KR102187346B1 - 콘크리트 교면방수재, 이를 이용한 교면 방수 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트 교면방수재, 이를 이용한 교면 방수 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 콘크리트 층(10)의 상부에 도포되는 하도층(100); 및 하도층(100)의 상부의 상도층(200); 을 포함하여 이루어지는 교면 방수 방법에서 상도층(200)을 형성하는 콘크리트 교면방수재 조성물은 "에폭시 수지"에 "가소성 수지"와 "코울타르"에 "첨가제"가 추가로 함께 개질되어 주제를 형성하고 경화제와 주제 100 중량부에 대해서 경화제 12 내지 15 중량부와 함께 사용하며 상도층(200)의 주제 조성물로 "에폭시 수지"에 "가소성 수지"와 "코울타르", "첨가제" 간의 중량비는 100 : 16 내지 33 : 100 내지 130 : 12 내지 13로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
이에 의해, 기존 포장층이 제거된 교면의 손상부 및 균열부의 보수시 내구성 및 내열성을 기존의 콘크리트나 아스팔트 재질로 사용하는 것에 비해 낮아지지 않으면서도 신속하게 충진되도록 함으로써, 이를 기반으로 하도층을 형성하여 방수성 불량, 들뜸, 크랙발생 등의 문제점을 할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

콘크리트 교면방수재, 이를 이용한 교면 방수 방법{Concrete bridge waterproofing material, and waterproofing method using the same}

본 발명은 콘크리트 교면방수재, 이를 이용한 교면 방수 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 아스팔트 도포 전 비노출방수를 위한 콘크리트 교면방수재, 이를 이용한 교면 방수 방법에 관한 것이다.

현재 교면 방수에 사용되고 있는 방수 공법은 고무 아스팔트 방수공법, 고무화 방수공법, 폴리우레탄 방수 공법을 많이 사용하고 있으나 방수작업 후에 180 내지 200℃의 아스콘 타설로 인한 열화를 견디지 못하여 연화되었다가 고화되어 노화가 조속히 진행되는 경우와 사용중에 여름철 지열로 석유수지 유출로 방수막이 고화되어 콘크리트과 방수층이 박리되는 문제로 크랙 발생, 들뜸현상, 밀려나가 요철발생 등의 문제로 2 내지 3년 간격으로 보수공사를 하여야 하는 문제점이 있었다.

이에 따른 기존의 방수 공법은 대개 고무화 아스팔트 쉬트공법이나 시멘트 몰탈에 과량의 수용성 고무를 혼합하여 아스팔트 겸용 도막재를 개발하여 시공하거나 연질성 MMA수지에 세멘트 몰탈을 혼합시킨 폴리머 방수공법 등이 있다.

먼저, 고무화 아스팔트 쉬트공법은 가장 많이 적용되고 있는 공법이나 유지분이 고열로 승화되면서 방수성 불량, 들뜸, 크랙발생 등의 문제점이 많이 발생한다.

다음으로, 시멘트 몰탈에 과량의 수계 고무수지를 혼합시켜 아스콘 겸용방수공법은 겨울철 제설제로 인한 내염해성이 부족으로 부식 발생한다.

또한, MMA계 방수제는 아크릴계 포리머 수지 방수공법이므로 내염해성 부족, 콘크리트와 중성화성을 박리 등의 원인이 발생한다.

대한민국 특허출원 출원번호 제10-2018-0154446(2018.12.04)호 "가열식 에폭시 아스팔트 교면방수층 및 그 시공방법(HEATING BRIDGE DECK WATERPROOFING LAYER OF EPOXY ASPHALTAND CONSTRUCTING METHOD OF THE SAME)"

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기존 포장층이 제거된 교면의 손상부 및 균열부의 보수시 내구성 및 내열성을 기존의 콘크리트나 아스팔트 재질로 사용하는 것에 비해 낮아지지 않으면서도 신속하게 충진되도록 함으로써, 이를 기반으로 하도층을 형성하여 방수성 불량, 들뜸, 크랙발생 등의 문제점을 해결하도록 하기 위한 콘크리트 교면방수재, 이를 이용한 교면 방수 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 시멘트 몰탈에 과량의 수계 고무수지를 혼합시켜 아스콘 겸용방수공법은 겨울철 제설제로 인한 내염해성이 부족으로 부식 발생을 해결하도록 할 뿐만 아니라, 하도층에서 콘크리트 층의 잠열을 쉽게 외부로 배출하도록 함으로써, 콘크리트 층으로 특히 여름철 낮에 과도한 고온 현상으로 인해 하도층이 들뜨는 현상을 제거하도록 하기 위한 콘크리트 교면방수재, 이를 이용한 교면 방수 방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 에폭시 수지와 코울타르가 이상적으로 배합되어 있어서 방수성, 내충격성, 내수성, 접착성이 우수하므로 내구 수명이 길뿐만 아니라, 내염해성이 우수하여 겨울철 제빙제에 의한 염수성이 우수하여 방수층이 산화나 노화현상이 없어 수명이 길도록 할 뿐만 아니라, 상도층와 아스팔트 층 사이에 완충 보충 부재를 추가로 형성하여 내염해성 부족, 콘크리트와 중성화성을 박리 등의 원인이 발생을 추가로 억제할 수 있도록 하기 위한 콘크리트 교면방수재, 이를 이용한 교면 방수 방법을 제공하기 위한 것이다.

그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 교면방수재는, 콘크리트 층(10)의 상부에 도포되는 하도층(100); 및 하도층(100)의 상부의 상도층(200); 을 포함하여 이루어지는 교면 방수 방법에서 상도층(200)을 형성하는 콘크리트 교면방수재 조성물은 "에폭시 수지"에 "가소성 수지"와 "코울타르"에 "첨가제"가 추가로 함께 개질되어 주제를 형성하고 경화제와 주제 100 중량부에 대해서 경화제 12 내지 15 중량부와 함께 사용하며 상도층(200)의 주제 조성물로 "에폭시 수지"에 "가소성 수지"와 "코울타르", "첨가제" 간의 중량비는 100 : 16 내지 33 : 100 내지 130 : 12 내지 13로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.

이때, 첨가제는 모링가액인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 교면방수재, 이를 이용한 교면 방수 방법은, 기존 포장층이 제거된 교면의 손상부 및 균열부의 보수시 내구성 및 내열성을 기존의 콘크리트나 아스팔트 재질로 사용하는 것에 비해 낮아지지 않으면서도 신속하게 충진되도록 함으로써, 이를 기반으로 하도층을 형성하여 방수성 불량, 들뜸, 크랙발생 등의 문제점을 할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 콘크리트 교면방수재, 이를 이용한 교면 방수 방법은, 시멘트 몰탈에 과량의 수계 고무수지를 혼합시켜 아스콘 겸용방수공법은 겨울철 제설제로 인한 내염해성이 부족으로 부식 발생을 해결하도록 할 뿐만 아니라, 하도층에서 콘크리트 층의 잠열을 쉽게 외부로 배출하도록 함으로써, 콘크리트 층으로 특히 여름철 낮에 과도한 고온 현상으로 인해 하도층이 들뜨는 현상을 제거할 수 있는 효과를 제공한다.

뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 콘크리트 교면방수재, 이를 이용한 교면 방수 방법은, 에폭시 수지와 코울타르가 이상적으로 배합되어 있어서 방수성, 내충격성, 내수성, 접착성이 우수하므로 내구 수명이 길뿐만 아니라, 내염해성이 우수하여 겨울철 제빙제에 의한 염수성이 우수하여 방수층이 산화나 노화현상이 없어 수명이 길도록 할뿐만 아니라, 상도층와 아스팔트 층 사이에 완충 보충 부재를 추가로 형성하여 내염해성 부족, 콘크리트와 중성화성을 박리 등의 원인이 발생을 추가로 억제할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 교면방수재를 이용한 교면 방수 방법에 따라 형성된 콘크리트 교면방수 구조를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

콘크리트 교면방수재를 이용한 교면 방수 방법은 먼저, 기존 포장층 제거를 수행할 수 있다. 보다 구체적으로 기존의 교량 교면의 상판에 해당하는 시공 대상에서 포장층을 제거하고 깨끗이 청소하고 정리함으로써, 기존의 교량 교면의 아스콘 포장만을 절삭 후 재포장하되, 교면 방수에 따른 시간이 추가되므로 지촉건조시간이 빠른 재료를 선정하여 현장 조건에 유연하게 대처가 가능하고, 공사시간 단축과 함께 신속한 개통을 함으로써 통행에 따른 불편함을 신속하게 해결하도록 하는 것이다.

다음으로, 기존 포장층이 제거된 교면의 손상부 및 균열부의 보수를 수행할 수 있다. 포장층이 제거된 기존의 교량 시공 대상면의 손상부와 균열부에 대한 보수를 수행시, 미리 설정된 면적 이하의 손상부 및 균열부에 대해서는 균열 충진제를 도포하고, 미리 설정된 면적을 초과하는 손상부에 대해서는 내부면을 하이브리드 수지 혼합물과, 충진제를 중량비 25 내지 35 : 65 내지 75의 비율로 혼합하고, 하이브리드 수지 혼합물으로 CNT 나노 기반 소재, PLA 수지, 셀룰로오스 나노화이바, 탄소 섬유를 이용하여 중량비 5 내지 3 : 24 내지 35 : 15 내지 13 : 11 내지 12의 함량으로 교반하여 점도를 갖는 겔(gel) 형으로 제조된 뒤, 겔 형태의 조성물에 충진제를 교반하여 형성한 것을 충진함으로써, 신속하고 견고하게 손상부를 실링할 수 있다. 충진제는 탄산칼슘, 탈크, 클레이, 실리카, 산성백토를 포함하는 그룹에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 일 실시예로, 탈크를 이용시 폴리우레탄 프리폴리머의 성형성과 내가수분해성능을 향상시키기 위하여 첨가되는 것으로, 충진제가 65 중량부 미만일 경우 하이브리드 수지 혼합물의 용해시 치수안정성 개선효과가 떨어지며, 75 중량부를 초과하는 경우 보강재로 사용하여 경화시 내구 및 내열성이 현저하게 저하되는 우려가 발생할 수 있다.

여기서, CNT 나노 기반 소재는 손상부 외면과의 접착력을 향상시키기 위해 형성되며, 폴리우레탄 프리폴리머 100 중량부에 대하여 CNT 나노 복합제 12 내지 15 중량부, 희석제 12 내지 13 중량부, 가소제 3 내지 7 중량부, 증점제 4 내지 8 중량부, 잠재성경화제 5 내지 7 중량부, 열전도성 접착제 5 내지 7 중량부를 첨가 혼합하여 형성될 수 있다.

CNT 나노 복합제 원료는 기계적 특성, 전도도 특성, 전기 전도도, 열 방산, 고강도, 경량화, 내마모성, 전자파 제거 등의 특성을 가지며, CNT 나노 복합재 원료는 CNT 나노 튜브(Carbon Nanotube) 외에 PCM 캡슐 파우더, 유기금속 폴리머(Polymer), 폴리프로필렌 수지를 중량비 CNT 나노 복합재 100 중량부를 기준으로 12 내지 13 중량부, 5 내지 8 중량부, 6 내지 9 중량부, 23 내지 25 중량부에 해당하는 조성물을 이용해 복합플라스틱 레진을 형성한 상태로 제공됨으로써, 보강재의 충진시 부착력 향상 뿐만 아니라, 콘크리트 면의 잠열에 대한 PCM 캡슐 파우더에 의한 열확산과 열전달, 그리고 CNT 나노 복합재의 열 방산 효과를 통해 외부로의 방출 효율을 향상시킬 수 있다.

희석제는 점도를 감소시키기 위하여 전형적으로 스티렌을 사용하거나, 크리프(creep)에 악영향이 없이 구조 접착제의 작용 시간을 연장하도록, 구조 접착제용으로 유용한 폴리머 반응성 희석제로서 기능이 있는, 저분자량, 폴리머 수반응성(moisture reactive) 조성물을 활용할 수 있다.

가소제는 디이소데실프탈레이트디이소노닐프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 디옥틸아디페이트로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 또는 2종 이상 혼합한 것을 사용한다.

증점제는 실리카, 흄실리카, 벤토나이트, 클레이, 아마이드, 셀룰로오스로 구성된 그룹에서 선택되는 어느 하나 또는 2종 이상 혼합한 것을 사용한다.

잠재성경화제는 옥사졸리딘, 케타진, 알디민, 케티민, 알디민-케티민을 포함하는 그룹에서 1차 또는 2차 아민이 잠재된 성질을 갖고 있는 물질 중 어느 하나 또는 2종 이상 혼합한 것을 사용한다.

한편, 열전도성 접착제는 금속 나노 와이어를 추가 함유한 접착성 및 열전도성이 우수한 열전도성 접착제로, 열전도성 접착제로서 전도성 필러로써 나노 크기의 미세한 금속 나노 와이어를 소량 함유하여, 기존의 열전도성 접착제가 나타내지 못한 현저히 높은 열전도성을 나타내며 동시에 우수한 접착성 및 방열특성을 가지는 열전도성 접착제를 제공함으로써, 보강재 형성면의 상부면과 하부면에 열안정화를 통해 부착 성능을 향상시킬 수 있다.

이후, 교면의 손상부 및 균열부가 보수된 교면에 해당하는 콘크리트 층(10)의 상부면에 침투성 구체강화 프라이머에 해당하는 에폭시계 하도층(100)을 형성할 수 있다. 한편, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 교면방수재를 이용한 교면 방수 방법에 따라 형성된 콘크리트 교면방수 구조를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 콘크리트 교면방수 구조는 콘크리트 층(10)의 상면에 형성되는 하도층(100), 하도층(100) 상부에 형성되는 상도층(200)으로 이루어질 수 있다.

여기서, 하도층(100)은 수지, 소포제, 탈포제, 레벨링제, CNT 나노 복합제, 열전도성 접착제, 경화제로 이루어질 수 있다.

수지는 에폭시계 수지로, DIGLYCIDYL ETHER OF BISPHENOL A(4,4'-Isopropylidenediphenol, oligomeric reaction products with 1-chloro-2,3-epoxypropane)을 하도층(100)을 구성하기 위한 다른 조성물과의 중량 비율이 35 내지 45 중량부로 형성될 수 있다.

한편, 상술한 수지의 대체 가능한 것으로 4,4'-Isopropylidenediphenol, oligomeric reaction products with 1-chloro-2,3-epoxypropane, C12-C14 Alkyl glycidyl ether; 4,4'-Isopropylidenediphenol, oligomeric reaction products with 1-chloro-2,3-epoxypropane, Butyl glycidyl ether(BGE); 4,4'-(1-Methylethylidene)bisphenol polymer with 2,2'-[(1-methylethylidene)bis(4,1-phenyleneoxymethylene)]bis[oxirane]; 4,4'-Isopropylidenediphenol, oligomeric reaction products with 1-chloro-2,3-epoxypropane, C12-C14 Alkyl glycidyl ether; Phenol, 4,4'-(1-methylethylidene)bis-, polymer with (chloromethyl)oxirane, POLYPROPYLENE GLYCOL DIGLYCIDYL ETHER, Acrylonitrile-butadiene rubber (NBR); 4,4'-Isopropylidenediphenol, oligomeric reaction products with 1-chloro-2,3-epoxypropane, Butyl glycidyl ether (BGE); 를 사용할 수 있다.

소포제는 친유체와 폴리실록산의 혼합물로서 하도층(100) 도포시 발생되는 기포를 억제함으로써 하도층(100)의 콘크리트 층(10)과의 밀착력을 높여주는 역할을 하는 것으로서, 하도층(100)을 구성하기 위한 다른 조성물과의 중량 비율이 5 내지 7 중량부로 형성될 수 있다.

일례로, 폴리실록산 타입의 소포제(Solution of foam destroying polysiloxanes), 그 밖의 2,6-dimethylheptan-4-one; di-isobutyl ketone을 사용할 수 있다.

한편, 상술한 소포제의 대체 가능한 것으로 Foam destroying polymers and polysiloxanes, Naphtha(petroleum); Solution of foam destroying polyacrylates and polymers, silicone free, low boiling point hydrogen treated naphtha; Solution of foam destroying polymers, silicone free, Naphtha (petroleum), hydrodesulfurized heavy; Naphtha, petroleum, hydrodesulfurized heavy; Foam destroying polymers, naphtha(petroleum); Foam destroying polymers and polysiloxanes, Naphtha(petroleum); 를 사용할 수 있다.

다음으로, 탈포제는 하도층(100) 도포시 기포 발생을 방지 및 제거하고, 제조 공정을 개선시키는 역할을 하는 것으로서, foam destroying polymers, silicone free; Solvent naphtha; 2-methoxy-1-methylethyl acetate; 2,6-di-tert-butyl-4-cresol; 중 적어도 하나 이상으로 이루어질 수 있으며, 하도층(100)을 구성하기 위한 다른 조성물과의 중량 비율이 3 내지 4 중량부로 형성될 수 있다.

한편, 상술한 탈포제의 대체 가능한 것으로, Fluorine modified polysiloxane, Cyclohexanone; Foam destroying polymers, silicone free, low boiling point hydrogen treated naphtha; Polyether modified methylalkyl polysiloxane copolymer, Low boiling point hydrogen treated naphtha; Oct-1-ene, 2-methoxy-1-methylethyl acetate; Foam destroying polymers and polysiloxanes, Hydrocarbons; Foam destroying polymers, White mineral oil; Foam destroying polymers, silicone free, Solvent naphtha(petroleum); Foam destroying polyacrylates and polymers, silicone free, Solvent naphtha, Stoddard solvent, 2-methoxy-1-methylethyl acetate, Ethylene glycol monobutyl ether; 를 사용할 수 있다.

다음으로, 레벨링제는 하도층(100)을 위한 다른 조성물이 평탄하고 매끄럽게 코팅되도록 레벨링함으로써, 조성물 내의 접착력을 증진시키면서 도막의 외관 특성을 향상시키기 위한 것이다. 레벨링제로는 하도층(100)을 구성하기 위한 다른 조성물과의 중량 비율이 2 내지 3 중량부로 형성될 수 있으며, Combination of high boiling aromatics, ketones, esters and a polydimethylsiloxane; Solvent naphtha; Diisobutyl ketone; Butyl glycolate; Ethyl lactate; 을 사용할 수 있다.

한편, 상술한 레벨링제의 대체 가능한 것으로, Polyacrylate, 1-methoxy-2-propanol; Polyacrylate, 2-methoxy-1-methylethyl acetate; Polyacrylate, Solvent naphtha, 2,6-dimethylheptan-4-one; Polyacrylate, Silicon dioxide; Polyether modified polydimethylsiloxane; 를 사용할 수 있다.

CNT 나노 복합제는 상술한 손상부를 충진 도포하는 조성물에 사용하는 것과 동일한 소재인 CNT 나노튜브 100 중량부를 기준으로 PCM 캡슐 파우더, 유기금속 폴리머(Polymer), 폴리프로필렌 수지를 12 내지 13 중량부, 5 내지 8 중량부, 6 내지 9 중량부, 23 내지 25 중량부에 해당하는 조성물을 이용해 복합플라스틱 레진을 형성한 상태로 제공됨으로써, 하도층(100)을 형성시 콘크리트 면(10)에 대한 부착력 향상 뿐만 아니라, 콘크리트 면(100)의 잠열에 대한 PCM 캡슐 파우더에 의한 열확산과 열전달, 그리고 CNT 나노 튜브의 열 방산 효과를 통해 외부로의 방출 효율을 향상시킬 수 있다.

열전도성 접착제도 상술한 손상부를 충진 도포하는 조성물과 같은 금속 나노 와이어를 전체 접착물질 중량부 대비 20 내지 30 중량부를 추가 함유한 접착성 및 열전도성이 우수한 열전도성 접착제로, 열전도성 접착제로서 전도성 필러로써 나노 크기의 미세한 금속 나노 와이어를 소량 함유하여, 기존의 열전도성 접착제가 나타내지 못한 현저히 높은 열전도성을 나타내며 동시에 우수한 접착성 및 방열특성을 가지는 열전도성 접착제를 제공함으로써, 하도층(100) 형성면의 상부면과 하부면에 열안정화를 통해 부착 성능을 향상시킬 수 있다.

경화제는 지방족 아민 수지, 방향족 아민 수지, 경화촉진제, 비반응성 희석제를 하도층(100)을 구성하기 위한 다른 조성물과의 중량 비율이 중량비 2.1 내지 2.2 : 1.4 내지 1.5 : 1.5 내지 2.1 : 2.5 내지 3.2 중량부로 이루어짐으로써, 하도층(100)의 조성물에 대한 경화를 수행할 수 있다.

즉, 손상부와 균열부에 대해서 보수가 완료된 시공 대상면 위에 프라이머에 해당하는 하도층(100) 조성물을 도포함으로써, 교량 교면의 시공 대상면에 대한 작업환경 저하 및 대기 공해를 유발하는 휘발성 용제의 함량이 거의 없으며, 저온에서 경화성이 양호하고, 경화 후 도막 외관 및 전반적인 물성이 우수한 하도층(100) 조성물을 사용할 수 있다.

여기서 하도층(100)을 위한 조성물은 콘크리트 교면방수재가 도포되기 전에 최초로 도포됨으로써, 교량 교면에 대한 물리적 충격으로부터 1차적으로 보호하는 역할을 수행할 수 있다.

하도층(100) 도포 이후, 콘크리트 교면방수재를 도포할 수 있다.

본 발명에서 하도층(100)의 상부의 상도층(200)을 형성하기 위한 콘크리트 교면방수재는 "에폭시 수지"에 "가소성 수지"와 "코울타르"로 개질하여 내약품성, 방수성, 내후성, 유연성을 부여한 유성 무용제 수지이며, "첨가제"가 추가로 함께 개질되어 주제를 형성하고 경화제와 주제 100 중량부에 대해서 경화제 12 내지 15 중량부와 함께 사용할 수 있다. 그리고 상도층(200)의 주제 조성물로 "에폭시 수지"에 "가소성 수지"와 "코울타르", "첨가제" 간의 중량비는 100 : 16 내지 33 : 100 내지 130 : 12 내지 13로 이루어지는 경우 접착성, 경도, 방수층 내크랙성, 내알칼리성이 전반적으로 우수 또는 양호하다.

본 발명에서 에폭시 수지는 당량이 180g/eq이고, 25℃에서 점도는 8,000 내지 11,000 CPS이며, 노블락 에폭시 수지는 당량이 180g/eq이고, 25℃에서 점도는 30,000 CPS이고, 가소성 수지는 다이머 지방산(Dimer Fatty Acid) 변성타입 에폭시 수지이고, 코울타르(Coaltar)는 정제 타르에 해당한다.

즉, 본 발명에서는 콘크리트 교면방수재를 애니탈 방수공법은 콘크리트와 아스팔트 간에 접착력이 우수하고 박리현상이 없고 크랙, 들뜸, 밀려 나가면서 발생되는 요철이 발생하지 않아 안전사고를 미연에 방지하며, 내구년한이 길어 유지관리 비용이 대폭 감소시켜 주며 내화학성, 내충격성, 내후성, 방수성, 내수성 이 우수한 교량 교면 방수를 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 콘크리트 교면방수재를 사용한 애니탈 방수공법은 하도층(100), 또는 콘크리트 층(10)과 아스콘 사이의 접착력이 우수하여 상호간의 박리현상이 없어서 크랙이나 들뜸 또는 밀려나가서 요철발생 등의 현상이 없는 내산성 복합방수 공법을 제공할 수 있다.

에폭시 수지와 코울타르가 이상적으로 배합되어 있어서 방수성, 내충격성, 내수성, 접착성이 우수하므로 내구 수명이 길뿐만 아니라, 내염해성이 우수하여 겨울철 제빙제에 의한 염수성이 우수하여 방수층이 산화나 노화현상이 없어 수명이 길다.

첨가제로는 "섬유", "고무재", "탄성향상제", "나노화이바", "모링가액"을 참가할 수 있으며, 첨가제 전체 100 중량부 상에서 섬유, 고무재, 탄성향상제, 나노화이바, 모링가액은 12 내지 13 : 5 내지 7 : 2 내지 5 : 3 내지 5 : 1 내지 2 중량비로 이루어지는 경우, 에폭시 수지, 가소성 수지, 코울타르, 첨가제 전체의 혼합비 상에서 접착성, 경도, 방수층 내크랙성, 내알칼리성을 극대화시킬 수 있느 조성비가 실험적으로 확인되었다.

먼저, "섬유"는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 바잘트(Basalt) 섬유 중 적어도 하나 이상의 소재를 보강하여 콘크리트 교면방수재에 의해 형성된 방수막인 상도층(200)의 처짐, 방수막 크랙 등의 발생을 방지하고 내열성과 내한성에 우수하도록 할 수 있다.

여기서 섬유는 미세한 그물조직으로 밀실한 조직을 형성하여 콘크리트 교면방수재의 크랙을 방지하고 수명을 연장시킬 수 있다.

"고무재"는 신율을 증진시킴으로써, 교면방수 후 아스팔트를 타설 후 차량 이동 시 교면의 출렁임으로 상도층(200) 및 하도층(100)으로 형성된 방수면이 파단될 수 있으므로 신율은 매우 중요하므로 추가될 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 콘크리트 교면방수재의 조성물에는 코울타르가 들어가므로 고무성분이 들어간 수지를 첨가하면 신율이 극대화될 수 있으며, 교면방수재로 방수성에 우수한 에폭시를 사용하고 타르로 신율을 증진시키는데, 교면방수 후 아스팔트를 타설 후 차량 이동 시 교면의 출렁임으로 방수층이 파단될 수 있으므로 신율은 매우 중요하므로 추가 물질로 고무성분을 추가함으로써 신율을 더욱 증대시키는 것이다.

본 발명에서 추가되는 고무재는 '아크릴로니트릴 부타디엔 고무(아크릴로나이트릴 뷰타다이엔 고무) [acrylonitrile-butadiene rubber] = NBR'일 수 있다.

다음으로, "탄성향상제"는 콘크리트 교면방수재 조성물의 탄성 및 내구성을 향상시키기 위해 첨가되며, Silica nanoparticles, Copolymers, 2-methoxy-1-methylethyl acetate, 1-mehoxy-2-propanol; Surface-treated silica nanoparticles, Copolymers, HDDA(hexamethylene diacrylate), 2,6-Di-tert-butyl-p-cresol; Silica nanoparticles, Copoylmers, 2-methoxy-1-methylethyl acetate, 1-mehoxy-2-propanol; 으로 이루어지는 것 중 하나의 군에 해당하는 것이 첨가될 수 있다.

"나노화이바"는 상도층(200)을 형성을 위해 콘크리트 교면방수재 조성물을 도포시 미세하게 거친 공극을 형성시켜 해당 상도층(200) 형성 후 아스팔트를 도포할 때 접착력을 우수하도록 하기 위해 셀룰로오스 나노화이바가 추가될 수 있다. 또한, 나노화이바가 참가된 본 발명에 따른 콘크리트 교면방수재는 셀룰로오스계 나노화이바 첨가물이 함유되어 하도층(100) 조성물 및 아스팔트 조성물과의 강한 부착력을 발휘하고 계절로 인한 극명한 온도차이의 환경에서 더욱 흔히 발생하는 도막의 균열을 방지하고 동결융해 저항성을 향상시킨다.

셀룰로오스 나노화이바는 미세하게 거친 표면의 형상으로 인해 기존 하도층(100), 그리고 아스팔트 조성물과 콘크리트 교면방수재 조성물 간에 고리 형식의 입자를 형성하여 높은 부착력을 발휘하며 기온의 급격한 변화에도 높은 신장율을 유지하므로 크랙현상을 방지한다.

한편, 셀룰로오스 나노화이바의 콘크리트 교면방수재 조성물의 주제 조성물 상에서 뭉침이 발생함을 방지하기 위해 경화제는 아민 타입의 첨가제를 함유하여 주제와 경화제 교반 시 셀룰로오스의 분해를 돕도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 콘크리트 교면방수재 주제 조성물과 함께 사용되는 경화제는 주제 조성물 입자끼리의 결속을 증대시킴 경화 후 내구성, 내크랙성 향상을 위해 아민타입인 지방족 아민계 경화제, 그 밖의 치환족 아민계 경화제, 방향족 아민계 경화제, 산무수물 경화제, 아미다졸계 경화제를 하나 이상 혼합하여 이루어지나, 본 발명에서 경화제는 알칼리 및 산에 강한 폴리아민을 포함하는 폴리아마이드 변성 폴리아민을 주경화제로 하여 사용하도록 한다.

"모링가액"은 콘크리트 교면방수재 주제 조성물과 경화제의 혼합에 있어서 항균, 항곰팡이, 미생물의 근식방지를 위해 사용되는 것이 바람직하다.

모링가액은 모링가씨의 섬유층을 잘게 분쇄한 분말을 증류수와 1 : 2 내지 3의 중량비로 희석하여 사용하고, 모링가씨 분말은 모링가씨를 별도로 분쇄하여 섬유층을 사용하되, 모링가씨 섬유층은 1.5 내지 2.6 데니어(denier)의 것을 활용하는 것이 바람직하다.

이후, 상도층(200) 상부에 보강용 그리드망 및 방수포를 시공할 수 있다.

보다 구체적으로, 하도층(100) 상부에 도포된 상도층(200)에 의해 염화물 이온 침투저항성을 향상시키며, 그 상부의 보강용 그리드망 및 방수포는 뒤에 시공되는 아스팔트 조성물의 균열이 발생하여도 상도층(200)를 보호해 줄 수 있는 완충역할을 제공하는 구조 뿐만 아니라, 하도층(100) 및 상도층(200)이 완전히 경화되기 전에 투입됨으로써, 교면, 방수층, 아스팔트 층의 일체성을 통해 하절기(우기,장마철)/동절기(결빙,제빙) 포트홀 발생 등 아스팔트 층 손상이 적도록 하는 효과를 제공할 수 있다.

본 발명에서 그리드망은 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 바잘트(Basalt) 섬유 중 적어도 하나 이상의 소재를 기반으로 형성되며, 롤러 장치를 이용하여 자동 포설할 수 있다. 그리고, 방수포는 부직포 등을 사용할 수 있으며, 방수포는 부직포 필름에 대한 연신 후 열안정화 과정 사이에 필름에 대한 연성화와 함께 메쉬 공정에 따라 허니콤브 형상 구조의 메쉬 구조를 형성할 수 있다. 이와 같은 구조를 형성함으로써, 유연성을 제공하고, 복수의 방수포 필름을 적층하고 그리드망을 안착시키는 구조를 제공할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 그리드망은 모두 재생 폴리프로필렌에 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 바잘트(Basalt) 섬유 중 적어도 하나과 난연제를 첨가한 재생 폴리프로필렌 수지를 활용할 수 있다.

보다 구체적으로, 폐합성수지인 재생 폴리에틸렌에 상술한 섬유 중 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 바잘트(Basalt) 섬유 중 적어도 하나 이상을 첨가 혼합하여 섬유 강화 플라스틱(FRP, Fiber Reinforced Plastic)인 폴리에틸렌 수지를 수득하게 되는데, 섬유 강화 폴리에틸렌 수지는 철보다 강하고 알루미늄보다 가벼우며 녹슬지 않고 가공성이 우수하다는 장점이 있다.

여기서 폴리에틸렌 기반 원료는 폴리에틸렌 100 중량부에 대해서 에틸렌비닐초산 코폴리머(EVA) 10 내지 20 중량부, 폴리우레탄 5 내지 10 중량부로 구성되는 수지조성물에 섬유를 50 내지 65 중량부를 첨가 혼합된 100 중량부에 무기질 필러 20 내지 24 중량부, 난연제를 5 내지 7 중량부를 첨가 혼합하여, 폴리에틸렌만을 사용한 수지에 의해 인장강도, 굴곡강도, 하중변형온도, 아이죠드 충격강도에서 향상된 성능을 나타낼 뿐만 아니라, 조성 재료 자체가 저렴하여 제조하는 원가를 낮출 수 있다.

무기질 필러는 그리드망의 원가절감 및 물리적 강도를 높이기 위하여 사용되는 것으로, 그 종류로는 탄산칼슘(중탄, 경탄), 탈크, 마이카, 클레이, 침상형 무기질 분말(wallastonite, pangel 이상 상품명) 등을 이용할 수 있다

본 발명에서 그리드망은 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 바잘트(Basalt) 섬유 중 적어도 하나 이상의 소재를 기반으로 형성되며, 롤러 장치를 이용하여 자동 포설할 수 있다.

이하, 아스팔트 포장층을 시공하며, 도막 방수 아스팔트 중탕 가열기, 분사 장치 및 자동 도막 두께 형성 레벨 시공장치를 통해 미리 설정된 두께로 아스팔트 포장층을 시공할 수 있다.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

10 : 콘크리트 층
100 : 하도층
200 : 상도층

Claims (2)

1. 기존의 교량 교면의 상판에 해당하는 시공 대상에서 포장층을 제거하고 깨끗이 청소하고 정리하는 제 1 단계;
   포장층이 제거된 기존의 교량 시공 대상면의 손상부와 균열부에 대한 보수를 수행시, 미리 설정된 면적 이하의 손상부 및 균열부에 대해서는 균열 충진제를 도포하되, 미리 설정된 면적을 초과하는 손상부에 대해서는 내부면을 하이브리드 수지 혼합물과, 충진제를 중량비 25 내지 35 : 65 내지 75의 비율로 혼합하고, 하이브리드 수지 혼합물으로 CNT(탄소나노튜브, carbon nano tube) 나노 기반 소재, PLA(Poly Lactic Acid) 수지, 셀룰로오스 나노화이바, 탄소 섬유를 이용하여 중량비 5 내지 3 : 24 내지 35 : 15 내지 13 : 11 내지 12의 함량으로 교반하여 점도를 갖는 겔(gel) 형으로 제조된 뒤, 겔 형태의 조성물에 충진제를 교반하여 형성한 것을 충진함으로써, 신속하고 견고하게 손상부를 실링하고, 충진제는 탄산칼슘, 탈크, 클레이, 실리카, 산성백토를 포함하는 그룹에서 선택되는 하나 이상인 것을 사용하며, CNT 나노 기반 소재로 손상부 외면과의 접착력을 향상시키기 위해 형성되며, 폴리우레탄 프리폴리머 100 중량부에 대하여 CNT 나노 복합제 12 내지 15 중량부, 희석제 12 내지 13 중량부, 가소제 3 내지 7 중량부, 증점제 4 내지 8 중량부, 잠재성경화제 5 내지 7 중량부, 열전도성 접착제 5 내지 7 중량부를 첨가 혼합하여 형성하며, CNT 나노 복합제 원료는 CNT 나노 튜브(Carbon Nanotube) 외에 PCM 캡슐 파우더, 유기금속 폴리머(Polymer), 폴리프로필렌 수지를 중량비 CNT 나노 복합재 100 중량부를 기준으로 12 내지 13 중량부, 5 내지 8 중량부, 6 내지 9 중량부, 23 내지 25 중량부에 해당하는 조성물을 이용해 복합플라스틱 레진을 형성한 상태로 제공되며, 열전도성 접착제는 금속 나노 와이어를 추가 함유한 접착성 및 열전도성이 우수한 열전도성 접착제로, 열전도성 접착제로서 전도성 필러로써 나노 크기의 미세한 금속 나노 와이어를 함유하는 것을 사용하여 기존 포장층이 제거된 교면의 손상부 및 균열부의 보수를 수행하는 제 2 단계;
   교면의 손상부 및 균열부가 보수된 교면에 해당하는 콘크리트 층(10)의 상부면에 침투성 구체강화 프라이머에 해당하는 에폭시계 하도층(100)을 형성하되, 하도층(100)으로 수지, 소포제, 탈포제, 레벨링제, CNT 나노 복합제, 열전도성 접착제, 경화제로 이루어지며, 하도층(100)의 수지는 에폭시계 수지로, DIGLYCIDYL ETHER OF BISPHENOL A(4,4'-Isopropylidenediphenol, oligomeric reaction products with 1-chloro-2,3-epoxypropane)을 하도층(100)을 구성하기 위한 다른 조성물과의 중량 비율이 35 내지 45 중량부로 형성되며, 소포제는 친유체와 폴리실록산의 혼합물로서 하도층(100)을 구성하기 위한 다른 조성물과의 중량 비율이 5 내지 7 중량부로 형성되며, 탈포제는 하도층(100)을 구성하기 위한 다른 조성물과의 중량 비율이 3 내지 4 중량부로 형성되며, 레벨링제는 하도층(100)을 구성하기 위한 다른 조성물과의 중량 비율이 2 내지 3 중량부로 형성되며, CNT 나노 복합제는 상기 손상부를 충진 도포하는 조성물에 사용하는 것과 동일한 소재인 CNT 나노튜브 100 중량부를 기준으로 PCM 캡슐 파우더, 유기금속 폴리머(Polymer), 폴리프로필렌 수지를 12 내지 13 중량부, 5 내지 8 중량부, 6 내지 9 중량부, 23 내지 25 중량부에 해당하는 조성물을 이용해 복합플라스틱 레진을 형성한 상태로 제공됨으로써, 하도층(100)을 형성시 콘크리트 면(10)에 대한 부착력 향상 뿐만 아니라, 콘크리트 면(100)의 잠열에 대한 PCM 캡슐 파우더에 의한 열확산과 열전달, 그리고 CNT 나노 튜브의 열 방산 효과를 통해 외부로의 방출 효율을 향상시키며, 열전도성 접착제도 상기 손상부를 충진 도포하는 조성물과 같은 금속 나노 와이어를 전체 접착물질 중량부 대비 20 내지 30 중량부를 추가 함유한 접착성 및 열전도성이 우수한 열전도성 접착제이면서 전도성 필러로 나노 크기의 미세한 금속 나노 와이어를 함유하여,하도층(100) 형성면의 상부면과 하부면에 열안정화를 통해 부착 성능을 향상시키며, 경화제는 지방족 아민 수지, 방향족 아민 수지, 경화촉진제, 비반응성 희석제를 하도층(100)을 구성하기 위한 다른 조성물과의 중량 비율이 중량비 2.1 내지 2.2 : 1.4 내지 1.5 : 1.5 내지 2.1 : 2.5 내지 3.2 중량부로 이루어짐으로써, 하도층(100)의 조성물에 대한 경화를 수행하며, 하도층(100)을 위한 조성물에 대해서 콘크리트 교면방수재가 도포되기 전에 최초로 도포됨으로써, 교량 교면에 대한 물리적 충격으로부터 1차적으로 보호하는 역할을 수행하는 하도층(100) 도포 과정인 제 3 단계;
   하도층(100) 도포 이후, 하도층(100)의 상부의 상도층(200)을 형성하기 위한 콘크리트 교면방수재를 도포하며, 콘크리트 교면방수재는 "에폭시 수지"에 "다이머 지방산(Dimer Fatty Acid) 변성타입 에폭시 수지"와 "코울타르"로 개질하여 내약품성, 방수성, 내후성, 유연성을 부여한 유성 무용제 수지이며, "첨가제"가 추가로 함께 개질되어 주제를 형성하고 경화제와 주제 100 중량부에 대해서 경화제 12 내지 15 중량부와 함께 사용하며, 상도층(200)의 주제 조성물로 "에폭시 수지"로 노블락 에폭시 수지(당량이 180g/eq이고, 25℃에서 점도는 30,000 CPS)에 "다이머 지방산(Dimer Fatty Acid) 변성타입 에폭시 수지"와 "코울타르", "첨가제" 간의 중량비는 100 : 16 내지 33 : 100 내지 130 : 12 내지 13로 이루어지며, 첨가제로는 "섬유", "고무재", "탄성향상제", "나노화이바", "모링가액"을 참가할 수 있으며, 첨가제 전체 100 중량부 상에서 섬유, 고무재, 탄성향상제, 나노화이바, 모링가액은 12 내지 13 : 5 내지 7 : 2 내지 5 : 3 내지 5 : 1 내지 2 중량비로 이루어지며, "섬유"는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 바잘트(Basalt) 섬유 중 적어도 하나 이상의 소재를 보강하며, 고무재는 '아크릴로니트릴 부타디엔 고무(아크릴로나이트릴 뷰타다이엔 고무) [acrylonitrile-butadiene rubber] = NBR'이며, "탄성향상제"는 콘크리트 교면방수재 조성물의 탄성 및 내구성을 향상시키기 위해 첨가되며, Silica nanoparticles, Copolymers, 2-methoxy-1-methylethyl acetate, 1-mehoxy-2-propanol; Surface-treated silica nanoparticles, Copolymers, HDDA(hexamethylene diacrylate), 2,6-Di-tert-butyl-p-cresol; Silica nanoparticles, Copoylmers, 2-methoxy-1-methylethyl acetate, 1-mehoxy-2-propanol; 으로 이루어지는 것 중 하나의 군에 해당하는 것이 첨가되며, "나노화이바"는 상도층(200)을 형성을 위해 콘크리트 교면방수재 조성물을 도포시 미세하게 거친 공극을 형성시켜 해당 상도층(200) 형성 후 아스팔트를 도포할 때 접착력을 우수하도록 하기 위해 셀룰로오스 나노화이바가 추가되며, "모링가액"은 콘크리트 교면방수재 주제 조성물과 경화제의 혼합에 있어서 항균, 항곰팡이, 미생물의 근식방지를 위해 사용되며, 모링가씨의 섬유층을 잘게 분쇄한 분말을 증류수와 1 : 2 내지 3의 중량비로 희석하여 사용하고, 모링가씨 분말은 모링가씨를 별도로 분쇄하여 섬유층을 사용하되, 모링가씨 섬유층은 1.5 내지 2.6 데니어(denier)의 것을 활용하는 상도층(200) 도포 과정인 제 4 단계; 및
   상도층(200) 상부에 보강용 그리드망 및 방수포를 순차적으로 추가 시공하며, 그리드망은 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 바잘트(Basalt) 섬유 중 적어도 하나 이상의 소재를 기반으로 형성되며, 롤러 장치를 이용하여 자동 포설하며, 방수포는 부직포를 사용하되, 방수포는 부직포 필름에 대한 연신 후 열안정화 과정 사이에 필름에 대한 연성화와 함께 메쉬 공정에 따라 허니콤브 형상 구조의 메쉬 구조를 형성하며, 복수의 방수포 필름을 적층하고 그리드망을 안착시키는 구조를 제공하는 제 5 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 교면방수재를 이용한 교면 방수 방법.
   
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