KR102256128B1 - 차열성 방수제 조성물을 이용한 차열성 콘크리트 구조물 방수공법 - Google Patents

차열성 방수제 조성물을 이용한 차열성 콘크리트 구조물 방수공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트 구조물의 바탕면을 정리하고, 상기 콘크리트 구조물의 바탕면 상에 접착제를 도포하고, 상기 접착제 상에 보강재 도포장치를 이용하여 보강재를 설치하며, 보강재 상에 차열성 방수제 조성물을 일정 두께로 도포하고, 상기 차열성 방수제 조성물 상에 차열도료를 도포함으로써, 탄성을 갖는 수용성 메틸 메타크릴레이트수지와 친환경 방수수지와 차열도료를 활용하므로 실내온도 저감 및 에너지 절감에 우수하고, 압축, 인장, 휨강도가 우수하며, 내화학성, 내마모성, 염해 및 동해 무반응 난연수지 및 방수에 우수하며, 반영구적 수명으로 유지관리비가 저렴하도록 한 차열성 방수제 조성물을 이용한 차열성 콘크리트 구조물 방수공법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차열성 방수제 조성물은 시멘트 100중량부, 잔골재 12.5~50중량부, 칼슘 알루미노 페라이트계 팽창제 0.375~3.75중량부, 알킬아릴술폰산염과 알킬암모늄염을 함유하는 분말상 증점제 0.0375~0.125중량부, 폴리카르복실산계 감수제 0.0125~0.075중량부, 실리콘계 소포제 0.0025~0.025중량부, 폴리에스테르계 소포제 0.0005~0.025중량부, 알루미늄 분말, 질소가스 발포물질, 과산화 물질 중 어느 하나로 이루어지는 가스발포물질 0.00025~0.0015중량부로 이루어지는 시멘트 혼합물 100중량부와; 상기 시멘트 혼합물 100중량부에 대하여, 메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 수지 40∼64 중량%, 부틸 아크릴레이트(Buthyl Acrylate) 수지 20∼24 중량%, 노닐페놀(Nonyl phenol) 1∼3 중량%, 고유동화제 1∼3 중량% 및 첨가제14∼30 중량%로 이루어지는 차열성 방수제 조성물 10중량부와; 상기 시멘트 혼합물 100중량부에 대하여, 메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 수지 25∼30 중량%; 폴리프로필렌 글리콜 아크릴레이트 수지 25∼30중량%; 부틸 아크릴레이트(Buthyl Acrylate) 수지 5∼10 중량%; 폴리옥시프로필렌 글리세롤 트리에테르 4∼5 중량%; 리튬 실리케이트 0.1∼1 중량%; 계면활성제 1∼2 중량%; 폴리카본산계 유동화제 1∼2 중량%; 물 30∼38 중량%로 이루어지는 차열도료 5중량부로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 보강재 도포장치는 소정의 간격을 두고 상호 이격된 상태로 수직으로 배치되는 한 쌍의 수직지지대; 상기 수직지지대의 하단부 사이에 용접 결합되며, 수평하게 배치된 수평연결대; 상기 수평연결대의 하단부 양측에 고정 설치된 한 쌍의 전방캐스터; 상기 수평연결대의 내측에서 외측 방향으로 서로 대향됨과 동시에 소정의 간격 이격된 상태로 외부로 연장 형성되며 사각형상으로 이루어진 완경사 프레임; 상기 완경사 프레임의 상향측 단부 하부에 고정 설치된 후방캐스터; 상기 완경사 프레임의 상단부에서 상향으로 연장 형성되며, 사각형상으로 이루어진 급경사 프레임으로 구성되고, 상기 수직지지대는 일정한 폭과 길이를 갖고, 전체적으로 T자 형상으로 이루어지되, 하부는 일정한 곡률을 갖도록 형성된 만곡부; 상기 만곡부의 직각부로부터 상향으로 일정한 폭을 가지면서, 하부의 만곡부의 곡률에 비해 5배의 길이를 갖도록 상향으로 연장되는 본체부; 상기 본체부의 상부단에서 좌측으로 완경사를 이루면서 연장 형성되는 수평돌출부; 상기 수평돌출부의 단부에서 상향으로 소정의 각도로 돌출 형성되는 경사돌출부; 상기 본체부의 상부단에서 우측으로 완경사를 이루면서 연장 형성되며, 바탕면으로부터 내측으로 일정한 각도로 요입 형성되는 요홈; 상기 요홈의 타측으로부터 상향으로 연장 형성되는 만곡단턱부로 구성됨을 특징으로 한다.
그리고, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 방수공법은 콘크리트 구조물의 바탕면을 정리하는 단계; 상기 바탕면 상에 접착제를 도포하는 단계; 상기 접착제 상에 보강재 도포장치를 이용하여 보강재를 설치하는 단계; 상기 보강재 상에 차열성 방수제 조성물을 살포하는 단계; 상기 차열성 방수제 조성물 상에 차열도료를 일정한 두께 도포하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

차열성 방수제 조성물을 이용한 차열성 콘크리트 구조물 방수공법{heat-shielding concrete structure waterproofing method}
본 발명은 차열성 방수제 조성물을 이용한 차열성 콘크리트 구조물 방수공법에 관한 것으로, 특히 콘크리트 구조물의 바탕면을 정리하고, 상기 콘크리트 구조물의 바탕면 상에 접착제를 도포하고, 상기 접착제 상에 보강재 도포장치를 이용하여 보강재를 설치하며, 보강재 상에 차열성 방수제 조성물을 일정 두께로 도포하고, 상기 차열성 방수제 조성물 상에 차열도료를 도포하여 콘크리트 구조물의 방수 및 차열을 도모하는 차열성 방수제 조성물을 이용한 차열성 콘크리트 구조물 방수공법에 관한 것이다.
일반적으로 건축물의 옥상, 바닥, 지하 주차장 등과 같이 수분과 접할 수 있는 부위에는 수분이 내부로 스며드는 것을 방지하기 위하여 콘크리트 구조물의 바탕면에 방수층을 형성하는 방수공사가 시행하고 있다.
이러한 방수의 형태는 건축물에서 지붕, 실내, 수조류 및 지하방수로 구분될 수 있고, 특히 옥상방수는 아스팔트 방수, 시트 방수, 우레탄 방수 및 고무 아스팔트 방수 등이 시공되어 왔다.
이러한 종래의 방수 시공은 콘크리트를 숙성시키는 과정에서 방수액을 첨가하여 옥상을 짓거나, 또는 방수액을 이용하여 적층 후에 시트 등을 이용하여 마감하는 등의 방법을 이용하였다.
그러나 이러한 방수 시공에 의하더라도 건축물의 준공 후 유지관리의 부족으로 콘크리트의 부식, 누수 등의 문제가 발생하여 그 대책 마련에 고심하고 있다.
누수는 콘크리트 구조물의 성능 저하를 가장 먼저 알려주는 신호임과 동시에, 주거 생활 및 시설물의 사용상 불편함을 주는 주원인이기도 하다.
누수 하자에 따른 보수 비용은 초기 시공비의 2∼3배가 투입되지만, 완전한 누수 보수가 어렵고, 시간이 지나면서 재누수가 발생되어 또다시 보수해야 하는 시행착오가 반복됨으로써 그에 따른 막대한 비용손실이 발생하고 있다.
종래의 방수공법은 크게 노출 방수공법과 비노출 방수공법으로 나누어지는데, 이 중 노출 방수공법으로서 가장 많이 사용되는 것은 탄성과 신율이 우수한 폴리우레탄 방수재를 사용한 도막 방수공법과 시트를 이용한 시트방수공법이다.
구체적으로, 노출 방수공법으로 사용되는 공법은 아래와 같다.
첫째, 탄성 우레탄 도막 방수공법
둘째, 연질 에폭시 도막 방수공법
셋째, 무기질 탄성 도막 방수공법
넷째, 고무화 아스팔트 도막 방수공법
다섯째, 고무화 도막 방수공법
여섯째, 복합시트방수공법이 있다.
첫째, 탄성 우레탄 3mm 두께 도막 방수공법은 가장 많이 시공하고 있는 공법으로 탄성이 있고, 신율이 우수하여 콘크리트에 크랙이 발생하여도 방수층에 크랙 발생이 없어 방수성이 우수하다.
그렇지만, 상기 우레탄 도막 방수공법은 두께가 3mm 이상의 도막을 형성하여야 방수 특성이 양호하나, 3mm 이하 방수층에 물이 고이면 우레탄의 투수성 및 통기성에 의하여 내부로 물이 스며들므로, 반드시 물매 작업을 잘하여야 물이 스며드는 문제점을 해결할 수 있다.
둘째, 연질 에폭시 방수공법은 방수성이 양호하여 1회 도장으로도 방수성이 매우 우수하나 자외선에 노화가 심하여 옥외방수는 불가하고 지하층이나 식수 및 용수탱크 방수에 많이 시공하고 있다.
셋째, 무기질 탄성 도막 방수공법은 연질 아크릴수지를 포틀랜드 시멘트와 혼용하여 3mm정도 도막을 형성하여 방수처리를 하는 것이다.
그러나 상기 방수공법에 의하면, 물이 고이는 곳에서는 중합이 풀려 아크릴산으로 환원하므로 콘크리트와 중성화 반응이 발생하여 콘크리트 바탕면이 산화되고, 이로 인해 상기 도막층이 산화층과 접착되어 박리되는 문제점이 발생하였다.
따라서, 옥상방수용으로는 부적합한 공법이다.
넷째, 고무화 아스팔트 도막 방수공법은 아스팔트에 고무를 녹여 수용화 시킨 다음 시멘트를 혼용하여 도막 방수하는 공법이다.
그러나 상기 고무화 아스팔트 도막은 자외선 노출에 의한 노화 및 균열 발생과, 에어 포켓 발생이 용이하여 내부 비노출 방수에는 사용하여도 외부 노출방수용으로는 사용이 불가한 공법이다.
다섯째, 고무화 도막 방수공법은 고무를 용제에 녹여 합성수지와 합성한 재질로 이 공법 역시 자외선에 약하므로 옥상방수보다는 교량이나 비노출 방수에 적합한 공법이었다.
여섯째, 복합시트공법은 고무화 아스팔트 시트나 합성고무 시트를 콘크리트 전 바탕면에 깔고, 이음 부분에 우레탄 수지를 바르고 유리섬유를 대고 접합시킨 공법으로, 시트는 상온시공이 가능하며, 기후 및 오존 등에 대한 내구성이 우수하고, 전체적으로 일정한 두께의 방수층을 확보할 수 있어 많이 사용되고 있다.
그러나 복잡한 부위의 방수시공이 어렵고, 시트 간 이음 부위에서의 완전 접합성을 꾀할 수 없어 크랙발생으로 누수 사고가 발생하고, 누수가 발생할 경우 부분보수가 어렵고 방수층 전체를 걷어내고 재시공함으로 큰 비용이 발생하고 방수층이 바닥에 붙지않고 들떠 있어 결로현상이 심하여 모체가 부식되는 문제가 있다.
특히, 콘크리트에서의 수분증발로 인해 발생하는 에어 포켓 현상은 콘크리트 모체의 수분 외에 바탕면 콘크리트의 핀 홀 또는 모르타르의 박리 등에 의해 밀봉된 공기층의 팽창에 의해서도 발생하는 문제가 있다.
또한, 신축 콘크리트는 함수율이 높고, 콘크리트 자체는 알칼리성을 띠기 때문에, 종래에 사용되는 에폭시 프라이머 또는 우레탄 프라이머를 사용할 경우, 접착이 불량하여 박리 현상이 발생하는 문제점이 있다.
즉, 종래에는 콘크리트 건축물 옥상 노출방수 시공상에서 젖은 콘크리트나 겨울철 시공에서 함수율이 높아 습기로 인한 접착불량으로 들뜸이나 크랙 또는 에어 포켓이 발생하는 문제가 있고, 방수 도막이 투수되어 콘크리트 구조물의 산화나 노화를 조장하거나 방수재가 콘크리트와 중성화 반응이 있는 문제가 있다.
등록특허 10-1634367 등록특허 10-1773082 등록특허 10-1773799
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 콘크리트 구조물의 바탕면을 정리하고, 상기 콘크리트 구조물의 바탕면 상에 접착제를 도포하고, 상기 접착제 상에 보강재 도포장치를 이용하여 보강재를 설치하며, 보강재 상에 차열성 방수제 조성물을 일정 두께로 도포하고, 상기 차열성 방수제 조성물 상에 차열도료를 도포함으로써, 탄성을 갖는 수용성 메틸 메타크릴레이트수지와 친환경 방수 수지와 차열도료를 활용하므로 실내온도 저감 및 에너지 절감에 우수하고, 압축, 인장, 휨강도가 우수하며, 내화학성, 내마모성, 염해 및 동해 무반응 난연수지 및 방수에 우수하며, 반영구적 수명으로 유지관리비가 저렴하도록 한 차열성 방수제 조성물을 이용한 차열성 콘크리트 구조물 방수공법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차열성 방수제 조성물은 시멘트 100중량부, 잔골재 12.5~50중량부, 칼슘 알루미노 페라이트계 팽창제 0.375~3.75중량부, 알킬아릴술폰산염과 알킬암모늄염을 함유하는 분말상 증점제 0.0375~0.125중량부, 폴리카르복실산계 감수제 0.0125~0.075중량부, 실리콘계 소포제 0.0025~0.025중량부, 폴리에스테르계 소포제 0.0005~0.025중량부, 알루미늄 분말, 질소가스 발포물질, 과산화 물질 중 어느 하나로 이루어지는 가스발포물질 0.00025~0.0015중량부로 이루어지는 시멘트 혼합물 100중량부와; 상기 시멘트 혼합물 100중량부에 대하여, 메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 수지 40∼64 중량%, 부틸 아크릴레이트(Buthyl Acrylate) 수지 20∼24 중량%, 노닐페놀(Nonyl phenol) 1∼3 중량%, 고유동화제 1∼3 중량% 및 첨가제14∼30 중량%로 이루어지는 차열성 방수제 조성물 10중량부와; 상기 시멘트 혼합물 100중량부에 대하여, 메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 수지 25∼30 중량%; 폴리프로필렌 글리콜 아크릴레이트 수지 25∼30중량%; 부틸 아크릴레이트(Buthyl Acrylate) 수지 5∼10 중량%; 폴리옥시프로필렌 글리세롤 트리에테르 4∼5 중량%; 리튬 실리케이트 0.1∼1 중량%; 계면활성제 1∼2 중량%; 폴리카본산계 유동화제 1∼2 중량%; 물 30∼38 중량%로 이루어지는 차열도료 5중량부로 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 보강재 도포장치는 소정의 간격을 두고 상호 이격된 상태로 수직으로 배치되는 한 쌍의 수직지지대; 상기 수직지지대의 하단부 사이에 용접 결합되며, 수평하게 배치된 수평연결대; 상기 수평연결대의 하단부 양측에 고정 설치된 한 쌍의 전방캐스터; 상기 수평연결대의 내측에서 외측 방향으로 서로 대향됨과 동시에 소정의 간격 이격된 상태로 외부로 연장 형성되며 사각형상으로 이루어진 완경사 프레임; 상기 완경사 프레임의 상향측 단부 하부에 고정 설치된 후방캐스터; 상기 완경사 프레임의 상단부에서 상향으로 연장 형성되며, 사각형상으로 이루어진 급경사 프레임으로 구성되고, 상기 수직지지대는 일정한 폭과 길이를 갖고, 전체적으로 T자 형상으로 이루어지되, 하부는 일정한 곡률을 갖도록 형성된 만곡부; 상기 만곡부의 직각부로부터 상향으로 일정한 폭을 가지면서, 하부의 만곡부의 곡률에 비해 5배의 길이를 갖도록 상향으로 연장되는 본체부; 상기 본체부의 상부단에서 좌측으로 완경사를 이루면서 연장 형성되는 수평돌출부; 상기 수평돌출부의 단부에서 상향으로 소정의 각도로 돌출 형성되는 경사돌출부; 상기 본체부의 상부단에서 우측으로 완경사를 이루면서 연장 형성되며, 바탕면으로부터 내측으로 일정한 각도로 요입 형성되는 요홈; 상기 요홈의 타측으로부터 상향으로 연장 형성되는 만곡단턱부로 구성됨을 특징으로 한다.
그리고, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 방수공법은 콘크리트 구조물의 바탕면 상에 접착제를 도포하는 단계; 상기 접착제 상에 보강재 도포장치를 이용하여 보강재를 설치하는 단계; 상기 보강재 상에 차열성 방수제 조성물을 살포하는 단계; 상기 차열성 방수제 조성물 상에 차열도료를 일정한 두께 도포하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차열성 방수제 조성물을 이용한 차열성 콘크리트 구조물 방수공법은 화학적으로 무반응하고, 인체에 무해한 친환경 제품이며, 내수성, 내후성이 우수하여 경화수축 없이 100% 방수가 발현되며, 모재와 방수층이 일체로 접착되므로 중량 및 열에 의한 파손을 방지할 수 있으며, 콘크리트 구조물의 강도 및 부착력이 우수하며, 염해 및 동해에 무반응하며, 차열의 효과를 극대화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 보강재 도포장치를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 보강재 도포장치를 도시한 정면도,
도 3은 본 발명에 따른 보강재 도포장치를 도시한 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 보강재 도포장치를 도시한 저면도,
도 5~11은 본 발명에 따른 보강재 도포장치에 보강섬유그리드가 장착되는 상태를 도시한 공정도,
도 12는 본 발명에 따른 보강재 도포장치를 이용하여 보강섬유그리드를 포설하는 상태를 도시한 공정도,
도 13은 본 발명에 따른 보강재 도포장치를 이용하여 보강섬유그리드를 포장하는 상태를 도시한 시공도.
이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
[차열성 방수제 조성물]
본 발명에 따른 차열성 방수제 조성물은 시멘트 100중량부, 잔골재 12.5~50중량부, 칼슘 알루미노 페라이트계 팽창제 0.375~3.75중량부, 알킬아릴술폰산염과 알킬암모늄염을 함유하는 분말상 증점제 0.0375~0.125중량부, 폴리카르복실산계 감수제 0.0125~0.075중량부, 실리콘계 소포제 0.0025~0.025중량부, 폴리에스테르계 소포제 0.0005~0.025중량부, 알루미늄 분말, 질소가스 발포물질, 과산화 물질 중 어느 하나로 이루어지는 가스발포물질 0.00025~0.0015중량부로 이루어지는 시멘트 혼합물 100중량부와;
상기 시멘트 혼합물 100중량부에 대하여, 메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 수지 40∼64 중량%, 부틸 아크릴레이트(Buthyl Acrylate) 수지 20∼24 중량%, 노닐페놀(Nonyl phenol) 1∼3 중량%, 고유동화제 1∼3 중량% 및 첨가제14∼30 중량%로 이루어지는 차열성 방수제 조성물 10중량부와;
상기 시멘트 혼합물 100중량부에 대하여, 메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 수지 25∼30 중량%; 폴리프로필렌 글리콜 아크릴레이트 수지 25∼30중량%; 부틸 아크릴레이트(Buthyl Acrylate) 수지 5∼10 중량%; 폴리옥시프로필렌 글리세롤 트리에테르 4∼5 중량%; 리튬 실리케이트 0.1∼1 중량%; 계면활성제 1∼2 중량%; 폴리카본산계 유동화제 1∼2 중량%; 물 30∼38 중량%로 이루어지는 차열도료 5중량부로 구성된다.
즉, 본 발명에 따른 차열성 방수제 조성물은 시멘트, 잔골재, 팽창제, 증점제, 감수제, 소포제, 가스발포물질, 차열성 방수제 조성물 및 차열도료가 일정비율로 혼합된 조성물이다.
여기서, 상기 시멘트는 보통, 조강, 초조강, 저열 및 중용열 등의 각종 포틀랜드 시멘트, 이들 포틀랜드 시멘트에 고로슬래그, 플라이애쉬, 또는 실리카를 혼합한 각종 혼합시멘트, 또 석회석 분말이나 고로 서냉 슬래그 미분말을 혼합한 필러시멘트, 각종 산업폐기물을 주원료로 하여 제조되는 환경친화형 시멘트 이른바 에코시멘트 등을 들 수 있다.
본 발명에서는 초기 강도 발현성이나 재료분리 저항성의 관점에서 보통 포틀랜드시멘트나 조강포틀랜드시멘트를 선택하여 사용함이 바람직하다.
또한, 상기 잔골재는 발열량이나 치수변화의 저감이나, 내구성의 확보의 관점에서 중요한 역할을 하는 것으로, 구체적으로 강모래, 산모래 및 바닷모래 외, 케이사계 잔골재, 석회석계 잔골재, 고로수쇄슬래그계 잔골재, 및 재생잔골재 등을 들 수 있지만 특별히 한정되는 것은 아니다.
잔골재의 입도는 조립률(F.M.)에서 1.2~3.0이 바람직하고, 특히 1.5~2.7이 더 바람직하다.
1.2미만에서는 양호한 유동성이 얻을 수 없는 경우가 있고, 3.0을 넘으면 불분리성이 떨어지고, 타설했을 때의 강도가 저하할 우려가 있다.
잔골재의 사용량은 시멘트 100중량부에 잔골재 12.5~50중량부가 바람직하다.
12.5중량부 미만에서는 대량 타설 했을 때, 열균열이 발생할 수 있고, 50 중량부를 넘으면 충분한 압축강도가 얻지 못할 우려가 있기 때문이다.
또한, 상기 팽창제는 수화반응으로 에트린자이트, 수산화칼슘을 생성하는 것이면 바람직하고, 칼슘설포알루미네이트계 팽창제, 칼슘 알루미노 페라이트계 팽창제, 생석회계 팽창제 및 석고계 팽창제 등이 선택되며 이들의 일종 또는 이종 이상이 사용 가능하며 유동성 유지 성능에서 칼슘 알루미노 페라이트계 팽창제가 더 바람직하다.
팽창제 분말도는 브레인 비바탕면적 값에서 2,000~8,000㎠/g이 바람직하고, 특히 2,500~6,000㎠/g이 더 바람직하다.
2,000㎠/g미만에서는 브리딩이 생길 수 있고 8,000㎠/g을 넘으면 적정한 팽창률이 얻지 못할 우려 및 유동성이 나빠질 염려가 있다.
여기서, 상기 팽창제의 사용량은 시멘트 100중량부에 대하여 0.375~3.75중량부가 바람직하다.
0.375 중량부 미만에서는 물과 섞고 얻는 경화체에 적정 팽창 성상이 얻어지기 어려워질 수 있고 3.75중량부를 넘으면 팽창량이 커지고 경화체가 파괴할 우려가 있다.
그리고, 상기 분말상 증점제는 불분리성을 부여하기 위해 증점제를 사용하되, 알킬아릴슬폰산염과 알킬암모늄염을 함유한다.
여기서, 상기 증점제는 알킬아릴술폰산염과 알킬암모늄염을 함유한 분말상 증점제이며, 그 양자가 물과 접촉했을 때 분자간 상호작용에 의해 회합하여 끈 모양의 미셀을 형성하고, 그 구조에 의해 레올로지 개질효과를 발현하는 것이다.
알킬아릴술폰산염과 알킬암모늄염의 배합비율은 끈 모양의 미셀을 형성할 수 있으면 특별히 한정되는 것이 아니다.
통상, 유효 성분으로 알킬아릴슬폰산염/알킬 암모늄염의 중량비에서 1/10~10/1의 범위가 좋다.
분말상 증점제의 사용량은 시멘트 100중량부에 대하여, 0.0375~0.125중량부가 바람직하다.
0.0375 중량부 미만에서는 적정한 불분리성을 얻기 어려워질 수 있고, 0.125 중량부를 넘으면 점성이 높기 충분한 유동성이 얻지 못하고, 펌프 압송 시에 호스가 폐색하거나 충전성이 훼손될 우려가 있다.
한편, 본 발명에서는 유동성을 부여하기 위해 폴리카르본산계 감수제를 사용한다.
상기 폴리카르본산계 감수제의 형태는 액상, 분말상 모두 있지만 시멘트 조성물을 드라이블렌드로서 배합하기 때문에 분말상 것을 사용한다.
폴리카르복실산계 감수제 사용은 시멘트 100중량부에 대하여, 0.0125~0.075중량부가 바람직하다.
0.0125중량부 미만에서는 적정 유동성이 얻어지기 어려워질 수 있고 0.075중량부를 넘으면 시멘트 모르타르와 물과의 혼합시 다수의 거품이 발생하거나 응결 시간이 지연될 우려가 있다.
그리고, 본 발명에서는 연행한 공기를 소포시키고, 공기연행으로부터 오는 강도 저하를 방지할 목적으로, 지메틸 시클로헥산을 유효성분으로 하는 실리콘계 소포제를 사용한다.
그 형태는 감수제와 마찬가지로 액상, 분말상 모두 있지만 시멘트 조성물을 드라이블렌드로서 배합하기 때문에 분말상 것을 사용한다.
여기서, 상기 실리콘계 소포제의 사용량은 시멘트 100중량부에 대하여, 0.0025~0.025중량부가 바람직하다.
0.0025중량부 미만에서는 연행된 공기가 빠지지 않고, 압축 강도 증진이 안될 수 있고 0.025중량부를 넘어 사용해도, 공기 양의 저감 효과의 증대가 없을 뿐 아니라 불분리성이 떨어지고, 타설 했을 때의 강도가 저하할 우려가 있다.
또한, 본 발명에서는 유동성 유지 성능 향상을 목적으로 폴리에테르계 소포제를 사용한다.
그 형태는 감수제와 마찬가지로 액상, 분말상 모두 있지만 시멘트 조성물을 드라이블렌드로서 배합하기 때문에 분말상 것을 사용한다.
여기서, 상기 폴리에테르계계 소포제의 사용량은 시멘트 100중량부에 대하여, 0.0025~0.025중량부가 바람직하다.
0.0025중량부 미만에서는 유동성 유지 성능 향상에 효과가 없어질 수 있고, 0.025중량부를 넘으면 점성이 작아지고 불분리성이 떨어지고 타설했을 때의 강도가 저하할 우려가 있다.
한편, 본 발명에서 차열성 방수제 조성물을 이용하는 경우, 시멘트 혼합물과 일체화시키기 위해서나 아직 미경화 상태의 시멘트 혼합물이 침하나 수축하는 것을 억제하기 위해 가스 발포물질을 사용한다.
여기서, 상기 가스 발포물질로는 스테아린산으로 바탕면처리한 인편상 알루미늄 분말이나 애토마이즈 제법으로 제조한 알루미늄 분말이나, 아조 화합물, 니트로소 화합물 및 히드라진 유도체 등 알루미늄 분위기하에서 질소가스를 발포하는 물질이나, 과탄산나트륨, 과탄산칼륨, 및 과탄산암모늄 등의 과탄산염, 과탄산염, 과붕산나트륨이나 과붕산나트륨이나 과탄산나트륨, 과탄산나트륨, 과탄산나트륨, 과탄산염, 과탄산염, 과탄산나트륨, 과탄산나트륨 등의 과탄산나트륨 가스 발포 물질의 사용량은 시멘트 100중량부에 대하여, 알루미늄 분말, 질소 가스 발포물질, 과산화 물질 중 어느 하나로 0.00025~0.0015중량부가 바람직하다.
이 범위 미만에서는, 침하를 방지할 수 없게 될 우려가 있어, 이 범위를 넘으면, 가스 발포량이 많아져, 경화체의 팽창률이 너무 커져 시멘트 혼합물의 강도 저하를 초래할 우려가 있다.
한편, 상기 시멘트 혼합물 100중량부에 대하여, 차열성 방수제 조성물 10중량부가 사용된다.
여기서, 상기 차열성 방수제 조성물은 메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 수지 40∼64 중량%, 부틸 아크릴레이트(Buthyl Acrylate) 수지 20∼24 중량%, 노닐페놀(Nonyl phenol) 1∼3 중량%, 고유동화제 1∼3 중량% 및 첨가제14∼30 중량%로 구성된다.
즉, 상기 차열성 방수제 조성물은 메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 수지 , 부틸 아크릴레이트(Buthyl Acrylate) 수지, 노닐페놀(Nonyl phenol), 고유동화제 및 첨가제로 구성된다.
여기서, 상기 메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 수지는 메틸크릴산의 에스테르로 메틸에스테르가 중요하다.
메타크릴산메틸은 이세통시안히드린으로부터 메타크릴산아미드를 만들며 메틸알콜에서 에스테르로 변한다.
다른 에스테르도 같이 합성하든가 또는 메타크릴산메틸로부터 에스테르 교환에 의해 얻어진다.
상기 메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 수지는 차열성 방수제 조성물 100 중량%에 대하여 40∼64 중량%가 바람직하다.
또한, 상기 부틸 아크릴레이트(Buthyl Acrylate) 수지는 아크릴산과 부틸알콜의 에스테르로서 중합체가 아닌 경우는 단량체(Monomer)라고 하며, 이들이 서로 중합하여 고분자를 만들면 도료, 접착제 등의 아크릴 수지가 된다.
여기서, 상기 부틸 아크릴레이트 수지는 메틸 아크릴레이트에 비하여 부드러운 성질의 고분자 합성에 이용되며, 에틸, 핵실 등도 함께 이용된다.
상기 부틸 아크릴레이트(Buthyl Acrylate) 수지는 차열성 방수제 조성물 100 중량%에 대하여 20∼24 중량%가 바람직하다.
그리고, 상기 계면활성제(surface active agent)는 노닐페놀(nonyl phenol)에 산화에틸렌(ethylene oxide)을 반응시켜 생성된 EOA(ethylene oxide abduct)를 원료로 한 것으로 섬유직물의 염색가공 등에 광범위하게 쓰인다.
여기서, 상기 계면활성제는 차열성 방수제 조성물 100 중량%에 대하여 1∼3 중량%가 바람직하다.
또한, 상기 고유동화제는 나프탈렌계, 멜라민계, 리그닌계, 카르복실계가 있다.
여기서, 상기 나프탈렌 및 카르복실계는 차열성 방수제 조성물 100 중량%에 대하여 1∼3 중량%가 바람직하다.
한편, 상기 첨가제는 산화알루미늄(Al2O3)으로 구성된다.
상기 세라믹은 보크사이트에서 베이어 처리(Bayer process)를 이용하여 세라믹을 분리하여 제조한다.
특히, 상기 세라믹은 우수한 강도로 누프경도(Knoop hardness)가 1,950이다.
또한, 상기 세라믹은 미끄럼 저항성을 높이기 위하여 구경이 아닌 편석 세라믹을 사용한다.
상기 세라믹은 열에너지를 흡수 및 소멸시킴으로써 열에너지 전도를 차단시킨다.
또한, 상기 차열도료는 시멘트 혼합물 100중량부에 대하여 5중량부가 사용되며, 메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 수지 25∼30 중량%; 폴리프로필렌글리콜 아크릴레이트 수지 25∼30 중량%; 부틸 아크릴레이트(Buthyl Acrylate) 수지 5∼10 중량%; 폴리옥시프로필렌 글리세롤 트리에테르 4∼5 중량%; 리튬 실리케이트 01∼1 중량%; 계면활성제 1∼2 중량%; 폴리카본산계유동화제 1∼2 중량%; 물 30∼38 중량%로 구성된다.
즉, 상기 차열도료는 메틸 메타크릴레이트 수지, 폴리프로필렌 글리콜 아크릴레이트 수지, 부틸 아크릴레이트 수지, 폴리옥시프로필렌 글리세롤 트리에테르, 리튬 실리케이트, 계면활성제, 폴리카본산계 유동화제 및 물로 구성된다.
여기서, 상기 메틸 메타크릴레이트 수지는 연성부여 및 점탄성을 개선하기 위해 사용된다.
상기 메틸 메타크릴레이트 수지는 그 함량을 25∼30 중량%로 하는 것이 바람직하다.
상기 메틸 메타크릴레이트 수지의 함량이 30중량%를 초과하면 연성 및 점탄성이 개선되나 점도가 낮아져 시공성이 떨어지고 가격경쟁력이 떨어질 수 있으며, 상기 메틸 메타크릴레이트의 함량이 25중량% 미만이면 연성 및 점탄성 개선 효과가 미약할 수 있다.
또한, 상기 폴리프로필렌 글리콜 아크릴레이트 수지는 유기용제의 일종으로서 단량체 성부의 중합성을 충분히 향상시키면서 용제의 함량을 낮추기 위해 25∼30 중량%를 사용함이 바람직하다.
그리고, 상기 부틸 아크릴레이트의 함량을 5∼10 중량%로 제한한 이유는 콘크리트의 안정된 인장강도를 확보하기 위한 것으로, 종래의 콘크리트의 경우 콘크리트 포장 후, 재령 28일이 경과하면 강도가 18MPa인데 비하여 본 발명의 콘크리트는 1일 경과 시에 4608MPa, 2일 경과 5214MPa, 3일 경과시 5788MPa으로 월등히 높은 것을 알 수 있다.
또한, 상기 폴리옥시프로필렌 글리세롤 트리에테르는 분산, 유화력이 강하고 계면 흡착도 우수하여 폴리우레탄 원료의 혼합을 용이하게 할 수 있다.
상기 폴리옥시프로필렌 글리세롤 트리에테르는 4∼5 중량%로 하는 것이 바람직하며, 상기 폴리옥시프로필렌 글리세롤 트리에테르가 4중량% 보다 적을 경우에는 점도가 낮아 수용성 수지 내 혼합이 어려울 수 있고, 상기 폴리옥시프로필렌 글리세롤 트리에테르가 5% 보다 클 경우에는 수용성 수지 내 기포가 다량으로 발생할 수 있다.
또한, 상기 리튬 실리케이트는 콘크리트콘크리트 구조물에 침투하여 수산화칼슘과 반응하여 불용성 칼슘실리케이트 수화물을 형성할 수 있다.
리튬 실리케이트는 콘크리트의 조직을 보다 견고하게 하며, 콘크리트콘크리트 구조물의 내구성능을 향상시키는 효과가 있다.
여기서, 상기 리튬 실리케이트는 0.1∼1 중량%로 함이 바람직하다.
또한, 상기 계면활성제의 함량을 1∼2 중량%로 제한한 이유는 콘크리트의 경화를 촉진시키기 위한 것이다.
여기서, 상기한 계면활성제는 에톡실화된 노닐페닐이 대표적이다.
또한, 상기 폴리카본산계 유동화제는 120분 이상 유동성 확보, 고강도, 고유동 콘크리트에 적용, 슬럼프 플로우 손실 해결, 콘크리트 점성 슬럼프 유지, 자유 조절 가능, 사용량에 비례하여 높은 감수력 제공, 작업성 및 수밀성, 마감성 탁월, 안정된 압축강도 확보, 비교적 입형이 양호한 세척사, 망사, 하천사 사용시 작업성 및 블리딩 억제 효과 탁월, 안정된 공기포 연행을 통해 작업성 향상 및 동결 융해 저항성 증대, 친환경 재료로서 1∼2 중량%로 하는 것이 바람직하다.
특히, 폴리카본산계 유동화제로 폴리에틸렌 글리콜 술폰산 에테르 또는 폴리에틸렌 글리콜 메타크릴산을 사용하는 것이 바람직하다.
특히, 상기 폴리카본산계 유동화제는 고밀도 콘크리트, 자기 충전형 콘크리트, 대형 고층 콘크리트 구조물, 60n/㎟ 고강도 고유동 콘크리트용으로 사용된다.
물은 청수를 사용함을 원칙으로 하며, 40∼45 중량%가 바람직하다.
또한, 상기한 차열도료는 다음과 같은 시험결과를 얻을 수 있다.
차열도료
시험항목 단위 시료구분 결과치 시행방법
일반반사율(30㎚∼780㎚) % - 79.2 JIS K 5602 : 2008
일반반사율(780㎚∼2500㎚) % - 68.1 JIS K 5602 : 2008
일반반사율(300㎚∼2500㎚) % - 71.6 JIS K 5602 : 2008
- 용도: 품질관리용
상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 차열도료는 탄성을 갖는 수용성 메틸 메타크릴레이트 수지로 친환경 수지와 차열도료를 활용하므로 대기온도 저감 및 에너지 절감에 우수하고, 압축, 인장, 휨강도가 우수하며, 내화학성, 내마모성, 염해 및 동해 무반응 난연수지 우수하며, 반영구적 수명으로 유지관리비가 저렴한 작용효과가 있다.
한편, 상기 시멘트 혼합물 100중량부에 대하여, 차열코팅필름 5중량부가 혼합되며, 상기 차열코팅필름은 일정한 길이 및 폭을 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephtalate ; PET) 필름과; 상기 필름에 실크스크린 인쇄되는 에멀젼(emulsion)으로 구성되고, 상기 PET 필름은 두께가 125㎛으로 구성되며, 상기 에멀젼은 UM수지 100 중량부에 산화아연(ZnO) 40중량부, 백색고화제 30중량부, 감수제 2중량부, 소포제 1중량부, 분산제 1중량부로 구성된다.
즉, 본 발명에 따른 차열코팅필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephtalate ; PET) 필름의 바탕면에 에멀젼(emulsion)이 실크스크린 인쇄된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 PET 필름은 두께가 125㎛으로 구성된다.
특히, 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephtalate ; PET)는 플라스틱 성형 재료의 하나이다.
유리섬유로 강화한 PET성형재료는 열경화성 수지에 비길 만큼 물성이 좋아 전자 부품, 자동차 전장 부품, 열기구 등에 사용되고 ,비강화 성형재료는 Blow 성형용으로 많이 사용되고 있다.
또한 PET의 무독성, 무취, 투명도 등이 높아 현재 식품 용기로 많이 이용되고 있다.
비강화 PET는 우수한 기계적 및 전기적 특성, 내약품성 등을 갖는 반면 충격강도 및 내열성에서 취약하고, 성형하기에 어려운 점이 있다.
그러나 유리섬유강화PET는 기계적 강도나 치수 정밀도가 향상되는 것과 동시에 유리 섬유 강화에 의하여 내열성이 비약적으로 향상되어, 열변형 온도는 약 240℃로서 상당히 높다.
강화 PET 본래의 내열성을 얻기 위하여 중요한 점은 성형품을 충분히 결정화시키는 것이다.
이 방법으로 종래부터 PET가 결정화하는 금형온도(130~140℃)에서 고온성형 또는 성형 후에 가열 냉각이 이루어졌다.
그러나 최근들어 기술혁신의 결과 70℃전후의 금형 온도라도 결정이 이루어져 성형 후 가열냉각이 불필요한 타입인 저온 금형상품 등이 개발되어 시장에서 호평을 받고 있다.
그러나 저온금형 방법은 PET의 재질 변화에 의한 원가상승, 저온형 온도 성형에 의한 성형품 바탕면특성의 저하 등의 단점이 있어서 고온금형 방법도 병행하여 사용되고 있다.
특성을 보면 내열성은 용융점 265℃, 열변형은 온도 240℃, 연속 내열은 150℃이다.
일반 PET 제품의 전기적 특성은 다른 폴리에스터들과 같지만 특수 PET 제품은 전기적 아크에 강하고, 크랙 발생에 강하다.
내약품성, 치수안정성 및 내후성이 좋고 스트레스 크랙성이 우수하다.
상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephtalate ; PET)는 테레프탈(Terephtal)과 에틸렌글리콜(Ethylene Glycol) 을 중축합하여 얻는 포화 폴리에스테르(Polyester)이다.
PET는 폴리부틸렌 테레프탈레이트(Polybuthylene Terephtalate)보다 분자고리의 길이가 짧고 잘 휘어지지 않는 구조이므로 강성 및 내열성 등이 좋으나 결정화 속도를 촉진시키기 때문에 성형 온도를 110℃ 이상으로 할 필요가 있다.
또한 100℃이하에서는 카르본산나트륨염이나 칼륨염을 첨가하는 방법이 있고, 가소제로서 지방족유기에스테르 등을 첨가하여 결정화를 촉진하는 방법등이 있다.
비강화 PET는 성형성, 내충격성, 내열화성에 문제가 있어 유리섬유강화물로 주로 사용된다.
최근 연신흡입기술의 개발로 인해 비강화 PET의 소비가 급격히 늘어나고 있다.
PET는 PBT와 달라서 그대로 결정화가 어려우므로 성형재료로서 PET 자체로만 사용되지 않고 기본적으로 유리 함유율 30% 정도 첨가되고 고강성, 저수축용에는 유리 함유율이 더 높다.
또한 휨 방지 및 폴리머의 유동 방향에 의한 물성의 차이를 최소로 억제하기 위해 운모 등이 병용되기도 한다.
PET의 제조법은 크게 두 가지가 있다.
하나는 Terephthal산 Dimethyl법이고 다른 하나는 직접 중합법에 의한 것이다.
Terephthal산 Dimethyl법은 Terephthal산 Dimethyl과 Ethylene Glycol을 150~230℃에서 가열하여 에스테르교환 반응으로 Bis(β-Hydroxy Ethly)Terephthalate를 얻는다.
다음 Bis(β-Hydroxy Ethly)Terephthalate를 1Torr이하로 하여 270~300℃로 가열하면 중축합이 진행되고 Ethylene glycol을 유출하여 PET가 얻어진다.
직접 중합법은 고순도 Terephthal산과 Ethylene Glycol을 가압하여 230℃쯤에서 반응시켜 Bis(β-Hydroxy Ethyl)Terephthalate를 얻는다. 중축합 반응은 Terephthal산 Dimethyl법과 같은 형태이다.
한편, 상기 에멀젼(emulsion)은 UM수지 100 중량부에 산화아연 40중량부, 백색고화제(경화제) 30중량부, 감수제 2중량부, 소포제 1중량부, 분산제 1중량부로 구성된다.
여기서, 상기 UM수지는 제1바인더 수지로서의 우레탄 아크릴레이트 수지 및 제2바인더 수지로서의 폴리메틸 메타크릴레이트 수지로 이루어진 바인더 수지와; 백색고화제(경화제)로 구성된다.
즉, 상기 UM수지는 바인더 수지, 백색고화제(경화제)로 구성된다.
여기서, 상기 바인더 수지는 제1바인더 수지로서의 우레탄 아크릴레이트 수지 및 제2바인더 수지로서의 폴리메틸 메타크릴레이트 수지로 이루어진다.
상기 제1바인더 수지인 우레탄 아크릴레이트 수지는 소일 그라우트재에 내구력을 부여함과 동시에 토립자 들을 서로 단단히 결합시킬 수도 있다.
상기 우레탄 아크릴레이트 수지는 우레탄의 특성과 아크릴레이트의 특성을 모두 갖고 있는 하이브리드(hybrid) 수지이다.
이러한 우레탄 아크릴레이트 수지는 일반적으로 우레탄 프리폴리머(urethane prepolymer)와 하이드록시 알킬 아크릴레이트와의 중합반응에 의해서 제조된다.
상기 우레탄 프리폴리머는 폴리올(polyol)과 이소시아네이트(isocyanate)의 중합 반응에 의해서 형성되며, 그 종류는 다양하다.
또, 상기 하이드록시 알킬 아크릴레이트의 예로는 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate), 2-하이드록시 에틸메타크릴레이트(2-hydroxy ethylmethacrylate), n-부틸 아크릴레이트(n-butyl acrylate) 등이 있다.
이러한 우레탄 아크릴레이트 수지와 폴리메틸 메타크릴레이트 수지를 포함하는 바인더 수지의 함량은 UM수지100중량부에 대하여 약 20∼60 중량부 범위인 것이 적절하다.
상기한 UM수지에서는 상술한 제1바인더 수지인 우레탄 아크릴레이트 수지 이외에, 제2바인더 수지로서 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate) 수지를 추가할 수 있다.
이때, 제1바인더 수지인 우레탄 아크릴레이트 수지와 제2바인더 수지인 폴리메틸 메타크릴레이트 수지의 혼합비율은 약 10~60 : 90~40 중량 비율로 사용되는 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이렇게 폴리메틸 메타크릴레이트를 우레탄 아크릴레이트와 혼합 사용함으로써, UM수지로 이루어진 개량체의 강도를 더 높일 수 있다.
또한, 상기 UM수지에서는 우레탄 아크릴레이트 수지와 폴리메틸 메타크릴레이트 수지 이외에, 개량체의 강도 보강을 위해 제3바인더 수지로서 하이드록시 에틸 메타크릴레이트(hydroxyl ethyl methacrylate, HEMA) 수지 등을 추가로 사용할 수 있다.
그리고, 상기 UM수지에서는 우레탄 아크릴레이트 수지가 3차원 망상구조를 갖도록 하기 위하여 백색고화제(경화제)를 사용하여, 우레탄 아크릴레이트 수지의 경화 시간을 조절할 수 있다.
상기 백색고화제(경화제)로는 벤조일 퍼록사이드(benzoyl peroxide, BPO) 등과 같은 유기 과산화물(Organic Peroxide)이 있는데, 이에 제한되지 않는다.
특히, 상기 벤조일 퍼록사이드는 우레탄 아크릴레이트 수지의 경화가 잘 일어나도록 할 뿐만 아니라, 용제 내에서 열분해되어 페닐 라디칼과 벤조에이트 라디칼을 생성하여 우레탄 아크릴레이트 수지의 중합을 개시하기도 한다.
상기 백색고화제(경화제)는 대기온도 및 지표온도에 따라 그 사용 함량을 조절하는데, 예컨대 겨울에는 많은 양을 혼합하고, 여름에는 적은 양을 혼합하는 것이 바람직하다.
이러한 점을 고려하여, 상기 백색고화제(경화제)의 함량은 UM수지 100 중량부에 대하여 30 중량부 정도인 것이 적절하다.
만약, 백색고화제(경화제)의 함량이 30 중량부 미만인 경우에는 경화가 제대로 일어나지 않을 수 있으며, 백색고화제(경화제)의 함량이 30 중량부 초과인 경우에는 형성되는 개량체의 물성이 저하될 수 있다.
한편, 상기 산화아연(ZnO)은 산소와 아연의 화합물로 가벼운 백색 분말로 녹는점 1,975℃(가압), 1,720℃(상압)이며, 비중 5.47(비결정성), 5.78(결정성)이다.
약 300℃로 가열하면 황색으로 변하지만, 식히면 원래의 빛깔이 된다.
물에는 거의 녹지 않지만, 묽은 산 및 진한 알칼리에는 녹는 양쪽성 산화물이다.
입자가 곱고, 연백(鉛白)보다 피복력(被覆力)은 떨어지지만 독성이 없다.
상기한 산화아연(ZnO)은 UM수지 100중량부에 대하여 40중량부를 함유함이 가장 바람직하다.
한편, 상기 감수제는 나프탈렌계 고성능 감수제로서, UM수지 100중량부에 대하여 2중량부를 함유함이 바람직하다.
상기 소포제는 유해한 기포를 제거하는데 사용되는 약품으로서, 휘발성이 적고 확산력이 큰 기름상의 물질 또는 수용성의 계면활성제가 이용되며, UM수지 100중량부에 대하여 1중량부를 함유하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 분산제는 큰 입자와 응집한 입자를 분쇄하여 보다 작은 입자와 콜로이드 입자를 만들 때 생성된 미소입자의 응집을 방지하기 위해 가하는 물질로, 주로 펩타이저가 UM수지 100중량부에 대하여 1중량부를 함유하는 것이 바람직하다.
[보강재 도포장치]
도 1은 본 발명에 따른 보강재 도포장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 보강재 도포장치를 도시한 정면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 보강재 도포장치를 도시한 측면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 보강재 도포장치를 도시한 저면도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 보강재 도포장치(A)는 소정의 간격을 두고 상호 이격된 상태로 수직으로 배치되는 한 쌍의 수직지지대(100); 상기 수직지지대(100)의 하단부 사이에 용접 결합되며, 수평하게 배치된 수평연결대(200); 상기 수평연결대(200)의 하단부 양측에 고정 설치된 한 쌍의 전방캐스터(300); 상기 수평연결대(200)의 내측에서 외측 방향으로 서로 대향됨과 동시에 소정의 간격 이격된 상태로 외부로 연장 형성되며 사각형상으로 이루어진 완경사 프레임(400); 상기 완경사 프레임(400)의 상향측 단부 하부에 고정 설치된 후방캐스터(500); 상기 완경사 프레임(500)의 상단부에서 상향으로 연장 형성되며, 사각형상으로 이루어진 급경사 프레임(600)으로 구성된다.
즉, 상기 보강재 도포장치(A)는 수직지지대(100), 수평연결대(200), 전방캐스터(300), 완경사 프레임(400), 후방캐스터(500) 및 급경사 프레임(600)이 유기적으로 결합되어 이루어진 장치이다.
여기서, 상기 수직지지대(100)는 소정의 간격을 두고 상호 이격된 상태로 수직으로 배치되는 철재로서, 일정한 폭과 길이를 갖고, 전체적으로 T자 형상으로 이루어지되, 하부는 일정한 곡률을 갖도록 형성된 만곡부(110); 상기 만곡부(110)의 직각부로부터 상향으로 일정한 폭을 가지면서, 하부의 만곡부(110)의 곡률에 비해 5배의 길이를 갖도록 상향으로 연장되는 본체부(120); 상기 본체부(120)의 상부단에서 좌측으로 완경사를 이루면서 연장 형성되는 수평돌출부(130); 상기 수평돌출부(130)의 단부에서 상향으로 소정의 각도로 돌출 형성되는 경사돌출부(140); 상기 본체부(120)의 상부단에서 우측으로 완경사를 이루면서 연장 형성되며, 바탕면으로부터 내측으로 일정한 각도로 요입 형성되는 요홈(150); 상기 요홈(150)의 타측으로부터 상향으로 연장 형성되는 만곡단턱부(160)로 구성된다.
또한, 상기 수평연결대(200)는 수직지지대(100)의 하단부 양단 사이에 용접 결합되며, 수평하게 배치된 철재이다.
그리고, 상기 전방캐스터(300)는 수평연결대(200)의 하단부 양측에 고정 설치된 이동용 바퀴이다.
또한, 상기 완경사 프레임(400)은 수평연결대(200)의 내측에서 외측 방향으로 한 쌍이 서로 대향되도록 설치됨과 동시에 소정간격 이격된 상태로 상향으로 연장 형성되며, 전체적으로 사각형상으로 이루어진 철재이다.
그리고, 상기 후방캐스터(500)는 완경사 프레임(400)의 상향측 단부 하부 가운데에 고정 설치된 이동용 바퀴이다.
또한, 상기 전방캐스터(300)와 후방캐스터(500)는 역삼각형 형상으로 배치되어 구조적인 안정성을 유지할 수 있도록 한다.
그리고, 상기 급경사 프레임(600)은 완경사 프레임(500)의 상단부에서 상향으로 연장 형성되며, 전체적으로 사각형상으로 이루어진 철재이다.
특히, 상기 급경사 프레임(600)의 상단부에 수평하게 배치되는 부재는 봉형상으로 형성하여 손잡이 역할을 하도록 한다.
한편, 상기 경사돌출부(140)의 하부와 요홈(150) 간 상단면에 해당되는 부분인 본체부(120)에는 본체부(120)의 상단으로부터 일정 깊이로 들어간 부분에 걸쇠(700)가 핀볼트(800)로 고정 설치된다.
여기서, 상기 걸쇠(700)는 전체적으로 타원형으로 이루어지면서, 핀볼트(800)가 결합되는 부분의 타측에 일정한 곡률을 갖도록 요입되는 요홈(710)이 형성된다.
이와 같은 걸쇠(700)는 본체부의 요홈(150)에 보강섬유그리드(G)가 롤 형태로 권취된 주축을 삽입한 후, 본체부(120)의 측면에 설치된 걸쇠(700)를 돌려서 보강섬유그리드(G)가 권취된 주축을 고정시키면 본체부(120)의 요홈(150)으로부터 보강섬유그리드(G)가 권취된 주축이 아래로 굴러 떨어지는 것을 방지하기 위한 것이다.
상기 수평연결대(200)와 완경사 프레임(500) 사이에 제1헌치부(810)가 형성되고, 완경사 프레임(500)과 급경사 프레임(600) 사이에 제2헌치부(820)가 형성되어, 각 철재의 연결부분을 보강하는 기능을 한다.
상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 보강재 도포장치(A)의 작용에 대해 설명한다.
도 5～11은 본 발명에 따른 보강재 도포장치(A)에 보강섬유그리드가 장착되는 상태를 도시한 공정도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 보강재 도포장치(A)의 수평돌출부(130)를 지면에 밀착시킨 상태에서, 보강섬유그리드(G)가 권취된 주축을 경사돌출부(140)의 내측으로 밀어 넣은 후, 급경사 프레임(600)의 양측을 손으로 잡고, 보강재 도포장치(A)를 세우면, 본체부(120)의 상단부 경사면을 따라 보강섬유그리드(G)가 권취된 주축이 이동한 후, 상기 보강섬유그리드(G)가 권취된 주축이 요홈(150)에 안착되며, 상기 본체부(120)의 양측면에 핀볼트(800)에 의해 고정된 걸쇠(700)를 회동시켜서 걸쇠(700)의 요홈(710)을 보강섬유그리드(G)가 권취된 주축을 고정시키면, 상기 요홈(710)이 보강섬유그리드(G)가 권취된 주축을 감싸는 형태로 고정이 이루어진다.
이와 같이 요홈(710)으로 보강섬유그리드(G)가 권취된 주축을 고정시킨 상태에서 급경사 프레임(600)의 가운데인 손잡이를 이용하여 힘으로 보강재 도포장치(A)를 전방으로 밀면 전방캐스터(300) 및 후방캐스터(500)가 이동하여 원하는 지점으로 보강섬유그리드(G)가 권취된 주축을 이동시킨 후, 상기 보강섬유그리드(G)가 권취된 주축에서 보강섬유그리드(G)를 잡아당기면 주축의 회전에 의해서 원활하게 보강섬유그리드(G)가 풀리게 된다.
이와 같이 보강섬유그리드(G)가 풀린 상태에서 방수작업이 이루어지는 것이다.
상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 보강재 도포장치(A)는 부피 및 중량이 작은 소형이므로 이동성 및 작업의 신속성이 뛰어난 작용효과가 있다.
이하, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 보강섬유그리드 인력식 도포장치를 이용한 방수에 대해 설명한다.
도 12는 본 발명에 따른 보강재 도포장치를 이용하여 방수하는 상태를 도시한 공정도, 도 13은 본 발명에 따른 보강재 도포장치를 이용하여 방수하는 상태를 도시한 시공도이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 보강재 도포장치를 이용한 방수공법은 보강재 도포장치를 이용하여 방수하는 공법으로서, 대상 콘크리트 구조물의 바탕층(B)을 정리하는 단계; 상기 바탕층(B) 상에 일정두께의 접착제(J)를 도포하는 단계; 상기 접착제(J) 상에 보강재 도포장치를 이용하여 보강섬유그리드(G)를 도포하는 단계; 상기 보강섬유그리드(G)를 고정철물(F)을 이용하여 고정하는 단계; 상기 보강섬유그리드(G) 상에 부직포(N)를 포설하는 단계; 상기 부직포(N) 상에 콘크리트(C)를 타설 및 양생하는 단계로 이루어진다.
여기서, 상기 바탕층(B) 정리단계는 아스팔트 포장, 콘크리트 포장의 하부 지반 상 바탕면(B)을 균일하게 정리하는 단계이다.
이어서, 상기 접착제(J) 도포단계(S 2)는 바탕면(B) 상에 일정한 두께의 접착제를 도포하는 단계이다.
특히, 상기 접착제(J)는 바탕면의 방수기능 및 보강섬유그리드(G)의 접착력을 향상시키는 재료이다.
여기서, 상기 접착제(J)는 석유계 아스팔트 40~65중량부, 우레탄고무 7~10중량부, 반응성 무기충전제 15~20중량부, 흡수성 고분자수지 7~10중량부, 석유수지 5~10중량부, 이소시아네이트계 화합물 1~10중량부로 구성된다.
상기 석유계 아스팔트는 바탕면과 콘크리트 사이의 접착력과 내열성과 탄성력 및 방수성 등의 물리적 특성을 향상시키는 조성물로서, 40 중량부 미만이면 상술한 물리적 특성을 확보할 수 없고, 65 중량부 초과하면 물리적 특성이 유지되나 재료의 추가에 따른 제조단가가 상승하는 문제가 있다.
상기 우레탄고무는 탄성력을 확보하여 아스팔트 포장에 작용하는 하중에 대하여 효과적으로 대응하는 조성물로서, 7중량부 미만이면 원활한 탄성력을 확보할 수 없고, 10중량부 초과하면 탄성력을 유지되나 재료의 추가에 따른 제조단가가 상승하는 문제가 있다.
상기 반응성 무기 충전제는 내열성과 내화학성 및 열전도성 등의 물리적 특성을 향상시키도록 하는 조성물로서, 15중량부 미만이면 상술한 물리적 특성을 확보할 수 없고, 20중량부 미만이면 물리적 특성이 유지되나 재료의 추가에 따른 제조단가가 상승되는 문제가 있다.
상기 반응성 무기 충전제는 실리콘 카바이드(SiC), 질화알루미늄(AIN), 산화아연(ZnO), 브론나이트라이드(BN) 및 산화알루미늄(Al2O3) 중 어느 하나 또는 선택된 1종 이상으로 이루어질 수 있다.
상기 흡수성 고분자 수지는 바탕면 개질 처리를 하여 투과성 등의 물성을 향상시키는 조성물로서, 7중량부 미만이면 바탕면 개질효과를 얻을 수 없고, 10중량부 초과하면 물이 유지되나 재료의 추가에 따른 제조단가가 상승하는 문제가 있다.
상기 석유수지는 나프타 등의 고온열분해 중에 존재하는 고급불포화 탄화수소를 원료로 하고, 산성촉매에 의해 중합시켜서 얻어지는 분자량 2000 이하의 연한 황색 또는 흑갈색의 열가소성수지로서, 점성을 확보하기 위한 조성물이다.
이 경우, 5중량부 미만이면 요구되는 점성을 확보할 수 없고, 10중량부 초과하면 과도한 점성에 의해 작업성이 저하되는 문제가 있다.
상기 이소시아네이트계 화합물은 조성물간의 가교결합제의 기능을 수행하는 것으로, 1중량부 미만이면 가교결합제의 기능을 충분히 발휘하지 못하고, 10중량부 초과하면 가교결합제의 기능을 유지하나 다른 조성물의 추가를 간섭하여 물성을 저하시키는 문제가 있다. 상기 이소시아네이트계 화합물은 4,4'-메틸렌디페닐 디이소시아네이트(4,4'-methylenediphenyl diisocyanate, MDI), p-페닐렌 디이소시아네이트(p-phenylene diisocyanate, PPDI), 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트(1,6-hexamethylene diisocyanate, HDI), 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트(1,5-naphthalene diisocyanate, NDI), 이소포론 디이소시아네이트(isoporon diisocyanate, IPDI), 톨루렌 디이소시아네이트(toluene diisocyanate, TDI) 중 어느 하나 또는 선택된 1종 이상으로 이루어질 수 있다.
이어서, 상기 보강섬유그리드(G) 도포는 접착제(J) 상에 보강재 도포장치를 이용하여 보강섬유그리드(G)를 도포한다.
여기서, 상기 보강재 도포장치를 이용하여 보강섬유그리드(G)를 도포하되, 즉, 먼저 보강재 도포장치와 주축에 권취된 보강섬유그리드(G) 2개로 분리된 것을, 보강재 도포장치에 보강섬유그리드(G)를 설치하되, 보강재 도포장치의 수평돌출부(130)를 지면에 밀착시킨 상태에서, 상기 보강섬유그리드(G)가 권취된 주축을 경사돌출부(140)의 내측으로 밀어 넣은 후, 급경사 프레임(600)의 양측을 손으로 잡고, 보강재 도포장치를 세우면, 본체부(120)의 상단부 경사면을 따라 보강섬유그리드(G)가 권취된 주축이 이동한 후, 상기 보강섬유그리드(G)가 권취된 주축이 요홈(150)에 안착되며, 상기 본체부(120)의 양측면에 핀볼트(800)에 의해 고정된 걸쇠(700)를 회동시켜서 걸쇠(700)의 요홈(710)을 보강섬유그리드(G)가 권취된 주축을 고정시키면, 상기 요홈(710)이 보강섬유그리드(G)가 권취된 주축을 감싸는 형태로 고정이 이루어진다.
이와 같이 요홈(710)으로 보강섬유그리드(G)가 권취된 주축을 고정시킨 상태에서 급경사 프레임(600)의 가운데인 손잡이를 이용하여 힘으로 보강재 도포장치를 전방으로 밀면 전방캐스터(300) 및 후방캐스터(500)가 이동하여 원하는 지점으로 보강섬유그리드(G)가 권취된 주축을 이동시킨 후, 상기 보강섬유그리드(G)가 권취된 주축에서 보강섬유그리드(G)를 잡아당기면 주축의 회전에 의해서 원활하게 보강섬유그리드(G)가 풀리게 된다.
여기서, 보강섬유그리드(G)는 방수 포장에 작용하는 종하중 또는 횡하중 및 복합하중에 효과적으로 작용하여 방수 포장에 대한 내구성을 향상시키고, 상기 바탕면(B)와 콘크리트(C) 사이의 접착력을 강화하는 기능을 한다.
특히, 상기 보강섬유그리드(G)는 바탕면(B) 상에 포설되는 가열 아스팔트혼합물인 골재와 아스팔트 바인더 등으로 이루어지는 콘크리트(C) 간의 상호 간에 양호한 접합이 이루어지도록 상,하 관통된 그물망 형태의 격자망인 메쉬형태로서, 뜨개질방식으로 직조되어 내구성이 향상된다.
상기 보강섬유그리드(G)는 유리섬유 및 탄소섬유 단독 또는 혼합 직조하여 사용할 수 있다.
이어서, 고정철물(F) 고정은 보강섬유그리드(G)를 고정철물(F)을 이용하여 고정하는 단계이다.
여기서, 상기 고정철물(F)은 못, 패킹 및 와셔로 구성된다.
상기 못은 바탕면에 박혀져 고정력을 제공하는 부재이다.
상기 패킹은 못에 삽입되어 못이 바탕면(B)에 박힐 때 압착되어 못의 고정력을 유지 및 향상시킨다.
즉, 상기 패킹은 연질의 합성수지로 형성되어, 못이 바탕면(B)에 박힐 때 못)과 와셔 사이에 압착된 상태가 유지됨으로써, 합성수지가 가지는 특성 중 하나인 마찰력에 의해 못과 와셔 사이의 고정상태를 유지시킨다.
또한, 상기 패킹은 합성수지의 특성 중 다른 하나인 탄성력에 의해 아스팔트 포장에 작용하는 진동 또는 충격에 의해 작용하는 진동을 흡수함으로써, 못이 임의로 빠지는 것을 방지시켜 보강섬유그리드(G)의 고정력을 유지시킨다.
상기 와셔는 못이 삽입되어 못의 고정력이 넓은 분포로 확대시켜 보강섬유그리드(G)의 고정력을 향상시킨다.
이어서, 상기 부직포(N) 포설은 보강섬유그리드(G) 상에 부직포(N)를 포설한다.
여기서, 상기 부직포(N)는 콘크리트(C)와의 결합력을 증대시킴과 동시에 작용하는 하중을 분산시킬 수 있도록 하는 시트형태의 부재이다.
상기 부직포(N)는 보강섬유그리드(G) 상에 접착제(J)로 고정시켜 일체화하거나, 또는 콘크리트(C) 포장을 시공할 때 바탕면(B)에 보강섬유그리드(G)를 포설할 때 부직포(N)를 함께 포설할 수 있는 것으로, 사용목적과 시공방법 등을 고려하여 취사선택한다.
이어서, 상기 콘크리트(C) 포장은 부직포(N) 상에 콘크리트(C)를 일정두께 포장한다.
이하, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 차열성 콘크리트 구조물 방수에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 차열성 콘크리트 구조물 방수공법은 콘크리트 구조물의 바탕면 상에 접착제를 도포하는 단계; 상기 접착제 상에 보강재 도포장치를 이용하여 보강재를 설치하는 단계; 상기 보강재 상에 차열성 방수제 조성물을 살포하는 단계; 상기 차열성 방수제 조성물 상에 차열도료를 일정한 두께 도포하는 단계로 이루어진다.
즉, 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 방수공법은 접착제 도포단계, 보강재 설치단계, 차열성 방수제 살포단계 및 차열도료 도포단계로 이루어진다.
여기서, 상기 접착제 도포단계는 콘크리트 구조물의 바탕면 상에 접착제를 도포하는 것으로, 상기 접착제는 우레탄계 접착제로 구성된다.
상기 우레탄계 접착제의 주성분은 폴리올과 폴리이소시아네이트로부터 합성된 우레탄 프리폴리머이며, 습기 경화성을 조절하기 위해 경화촉매를 사용한다.
또한, 강도 증강과 증량제로서 카본블랙, 탄산칼슘, 미분말 실리카 등의 분체가 사용된다.
우레탄 프리폴리머는 분자중에 우레탄기를 가지고 있기 때문에 점도가 높아지는 경향이 있으며, 점도 저하를 위해 가소제나 용제를 사용한다.
우레탄 프리폴리머의 합성은 말단 이소시아네이트기를 갖도록 설정되어 있으며, 이소시아네이트기가 물과 반응하여 경화된다.
또한 3작용성 우레탄 프리폴리머가 많으면 접착제의 강도가 증가되며, 2작용성 우레탄 프리폴리머가 많으면 유연성이 풍부한 접착제가 가능하다.
2작용성, 3작용성의 우레탄 프리폴리머의 비율에 의해 강도·탄성을 조절할 수 있다.
이어서, 상기 보강재 설치단계는 양면샌드시트 또는 보강섬유그리드를 보강재 도포장치를 이용하여 접착제 상에 설치한다.
여기서, 상기 양면샌드시트는 부직포, 유리섬유, 폴리프로필렌 직포 중 어느 하나로 이루어진 기재와; 상기 기재의 상, 하부에 각각 형성되며, 개량아스팔트를 주재로 하는 점착성 상,하부 컴파운드층과; 상기 상부컴파운드층의 상부면 일단에서 타측을 향하여 일정폭까지 탈부착 가능토록 부착되는 상부이형지와; 상기 상부컴파운드층의 상부면에 부착된 상부이형지의 타단에서 상부컴파운드층의 타단까지 형성되며, 상부컴파운드층 내부에 함침 및 상부로 돌출되도록 평균입경이 100~2000㎛인 규사가 1㎡당 400~500 g/㎡의 양으로 살포되어 형성된 상부규사층과; 상기 하부컴파운드층의 하부면 타단에서 일측을 향하여 일정폭까지 탈부착 가능토록 부착되는 하부이형지와; 상기 하부컴파운드층의 하부면에 부착된 하부이형지의 일단에서 하부컴파운드층의 일단까지 형성되며, 하부 컴파운드층 내부에 함침 및 하부로 돌출되도록 평균입경이 100~2000㎛인 규사가 1㎡당400~500 g/㎡의 양으로 살포되어 형성된 하부규사층으로 구성된다.
즉, 상기 양면샌드시트는 기재와, 상기 기재의 상, 하부에 형성되는 상, 하부컴파운드층 및 상, 하부컴파운드층에 형성되는 상, 하부규사층과, 상, 하부규사층의 양측 중 어느 하나에 부착되는 상, 하부이형지로 구성된다.
여기서, 상기 기재는 통상적으로 부직포, 유리섬유, 폴리프로필렌 직포 중 어느 하나로 이루어진다.
그리고, 상기 기재의 상, 하부에 형성되는 상, 하부컴파운드층은 개량아스팔트를 주재로 하는 점착성 방수재이다.
상기 상부 컴파운드층에는 상부면 일단에서 타측을 향하여 일정폭까지 상부이형지를 부착하되, 상기 상부이형지는 약 10Cm의 폭을 가지도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 상부이형지의 타단에서 상부컴파운드층의 상부면 타단까지는 평균입경이 100~2000㎛인 규사를 1㎡당 400~500 g/㎡의 양으로 살포하여 상부규사층을 형성한다.
아울러, 하부컴파운드층에는 하부면 타단에서 일측을 향하여 일정폭까지 하부이형지를 부착하되, 상기 하부이형지도 약 10Cm의 폭을 가지도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 하부이형지의 일단에서 하부컴파운드층의 하부면 일단까지도 상부컴파운드층에 형성된 상부규사층과 같이 평균입경이 100~2000㎛인 규사를 1㎡ 당 400~500g/㎡의 양으로 살포하여 하부규사층을 형성한다.
상기 상부규사층과 하부규사층은 상기 상부컴파운드층과 하부컴파운드층의 강도를 향상시키는 기능을 한다.
또한, 상기한 양면샌드시트가 접착제 바탕면에 견고하게 부착되게 할 뿐만 아니라, 무게를 부여하며, 계면간의 미끄럼을 방지한다.
상기한 상부규사층과 하부규사층에 사용되는 규사는 석영의 알갱이로 이루어진 모래로서, 천연규사 또는 인조규사를 사용할 수 있고, 평균입경이 100 ~ 2000㎛인 것이 바람직하며, 1㎡당 400~500 g/㎡의 양으로 살포하는 것이 바람직하다.
평균입경이 2000㎛를 초과하는 경우는 상, 하부컴파운드층 바탕면 외관이 매끄럽게 형성되지 않으며, 100㎛ 미만인 경우는 미끄럼방지 효과가 미미할 수 있다.
양면샌드시트
CAS # Component Percent
8052-42-4 Asphalt 55.0~72.0
471-34-1 Calcium carbonate 5.0~20.0
9003-55-8 Styrene Butadiene 7.0~15.0
14808-60-7 Crystalline silica 0~13.0
None assigned Non-woven polyester 5.0~10.0
양면샌드시트 품질기준

시험항목
품질기준
시험방법

인장
성능
인장강도(N/mm)
길이(Length)
8.0 이상



KSF 4917
(2017)

인장강도(N/mm)
너비(Width)

신장률(%)
길이(Length)
15 이상

신장률(%)
너비(Width)

인열성능 (N)
길이(Length)
20 이상

너비(Width)

저온굴곡성능(-10℃)
바탕면측
잔금이 생기지 않음

이면측
기재 품질기준

시험항목
품질기준
비고

재료 및 중량
폴리에스터 부직포 100G 이상

인장강도
(N/mm)
길이(Length)
5.0 이상

너비(Width)

신장률(%)
길이(Length)
15 이상

너비(Width)

인열성능(N)
길이(Length)
20 이상

너비(Width)
또 다른 보강재의 일종인 보강섬유그리드는 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 바잘트섬유, 섬유강화플라스틱, PET(Polyethylene Terephthalate) 섬유 중 적어도 1 이상의 혼합으로 이루어진 섬유를 경사와 위사로 하여 격자상으로 직조한 것이다.
즉, 상기 보강섬유그리드는 접착제 상에 도포되어 아스팔트 포장에 작용하는 종하중 또는 횡하중 및 복합하중에 효과적으로 작용하여 아스팔트 포장에 대한 내구성을 향상시킬 뿐만 아니라 바탕면과 아스콘 사이의 접착력을 강화하는 기능을 수행한다.
또한, 상기 보강섬유그리드는 바탕면 상에 포설되는 가열 아스팔트혼합물인 골재와 아스팔트 바인더(아스팔트) 등으로 이루어지는 아스콘간의 상호 간에 양호한 접합이 이루어지도록 상,하 관통된 그물망 형태의 격자망인 메쉬형태로서, 뜨개질방식으로 직조되어 내구성이 향상되도록 한다.
상기 보강섬유그리드는 유리섬유 및 탄소섬유를 혼합하여 직조된다.
물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 유리섬유 또는 탄소섬유(탄소섬유 강화 플라스틱을 포함)를 단독으로 직조하여 보강섬유그리드로 사용할 수 있다.
상기 유리섬유는 용융된 유리를 고속으로 인출하여 와인딩한 장섬유이며, 이는 기본적으로 얀과 로빙으로 구분되며, 원재료를 약 1,600℃에서 용융한 후 100 ~ 4,000본의 필라멘트를 바인더로 접속한 섬유실을 사용한다.
상기 유리섬유 제조방법은 종래와 같은 방식으로 제조하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 유리섬유는 E-glass 또는 ECR glass를 주원료로 하고, 우레탄 또는 에폭시를 바인더로 하여 0~2중량%가 함유되어 있으며, 10~34㎛ 직경으로 형성된다.
이러한 유리섬유는 내열온도 300 ~ 550℃이고, 연화온도 840 ~ 850℃이며, 2,500 ~ 3,500㎫이고, 비중 249 ~ 257의 특성이 있다.
상기 탄소섬유는 92% 이상의 탄소로 이루어진 섬유장의 탄소재료를 의미하며, 제조방법과 원료에 따라 팬(PAN)계, 피치(Pitch)계, 레이온(Rayon)계로 구분된다.
상기 팬계 탄소섬유는 우주항공용으로 주로 사용되는 것으로, 가장 경제성이 높은 전구체이고, 목적에 따라 습식, 건식 또는 용융방사법 등을 통해 미세한 섬유로 제작된다.
상기 피치계 탄소섬유는 스포츠 및 산업용 범용섬유로서, 다른 계통의 섬유와는 달리 콜타르 및 석유잔류물로부터 얻어지는 저가의 탄소계 물질인 피치를 직접 용융방사하여 얻은 저물성의 피치섬유를 전구체로 하는 섬유이다.
저가이면서 구조제어의 용이성으로 상업적으로 많이 사용되고 있다.
상기 레이온계 탄소섬유는 기본적으로 셀롤로오스를 레이온으로 재가공하여 얻은 레이온 섬유를 전구체로 제조된 탄소섬유를 의미한다.
또한, 상기 탄소섬유에는 탄소섬유를 강화재(reinforce)로 하고 매트릭스 구조를 플라스틱으로 하여 결합한 탄소섬유 강화 플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastic, CFRP)이 있다.
상기 보강섬유그리드는 섬유집합체가 결합된 날실 다수를 나란하게 배열된 1개의 묶음을 형성하고, 이렇게 묶음된 날실을 2열 또는 3열 이상의 복수 열로 접하게 하여 일정간격 띠워 격자형태로 배열하고 종방향 묶음 방향에 별도 배치된 날실 간 뜨개질방식의 직조로 결합하여 이루어진다.
즉, 상기 보강섬유그리드는 다수의 섬유집합체가 결합된 날실 다수개를 4 ~ 7층 구조로 서로 간 접해서 나란하게 배열하여 1개의 묶음을 형성하고, 상기 묶음의 중심축 간격을 216 ~ 292(㎜) 띠워 격자망을 형성하는 방식으로 2 ~ 3열 즉, 복열로 격자망을 겹친 후 복열의 묶음된 격자망의 가장자리를 묶음날실로 뜨개질방식으로 고정하여 복열의 보강섬유그리드를 형성한다.
또한, 상기 보강섬유그리드는 가로줄과 세로줄 및 이를 고정하는 고정줄로 구성된다.
또한, 상기 가로줄은 바탕면의 길이방향 즉, 차량이 진행되는 방향에 일정간격을 가지고 복수로 위치되며, 유리섬유 또는 강화유리섬유 등으로 구성된다.
또한, 상기 세로줄은 복수의 가로줄을 세로방향으로 교차되게 구성되어 상기 가로줄에 대하여 고정력을 제공하고, 일정간격을 가지며 복수로 구성되고, 탄소섬유 또는 탄소섬유 강화 플라스틱 등으로 구성된다.
상기 가로줄과 세로줄의 재질을 치환하거나 어느 하나로 구성하여 사용할 수 있으며, 또한 가로 및 세로줄 각각에 유리섬유와 탄소섬유를 혼합하여 구성할 수도 있다.
또한, 상기 가로 및 세로줄은 다수의 날실을 하나의 묶음으로 형성한 후 상기 묶음을 다시 복수로 구성하여 이루어진다.
상기 고정줄은 가로 및 세로줄의 교차지점에서 상기 가로 및 세로줄이 상호 고정되도록 엮어줌에 따라 고정력이 발휘되도록 하는 수단이다.
이 경우, 상기 고정줄은 유리섬유 또는 탄소섬유로 이루어지는 날실로 형성한다.
상기 가로 및 세로줄을 안정적으로 고정시킬 수 있는 날실이면 어느 것이든 사용 가능하다.
이어서, 상기 차열성 방수제 살포단계는 보강재가 설치된 콘크리트 구조물 상에 시멘트 100중량부, 잔골재 12.5~50중량부, 칼슘 알루미노 페라이트계 팽창제 0.375~3.75중량부, 알킬아릴술폰산염과 알킬암모늄염을 함유하는 분말상 증점제 0.0375~0.125중량부, 폴리카르복실산계 감수제 0.0125~0.075중량부, 실리콘계 소포제 0.0025~0.025중량부, 폴리에스테르계 소포제 0.0005~0.025중량부, 알루미늄 분말, 질소가스 발포물질, 과산화 물질 중 어느 하나로 이루어지는 가스발포물질 0.00025~0.0015중량부로 이루어지는 시멘트 혼합물 100중량부와;
상기 시멘트 혼합물 100중량부에 대하여, 메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 수지 40∼64 중량%, 부틸 아크릴레이트(Buthyl Acrylate) 수지 20∼24 중량%, 노닐페놀(Nonyl phenol) 1∼3 중량%, 고유동화제 1∼3 중량% 및 첨가제14∼30 중량%로 이루어지는 차열성 방수제 조성물 10중량부와;
상기 시멘트 혼합물 100중량부에 대하여, 메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 수지 25∼30 중량%; 폴리프로필렌 글리콜 아크릴레이트 수지 25∼30중량%; 부틸 아크릴레이트(Buthyl Acrylate) 수지 5∼10 중량%; 폴리옥시프로필렌 글리세롤 트리에테르 4∼5 중량%; 리튬 실리케이트 0.1∼1 중량%; 계면활성제 1∼2 중량%; 폴리카본산계 유동화제 1∼2 중량%; 물 30∼38 중량%로 이루어지는 차열도료 5중량부로 구성된 차열성 방수제 조성물을 일정 두께 도포한다.
이어서, 상기 차열성 방수제 조성물 상에, 메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 수지 25∼30 중량%; 폴리프로필렌 글리콜 아크릴레이트 수지 25∼30중량%; 부틸 아크릴레이트(Buthyl Acrylate) 수지 5∼10 중량%; 폴리옥시프로필렌 글리세롤 트리에테르 4∼5 중량%; 리튬 실리케이트 0.1∼1 중량%; 계면활성제 1∼2 중량%; 폴리카본산계 유동화제 1∼2 중량%; 물 30∼38 중량%로 구성된 차열도료를 일정한 두께 도포한다.
상기한 바와 같은 단계로 이루어진 본 발명에 따른 콘크리트 구조물 방수공법은 콘크리트 구조물의 바탕면을 정리하고, 상기 콘크리트 구조물의 바탕면 상에 접착제를 도포하고, 상기 접착제 상에 보강재 도포장치를 이용하여 보강재를 설치하며, 보강재 상에 차열성 방수제 조성물을 일정 두께로 도포하고, 상기 차열성 방수제 조성물 상에 차열도료를 도포함으로써, 탄성을 갖는 수용성 메틸 메타크릴레이트수지와 친환경 방수수지와 차열도료를 활용하므로 실내온도 저감 및 에너지 절감에 우수하고, 압축, 인장, 휨강도가 우수하며, 내화학성, 내마모성, 염해 및 동해 무반응 난연수지 및 방수에 우수하며, 반영구적 수명으로 유지관리비가 저렴한 효과가 있다.
본 발명의 상세한 설명에 기재한 바람직한 실시예는 예시적인 것으로서 한정적인 것은 아니며, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 나타나 있고, 그들 특허청구범위의 의미중에 들어가는 모든 변형예는 본 발명에 포함되는 것이다.
100: 수직지지대 110: 만곡부
120: 본체부 130: 수평돌출부
140: 경사돌출부 150: 요홈
160: 만곡단턱부 200: 수평연결대
300: 전방캐스터 400: 완경사 프레임
500: 후방캐스터 600: 급경사 프레임
700: 걸쇠 710: 요홈
800: 핀볼트 810: 제1헌치부
820: 제2헌치부 A: 보강재 도포장치
B: 바탕층 C: 콘크리트
F: 고정철물 G: 보강섬유그리드
J: 접착제 N: 부직포

Claims (8)

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  5. 콘크리트 구조물의 바탕면을 정리하는 단계;
    상기 바탕면 상에 접착제를 도포하는 단계;
    상기 접착제 상에, 소정의 간격을 두고 상호 이격된 상태로 수직으로 배치되는 한 쌍의 수직지지대; 상기 수직지지대의 하단부 사이에 용접 결합되며, 수평하게 배치된 수평연결대; 상기 수평연결대의 하단부 양측에 고정 설치된 한 쌍의 전방캐스터; 상기 수평연결대의 내측에서 외측 방향으로 서로 대향됨과 동시에 소정의 간격 이격된 상태로 외부로 연장 형성되며 사각형상으로 이루어진 완경사 프레임; 상기 완경사 프레임의 상향측 단부 하부에 고정 설치된 후방캐스터; 상기 완경사 프레임의 상단부에서 상향으로 연장 형성되며, 사각형상으로 이루어진 급경사 프레임으로 구성되고, 상기 수직지지대는 일정한 폭과 길이를 갖고, 전체적으로 T자 형상으로 이루어지되, 하부는 일정한 곡률을 갖도록 형성된 만곡부; 상기 만곡부의 직각부로부터 상향으로 일정한 폭을 가지면서, 하부의 만곡부의 곡률에 비해 5배의 길이를 갖도록 상향으로 연장되는 본체부; 상기 본체부의 상부단에서 좌측으로 완경사를 이루면서 연장 형성되는 수평돌출부; 상기 수평돌출부의 단부에서 상향으로 소정의 각도로 돌출 형성되는 경사돌출부; 상기 본체부의 상부단에서 우측으로 완경사를 이루면서 연장 형성되며, 바탕면으로부터 내측으로 일정한 각도로 요입 형성되는 요홈; 상기 요홈의 타측으로부터 상향으로 연장 형성되는 만곡단턱부로 구성되며, 상기 경사돌출부의 하부와 요홈 간 상단면인 본체부의 상단으로부터 일정 깊이로 들어간 부분에 걸쇠가 핀볼트로 고정 설치되고, 상기 걸쇠는 전체적으로 타원형으로 이루어지면서, 상기 핀볼트가 결합되는 부분의 타측에 일정한 곡률을 갖도록 요입되는 요홈이 형성된 보강재 도포장치를 이용하여 양면샌드시트 또는 보강섬유그리드로 구성된 보강재를 설치하는 단계;
    상기 보강재 상에 시멘트 100중량부, 잔골재 12.5~50중량부, 칼슘 알루미노 페라이트계 팽창제 0.375~3.75중량부, 알킬아릴술폰산염과 알킬암모늄염을 함유하는 분말상 증점제 0.0375~0.125중량부, 폴리카르복실산계 감수제 0.0125~0.075중량부, 실리콘계 소포제 0.0025~0.025중량부, 폴리에스테르계 소포제 0.0005~0.025중량부, 알루미늄 분말, 질소가스 발포물질, 과산화 물질 중 어느 하나로 이루어지는 가스발포물질 0.00025~0.0015중량부로 이루어지는 시멘트 혼합물 100중량부와;
    상기 시멘트 혼합물 100중량부에 대하여, 메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 수지 40∼64 중량%, 부틸 아크릴레이트(Buthyl Acrylate) 수지 20∼24 중량%, 노닐페놀(Nonyl phenol) 1∼3 중량%, 고유동화제 1∼3 중량% 및 첨가제14∼30 중량%로 이루어지는 차열성 방수제 조성물 10중량부와;
    상기 시멘트 혼합물 100중량부에 대하여, 메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 수지 25∼30 중량%; 폴리프로필렌 글리콜 아크릴레이트 수지 25∼30중량%; 부틸 아크릴레이트(Buthyl Acrylate) 수지 5∼10 중량%; 폴리옥시프로필렌 글리세롤 트리에테르 4∼5 중량%; 리튬 실리케이트 0.1∼1 중량%; 계면활성제 1∼2 중량%; 폴리카본산계 유동화제 1∼2 중량%; 물 30∼38 중량%로 이루어지는 차열도료 5중량부로 구성되고,
    상기 계면활성제(surface active agent)는 노닐페놀(nonyl phenol)에 산화에틸렌(ethylene oxide)을 반응시켜 생성된 EOA(ethylene oxide abduct)를 원료로 한 것으로 구성되며,
    상기 계면활성제(surface active agent)는 노닐페놀(Nonyl phenol)에 산화에틸렌(ethylene oxide)을 반응시켜 생성된 EOA(ethylene oxide abduct)를 원료로 한 것으로 구성되며,
    상기 시멘트 혼합물 100중량부에 대하여, 차열코팅필름 5중량부가 혼합되며, 상기 차열코팅필름은 일정한 길이 및 폭을 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene Terephtalate ; PET) 필름과; 상기 필름에 실크스크린 인쇄되는 에멀젼(emulsion)으로 구성되고, 상기 PET 필름은 두께가 125㎛으로 구성되며, 상기 에멀젼은 UM수지 100 중량부에 산화아연(ZnO) 40중량부, 백색고화제 30중량부, 감수제 2중량부, 소포제 1중량부, 분산제 1중량부로 구성된 차열성 방수제 조성물을 살포하는 단계;
    상기 차열성 방수제 조성물 상에, 메틸 메타크릴레이트(Methyl Methacrylate) 수지 25∼30 중량%; 폴리프로필렌 글리콜 아크릴레이트 수지 25∼30중량%; 부틸 아크릴레이트(Buthyl Acrylate) 수지 5∼10 중량%; 폴리옥시프로필렌 글리세롤 트리에테르 4∼5 중량%; 리튬 실리케이트 0.1∼1 중량%; 계면활성제 1∼2 중량%; 폴리카본산계 유동화제 1∼2 중량%; 물 30∼38 중량%로 구성된 차열도료를 일정한 두께 도포하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 차열성 방수제 조성물을 이용한 차열성 콘크리트 구조물 방수공법.
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KR102379056B1 (ko) * 2022-02-23 2022-03-28 주식회사 라온피플인더스트리 친환경 폴리머 모르타르 바닥재 조성물 및 이를 이용한 바닥재 시공방법
KR102622360B1 (ko) 2023-04-27 2024-01-09 우백건설 주식회사 도막방수재와 보호재를 이용한 교면 아스팔트 포장 시공방법

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