KR102280015B1 - 친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트 및 이를 이용한 방수시공공법 - Google Patents

친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트 및 이를 이용한 방수시공공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트 및 이를 이용한 방수시공공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 함침용 제1부직포층과; 상기 함침용 제1부직포층 저면에 함침 적층 형성되어 콘크리트 기재와 수화반응경화 무기결합에 의해 일체화 결합되도록 적층되는 유무기하이브리드 방수층과; 상기 함침용 제1부직포층 상면에 적층 형성되어 콘크리트 기재의 균열에 대응되는 탄성응력을 가지도록 적층되는 PVC방수층과; 상기 PVC방수층 상부에 적층 형성되는 제2부직포층:을 포함하여 구성되어 상기 제1부직포층 저면에 함침 적층 형성된 상기 유무기하이브리드 방수층과 콘크리트 기재가 수화반응경화 무기결합에 의해 일체화 결합 적층되고, 콘크리트 기재의 균열발생시에도 상기 PVC방수층의 탄성응력에 의한 균열차단에 의하여 방수 내구성 및 방수효과를 극대화할 수 있는 친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트 및 이를 이용한 방수시공공법에 관한 것이다.

Description

친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트 및 이를 이용한 방수시공공법{Eco-friendly hydration reaction-hardening inorganic binding concrete integrated organic and inorganic hybrid complex waterproofing sheet and the waterproofing method using the same}
본 발명은 친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트 및 이를 이용한 방수시공공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 함침용 제1부직포층과; 상기 함침용 제1부직포층 저면에 함침 적층 형성되어 콘크리트 기재와 수화반응경화 무기결합에 의해 일체화 결합되도록 적층되는 유무기하이브리드 방수층과; 상기 함침용 제1부직포층 상면에 적층 형성되어 콘크리트 기재의 균열에 대응되는 탄성응력을 가지도록 적층되는 PVC방수층과; 상기 PVC방수층 상부에 적층 형성되는 제2부직포층:을 포함하여 구성되어 상기 제1부직포층 저면에 함침 적층 형성된 상기 유무기하이브리드 방수층과 콘크리트 기재가 수화반응경화 무기결합에 의해 일체화 결합 적층되고, 콘크리트 기재의 균열발생시에도 상기 PVC방수층의 탄성응력에 의한 균열차단에 의하여 방수 내구성 및 방수효과를 극대화할 수 있는 친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트 및 이를 이용한 방수시공공법에 관한 것이다.
일반적으로, 실내, 옥상, 지붕, 지하실 등 각종 구조물 바닥, 교량, 도로 등의 노면 바닥, 각종 유체 저장탱크 등의 콘크리트 구조물에는 빗물 등이 스며들었을 경우, 일부가 내부로 침투하여 구조물의 내구성에 악영향을 주게 되므로 각종 방수재료를 사용하여 방수 시공하고 있다.
특히, 최근의 기후변화에 의한 영향으로 매년 강수량이 증가되고, 태풍을 통반한 폭풍우에 의해 각종 콘크리트 등의 구조물에 누수가 발생되어 이로 인해 아파트와 같은 공동주택, 빌딩 등의 건물을 급속히 노후화, 열화시키는 심각한 문제점이 있는 실정이며, 이에 따라, 콘크리트 열화, 방수를 위한 인프라 비용이 매년 증가되고 있다.
상기한 방수 시공공법으로는 아스팔트, 콜타르피치, 우레탄, 에폭시 등 도막방수재를 도포하여 방수코팅층을 형성하는 방법, 아스팔트나 콜타르피치를 함침한 종이, 펠트, 천 등 방수시트로 시공면을 덮고, 그 위에 모르타르, 레미콘 등을 타설하는 방법 등이 있다.
여기서, 상기 도막방수재를 도포하여 방수코팅층을 형성하는 종래 기술을 살펴보면 다음과 같다.
한국등록특허 10-0977160(2010년08월16일)에는 바탕기재에 프라이머를 도포하는 단계와, 상기 바탕기재의 코너부에 부틸합성고무 밴드를 시공하는 단계와, 상기 프라이머에 무용제형 폴리우레탄 매스틱 방수재를 도포하는 단계와, 상기 방수재의 상부에 보호층을 시공하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 무용제형 폴리우레탄 매스틱 방수재는 제1액과 제2액으로 이루어지며, 상기 제1액은 우레탄 경화제 15∼40중량%, 연화제 10∼40중량%, 무기질 필러 20∼70중량%, 점착부여제 2∼20중량%, 반응 촉매 0.1∼5중량%, 안료 1∼10중량% 및 기타 첨가제 0.1∼5중량%를 포함하여 이루어지고, 상기 제2액은 분자쇄에 2개 이상의 이소시아네이트 반응기를 가지는 우레탄 프리폴리머 또는 단량체로 이루어지며, 상기 부틸합성고무 밴드는 부틸합성고무 매스틱 조성물을 단면이 이등변 삼각형으로 되는 바형상의 부틸합성고무 밴드로 성형하되, 상기 이등변 삼각형은 등변의 길이가 2∼7cm이고, 꼭지각의 크기가 80∼150°이며, 상기 부틸합성고무 밴드의 하나 이상의 측면에는 이형층이 구비되고, 상기 부틸합성고무 매스틱 조성물은 부틸고무 10∼30중량%, 연화제 3∼20중량%, 무기질 필러 20∼70중량%, 점착부여제 8∼25중량%, 개질재 4∼15중량% 및 점도 조정제 4.8∼25중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무용제형 폴리우레탄 매스틱 방수재를 이용한 방수공법이 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-1400065(2014년05월21일)에는 변성 아크릴 에멀젼 55∼75 중량부; 에틸렌글리콜수지 20∼35 중량부; 에폭시수지 5∼10 중량부; 비이온성 계면활성제 5∼10 중량부; 실리콘수지 1∼3 중량부; 로 이루어진 것을 특징으로 하는 침투식 액체 방수제가 알려져 있다.
또한, 한국등록특허 10-1469840(2014년12월01일)에는 MMA수지를 포함하는 프라이머를 교면 바닥면에 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계(S10); 상기 프라이머층 상부에 MMA수지를 포함하는 방수재를 도포하여 방수층을 형성하는 단계(S20); 상기 방수층의 상부로 택코팅을 실시하는 단계(S30);를 포함하는 교면 포장 방수공법에 있어서, 상기 S20 단계에서, 상기 방수재는 MMA수지와 골재를 포함하되, 상기 MMA수지는 MMA, PMMA, 우레탄(UR), 불포화 폴리에스테르(UP), 에폭시 아크릴레이트를 배합하여 고분자 물질화 된 수지이며, 상기 골재는 규사, 탄산칼슘, 자연사를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 방수재는, MMA수지 100중량부에 대해 골재 100 내지 400중량부, 상기 골재보다 입경이 작은 충진분말 100 내지 300중량부, 경화제 2 내지 5중량부를 포함하면서, 증점제로는 메틸셀롤로오즈(MC)에 수용성 고분자를 도입한 것으로 타 조성들과 혼합 시 즉각적인 증점효과가 나타나지 않고 수용성 고분자가 용해된 이후에 메틸셀롤로오즈(MC)가 증점효과를 나타내도록 하는 히드록실프로필메틸셀룰로오즈계 점성분말 1 내지 3중량부와, 표면장력을 저하시킴으로써 미세균열로의 충진을 확보할 수 있도록 소디움 라우릴 설페이트 0.5 내지 1중량부가 더 배합되는 것을 특징으로 하는 교면 포장 방수공법이 공지된 바 있다.
또한, 한국등록특허 10-1550009(2015년08월28일)에는 수용성 아크릴 중합체, 실리콘 EVA 레진 및 단관능성 불포화 단량체를 포함하는 에멀션으로, 상기 수용성 아크릴 중합체는 아크릴계 모노머, 글리시딜기를 포함하는 관능성 모노머, 공중합 가능한 모노머를 포함하며, 상기 단관능성 불포화 단량체는 하이드록시기를 함유하는 에스테르, 하이드록시기를 함유하는 아미드 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 침투식 액체 방수제가 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-1573298(2015년11월25일)에는 기초부재 표면에 프라이머를 도포하는 단계; 상기 프라이머 상부에 바탕조정제로서 폴리우레아를 도포하는 단계; 및 상기 바탕조정제 상부에 방수용으로서 폴리우레아를 코팅하는 단계;를 포함하고, 상기 바탕조정제는 폴리이소시아네이트를 함유하는 A액 및 폴리올, 폴리아민 및 폴리아스파틱 에스터를 함유하는 B액으로 이루어지며, 상기 A액은 NCO%가 8 내지 20중량%이고, 상기 B액은 폴리올이 5 내지 20중량%이고, 폴리아민이 20 내지 40중량%이고, 폴리아스파틱에스터(polyaspartic ester)가 20 내지 40 중량% 이며, 상기 A액과 B액의 부피비는 1:1이고, 상기 B액에는 실리콘계 소포제, 1.3-BG, 1.4-BD, 프로필렌 카보네이트(Propylene carbonate)가 첨가물로서 포함되는 것을 특징으로 하는 바탕조정제로 폴리우레아를 이용하는 방수공법이 개발된 바 있다.
그러나, 상기와 같은 도막방수재를 사용하여 방수코팅층을 시공하는 경우에는 시공도 쉽고 가격도 저렴하지만, 구조물에 균열이 발생하면 방수코팅층이 파괴되어 균열이 발생한 부분은 방수효과를 상실한다는 문제점이 있고, 도막방수재를 사용하여 도막을 형성할 경우에는 균일한 도막형성 또는 매끈한 도막을 형성하는데어려움이 있을 뿐만 아니라 일정시간의 경화시간을 필요로 한다는 점에서 단점이 있다.
이에 따라, 상기한 도막방수재의 문제점과 단점을 해소하기 위하여 방수시트를 이용한 공법이 개발되어 시공되고 있는데, 방수시트를 이용한 방수시공공법의 종래 기술들을 살펴 보면 다음과 같다.
한국등록특허 10-0877980(등록일자 2009년01월05일)에 바탕면의 거동에 대응하여 신축적으로 수축이완하며, 저온과 고온에서도 반고체상태가 유지되어 방수층이 유지될 수 있게 하는 부틸고무층과, 상기 부틸고무층의 상부에 부착되어, 부틸고무층의 인장강도와 인열강도를 증대시키도록 유리섬유 재질의 직포로 된 강도보강층을 포함하는 자착식 필름 방수시트에 있어서, 상기 강도보강층의 상부에 부착되어 부틸고무층과 다른 또 하나의 방수층을 형성하며, 우레탄 도막방수재와의 일체성을 향상시키도록 이축연신 나일론 필름으로 이루어진 방수보호층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자착식 필름 방수시트가 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-0904517(등록일자 2009년06월17일)에 위로부터 EVA 수지로 구성되는 상부 시트, 유리섬유, 접착성 적층필름 및 하부 고무화아스팔트 시트로 구성되며, 상기 접착성 적층필름은 위로부터 중밀도 또는 저밀도 폴리에틸렌으로 구성되는 제 1 필름층, 저밀도 또는 초저밀도 폴리에틸렌으로 구성되는 제 2 필름층, 메탈로센 폴리에틸렌으로 구성되는 제 3 필름층, 폴리카 보네이트로 구성되는 제 4 필름층 및 에틸렌 에틸아크릴레이트로 구성되는 제 5 필름층을 적층하여 구성된 것을 특징으로 하는, 접착성 적층필름을 포함하는 방수시트가 공지되어 있다.
또한, 한국공개특허 10-2010-0046369(2010년05월07일)에는 골조바닥(10)에 소정의 폭(W)과 길이(L)를 가지는 아스팔트 방수시트(S)를 1개의 단위로 하여 독립적으로 시공하는 공법으로서, 상기 골조바닥(10) 전면에 아스팔트 프라이머을 도포하여 아스팔트 프라이머층(11)을 형성하는 프라이머층 형성단계(S1); 상기 아스팔트 프라이머층(11)의 상부에 고온으로 녹인 아스팔트를 길게 도포하여 제1아스팔트층(12)을 형성하는 제1아스팔트층 형성단계(S2); 상기 제1아스팔트층(12) 상에 아스팔트 방수시트(S)와 다른 아스팔트 방수시트(S')를 이격된 상태로 배치하여 압착시키는 아스팔트 방수시트 배치단계(S3); 상기 아스팔트 방수시트(S)와 다른 아스팔트 방수시트(S')의 가장자리 상부 및 이격된 부분으로 돌출되는 제1아스팔트층(12)의 상부를 덮도록 고온으로 녹인 아스팔트를 도포하여 제2아스팔트층(13)을 형성하는 제2아스팔트층 형성단계(S4); 및 상기 제2아스팔트층(13)의 상부면에 비닐(14)을 부착하는 비닐 부착단계(S5);를 포함하는 것 아스팔트 방수시트를 이용한 방수공법이 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-0987601(2010년10월07일)에는 유화아스팔트에 연화제, 점착부여제, 가소성수지, 충전제 등을 혼합하여 점착성이 우수한 겔상의 재료를 제조한 후 기계식 강제 믹서를 통해 라텍스 수지를 혼합 가공하여 아스팔트 시트, HDPE 시트, 부직포, PE폼 등에 도포한 방수 시트가 공지되어 있고, 한국등록특허 10-0987602에는 재생고무와 연화제, 점착부여제,충진제, SBS 수지를 첨가 후 기계식 강제 믹서를 통해 점착력이 우수한 물질로 조성 한 후 아스팔트 시트, HDPE 시트, 부직포, PE 폼 등에 사용용도에 따라 도포한 방수 시트가 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-1117743(2012년02월10일)에는 콘크리트 바탕면의 상측부에 설치되며, 강도보강과 충격 완충효과 및 구조물 거동에 대응 가능한 유연성을 확보하고, 콘크리트 및 토양에 존재하는 산알칼리로부터 열화되는 것을 방지하기 위한 HDPE시트와 고무화 아스팔트도막재를 이용한 복합방수재에 있어서, 상기 고무화 아스팔트 도막재의 상부에 적층되어 복합방수재의 생산시 균질한 도막두께를 확보하기 위한 부직포와; 상기 부직포의 상부에 적층되어 콘크리트의 역타설에 따른 부착력확보를 위한 수반응형 탄성 도막재로 구성되되, 상기 수반응형 탄성 도막재는, 기능성 시멘트 10~18 중량%, 규사 미분말 30~40 중량%, 기능성 변성폴리머 35~50중량%, 점착부여제 5~10 중량%, 착색안료 0.85~1.5 중량%, 기포제 0.05~0.5 중량%, 소포제 0.1~0.7 중량%, 산화방지제 4~10 중량%로 이루어진 무기충전제 파우더를 기계식으로 믹싱 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 역타설이 가능한 수반응형 탄성 도막재를 이용한 복합방수재가 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-1382233(2014년04월01일)에는 자체 방음기능과 충격흡수 및 단열성을 갖는 에어엠보시트(20)와; 상기 에어엠보시트(20)의 하부면에 일체로 접착, 설치되어 복사열을 차단하고, 방습기능을 수행하는 알루미늄박판(30)과; 상기 에어엠보시트(20)의 상부면에 일체로 접착, 설치되어 상기 에어엠보시트(20)를 보호하고, 열을 차단하며, 상기 에어엠보시트(20)와 도막방수재를 일체로 연결하는 매개체 역할을 수행하는 부직포(40);를 포함하되, 상기 알루미늄박판(30)의 하부면에 일정 두께를 갖는 고무발포보온재(50)를 일체로 접착, 설치하여 단열성 및 차음성을 극대화시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 단열 복합방수시트가 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-1532734(등록일자 2015년06월24일)에 콘크리트 표면의 상부에 부직포 시트가 도포되어 형성되는 제 1 부직포 시트층과, PET 필름 또는 PP필름으로 형성되며, 상기 제 1 부직포 시트층의 상면에 도포되는 수지 필름층과, 상기 수지 필름층 상면에 부직포 시트가 도포되어 형성되는 제 2 부직포 시트층과, 상기 제 2 부직포 시트층의 상면에 아크릴 수지가 10 ∼ 30㎛의 두께로 도포되어 형성되는 아크릴 수지층 및, 상기 아크릴 수지층의 상부에 상도용 우레탄 도료가 도포되어 형성되는 상도 우레탄층을 포함하며, 상기 부직포 시트는 단위 중량이 400 ∼ 600g/㎡이며 초기 두께가 4 ∼ 6mm 인 고중량 부직포 시트이며, 상기 부직포 시트는 펀칭 두께가 상기 초기 두께의 40 ∼ 60%로 되도록 니들 펀칭되고, 최종 두께가 상기 펀칭 두께의 80 ∼ 100%로 되도록 가열 및 롤링되어 가공 부직포 시트로 가공되며 일측에 위치하는 상기 제 1 부직포 시트층 및 제 2 부직포 시트층의 타측단과 타측에 위치하는 상기 제 1 부직포 시트층 및 제 2 부직포 시트층의 일측단이 서로 이격되는 이격 영역을 포함하며, 상기 이격 영역을 지나며, 일측의 하면이 일측에 위치하는 상기 제 2 부직포 시트층의 타측 상면에 접촉되고, 타측의 상면이 타측에 위치하는 상기 제 1 부직포 시트층의 일측 하면에 접촉되도록 도포되는 하부 화이버 글라스 시트와, 상기 이격 영역을 지나며, 일측의 하면이 상기 하부 화이버 글라스 시트의 일측 상면에 접촉되고, 타측의 하면 이 타측에 위치하는 상기 제 2 부직포 시트층의 일측 상면에 접촉되도록 도포되는 상부 화이버 글라스 시트 및 화이버 글라스 시트를 포함하는 부직포 시트층의 상부 영역 및 이격 영역을 포함하는 영역에 도포되는 실란트층 을 구비하는 이음매 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 부직포 시트를 포함하는 방수층이 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-1684235(등록일자 2016년11월30일)에 부직포인 하부시트(111)와, 상기 하부시트(111)의 상면에 부착되는 연질필름(112)과, 상기 연질필름(112)의 상면에 부착되는 부직포인 상부시트(113)를 포함하는 적층부(110)와, 상기 상부시트(113)에서 상기 적층부(110)의 일측방으로 연장된 부분인 가스벤트부(115)를 포함하는 것을 특징으로 하는 부직포 사이 연질필름을 개재시켜 수분배출이 가능한 단열복합방수시트를 이용한 방수공법으로서, 슬래브(210)의 바닥면(213)을 청소하는, 바닥면 정리단계(S1)와, 상기 바닥면 정리단계(S1) 이후에, 상기 바닥면(213)에 프라이머(220)를 도포하는, 프라이머 도포단계(S2)와, 상기 프라이머 도포단계(S2) 이후에, 상기 프라이머(220)를 건조시키는, 건조단계(S3)와, 상기 건조단계(S3) 이후에, 상기 바닥면(213)에 1차 방수도료(230)를 도포하면서, 상기 단열복합방수시트(100)를 상기 1차 방수도료(230)에 부착시키는, 1차 방수도료 도포 및 단열복합방수시트 부착단계(S4)와, 상기 1차 방수도료 도포 및 단열복합방수시트 부착단계(S4) 이후에, 상기 단열복합방수시트(100)의 상면에 2차 방수도료(240)를 도포하는 2차 방수도료 도포단계(S5)와, 상기 2차 방수도료 도포단계(S5) 이후에, 상기 2차 방수도료(240) 및 1차 방수도료(230)를 건조시키는 건조단계 (S6)와, 상기 건조단계(S6) 이후에, 상기 2차 방수도료(240)의 상면에 코팅재(250)를 도포하는 탑코팅 단계(S7)와, 상기 탑코팅 단계(S7) 이후에, 상기 코팅재(250)를 건조시키는 건조단계(S8)를 포함하고, 상기 1차 방수도료 도포 및 단열복합방수시트 부착단계(S4)는, 일측의 단열복합방수시트(100)의 가스벤트부(115)의 상면에, 상대측의 단열복합방수시트(100)의 적층부(110)를 합지시키고, 상기 적층부(110)는 상기 가스벤트부(115)의 일부를 커버하도록 하는 것을 특징으로 하는 부직포 사이 연질필름을 개재시켜 수분배출이 가능한 단열복합방수시트를 이용한 방수공법이 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-1928412(등록일자 2018년12월06일)에는 소정의 두께를 갖는 두루마리형 부직포(32);와 상기 부직포(32)에 함침되고 표면에 노출된 겔 형태의 도막재(34)를 포함하여 구성되며; 상기 겔 형태의 도막재(34)가 함침되고 표면에 노출된 상기 부직포(32)의 표면에 이형지나 이형필름을 붙이지 않고 두루마리 형태로 포장하고, 상기 도막재(34)는 폴리부텐수지(Polybutene resin), 미네랄오일(Mineral oil), 폴리에틸렌 왁스(Poly ethylene wax), 마이크로크리스탈린 왁스(Microcrystalline wax)와 SEBS-유형 고무(Styrene-ethylene- butylene-strene rubber)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 겔이 함침된 방수시트가 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-2040813(등록일자 2019년10월30일)에 PET시트; 상기 PET시트의 일면에 자착성이 부여되도록 도포 부착되는 무용제 타입의 점접착제; 및 상기 점접착제가 도포 부착된 상기 PET시트의 일면에 부착되는 이형지;를 포함하고, 상기 무용제 타입의 점접착제는 가열액상 교반기에서 가열된 용해주제 오일에 열가소성 수지상 탄성고무, 고무 접착제 생지 및 점착부여제를 혼합 용해하고, 열안정제, 노화방지제, 보강제 그리고 충진제 중 적어도 하나 이상이 혼합되어 제조되고, 상기 고무접착제 생지는 천연고무, SBR고무, Butyl고무, CR고무, NBR고무, IR고무 중 적어도 하나 이상과 점착 부여제를 교반기에서 혼합교반하고, 활성조제, 연화제, 노화방지제, 보강응집제, 충전제 중 적어도 하나 이상을 첨가하여 교반 혼합하여 제조되고, 상기 무용제 타입의 점접착제를 제조하는 가열액상 교반기의 온도는 150 ~ 180℃이고, 상기 고무접착제 생지를 제조하는 교반기의 온도는 50 ~ 90℃임을 특징으로 하는 PET시트를 이용한 복합방수시트가 공지되어 있다.
그러나, 상기와 같은 복합방수시트를 이용한 방수시공에도 다음과 같은 심각한 문제점이 대두되고 있다.
첫째, 습윤환경 조건하에서 방수층의 들뜸 및 부착력 저하 문제점으로서, 국내는 4계절의 기후변화로 인해 상시적으로 강우, 눈, 지하수 등과 같이 환경적 d인에 의해 지속적으로 습한 환경이 조성되고, 콘크리트 건축 구조물은 누수로 인한 구조물의 내구성 저하를 방지하기 위해 방수를 시공하더라도 습윤환경으로 인해 시공 및 시공품질에 많은 제약이 있으며, 특히, 습윤환경에서 시공되는 경우 부착성능 저하로 인해 들뜸현상이 발생되고 방수층 손상시 방수층이 누수통로의 역할을 하는 치명적인 문제점이 있다.
둘째, 기존 방수시트와 방수대상기재(콘크리트 기재)와의 구조체 균열에 대한 응력이 상이(팽창계수 상이)함에 따른 균열에 의한 누수문제점이 있었다.
셋째, 동절기 저온, 건조 환경에서 방수시트의 물성저하, 특히, 콘크리트 기재와의 부착력 저하에 따른 시공성 및 방수품질에 심각한 문제점이 있다.
넷째, 가시광선, 적외선을 포함하는 일광에 대응하는 태양열 차폐, 견뢰도 저하 등에 의해 방수시트의 열화, 차열효과 저하에 따라 옥상 등의 단열, 방수에 치면적인 약점이 있었다.
[특허문헌 001] 한국등록특허 10-0977160(2010년08월16일) [특허문헌 002] 한국등록특허 10-1400065(2014년05월21일) [특허문헌 003] 한국등록특허 10-1469840(2014년12월01일) [특허문헌 004] 한국등록특허 10-1550009(2015년08월28일) [특허문헌 005] 한국등록특허 10-1573298(2015년11월25일) [특허문헌 006] 한국등록특허 10-0877980(등록일자 2009년01월05일) [특허문헌 007] 한국등록특허 10-0904517(등록일자 2009년06월17일) [특허문헌 008] 한국공개특허 10-2010-0046369(2010년05월07일) [특허문헌 009] 한국등록특허 10-0987601(2010년10월07일) [특허문헌 0010] 한국등록특허 10-1117743(2012년02월10일) [특허문헌 0011] 한국등록특허 10-1382233(2014년04월01일) [특허문헌 0012] 한국등록특허 10-1532734(등록일자 2015년06월24일) [특허문헌 0013] 한국등록특허 10-1684235(등록일자 2016년11월30일) [특허문헌 0014] 한국등록특허 10-1928412(등록일자 2018년12월06일) [특허문헌 0015] 한국등록특허 10-2040813(등록일자 2019년10월30일)
본 발명은 상기 종래 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 함침용 제1부직포층과; 상기 함침용 제1부직포층 저면에 함침 적층 형성되어 콘크리트 기재와 수화반응경화 무기결합에 의해 일체화 결합되도록 적층되는 유무기하이브리드 방수층과; 상기 함침용 제1부직포층 상면에 적층 형성되어 콘크리트 기재의 균열에 대응되는 탄성응력을 가지도록 적층되는 PVC방수층과; 상기 PVC방수층 상부에 적층 형성되는 제2부직포층:을 포함하여 구성되어 상기 제1부직포층 저면에 함침 적층 형성된 상기 유무기하이브리드 방수층과 콘크리트 기재가 수화반응경화 무기결합에 의해 일체화 결합 적층되고, 콘크리트 기재의 균열발생시에도 상기 PVC방수층의 탄성응력에 의한 균열차단에 의하여 방수 내구성 및 방수효과를 극대화할 수 있는 친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트 및 이를 이용한 방수시공공법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 함침용 제1부직포층과; 상기 함침용 제1부직포층 저면에 함침 적층 형성되어 콘크리트 기재와 수화반응경화 무기결합에 의해 일체화 결합되도록 적층되는 유무기하이브리드 방수층과; 상기 함침용 제1부직포층 상면에 적층 형성되어 콘크리트 기재의 균열에 대응되는 탄성응력을 가지도록 적층되는 PVC방수층과; 상기 PVC방수층 상부에 적층 형성되는 제2부직포층:을 포함하여 구성되어 상기 제1부직포층 저면에 함침 적층 형성된 상기 유무기하이브리드 방수층과 콘크리트 기재가 수화반응경화 무기결합에 의해 일체화 결합 적층되고, 콘크리트 기재의 균열발생시에도 상기 PVC방수층의 탄성응력에 의한 균열차단에 의하여 방수 내구성 및 방수효과를 극대화할 수 있는 친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트를 과제의 해결수단으로 한다.
상기 유무기하이브리드 방수층은, 아크릴산, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 옥틸데실아크릴레이트, 하이드록시에틸아크릴레이트, 클로로-2-히드록시프로필아크릴레이트로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 아크릴레이트와; 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 에틸헥실(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 헵틸(메타)아크릴레이트, 옥틸(메타)아크릴레이트, 노닐(메타)아크릴레이트, 데실(메타)아크릴레이트, 도데실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 1,4-시클로헥산디메탄올모노(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 알릴알코올로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 메타아크릴레이트와; 부타디엔고무 라텍스;를 포함하는 조성물을 공중합시켜 제조되는 아크릴계 공중합 액상수지에 폐연마재분말, 순환골재분말 및 시멘트분말로 부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 무기질계 분체를 혼합한 유무기하이브리드 방수재 조성물이 도포, 경화되어 형성된 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 유무기하이브리드 방수층은 물 5중량부와; 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 70중량부와; 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA), 2-에틸헥실아크릴레이트 모노머(2-EHAM), 메타크릴산(MAAC)를 포함하여 조성되되, 물 860중량부와, 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA) 388중량부와, 2-에틸헥실아크릴레이트 모노머(2-EHAM) 526중량부와, 메타크릴산(MAAC) 36중량부와, 30% 염산수용액 17.4중량부와, 다음 [화학식 1]로 표시되는 반응성 유화제 10중량부와, 라디칼중합개시제로서 과황산암모늄(Ammonium persulfate ; APS) 2.6중량부 및 메타중아황산나트륨(Sodium metabisulfite ; SMBS) 2.5중량부와, 알칼리화제로서 탄산수소나트륨(Sodium bicarbonate) 0.6중량부 및 중합촉진제로서 터셔리부틸하이드로퍼옥사이드(Tert-butyl hydroperoxide : t-BHP) 0.4중량부를 포함하는 조성물을 라디칼중합한 중합조성물인 수화접착바인더 10중량부와; 7호규사 100중량부와; 보통시멘트 10중량부;를 포함하여 조성되는 유무기하이브리드 방수재 조성물이 도포, 경화되어 형성된 것을 과제의 해결수단으로 한다.
[화학식 1]
Figure 112020130199009-pat00001
(상기식에서, R은 알킬기이고, X는 -SO3NH4 또는 -SO3Na 이다)
상기 제2부직포층 상면에는 상도층이 도포, 적층 형성되어 상기 제1부직포층 상면에 적층 형성된 상기 PVC방수층과 상기 상도층이 유기결합에 의해 일체화 결합 적층되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 제2부직포층 상면 및 상기 상도층 사이에는 중도층이 도포되어 적층 형성되는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 유무기하이브리드 방수층 또는 상도층은 중공의 코어부; 상기 코어부를 감싸며 외부로부터 흡수된 열에너지를 운동에너지로 변환하는 폴리스타이렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리에스터, 폴리아크릴레이트 및 폴리아마이드로 이루어진 군에서 선택되는 제1 코팅층과 상기 제1 코팅층을 감싸며 최외각에 위치하는 실리카, 석영, 규소, 금, 백금, 은, 구리, 코발트, 철, 니켈, 망간, 아연, 몰리브덴, 크롬 및 이들의 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 제2 코팅층으로 구성된 쉘부;로 구성되는 유무기 하이브리드 나노 입자를 차열제로 첨가하여 차열성능을 나타내는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
또한, 본 발명은, 방수하고자 하는 콘크리트 표면을 전처리하는 단계와; 상기 전처리된 콘크리트 표면에 상기 친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트를 부착하는 단계;를 포함하는 친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트 및 이를 이용한 방수시공공법을 과제의 해결수단으로 한다.
상기 전처리된 콘크리트 표면에는 아크릴 에멀젼 및 EVA(에틸렌비닐아세테이트)를 포함하여 조성되는 침투식 액체 방수제를 접착프라이머로 추가로 도포하거나, 또는 상기 유무기하이브리드 방수재 조성물을 접착프라이머로 추가로 도포하는 단계;를 포함하는 것을 과제의 해결수단으로 한다.
본 발명의 친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트 및 이를 이용한 방수시공공법에 의하면, 함침용 제1부직포층과; 상기 함침용 제1부직포층 저면에 함침 적층 형성되어 콘크리트 기재와 수화반응경화 무기결합에 의해 일체화 결합되도록 적층되는 유무기하이브리드 방수층과; 상기 함침용 제1부직포층 상면에 적층 형성되어 콘크리트 기재의 균열에 대응되는 탄성응력을 가지도록 적층되는 PVC방수층과; 상기 PVC방수층 상부에 적층 형성되는 제2부직포층:을 포함하여 구성되어 상기 제1부직포층 저면에 함침 적층 형성된 상기 유무기하이브리드 방수층과 콘크리트 기재가 수화반응경화 무기결합에 의해 일체화 결합 적층되고, 콘크리트 기재의 균열발생시에도 상기 PVC방수층의 탄성응력에 의한 균열차단에 의하여 습윤환경 조건하에서도 방수층의 들뜸 및 부착력 저하 문제점이 발생되지 않고, 방수시트와 방수대상기재(콘크리트 기재)와의 구조체 균열에 대한 대응 응력에 따라 균열발생에도 방수효과가 저하되지 않으며, 방수층에 차열제를 첨가하여 태양열 차폐에 의한 단열효과에 의해 방수 내구성 및 방수효과를 극대화 할 수 있는 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트의 단면구조를 나타낸 사시도
도 2는 본 발명의 유무기하이브리드 나노입자 차열제 제조단계별 투과전자현미경으로 관찰한 입자 사진
도 3은 본 발명의 유무기하이브리드 나노입자 차열제 제조단계별 투과전자현미경으로 관찰한 입자 사진
도 4는 본 발명의 유무기하이브리드 나노입자 차열제 제조단계별 투과전자현미경으로 관찰한 입자 사진
도 5는 본 발명의 유무기하이브리드 나노입자 차열제 제조단계별 투과전자현미경으로 관찰한 입자 사진
본 발명은, 함침용 제1부직포층과; 상기 함침용 제1부직포층 저면에 함침 적층 형성되어 콘크리트 기재와 수화반응경화 무기결합에 의해 일체화 결합되도록 적층되는 유무기하이브리드 방수층과; 상기 함침용 제1부직포층 상면에 적층 형성되어 콘크리트 기재의 균열에 대응되는 탄성응력을 가지도록 적층되는 PVC방수층과; 상기 PVC방수층 상부에 적층 형성되는 제2부직포층:을 포함하여 구성되어 상기 제1부직포층 저면에 함침 적층 형성된 상기 유무기하이브리드 방수층과 콘크리트 기재가 수화반응경화 무기결합에 의해 일체화 결합 적층되고, 콘크리트 기재의 균열발생시에도 상기 PVC방수층의 탄성응력에 의한 균열차단에 의하여 방수 내구성 및 방수효과를 극대화할 수 있는 친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트를 기술구성의 특징으로 한다.
상기 유무기하이브리드 방수층은, 아크릴산, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 옥틸데실아크릴레이트, 하이드록시에틸아크릴레이트, 클로로-2-히드록시프로필아크릴레이트로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 아크릴레이트와; 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 에틸헥실(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 헵틸(메타)아크릴레이트, 옥틸(메타)아크릴레이트, 노닐(메타)아크릴레이트, 데실(메타)아크릴레이트, 도데실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 1,4-시클로헥산디메탄올모노(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 알릴알코올로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 메타아크릴레이트와; 부타디엔고무 라텍스;를 포함하는 조성물을 공중합시켜 제조되는 아크릴계 공중합 액상수지에 폐연마재분말, 순환골재분말 및 시멘트분말로 부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 무기질계 분체를 혼합한 유무기하이브리드 방수재 조성물이 도포, 경화되어 형성된 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 유무기하이브리드 방수층은 물 5중량부와; 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 70중량부와; 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA), 2-에틸헥실아크릴레이트 모노머(2-EHAM), 메타크릴산(MAAC)를 포함하여 조성되되, 물 860중량부와, 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA) 388중량부와, 2-에틸헥실아크릴레이트 모노머(2-EHAM) 526중량부와, 메타크릴산(MAAC) 36중량부와, 30% 염산수용액 17.4중량부와, 다음 [화학식 1]로 표시되는 반응성 유화제 10중량부와, 라디칼중합개시제로서 과황산암모늄(Ammonium persulfate ; APS) 2.6중량부 및 메타중아황산나트륨(Sodium metabisulfite ; SMBS) 2.5중량부와, 알칼리화제로서 탄산수소나트륨(Sodium bicarbonate) 0.6중량부 및 중합촉진제로서 터셔리부틸하이드로퍼옥사이드(Tert-butyl hydroperoxide : t-BHP) 0.4중량부를 포함하는 조성물을 라디칼중합한 중합조성물인 수화접착바인더 10중량부와; 7호규사 100중량부와; 보통시멘트 10중량부;를 포함하여 조성되는 유무기하이브리드 방수재 조성물이 도포, 경화되어 형성된 것을 기술구성의 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure 112020130199009-pat00002
(상기식에서, R은 알킬기이고, X는 -SO3NH4 또는 -SO3Na 이다)
상기 제2부직포층 상면에는 상도층이 도포, 적층 형성되어 상기 제1부직포층 상면에 적층 형성된 상기 PVC방수층과 상기 상도층이 유기결합에 의해 일체화 결합 적층되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 제2부직포층 상면 및 상기 상도층 사이에는 중도층이 도포되어 적층 형성되는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 유무기하이브리드 방수층 또는 상도층은 중공의 코어부; 상기 코어부를 감싸며 외부로부터 흡수된 열에너지를 운동에너지로 변환하는 폴리스타이렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리에스터, 폴리아크릴레이트 및 폴리아마이드로 이루어진 군에서 선택되는 제1 코팅층과 상기 제1 코팅층을 감싸며 최외각에 위치하는 실리카, 석영, 규소, 금, 백금, 은, 구리, 코발트, 철, 니켈, 망간, 아연, 몰리브덴, 크롬 및 이들의 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 제2 코팅층으로 구성된 쉘부;로 구성되는 유무기 하이브리드 나노 입자를 차열제로 첨가하여 차열성능을 나타내는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 방수하고자 하는 콘크리트 표면을 전처리하는 단계와; 상기 전처리된 콘크리트 표면에 상기 친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트를 부착하는 단계;를 포함하는 친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트 및 이를 이용한 방수시공공법을 기술구성의 특징으로 한다.
상기 전처리된 콘크리트 표면에는 아크릴 에멀젼 및 EVA(에틸렌비닐아세테이트)를 포함하여 조성되는 침투식 액체 방수제를 접착프라이머로 추가로 도포하거나, 또는 상기 유무기하이브리드 방수재 조성물을 접착프라이머로 추가로 도포하는 단계;를 포함하는 것을 기술구성의 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 도면을 통하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 도면에 한정되지 않는다.
우선, 본 발명의 친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트(100)를 [도 1]을 참조하여 설명하면, 함침용 제1부직포층(102)과; 상기 함침용 제1부직포층(102) 저면에 함침 적층 형성되어 콘크리트 기재와 수화반응경화 무기결합에 의해 일체화 결합되도록 적층되는 유무기하이브리드 방수층(101)과; 상기 함침용 제1부직포층(102) 상면에 적층 형성되어 콘크리트 기재의 균열에 대응되는 탄성응력을 가지도록 적층되는 PVC방수층(103)과; 상기 PVC방수층(103) 상부에 적층 형성되는 제2부직포층(104):을 포함하여 구성되어 상기 제1부직포층(102) 저면에 함침 적층 형성된 상기 유무기하이브리드 방수층(101)과 콘크리트 기재가 수화반응경화 무기결합에 의해 일체화 결합 적층되고, 콘크리트 기재의 균열발생시에도 상기 PVC방수층(103)의 탄성응력에 의한 균열차단에 의하여 방수 내구성 및 방수효과를 극대화할 수 있도록 구성된다.
이때, 상기 유무기하이브리드 방수층(101)은, 아크릴산, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 옥틸데실아크릴레이트, 하이드록시에틸아크릴레이트, 클로로-2-히드록시프로필아크릴레이트로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 아크릴레이트와; 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 에틸헥실(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 헵틸(메타)아크릴레이트, 옥틸(메타)아크릴레이트, 노닐(메타)아크릴레이트, 데실(메타)아크릴레이트, 도데실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 1,4-시클로헥산디메탄올모노(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 알릴알코올로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 메타아크릴레이트와; 부타디엔고무 라텍스;를 포함하는 조성물을 공중합시켜 제조되는 아크릴계 공중합 액상수지에 폐연마재분말, 순환골재분말 및 시멘트분말로 부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 무기질계 분체를 혼합한 유무기하이브리드 방수재 조성물이 도포, 경화되어 형성된다.
여기서, 상기 아크릴레이트 및 메타아크릴레이트과 부타디엔고무 라텍스를 공중합시키므로써 내균열성 뿐만 아니라 부타디엔고무 라텍스의 접착성 및 탄성을 부가하여 우수한 방수내구성을 발현할 수 있으며, 아크릴레이트 및 메타아크릴레이트의 -COOH기가 고분자 말단에 존재하여 상기 무기질계 분체에 존재하는 양이온(나트륨이온, 칼슘이온, 마그네슘이온 등)과 매우 강력한 이온결합을 형성하므로 강한 부착강도와 인장강도를 발현시키게 되고, 상기 무기질계 분체는 콘크리트 기재와 수화반응경화 무기결합에 의해 일체화 결합 적층되는 것이 본 발명의 특징적 구성 및 효과이다.
또한, 선택적으로, 상기 유무기하이브리드 방수층(101)은 물 5중량부와; 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 70중량부와; 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA), 2-에틸헥실아크릴레이트 모노머(2-EHAM), 메타크릴산(MAAC)를 포함하여 조성되되, 물 860중량부와, 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA) 388중량부와, 2-에틸헥실아크릴레이트 모노머(2-EHAM) 526중량부와, 메타크릴산(MAAC) 36중량부와, 30% 염산수용액 17.4중량부와, 다음 [화학식 1]로 표시되는 반응성 유화제 10중량부와, 라디칼중합개시제로서 과황산암모늄(Ammonium persulfate ; APS) 2.6중량부 및 메타중아황산나트륨(Sodium metabisulfite ; SMBS) 2.5중량부와, 알칼리화제로서 탄산수소나트륨(Sodium bicarbonate) 0.6중량부 및 중합촉진제로서 터셔리부틸하이드로퍼옥사이드(Tert-butyl hydroperoxide : t-BHP) 0.4중량부를 포함하는 조성물을 라디칼중합한 중합조성물인 수화접착바인더 10중량부와; 7호규사 100중량부와; 보통시멘트 10중량부;를 포함하여 조성되는 유무기하이브리드 방수재 조성물이 도포, 경화되어 형성될 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112020130199009-pat00003
(상기식에서, R은 알킬기이고, X는 -SO3NH4 또는 -SO3Na 이다)
상기와 같은 경우에도, 에틸렌비닐아세테이트(EVA); 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA), 2-에틸헥실아크릴레이트 모노머(2-EHAM), 메타크릴산(MAAC)를 포함하는 수화접착바인더는 -COOH기가 고분자 말단에 존재하여 상기 7호규사 및 보통시멘트에 존재하는 양이온(나트륨이온, 칼슘이온, 마그네슘이온 등)과 매우 강력한 이온결합을 형성하므로 강한 부착강도와 인장강도를 발현시키게 되고, 상기 7호규사 및 보통시멘트는 콘크리트 기재와 수화반응경화 무기결합에 의해 일체화 결합 적층될 수 있다.
이때, [화학식 1]로 표시되는 반응성 유화제는 분자내에 라디칼기를 가지는 반응형 계면활성제로서, 상기 수화접착바인더의 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA), 2-에틸헥실아크릴레이트 모노머(2-EHAM) 및 메타크릴산(MAAC)을 안정하게 유화시킬 뿐만 아니라 상기 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA), 2-에틸헥실아크릴레이트 모노머(2-EHAM) 및 메타크릴산(MAAC)과 직접 라디칼 중합반응하여 중합조성물의 내수성과 물리적 특성을 향상시키며, 특히 방수성 향상에 우수한 효과가 있다.
또한, 상기 유무기 하이브리드 방수재층에 사용되는 에틸렌비닐아세테이트(EVA)는 방수층의 강도와 부착성 및 방수성을 향상시키기 위한 것으로, 상기 메틸메타크릴레이트(MMA)와 함께 사용하게 되면 방수층의 강도와 조막성능, 탄성 및 방수성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 PVC방수층은 가볍고 유연하며, 탄성이 우수하여 콘크리트 기재의 균열에 대응되는 탄성응력을 가지므로 방수내구성을 강화시키는 작용을 한다.
한편, 상기 제2부직포층 상면에는 상도층이 도포, 적층 형성되어 상기 제1부직포층 상면에 함침 적층 형성된 상기 PVC방수층과 상기 상도층이 유기결합에 의해 일체화 결합 적층되며, 상기 제2부직포층 상면 및 상기 상도층 사이에는 중도층이 도포되어 적층 형성될 수도 있다.
또한, 상기 유무기하이브리드 방수층 또는 상도층은 중공의 코어부; 상기 코어부를 감싸며 외부로부터 흡수된 열에너지를 운동에너지로 변환하는 폴리스타이렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리에스터, 폴리아크릴레이트 및 폴리아마이드로 이루어진 군에서 선택되는 제1 코팅층과 상기 제1 코팅층을 감싸며 최외각에 위치하는 실리카, 석영, 규소, 금, 백금, 은, 구리, 코발트, 철, 니켈, 망간, 아연, 몰리브덴, 크롬 및 이들의 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 제2 코팅층으로 구성된 쉘부;로 구성되는 유무기 하이브리드 나노 입자를 차열제로 첨가하여 차열성능을 나타내도록 한다.
이때, 상기 제1 코팅층은 외부로부터 흡수된 열에너지를 운동에너지로 전환하여 온도 상승을 저감하고, 지구 온난화 현상을 예방할 수 있는 이점이 있으며, 상기 열가소성 고분자로 형성된 제1 코팅층 및 무기재질로 형성된 제2 코팅층이 순차적으로 형성된 구조를 가지므로 단열효과를 가짐과 동시에 표면 경도 및 내구성 우수한 장점이 있다.
아울러, 본 발명은, 방수하고자 하는 콘크리트 표면을 전처리하는 단계와; 상기 전처리된 콘크리트 표면에 상기 친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트를 부착하는 단계;를 포함하는 방수시공공법에 의하여 시공될 수 있다.
이때, 상기 전처리된 콘크리트 표면에는 아크릴 에멀젼 및 EVA(에틸렌비닐아세테이트)를 포함하여 조성되는 침투식 액체 방수제를 접착프라이머로 추가로 도포하거나, 또는 상기 유무기하이브리드 방수재 조성물을 접착프라이머로 추가로 도포하는 단계;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 침투식 액체 방수제를 접착프라이머로 사용되는 경우에, 상기 아크릴에멀젼은 내수성, 내알카리성, 작업성 등이 우수하고 콘크리트, 몰탈미장 등의 바탕면에 깊숙이 침투, 흡수되어 기공, 먼지 등을 바인딩 처리하며 표면을 단단하게 해주며, 상기 EVA(에틸렌비닐아세테이트)는 방수층의 강도와 부착성 및 방수성을 향상시키기 위한 것으로, 상기 아크릴에멀젼과 함께 사용하게 되면 방수층의 강도와 조막성능, 탄성 및 방수성능을 향상시킬 수 있으므로 상기 아크릴 에멀젼 및 EVA(에틸렌비닐아세테이트)를 포함하여 조성되는 프라이머를 침투식 액체 방수제로 사용할 수 있다.
[일실시예로서 유무기하이브리드 방수재 조성물의 제조]
부틸아크릴레이트 60중량부, 메틸아크릴레이트 30중량부와 부타디엔고무 라텍스 20중량부, 탈이온수 100중량부, 유화제 2중량부, 중합개시제 1중량부, 중합촉진제 0.5중량부, 중화제 1중량부를 5시간 동안 혼합, 중합하여 액상수지를 제조하였다. 다음으로, 폐연마재분말, 순환골재분말 및 시멘트분말에서 선택된 분말을 상기 액상수지에 중량비로 100 : 20으로 균질하게 교반하여 유무기하이브리드 방수재 조성물을 제조하였다.
[다른 실시예로서 유무기하이브리드 방수재 조성물의 제조]
분리형 플라스크에, 이온 교환수 520중량부, 30% 염산수용액 3.4중량부 및 알칼리화제로서 탄산수소나트륨(Sodium bicarbonate) 0.6중량부를 투입하고, 65℃로 승온하여 교반하고, 질소 치환하였다.
이어서, 별도의 용기에 이온 교환수 340중량부, 30% 염산수용액 14중량부, 반응성 유화제(상품명 SR10) 10중량부, 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA) 388중량부, 2-에틸헥실아크릴레이트 모노머(2-EHAM) 526중량부, 메타크릴산(MAAC) 36중량부를 투입하고, 75℃로 승온하여 교반하면서 유화시키고, 상기 유화물을 상술한 분리형 플라스크 내에 연속적으로 적하하였다. 또한, 적하 중에는 분리형 플라스크 내에 질소 가스를 도입함과 함께, 내부 온도를 75℃로 유지하였다. 연속 적하 종료 후, 1시간 동안 숙성시켰다.
이어서, 라디칼중합개시제로서 과황산암모늄(Ammonium persulfate ; APS) 2.6중량부 및 메타중아황산나트륨(Sodium metabisulfite ; SMBS) 2.5중량부, 중합촉진제로서 터셔리부틸하이드로퍼옥사이드(Tert-butyl hydroperoxide : t-BHP) 0.4중량부, pH조절제로서 황산제일철(FeSO4)수용액 0.002중량부 및 중화제로서 25%-NH4OH 16중량부를 투입하여 라디칼 중합시켜 수화접착바인더 조성물을 제조하였다.
이어서, 물 5중량부와; 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 70중량부, 상기 제조된 수화접착바인더 조성물 10중량부, 7호규사 100중량부 및 보통시멘트 10중량부를 균질 혼합하여 유무기하이브리드 방수재 조성물을 제조하였다.
[본 발명의 친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트의 제조]
상기 [실시예 1] 및 [실시예 2]에서 제조한 각각의 유무기하이브리드 방수재 조성물을 함침용 제1부직포층 저면에 함침 적층 형성하여 경화시키고, 상기 함침용 제1부직포층 상면에 PVC방수층을 적층하여 본 발명의 친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트를 제조하고 부착강도, 인장강도, 균열성 및 투수성을 KS F 4919에 따라 측정하여 그 결과를 다음 [표 1]에 나타내었다.
구분 부착강도 인장강도 투수성 균열성
실시예 1 1.8N/mm2 1.2N/mm2 투수안됨 잔균열없음
실시에 2 2.1N/mm2 1.5N/mm2 투수안됨 잔균열없음
상기 [표 1]에 나타난 바와 같이, 본 발명의 친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트는 부착강도 및 인장강도가 우수하고, 내균열성 및 내투수성이 우수함을 확인할 수 있다.
[유무기 하이브리드 나노 입자 차열제의 제조]
95% 에탄올에 TEOS를 10g 첨가하여 2분 동안 교반한 후 pH가 11이 되도록 암모니아 수용액 15mL 첨가하여 1시간 동안 교반하였다. 그리고 염산 1 mL를 첨가한 다음 30분 동안 교반하고 정제수로 세척한 후 120℃에서 1시간 동안 건조하여 실리카 코어를 수득하였다. 수득된 실리카 코어의 투과전자현미경 이미지를 [도 2]에 나타내었다.
실리카 코어 7.0g을 정제수 17mL 및 AIBA(2,2'-azobis dihydrochloride) 0.5g의 혼합물에 넣고 10분 동안 교반한 다음 스타이렌 0.5mL 적상하였다. 그리고 상기 혼합물을90℃에서 700 rpm으로 12시간 동안 반응시켜 실리카 코어 상에 폴리스타이렌이 코팅된 코어-쉘 입자 6g을 수득하였다. 수득된 코어-쉘 입자의 투과전자현미경 이미지를 [도 3]에 나타내었다.
폴리스타이렌이 코팅된 실리카 코어를 25% 수산화나트륨 150mL에 넣고 24시간 동안 교반한 후 정제수로 세척하여 폴리스타이렌 코팅층만 남은 중공의 폴리스타이렌 입자 3g을 수득하였다. 수득된 중공의 폴리스타이렌 입자의 투과전자현미경 이미지를 [도 4]에 나타내었다.
중공의 폴리스타이렌 입자를 정제수 500mL 및 에탄올 300mL에 투입하여 혼합한 후 TEOS 10mL을 적상하여 60분 동안 교반한 다음 암모니아 수용액 10mL 를 첨가하여 12시간 동안 교반하였다. 그리고 정제수로 세척한 다음 80℃에서 12시간 동안 건조하여 폴리스타이렌 코팅층 상에 이산화 규소 코팅층이 형성된 중공의 이중 쉘 입자를 얻었다. 최종적으로 얻어진 중공의 이중 쉘 입자의 투과전자현미경 이미지를 [도 5]에 나타내었다.
[열차단 성능 평가]
상기 제조된 유무기 하이브리드 나노 입자 차열제를 상기 [실시예 1]에서 제조된 유무기하이브리드 방수재 조성물에 10중량% 함량으로 첨가하고, 이를 첨가하지 않은 유무기하이브리드 방수재 조성물을 각각 도포하고 건조시킨 후, 1시간 마다 온도를 측정하여 그 결과를 [표 2]에 나타내었다.
조건 온도(℃)
시간 기온(℃) 습도(%) 자외선지수 차열제 첨가 차열제 미첨가
9시 21 70 3 1.1 5.8
10시 23 63 5 2.5 7.4
11시 26 47 7 3 9
12시 26 45 8 27.6 31.2
13시 27 38 7 24 28
14시 28 33 6 32 35.6
15시 28 32 3 33 35
16시 28 34 2 32 33.7
17시 26 43 0 28 30
18시 25 45 0 26 30
상기 [표 2]에 나타난 바와 같이, 본 발명의 유무기하이므리드 나노 입자가 첨가된 경우는 미첨가한 경우보다 표면온도가 약 2~5℃ 정도 낮아 차열효과가 있음을 확인할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 복합방수시트 101 : 유무기하이브리드 방수층
102 : 함침용 제1부직포층 103 : PVC방수층
104 : 제2부직포층

Claims (9)

  1. 함침용 제1부직포층과; 상기 함침용 제1부직포층 저면에 함침 적층 형성되어 콘크리트 기재와 수화반응경화 무기결합에 의해 일체화 결합되도록 적층되는 것으로, 중공의 코어부; 상기 코어부를 감싸며 외부로부터 흡수된 열에너지를 운동에너지로 변환하는 폴리스타이렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리에스터, 폴리아크릴레이트 및 폴리아마이드로 이루어진 군에서 선택되는 제1 코팅층과 상기 제1 코팅층을 감싸며 최외각에 위치하는 실리카, 석영, 규소, 금, 백금, 은, 구리, 코발트, 철, 니켈, 망간, 아연, 몰리브덴, 크롬 및 이들의 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 제2 코팅층으로 구성된 쉘부;로 구성되는 유무기 하이브리드 나노 입자를 차열제로 첨가하여 차열성능을 나타내도록 구성되는 유무기하이브리드 방수층과; 상기 함침용 제1부직포층 상면에 적층 형성되어 콘크리트 기재의 균열에 대응되는 탄성응력을 가지도록 적층되는 PVC방수층과; 상기 PVC방수층 상부에 적층 형성되는 제2부직포층:을 포함하여 구성되어 상기 제1부직포층 저면에 함침 적층 형성된 상기 유무기하이브리드 방수층과 콘크리트 기재가 수화반응경화 무기결합에 의해 일체화 결합 적층되고, 콘크리트 기재의 균열발생시에도 상기 PVC방수층의 탄성응력에 의한 균열차단에 의하여 방수 내구성 및 방수효과를 극대화할 수 있는 것을 특징으로 하는 친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유무기하이브리드 방수층은, 아크릴산, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 옥틸데실아크릴레이트, 하이드록시에틸아크릴레이트, 클로로-2-히드록시프로필아크릴레이트로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 아크릴레이트와; 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 에틸헥실(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 헵틸(메타)아크릴레이트, 옥틸(메타)아크릴레이트, 노닐(메타)아크릴레이트, 데실(메타)아크릴레이트, 도데실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 1,4-시클로헥산디메탄올모노(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜모노(메타)아크릴레이트, 알릴알코올로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 메타아크릴레이트와; 부타디엔고무 라텍스;를 포함하는 조성물을 공중합시켜 제조되는 아크릴계 공중합 액상수지에 폐연마재분말, 순환골재분말 및 시멘트분말로 부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 무기질계 분체를 혼합한 유무기하이브리드 방수재 조성물이 도포, 경화되어 형성된 것을 특징으로 하는 친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유무기하이브리드 방수층은 물 5중량부와; 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 70중량부와; 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA), 2-에틸헥실아크릴레이트 모노머(2-EHAM), 메타크릴산(MAAC)를 포함하여 조성되되, 물 860중량부와, 메틸메타크릴레이트 모노머(MMA) 388중량부와, 2-에틸헥실아크릴레이트 모노머(2-EHAM) 526중량부와, 메타크릴산(MAAC) 36중량부와, 30% 염산수용액 17.4중량부와, 다음 [화학식 1]로 표시되는 반응성 유화제 10중량부와, 라디칼중합개시제로서 과황산암모늄(Ammonium persulfate ; APS) 2.6중량부 및 메타중아황산나트륨(Sodium metabisulfite ; SMBS) 2.5중량부와, 알칼리화제로서 탄산수소나트륨(Sodium bicarbonate) 0.6중량부 및 중합촉진제로서 터셔리부틸하이드로퍼옥사이드(Tert-butyl hydroperoxide : t-BHP) 0.4중량부를 포함하는 조성물을 라디칼중합한 중합조성물인 수화접착바인더 10중량부와; 7호규사 100중량부와; 보통시멘트 10중량부;를 포함하여 조성되는 유무기하이브리드 방수재 조성물이 도포, 경화되어 형성된 것을 특징으로 하는 친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트
    [화학식 1]
    Figure 112020130199009-pat00004

    (상기식에서, R은 알킬기이고, X는 -SO3NH4 또는 -SO3Na 이다)
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2부직포층 상면에는 상도층이 도포, 적층 형성되어 상기 제1부직포층 상면에 적층 형성된 상기 PVC방수층과 상기 상도층이 유기결합에 의해 일체화 결합 적층되는 것을 특징으로 하는 친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2부직포층 상면 및 상기 상도층 사이에는 중도층이 도포되어 적층 형성되는 것을 특징으로 하는 친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트
  6. 삭제
  7. 제4항에 있어서,
    상기 상도층은 중공의 코어부; 상기 코어부를 감싸며 외부로부터 흡수된 열에너지를 운동에너지로 변환하는 폴리스타이렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 폴리에스터, 폴리아크릴레이트 및 폴리아마이드로 이루어진 군에서 선택되는 제1 코팅층과 상기 제1 코팅층을 감싸며 최외각에 위치하는 실리카, 석영, 규소, 금, 백금, 은, 구리, 코발트, 철, 니켈, 망간, 아연, 몰리브덴, 크롬 및 이들의 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 제2 코팅층으로 구성된 쉘부;로 구성되는 유무기 하이브리드 나노 입자를 차열제로 첨가하여 차열성능을 나타내는 것을 특징으로 하는 친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트
  8. 방수하고자 하는 콘크리트 표면을 전처리하는 단계와; 상기 전처리된 콘크리트 표면에 제1항 내지 제5항. 제7항중 어느 한 항에 따른 친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트를 부착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 수화반응경화 무기결합 콘크리트 일체형 유무기하이브리드 복합방수시트를 이용한 방수시공공법
  9. 삭제
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