KR102256371B1 - 콘크리트 외벽의 크랙 보수방법 - Google Patents

Abstract

표면에서 이물질을 제거하고, 크랙을 따라 보수재를 도포 후 페인트로 마감할 수 있는 콘크리트 외벽의 크랙 보수방법이 소개된다. 보수재는 보수재는 라텍스 100중량부에 대해 수성 코팅제가 20~60 중량부 포함된다. 수성 코팅제는 에테닐벤젠(ethenylbenzene)과 2-에틸헥실 2-프로페노에이트(2-ethylhexyl 2-propenoate)를 갖는 2-메틸-2-프로페노익산 부틸 에스테르 중합체(2-methyl-2-propenoic acid, butyl ester polymer)이다.

Description

콘크리트 외벽의 크랙 보수방법{Method For Repairing Cracks In Exterior Concrete Walls}

본 발명은 콘크리트 외벽에 발생된 크랙을 수리 및 복원하는 방법에 관한 것이다.

콘크리트는 내구성이 좋고 재료의 배합이 간 단하여 토목, 건축 재료로 광범위하게 사용된다. 철근 콘크리트 건물은 수명이 100년 이상이라고 하지만, 기온 변화에 따른 열팽창 및 수축, 습기의 유입, 동결과 융해, 진동, 시공 결함 등 여러 원인들로 인해 크랙이 발생되고 열화된다.

외부에 노출된 콘크리트는 쉽게 부식되고 중성화된다. 크랙이 발생되면 이를 통해 수분과 공기가 침투하여 철근이 부식되고, 부식된 철근은 부피가 팽창하여 콘크리트의 분리, 탈락을 야기한다. 크랙은 콘크리트 노후화의 주범인 수분과 공기를 콘크리트 내부로 유입시키는 주요 원인이다.

건물의 옥상이나 벽체, 슬라브 주변 등에 발생된 크랙은 실내로의 누수 및 이로 인한 습기, 곰팡이 등의 문제를 야기한다. 공동주택이 주거의 상당 부분을 차지하는 국내 상황에서 누수는 주민들 간 분쟁의 원인이 되며, 아파트와 같은 건물의 전면에 발생된 미세 크랙들은 미관상으로도 매우 좋지 않아 지속적인 관리가 필요하다.

업무용 건물에는 하중은 기둥, 들보 등이 지탱하고 외벽에는 유리와 같은 가벼운 소재를 사용하는 커튼월 공법이 주로 적용된다. 커튼월은 외관과 자연 채광이 좋아 선호도가 높다. 주거용 건물은 콘크리트 외벽에 수성페인트로 마감된 구조가 대부분이다. 외벽 페인트는 주기적으로 재도장되어야 하며, 페인트 칠 전 외벽의 크랙 보수가 필요하다.

콘크리트의 크랙 보수에 표면처리공법, 충진공법, 주입공법, 강재 앵커나 프리스트레스드 구조체를 사용하는 방법이 사용된다.

표면처리공법은 크랙 폭이 작고 강도회복까지는 요구되지 않는 경우에 적용된다. 콘크리트 표면을 브러시 등으로 문질러 페인트나 부착물을 제거한 후, 흔히 퍼티재로 불리는 에폭시나 실리콘계의 보수재를 이용하여 크랙을 따라 콘크리트의 표면에 피막을 형성한다.

충진공법이나 주입공법은 크랙이 비교적 크고 강도 회복이 필요한 경우 적용된다. 충진공법에서 콘크리트 표면은 크랙을 따라 V커팅 또는 U커팅되며, 여기에 수지몰탈이나 시멘트 몰탈이 채워진다. 몰탈이 경화되면 표면을 그라인딩하여 평활하게 마무리한다.

강재 앵커 등 구조체를 사용하는 방법은 주로 안전과 관련한 보강을 목적으로 하는 경우 적용된다. 크랙을 가로지르는 방향으로 꺽쇠형의 앵커나 프리스트레스드 강선이 설치되며, 시공과정에 천공된 구멍에는 수지몰탈이나 시멘트몰탈이 채워진다.

크랙은 보수가 되더라도 기온 변화에 따른 열팽창 및 수축이나 진동 등 해당 크랙의 원인은 그대로이고, 따라서 크랙이 다시 발생하거나 확장, 전파될 수 있다. 퍼티재는 크랙 부위의 팽창, 수축을 흡수하기 위한 탄성과 콘크리트 표면에 긴밀히 붙어 있도록 하기 위한 부착력이 요구된다. 이 특성은 크랙 부위가 크고 넓은 경우 특히 더 요구된다.

도 1에 콘크리트 외벽에 시공된 종래 퍼티재의 예가 도시되어 있다. 도 1에서 보듯이 종래 퍼티재는 콘크리트 표면에서 쉽게 분리되어 그 위의 페인트가 들떠 미관을 해치고, 나아가 크랙 내부로의 수분 침투와 이로 인한 크랙의 확장, 전파를 야기한다. 종래 퍼티재는 탄성과 부착력이 좋지 못하며, 자국이 남고 그 위에 수성 페인트가 미려하게 칠해지지 않는 문제도 있다.

본 발명은 위와 같은 종래기술에 대한 인식에 기초한 것으로, 콘크리트 외벽에 발생된 크랙을 손쉽게 보수할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 보수된 크랙 면의 외관 및 안정성이 우수한 크랙 보수방법을 제공하고자 한다.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 반드시 위에 언급된 사항에 국한되지 않으며, 미처 언급되지 않은 또 다른 과제들은 이하 기재되는 사항에 의해서도 이해될 수 있을 수 있을 것이다.

위 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 콘크리트 외벽의 크랙 보수방법은 크랙이 발생된 콘크리트 표면에서 이물질을 제거하는 제1 단계; 및 크랙을 따라 보수재를 도포하는 제2 단계를 포함한다. 보수재는 라텍스 100중량부에 대해 수성 코팅제가 20~60 중량부 포함된다.

본 발명에 의하면 수성 코팅제는 에테닐벤젠(ethenylbenzene)을 갖는 2-프로페노익산(2-propenoic acid) 중합체는, 에테닐벤젠(ethenylbenzene)과 2-에틸헥실 2-프로페노에이트(2-ethylhexyl 2-propenoate)를 갖는 2-메틸-2-프로페노익산 부틸 에스테르 중합체(2-methyl-2-propenoic acid, butyl ester polymer)를 주성분으로 포함한다.

본 발명에 의하면 보수재에는 황토가 포함될 수 있다.

본 발명에 의하면 보수재 위에는 수성 페인트가 도포될 수 있으며, 보수재 시공 전 크랙은 퍼티재이나 몰탈로 메워질 수 있다.

본 발명에서 외벽은 벽체 내부와 비교되는 것으로 실외나 실내에 노출된 벽을 주된 관심 대상으로 하나, 옥상의 바닥 등을 포함하는 개념으로 넓게 이해될 필요가 있다.

본 발명에 따른 보수재는 탄성 및 콘크리트 표면에 대한 부착력이 우수하여, 이를 이용하여 보수된 크랙 면의 외관 및 안정성이 뛰어나다.

또한 본 발명에 의한 보수재는 브러쉬 등 간편한 기구를 이용하여 단순히 콘크리트 벽면에 도포 후 경화되는 것을 기다리면 되므로, 크랙 보수 작업이 매우 용이하다.

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 반드시 위에 언급된 사항에 국한되지 않으며, 미처 언급되지 않은 또 다른 과제들은 이하 기재되는 사항에 의해

도 1은 종래 퍼티재가 콘크리트 표면에서 분리되어 들떠 있는 것을 보여준다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 보수재들을 콘크리트 외벽에 시공 후 떼어내는 것을 보여주는 사진들이다.

이하 본 발명의 여러 특징적인 측면들을 이해할 수 있도록 실시예들을 들어 보다 구체적으로 살펴본다. 참조된 도면들에서 동일 또는 동등한 구성요소들은 동일한 참조부호로 표시될 수 있고, 도면들은 본 발명의 특징들에 대한 직관적인 이해를 위해 과장되거나 개략적으로 도시될 수 있다.

본 문서에서, 별도 한정이 없는 한, 제2 요소가 제1 요소 '상'에 배치되거나 두 요소가 서로 '연결'된다고 하는 것은, 두 요소가 서로 직접 접촉하는 것은 물론 제1 및 제2 요소의 요소 사이에 제3의 요소가 개재된 것을 허용한다. 전후, 좌우 또는 상하 등의 방향 표시는 설명의 편의를 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 제한하지 않는다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 콘크리트 외벽의 크랙 보수방법 및 보수재에 대해 살펴본다.

실시예에 의하면 콘크리트 외벽의 크랙 보수는 간단히 수행된다. 미세 크랙인 경우, 먼저 보수가 필요한 콘크리트 표면에서 페인트나 이물질이 깨끗이 제거한 다음, 크랙을 따라 탄성 및 부착력이 우수한 보수재를 도포한다. 실시예에 의한 보수재는 벽면이 평평하지 않거나 굴곡져 있더라도 벽면에 잘 부착되어 떨어지지 않는다.

실시예에 따른 보수재만으로 크랙 커버가 어려운 경우, 먼저 크랙 내에 퍼티재나 몰탈을 바르거나 또는 채운 후 크랙 면을 평탄하게 처리한 다음, 그 위에 크랙을 따라 보수재를 도포한다. 퍼티재나 몰탈로는 상업화되거나 얻을 수 있는 다양한 형태의 것들이 그대로 사용될 수 있다. 예로서 에폭시계, 실리콘계 또는 우레탄계 퍼티재가 사용될 수 있다.

실시예에 의한 보수재는 라텍스 및 수성 코팅제를 포함한다.

종래 크랙 보수재로 사용되는 몰탈은 시멘트를 베이스로 하기에 탄성이 부족하다. 미세 크랙 면 위에 몰탈을 도포 후 페인트 마감을 하는 경우 몰탈에 균열이 발생되기 쉽고 재보수까지의 기간이 짧다. 고탄성 수지 기반의 종래 퍼티재는 어느 정도 탄성이 좋기는 하지만 부착력이 떨어져 콘크리트 면에서 박리되기 쉽고, 도포 두께가 두꺼워 그 위에 미려한 페인트 마감을 얻기 어렵다.

라텍스는 고무나무 껍질에 상처를 내어 분비되는 우윳빛의 수액, 즉 천연 고무입자의 현탁액이다. 천연 라텍스의 주성분은 물 60%, 고무 35%이며, 나머지는 단백질, 지방산 등이다. 산업에서 사용되는 천연 라텍스는 주로는 고무 성분의 함량이 60~70% 정도까지 농축된 것이다. 산업에서 합성 라텍스도 사용된다.

실시예에 의하면 보수재는 라텍스 100중량부에 대해 코팅제가 20~60 중량부 포함된 수용성 조성물이다. 라텍스는 천연 또는 합성 라텍스 일 수 있다. 라텍스는 탄성이 매우 우수하나, 거친 콘크리트 외벽에 도포하는 경우 밀착력이 떨어지고 장시간 부착을 기대하기 어렵다. 라텍스의 특성 보완을 위해 수용성의 표면 코팅제가 사용된다.

실시예에 의한 수성 코팅제로는 에테닐벤젠(ethenylbenzene)을 갖는 2-프로페노익산(2-propenoic acid) 중합체, 예로서 에테닐벤젠(ethenylbenzene), 2-에틸헥실 2-프로페노에이트(2-ethylhexyl 2-propenoate), 2-메틸-2프로페노익산 부틸 에스테르(2-methyl-2-propenoic acid, butyl ester)의 공중합체가 사용된다. 이 코팅제는 라텍스와 상용성이 좋고 분리가 일어나지 않으며, 유연하고 콘크리트면에 대한 부착성과 작업성이 우수하다. 또한 이 코팅제는 라텍스와 혼합되어 콘크리트 면에 도포 시 건조성이 뛰어난 반면, 보관 상태에서는 공기 중에 노출되어 있더라도 쉽게 건조되지 않고 보관성이 뛰어나다.

상기 수성 코팅제는 라텍스 100중량부에 대해 20~60 중량부 혼합된다. 코팅제가 20 중량부 미만으로 사용될 경우 건조 시간이 길어지며 브러쉬 등 손쉬운 도구로 균일한 두께로 도포하기 어렵고 특히는 보수재의 부착성이 떨어져 박리가 문제되고, 60 중량부, 나아가 70 중량부를 초과하여 사용될 경우 코팅된 보수재의 탄성이 떨어진다.

위 보수재는 물에 혼합 사용된다. 라텍스와 수성 코팅제의 총 중량 1에 대해 물이 1~2 중량부 혼합된다. 산업에서 얻을 수 있는 고무 성분의 함량이 60~70% 정도 농축된 고무 용액이 사용될 수 있다. 보관 및 작업 편리성을 위해 코팅제 또한 물에 혼합된 코팅액 형태로 사용될 수 있다. 코팅액은 코팅제 1중량부에 대해 물 1~2 중량부 정도 혼합되어 보관 및 사용될 수 있다. 작업 시 고무 용액과 코팅액을 1:1에서 7:3 정도로 혼합 사용할 수 있다.

위 보수재는 보관 시 우윳빛의 현탁액이나 콘크리트 면에 도포 시 투명하게 변한다. 간단히 붓이나 브러쉬, 롤러 등을 이용해서도 콘크리트 외벽에 간단히 칠해질 수 있고, 도포 후 상온에서 10분 이내에 건조된다. 건조된 보수재 위에는 수성 페인트가 도포될 수 있으며, 수성 페인트의 건조시간도 짧다.

도 2 및 도 3에는 실시예에 따른 보수재를 크랙이 있는 콘크리트 외벽에 도포 및 건조한 후, 이를 떼어내는 것을 보인 도면들이다.

도 2는 보수재 코팅(10)의 콘크리트 면(1)에 대한 부착성과 신축성의 정도를 보여주는 예이다. 보수재 코팅(10)은 콘크리트 면(1)에 대한 부착력이 좋아 쉽게 떼어지지 않고 길게 늘어지며 뛰어난 신축성을 보인다. 콘크리트 면(1)에서 벗겨진 보수재 코팅(10)의 이면에는 콘크리트 면(1)의 입자(2)들이 그대로 묻어나올 정도로 견고하게 콘크리트 면(1)에 부착된다는 것을 보여준다. 크랙 보수가 완료된 콘크리트 외벽이 진동이나 열팽창, 수축 등을 지속적으로 겪더라도, 보수재 코팅(10)은 콘크리트 면(1)에 밀착되어 분리되지 않고 가해지는 진동이나 열팽창, 수축 등을 흡수할 수 있다.

도 3은 실시예에 따른 보수재는 크랙(2)의 벌어진 크기가 크지 않은 경우 보수재 코팅(10)만으로도 크랙(2)이 메워져 크랙(2) 내부로의 수분 유입이 충분히 차단될 수 있음을 보여준다.

위와 같이 실시예에 따른 보수재는 콘크리트 표면에 대한 부착력이 우수하며 신축성이 우수하여, 보수된 콘크리트 면의 외관이 깔끔하고 콘크리트로부터 분리되지 않고 보수 상태가 오래 지속된다. 또한 브러쉬 등을 이용해서 간단히 콘크리트 면에 도포할 수 있고 건조 시간이 짧아 작업성이 좋다.

종래 퍼티재는 콘크리트 면에 대한 부착력이나 신축성이 떨어질 뿐만 아니라, 그 위에 수성 페인트가 미려하게 칠해지지 않을 뿐만 아니라 변색이 되는 문제가 있다. 현재로서는 명확한 이유는 알기 어려우나 퍼티재의 유분에 기인한 것일 수 있다. 이에 반해 실시예에 따른 보수재는 콘크리트 면에 얇게 도포될 수 있고 그 위에 미려하게 수성 페인트로 마감할 수 있어, 크랙 보수면과 그렇지 않은 면 간의 부조화가 없고 균질하고 조화로운 마감이 가능하다. 또한 보수재 코팅(10) 위에 도포된 페인트의 변색도 발생하지 않는다.

실시예에 의하면 보수재는 황토를 포함할 수 있다.

황토의 성분이나 효능은 이미 잘 알려져 있다. 황토는 실리카(SiO₂)와 알루미나(Al₂O₃)가 주성분으로, 입자 크기가 0.02~0.05mm 정도이다. 앞서 살펴본 바와 같이 실시예에 따른 보수재는 그 자체로도 부착력 및 신축성이 뛰어나 크랙 보수에 뛰어난 특성을 보이며, 황토가 첨가될 경우에도 거친 콘크리트 면에 잘 부착되므로 항균성 등 황토가 갖는 좋은 특성을 활용할 수 있다. 황토는 보수재 용액 1ℓ당 100g 정도의 비율로 사용될 수 있다.

이상 본 발명의 실시예들이 설명되었고, 이들 실시예는 본 발명의 다양한 측면들과 특징들을 이해하는데 도움이 될 것이다. 이 실시예들에서 보인 요소들은 선택적으로 조합될 수 있고, 이러한 조합에 의해 미처 설명되지 못한 실시예들이 제시될 수 있다.

이하 본 발명의 권리범위를 정하기 위한 청구항들이 기재된다. 청구항에 기재된 요소(들)은, 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않으면서, 다양하게 변경 및 수정되고 등가물로 대체될 수 있다.

Claims (2)

1. 크랙이 발생된 콘크리트 표면에서 이물질을 제거하는 제1 단계;
   크랙을 따라 보수재를 도포하고 상온 건조하는 제2 단계 및
   건조된 보수재 위에 수성 페인트를 도포하는 제3 단계를 포함하며,
   보수재는 라텍스 100중량부에 대해 수성 코팅제를 20~60 중량부 포함하며, 라텍스와 수성 코팅제의 총 중량 1에 대해 물이 1~2 중량부 혼합된 혼합물이며,
   수성 코팅제는 에테닐벤젠(ethenylbenzene), 2-에틸헥실 2-프로페노에이트(2-ethylhexyl 2-propenoate), 2-메틸-2-프로페노익산 부틸 에스테르(2-methyl-2-propenoic acid, butyl ester)의 공중합체이며,
   라텍스는 고무 성분을 60~70중량% 함유하는 고무 용액이며, 수성 코팅제는 코팅제 1중량부에 대해 물 1~2 중량부가 혼합된 코팅 용액으로 사용되며, 제2 단계에서 보수재 도포시 고무 용액과 코팅 용액을 1:1에서 7:3의 중량비율로 혼합하여 콘크리트 표면에 도포하며, 이 보수재는 콘크리트 표면에 도포 후 상온에서 10분 이내에 건조되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 외벽의 크랙 보수방법.
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