KR102140085B1 - 다공성 유리 기반의 조성물을 이용한 방수 방식층 시공방법 - Google Patents

다공성 유리 기반의 조성물을 이용한 방수 방식층 시공방법 Download PDF

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Abstract

다공성 유리 기반의 조성물을 이용한 방수 방식층 시공방법에 있어서, 콘크리트 바탕면, 벽체 상부 또는 금속 표면에 부직포층을 형성하는 단계; 상기 부직포층상에 제1 방수 방식층을 형성하는 단계; 상기 제1 방수 방식층상에 제2 방수 방식층 형성하는 단계 및 상기 제2 방수 방식층상에 제3 방수 방식층의 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 방수 방식층은 방수제, 시멘트 및 물을 포함하고, 상기 제2 방수 방식층과 제3 방수 방식층은 제1 방수 방식층의 조성물에 다공성 유리, 세라믹 및 펄프를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

다공성 유리 기반의 조성물을 이용한 방수 방식층 시공방법{METHOD FOR CONSTRUCTING WATERPROOF ANTICORROSION LAYER USING COMPOSITION BASED ON POROUS GLASS}
본 발명은 다공성 유리 기반의 조성물을 이용한 방수 방식층 시공방법에 관한 것으로서, 수용성 상도 마감으로 화재 등 재난 발생시 유독 가스 발생을 방지하고 다공성 유리를 사용하여 경량화되고 밀도가 있는 두께의 방수 방식층을 시공하는 방법에 관한 것이다.
방수 방식층 시공방법은 시공현장에서 이액형(二液形)으로 방수제(waterproofing agent)와 모르타르를 혼합하여 시공하는 방법과 이미 혼합된 일액형(一液形) 방수재(waterproofing material)를 사용하여 시공하는 방법이 있다.
일액형 방수재는 시공자가 방수제와 모르타르를 혼합할 필요가 없기 때문에 비전문가라도 시공이 간편하고 일정한 품질을 제공할 수 있으나, 밀도있는 두께를 형성하기 어렵고 물성이 서로 다른 다수의 층을 형성하기 어려웠다.
특허문헌 1은 일액형 방수재에 관한 것이고, 특허문헌 2는 이액형 방수재에 관한 것이다. 전문적인 시공자는 물성이 서로 다른 다수의 층을 형성하여 각 방수층 간의 유기적 작용에 의한 방수 성능을 강화시키고, 밀도가 있는 방수층의 두께를 형성하기 위해 이액형 방수재를 사용할 수 있다.
한편, 종래의 방수 방식층은 유성의 코트를 사용하여 상도 마감을 하였기 때문에 화재 등 재난 발생시 방수 방식층에서 유독 가스가 발생하는 등의 문제가 있었다.
1. 한국등록특허 제10-1954371호 2. 한국등록특허 제10-1498872호
상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 화재 등 재난 발생시 유독 가스 발생을 줄이고자 상도 마감을 수용성 코트를 사용하고, 다공성 유리를 포함한 이액형 조성물을 이용하여 경량화된 밀도 있는 두께의 물성이 다른 복수의 방수 방식층을 제공하고자 한다.
상기의 해결하고자 하는 과제를 위한 본 발명의 실시예에 따른 다공성 유리 기반의 조성물을 이용한 방수 방식층 시공방법은, 콘크리트 바탕면, 벽체 상부 또는 금속 표면에 부직포층을 형성하는 단계; 상기 부직포층상에 제1 방수 방식층을 형성하는 단계; 상기 제1 방수 방식층상에 제2 방수 방식층 형성하는 단계 및 상기 제2 방수 방식층상에 제3 방수 방식층의 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 방수 방식층은 방수제, 시멘트 및 물을 포함하고, 상기 제2 방수 방식층과 제3 방수 방식층은 제1 방수 방식층의 조성물에 다공성 유리, 세라믹 및 펄프를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 방수 방식층은 방수제 45~65중량%, 시멘트 17~27중량% 및 물 15~35중량%로 배합된 방수 페이스트가 도포된 것을 특징으로 한다.
상기 제2 방수 방식층은 방수제 25~45중량%, 시멘트 15~25중량%, 물 8~18중량%, 다공성 유리 6~10중량%, 세라믹 17~21중량% 및 펄프 1~5중량%로 배합된 방수 페이스트가 도포된 것을 특징으로 한다.
상기 제3 방수 방식층은 방수제 25~45중량%, 시멘트 12~22중량%, 물 8~18중량%, 다공성 유리 10~30중량%, 세라믹 15~20중량% 및 펄프 2~6중량%로 배합된 방수 페이스트가 도포된 것을 특징으로 한다.
상기 다공성 유리는 파쇄된 폐유리, 탄화규소 및 산화주석을 혼합, 가열 및 냉각시켜 생성되고, 0.1~5mm 사이즈의 입자를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 수용성 코트의 녹색이나 회색 상도 마감함으로써 화재 등 재난 발생시 유독 가스 발생을 줄여 인명 회생을 최소화 할 수 있다.
본 발명은 다공성 유리를 포함한 이액형 조성물을 이용하여 물성이 다른 다수의 방수층을 형성하고, 상부의 방수층이 하부의 방수층보다 시멘트의 양을 적게 사용함으로써, 각 방수층 간의 유기적 작용에 의한 방수 성능을 강화시키고, 밀도가 있는 방수층의 두께를 형성할 수 있다.
본 발명은 세라믹보다 낮은 비중을 갖는 다공성 유리 기반의 조성물을 이용하여 경량화되고 밀도가 있는 두께의 방수층을 형성할 수 있고, 방수층의 균열을 방지할 수 있다.
본 발명은 펄프를 통하여 시멘트와의 접착력을 향상시킬 수 있고, 충격 흡수와 인장 강도가 향상된 방수층을 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이액형 조성물을 이용한 방수층 시공 방법을 도시한 흐름도이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다공성 유리 기반의 조성물을 이용한 방수 방식층 시공방법을 도시한 흐름도로서, 방수 방식층 시공방법은 2액형의 조성물을 교반시켜 방수 페이스트를 제조하는 믹서장치 및 방수 페이스트를 도포하여 방수 방식층을 형성하기 위한 도포장치를 포함한다.
방수 방식층 시공방법은 콘크리트 바탕면, 벽체 상부 또는 금속 표면에 부직포층, 제1 방수 방식층, 제2 방수 방식층 및 제3 방수 방식층의 순서로 복수 개의 방수층을 형성한다.
방수 방식층은 콘크리트 바탕면 또는 벽체 상부에 형성되면 방수(防水) 기능을 제공하고, 금속 표면에 형성되면 금속 표면의 부식을 방지하는 방식(防蝕) 기능을 제공한다. 또한 방수 방식층은 방수와 방식 기능을 함께 제공할 수 있다.
제1 방수 방식층은 방수제(waterproofing agent), 시멘트 및 물을 포함하고, 제2 방수 방식층과 제3 방수 방식층은 제1 방수 방식층의 조성물, 다공성 유리(porous glass), 세라믹(ceramic) 및 펄프(pulp)를 포함한다.
부직포층은 부착 성능과 방화 성능을 위한 글라스 울(glass wool) 기반의 부직포이다. 부직포층은 부착 성능에 의해 콘크리트 바탕면 또는 벽체와의 부착력을 향상시킬 수 있고, 콘크리트 구조의 균열을 방지할 수 있다.
콘크리트 바탕면, 벽체 상부 또는 금속 표면에 제1 방수 방식층을 형성하고, 제1 방수 방식층 상부에 부직포층을 형성하면, 방수층의 들뜸 또는 균열이 발생할 수 있다.
본 발명은 콘크리트 바탕면, 벽체 상부 또는 금속 표면에 바로 부직포층을 형성하고, 부직포층의 상부에 제1 방수 방식층을 형성함으로써, 방수 방식층의 들뜸 또는 균열 문제를 해결할 수 있다.
제1 방수 방식층은 하도 코팅에 해당하고 제3 방수 방식층을 형성한 후에 수용성 탑코트(top coat)을 사용하여 녹색이나 희색으로 상도 마감을 할 수 있다. 일반적으로 탑코트는 유성을 사용하나, 본 발명은 수용성 코트의 녹색이나 회색으로 상도 마감함으로써 화재 등 재난 발생시 유독 가스 발생을 줄여 인명 회생을 최소화 할 수 있다.
방수제는 스타이렌부타디엔(styrene butadiene)계 화합물을 주성분으로 포함한다. 방수제는 접착제를 더 포함할 수 있고, 접착제는 비닐아세테이트-에틸렌 공중합체(vinyl acetate ethylene copolymer)를 포함한다. 접착제는 접착 보조의 기능으로서 비닐아세테이트와 에틸렌 기반의 화합물(polymer based on vinyl acetate and ethylene)을 더 포함할 수 있다.
방수제는 스타이렌부타디엔계 화합물과 접착제가 함께 포함되면 방수층의 접착 강도를 향상시킬 수 있고, 방수와 내마모성 성능을 향상시킬 수 있는 물질이다.
스타이렌부타디엔계 화합물은 스타이렌부타디엔이나 이것의 유도체를 포함하는 것이 가능하고, 그 중에서도 스타이렌부타디엔 디스퍼션(styrene butadiene dispersion), 스타이렌부타디엔-카르복실레이트 스타이렌부타디엔, 및 스타일렌부타디엔러버(SBR)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다.
비닐아세테이트-에틸렌 공중합체는 비닐아세테이트 단량체와 에틸렌 단량체가 공중합된 화합물로서, 본 발명에 적용되는 방수제에 기본적인 접착력을 부여하는 역할을 한다. 비닐아세테이트-에틸렌 공중합체는 백색의 유동성 액체로서, 여기에 연화제와 용매를 첨가하여 미분지 접합, 비닐 장판 접합, 봉투접합 등 종이, 종이판, 목재의 접합 및 봉합에 사용되며, 시멘트 몰탈 접합제의 첨가제로도 사용될 수 있다.
비닐아세테이트와 에틸렌 기반의 화합물(polymer based on vinyl acetate and ethylene)은 기본적으로 우수한 신장력, 방수성 및 유연성을 가지며, 플라스틱 결합제로 사용되고, 작용기로서 비닐아세테이트 및 에틸렌을 포함하며, 본 발명에서 기본 접착제로 사용되는 비닐아세테이트-에틸렌 공중합체와 함께 포함되면 공중합체의 에틸렌기 및 비닐아세테이트기 각각과 교차 결합에 의해서 공중합체의 접착력을 더욱 향상시킬 수 있다.
방수제는 기본적으로 접착력이 향상되고, 흡수비와 투수비가 감소되며, 방수 성능이 증가되어 제품성과 신뢰성이 향상된 시멘트 방수제를 제공할 수 있다. 또한 방수제는 비닐아세테이트와 에틸렌 기반의 화합물을 더 포함하면 기존의 시멘트 액체형 방수제보다 부착강도를 더욱 향상시킬 수 있고, 방수와 내마모성 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
스타이렌부타디엔계 화합물, 비닐아세테이트-에틸렌 공중합체 및 비닐아세테이트와 에틸렌 기반의 화합물은 각각 15~55중량%, 5~45중량% 및 3~25중량%의 비율로 포함될 수 있고, 더욱 바람직하게는 각각 18.5~51.0중량%, 9.20~500.8중량% 및 4.8~20.4중량%의 비율로 포함될 수 있다.
방수제는 카본블랙을 더 포함할 수 있고, 카본블랙은 비닐아세테이트와 에틸렌 기반의 화합물의 결합을 증가시켜 자외선에 안정하고, 방수 성능을 장기간 지속시킬 뿐만 아니라 내마모성을 향상시킬 수 있다.
카본블랙은 비닐아세테이트와 에틸렌 기반의 화합물 4.8~20.4중량%에 대하여 1.2~2.5중량%의 비율로 포함되는 것이 바람직한데, 범위 미만이면 내마모성 증진의 효과가 미약하고, 범위를 초과하면 방수 콘크리트의 신율을 감소시킬 수 있다.
방수제는 가소제와 소포제를 더 포함할 수 있고, 가소제는 프탈산계, 트리멜리트산계, 에폭시계, 폴리에스터계, 알리페틱계 및 항염소계 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 가소제는 수분의 흡수없이 액상 페인트의 가소성을 높이는 액상 물질로서, 그 중에서도 물성의 품질적 신뢰성이 높은 바스프사에서 생산되는 가소제(Plastilit 3060)를 사용하는 것이 바람직하다. 소포제는 유효성분 100%의 액상 소포제로서 합성 라텍스, 에멀젼을 베이스로 하는 도료, 접착제 및 건축용 퍼티 등에 광범위하게 사용될 수 있고, 라텍스계 에멀젼에 대해 우수한 소포성을 보일 뿐만 아니라 특히 아크릴계, 초산 비닐계 및 초산 비닐 아크릴계 에멀젼에 대해 우수한 억포와 파포 효과를 발휘할 수 있다. 가소제와 소포제는 스타이렌부타디엔계 화합물 18.5~51.0중량%에 대하여 각각 0.2~0.6중량%의 비율로 포함하는 것이 바람직하다.
방수제는 규산나트륨, 카오린, 항곰팡이제 및 메틸셀룰로오스로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 규산나트륨은 수용성 규산염 중 가장 널리 사용되고 있는 무기화합물로서 방수층의 강도를 향상시키고, 투수성을 줄여줄 수 있다. 카오린은 게르마늄이 포함된 천연 광물로서 분말 형태로 혼합되고, 분말의 직경은 30 ~ 60메쉬 정도가 바람직하며, 유독성 VOC를 흡수할 수 있다. 항곰팡이제는 수용성 페인트 및 접착제의 장기 보관성 증진을 위한 항균제로서 항균페인트, 항균 접착제 및 항균 PVC 필름용 항균제로 쓰이는 분말 형태 물질이고, 저독성을 가진다. 메틸셀룰로오스는 수용성 고분자로서, 건축, 토목, 페인트, 화학산업, 세제, 화장품 및 의약품 등 다양한 산업분야에서 핵심 첨가제로 사용되는 고기능성 정밀화학 제품으로서 방수제와 몰탈 혼합시 유연성과 균질성을 향상시킬 수 있다. 규산나트륨, 카오린, 항곰팡이제 및 메틸셀룰로오스는 스타이렌부타디엔계 화합물 18.5~51.0중량%에 대하여 각각 1.5~6.1중량%, 3.1~7.1중량%, 0.2~0.6중량% 및 1.2 ~ 2.2중량%의 비율로 포함하는 것이 바람직하다. 방수제는 폴리아크릴네이트계의 점도 증가제를 더 포함할 수 있다.
시멘트는 포틀랜드 시멘트 및 백시멘트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 포틀랜드 시멘트는 보통, 중용열, 조강, 초조강 및 내황산염 포틀랜드 시멘트로 구분된다. 포틀랜드 시멘트는 강도가 강한 반면에 쉽게 부서지는 성질이 있다. 백시멘트는 포트랜드 시멘트에 포함된 산화철의 함량이 낮아 흰색을 갖고, 안료 첨가에 의해 다양한 색상을 발현할 수 있으며, 조기 강도를 높일 수 있다.
다공성 유리는 파쇄된 폐유리, 탄화규소 및 산화주석을 혼합, 가열 및 냉각시켜 생성될 수 있다. 다공성 유리는 충전제(filler) 기능을 제공할 수 있다.
다공성 유리 제조 방법은 파쇄장치가 폐유리를 파쇄하여 폐유리 분말을 제조하고, 파쇄 또는 분말 형태의 폐유리, 탄화규소(silicon carbide) 및 산화주석(stannic oxide)을 퍼니스에 주입하여 혼합한다. 다음으로 가열수단이 퍼니스를 소정의 온도로 가열시켜 퍼니스 내의 물질을 용융시키고, 냉각수단이 퍼니스 내의 용융된 물질을 냉각시켜 다공성 유리를 제조한다. 다공성 유리는 0.1~5mm의 입자를 가질 수 있다.
일반적인 유리는 규사, 탄산나트륨 또는 탄산칼슘 등의 원료를 용융된 상태에서 냉각하여 얻은 비결정 고체이다. 폐유리는 다양한 제품에 형성되어 표면에 이물질을 포함할 수 있고, 분쇄되어도 폐유리 분말에 이물질을 포함할 수 있다. 이물질은 알칼리인 친수성 물질일 수 있으나, 산성인 비친수성 물질일 수 있다. 비친수성 물질은 시멘트와의 접착력을 약화시킬 수 있고, 방수 성능을 감소시킬 수 있다.
종래에는 폐유리를 분말 형태로 가공하고, 시멘트를 함께 혼합하여 방수 방식층을 형성하였으나, 비친수성 물질이 폐유리 분말에 포함 가능하여 시멘트와의 접착력을 약화시킬 수 있는 문제점이 있다.
파쇄 또는 분말 형태의 폐유리에 탄화규소와 산화주석을 첨가하여 가열하는 이유는, 탄화규소와 산화주석이 가열되면 이산화탄소가 발생하고, 이산화탄소에 의해 다공성을 갖는 유리 충전제를 제조할 수 있기 때문이다. 또한 가열하면서 폐유리 분말에 포함 가능한 비친수성 물질을 제거할 수 있으므로, 시멘트와의 접착력을 강화시킬 수 있기 때문이다.
본 발명은 세라믹보다 낮은 비중을 갖는 다공성 유리를 통하여 경량화되고 밀도가 있는 두께의 방수층을 형성할 수 있고, 방수층의 균열을 방지하여 유지보수 비용을 절감할 수 있다. 또한 본 발명은 폐유리를 다공성 유리로 재활용할 수 있다.
세라믹은 실리콘, 알루미늄, 타이타늄 또는 지르코늄 등과 같은 금속원소가 산소, 탄소 또는 질소 등과 결합된 산화물, 탄화물 또는 질화물을 포함할 수 있고, 방수층의 강도 강화를 위해 사용될 수 있다.
본 발명은 다공성 유리와 세라믹을 설정된 배합비로 함께 사용함으로써, 강도가 있으면서 경량화된 방수 방식층을 시공할 수 있다.
종래에는 방수 방식층의 충격 흡수를 위해 첨가제로서 폴리에틸렌폼(polyethylene foam)을 사용하였으나, 물과 혼합하여도 물과 분리되는 현상이 발생한다. 예를 들어 폴리에틸렌폼은 물 위에 떠 있는 성질이 있으므로, 방수제와 혼합하기 어렵다.
펄프(pulp)는 천연목재나 식물성 섬유를 기계적 또는 화학적 처리에 의하여 뽑아낸 섬유소의 집합체로서 종이, 섬유소계 인조섬유, 셀로판 또는 섬유소 유도체에 사용될 수 있다.
펄프는 물과 쉽게 섞여 방수제와 혼합될 수 있고, 모르타르와 접착제 용도로 사용될 수 있으며, 방수 방식층의 충격 흡수와 인장 강도를 향상시킬 수 있다.
제1 방수 방식층은 방수제 45~65중량%, 시멘트 17~27중량% 및 물 15~35중량%로 배합된 방수 페이스트가 도포된다.
제2 방수 방식층은 방수제 25~45중량%, 시멘트 15~25중량%, 물 8~18중량%, 다공성 유리 6~10중량%, 세라믹 17~21중량% 및 펄프 1~5중량%로 배합된 방수 페이스트가 도포된다.
제3 방수 방식층은 방수제 25~45중량%, 시멘트 12~22중량%, 물 8~18중량%, 다공성 유리 8~12중량%, 세라믹 19~23중량% 및 펄프 2~6중량%로 배합된 방수 페이스트가 도포된다.
시멘트는 강도가 강하지만, 쉽게 부서지는 성질이 있으므로, 상부의 방수 방식층은 하부의 방수 방식층보다 시멘트의 양이 적다. 더욱 상세하게는 제3 방수 방식층은 제2 방수 방식층보다 시멘트의 양이 적고, 제2 방수 방식층은 제1 방수 방식층보다 시멘트의 양이 적다.
제1 방수 방식층은 콘크리트 바탕면, 벽체 상부 또는 금속 표면과 부직포층을 더욱 견고하게 부착하는 기능을 제공하고, 제2 방수 방식층은 제1 방수 방식층과 밀착되도록 하는 기능을 제공한다. 제3 방수 방식층은 외부로부터 하부의 방수층을 보호하고, 외부 온도 변화에 대응하여 지속적으로 방수하며, 균열을 방지하는 기능을 제공한다.

Claims (5)

  1. 콘크리트 바탕면, 벽체 상부 또는 금속 표면에 부착하는 부직포층을 형성하는 단계;
    상기 부직포층상에 제1 방수 방식층을 형성하는 단계;
    상기 제1 방수 방식층상에 제2 방수 방식층 형성하는 단계 및
    상기 제2 방수 방식층상에 제3 방수 방식층의 형성하는 단계를 포함하는 다공성 유리 기반의 조성물을 이용한 방수 방식층 시공방법에 있어서,
    상기 제3 방수 방식층을 형성한 후에 녹색이나 회색의 수용성 코트로 상도 마감을 하고,
    상기 제1 방수 방식층은 방수제, 시멘트 및 물을 포함하고, 상기 제2 방수 방식층과 제3 방수 방식층은 제1 방수 방식층의 조성물에 다공성 유리, 세라믹 및 펄프를 더 포함하고,
    상기 방수제는 물에 혼합하는 스타이렌부타디엔(styrene butadiene)계 화합물을 포함하고,
    상기 시멘트는 상부 방수 방식층이 하부 방수 방식층보다 양이 적은 것을 특징으로 하는 다공성 유리 기반의 조성물을 이용한 방수 방식층 시공방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방수 방식층은 방수제 45~65중량%, 시멘트 17~27중량% 및 물 15~35중량%로 배합된 방수 페이스트가 도포된 것을 특징으로 하는 다공성 유리 기반의 조성물을 이용한 방수 방식층 시공방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 방수 방식층은 방수제 25~45중량%, 시멘트 15~25중량%, 물 8~18중량%, 다공성 유리 6~10중량%, 세라믹 17~21중량% 및 펄프 1~5중량%로 배합된 방수 페이스트가 도포된 것을 특징으로 하는 다공성 유리 기반의 조성물을 이용한 방수 방식층 시공방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제3 방수 방식층은 방수제 25~45중량%, 시멘트 12~22중량%, 물 8~18중량%, 다공성 유리 10~30중량%, 세라믹 15~20중량% 및 펄프 2~6중량%로 배합된 방수 페이스트가 도포된 것을 특징으로 하는 다공성 유리 기반의 조성물을 이용한 방수 방식층 시공방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다공성 유리는 파쇄된 폐유리, 탄화규소 및 산화주석을 혼합, 가열 및 냉각시켜 생성되고, 0.1~5mm 사이즈의 입자를 가지는 것을 특징으로 하는 다공성 유리 기반의 조성물을 이용한 방수 방식층 시공방법.
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