 추가 프라이머 도포단계;
상기 추가 프라이머 도포과정을 거친 표면에 교량표면용 방수 코팅 조성물을 도포한 후 건조시키는 방수코팅단계; 및
상기 방수코팅단계를 거친 표면에 아스콘을 포설하는 아스콘 포설단계; 를 포함하는, 교량 표면 방수 코팅방법.
- 제3항에 있어서,
상기 프라이머 도포단계는 에폭시계 프라이머를 130 내지 240 g/m2로 도포하고,
상기 추가 프라이머 도포단계는 에폭시계 프라이머를 20 내지 60 g/m2로 도포하며,
상기 방수코팅단계는 교량표면용 방수 코팅 조성물을 100 내지 200g/m2로 도포하는 것을 특징으로 하는, 교량 표면 방수 코팅방법.
- 제3항에 있어서,
상기 복합그리드는 탄소섬유그리드, 유리섬유그리드, 합성수지그리드로 이루어진 군에서 선택된 하나의 그리드를 PP 멜트블로운 부직포와 결합시킨 것을 특징으로 하는, 교량 표면 방수 코팅방법.
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|---|---|---|---|---|
| KR102415929B1 (ko) * | 2022-05-13 | 2022-07-06 | 정은종합건설 주식회사 | 강교량 보호도막용 친환경 에폭시 수용성 도료 조성물 및 이를 이용한 강교량 도장방법 |
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2019
- 2019-05-08 KR KR1020190053730A patent/KR102065388B1/ko active IP Right Grant
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