KR102328970B1 - 방수 시공 방법. - Google Patents

Abstract

본 발명은 방수 시공 방법에 관한 것으로서, 바닥면에 하도제를 사용하여 하도를 도장하는 단계, 상기 하도를 도장한 후 4 내지 48시간 이내에 중도제를 사용하여 중도를 도장하는 단계, 상기 중도를 도장한 후 1 내지 3일 이내에 상도제를 사용하여 상도를 도장하는 단계를 포함하며, 상기 상도제는 메틸메타크릴레이트 수지, 에틸아크릴레이트 단량체, 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 불소 이온이 층간 삽입된 하이드로탈사이트(hydrotalcite) 및 표면 개질된 실리카 입자를 포함하는 주제 및 경화제로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

방수 시공 방법.{WATERPROOFING CONSTRUCTION METHOD}

본 발명은 방수 시공 방법에 관한 것으로서, 건물의 옥상, 주차장 등의 방수 시공에 적합한 방수재를 이용하여 방수 시공을 하는 방법에 관한 것이다.

건물의 옥상, 주차장 등 방수 시공이 아스팔트나 콘크리트 포장면에 대한 방수 시공에는 에폭시 또는 우레탄 등의 합성수지 계열이 방수재가 널리 사용되고 있다.

이와 같은 방수 시공은 시공 도막의 방수성뿐만 아니라 내구성, 크랙 방지, 논슬립성 등 다양한 특성이 요구되며, 이를 위하여 다양한 형태의 조성물을 방수재로 사용하고 있다. 예를 들어, 대한민국 등록특허공보 10-1868863호에서는 실리카 샌드 층과 에폭시 혼합물 층, 우레탄 혼합물 층을 적절하게 도포함으로써 방수성, 내구성 등을 향상시킨 바닥층을 형성하고 있다.

즉, 통상적인 방수 시공에서는 바닥면에 하도제를 사용하여 프라이머를 도장하고, 여기에 중도제를 사용하여 우레탄 방수 도장을 한 후, 마지막으로 상도제를 사용하여 탑코팅 도장을 하여 시공하며, 각 도막의 접착력, 밀도 등을 향상시킴으로써 방수성을 확보할 수 있게 되므로, 시공에 사용되는 방수재의 종류에 따라 방수 품질이 좌우되게 된다.

이러한 방수 시공에서 상도의 탑코팅은 일반적인 도막 특성에 더하여 차열성, 방수성 등의 특성이 요구되며, 일반적인 우레탄계 상도제로 도장할 경우 시공 장소에 따라 도막 물성이 저하되는 경우가 발생하여 신뢰성 있는 방수 시공을 위하여 이를 개선할 필요가 있다.

대한민국 등록특허공보 10-1868863호

본 발명은 상기와 같은 종래기술을 감안하여 안출된 것으로, 방수 시공에 있어서 상도제를 최적화함으로써 도막 특성이 향상된 방수 시공 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

구체적으로는 기온차에 의한 수축팽창시 견딤성이 좋아 수분이 균열부분으로 침투하는 것을 방지하여 주며, 내수성, 내한성이 우수하고 접착력, 내구력 및 도막강도가 강하여 건축물의 내구성을 향상시킬 수 있는 방수 시공을 하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 방수 시공 방법은 바닥면에 하도제를 사용하여 하도를 도장하는 단계, 상기 하도를 도장한 후 4 내지 48시간 이내에 중도제를 사용하여 중도를 도장하는 단계, 상기 중도를 도장한 후 1 내지 3일 이내에 상도제를 사용하여 상도를 도장하는 단계를 포함하는 것으로서, 상기 상도제는 메틸메타크릴레이트 수지, 에틸아크릴레이트 단량체, 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 불소 이온이 층간 삽입된 하이드로탈사이트(hydrotalcite) 및 표면 개질된 실리카 입자를 포함하는 주제 및 경화제로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하도의 두께는 50 내지 100㎛이며, 상기 중도의 두께는 1,500 내지 2,500㎛이며, 상기 상도의 두께는 50 내지 100㎛인 것이 바람직하다.

또한, 상기 주제는 메틸메타크릴레이트 수지 10 내지 20 중량부, 메틸메타크릴레이트 단량체 20 내지 30 중량부, 에틸아크릴레이트 단량체 10 내지 15 중량부, 1,4-부탄디올디아크릴레이트 10 내지 15 중량부, 불소 이온이 층간 삽입된 하이드로탈사이트 40 내지 50 중량부 및 표면 개질된 실리카 입자 10 내지 20 중량부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 방수 시공 방법은 상도를 형성하는 상도제를 최적화함으로써 기온차에 의한 수축팽창시 견딤성이 좋아 수분이 균열부분으로 침투하는 것을 방지하여 주며, 내수성, 내한성이 우수하고 접착력, 내구력 및 도막강도가 강하여 건축물의 내구성을 향상시킬 수 있어 도막 특성을 향상시킬 수 있는 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 방수 시공 방법을 나타낸 공정도이다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따른 방수 시공 방법은 도 1에 도시된 것과 같은 공정 순서로 수행된다. 즉, 바닥면에 하도제를 사용하여 하도를 도장하는 단계, 상기 하도를 도장한 후 4 내지 48시간 이내에 중도제를 사용하여 중도를 도장하는 단계, 상기 중도를 도장한 후 1 내지 3일 이내에 상도제를 사용하여 상도를 도장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 상기 상도 도장에 사용되는 상도제를 개선함으로써 시공된 방수 도막의 특성을 향상시키고 있다. 즉, 상기 상도제는 메틸메타크릴레이트 수지, 에틸아크릴레이트 단량체, 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 및 충진제로 불소 이온이 층간 삽입된 하이드로탈사이트(hydrotalcite) 및 표면 개질된 실리카 입자를 포함하는 주제 및 경화제로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 방수 시공 방법은 건축물의 옥상 및 지하층 방수에 적용하기 적합한 방법이다.

방수 시공을 위해서는 바닥면을 표면처리하여 시공준비를 실시해야 한다. 상기 시공준비 단계에서 도장할 표면은 25℃ 기준 상대습도 80% 이하, 28일 이상 양생하여 충분히 건조시켜야 한다.

먼저 바닥면의 표면의 레이턴스, 먼지, 유분등 기타 오염물을 완전히 제거해야 하는데, 이를 위하여 샌드블라스팅, 다이아몬드 휠 그라인딩 또는 10% 농도의 염산 세척(pH 7~9) 등의 방법으로 표면을 세척한다. 또한, 틈새나 홈을 세라믹퍼티로 메꾸어 주고 크랙이 심한 부분이나 신축 줄눈은 V-커팅 후 폴리에틸렌 백업재를 넣고 우레탄 실란트로 실링하고 표면조정 후 도장할 수 있다. 또한, 벽면과 접한 부위 등의 가장자리에 대해서는 V-커팅을 할 수 있다.

이와 같이 준비된 바닥면에 하도, 중도, 상도의 순서로 도장을 실시한다. 상기 도장 조건은 표 1과 같다.

도장 순서	공 정	도막두께(㎛)	희석비율 (부피%)	재도장 간격 (시간/25℃)	이론 소요량 (L/m²)
하도	초벌도장(1회)	50~100	최대 30	4~24	0.167
중도	중벌도장(1회)	1,500~2,500	무희석	4~48	2.6
상도	중벌도장(1회)	50~100	최대 30	24~72	0.100

효율적인 방수 시공을 위하여 표 1에서와 같이 상기 하도의 두께는 50 내지 100㎛이며, 상기 중도의 두께는 1,500 내지 2,500㎛이며, 상기 상도의 두께는 50 내지 100㎛가 되도록 도장하는 것이 바람직하다.

상기 하도는 방수 역할을 하기 위한 중도와 옥상 바닥인 콘크리트와의 접착을 견고하게 하기 위하여 설치되는 것이기 때문에 50 내지 100㎛로 시공하는 것으로 충분하다.

하도 도장을 위하여 바탕처리가 끝난 바닥면에 하도제를 로울러 또는 붓으로 50㎛ 1회 도장한다. 이러한 도장에 의해 상기 하도제는 바닥면의 표면에 충분히 스며들도록 도포될 수 있다.

상기 하도 도장면에 대해 중도제를 사용하여 중도를 도장하는데, 상기 중도에서 실질적인 방수 기능을 나타내는 것으로서 우레탄계 중도제를 사용하여 도장한다. 이때 도막이 너무 얇으면 방수 성능이 불충분하며 너무 두꺼우면 전체 방수 시공 도막의 두께가 두꺼워져 내구성 면에서 불리하기 때문에 상기 두께 범위에서 시공되도록 도장하는 것이 바람직하다.

상기 중도 도장은 상기 하도 도장 후 4시간 이상 48시간 이내에 하도 도막 위의 모든 오염물을 제거하고 도장면적 및 도막두께에 대한 소요량을 계산하여 중도제의 주제와 경화제를 무게비 2.5:1로 혼합하여 시공하는 것이 바람직하다. 일 실시예에서는 중도제인 AM-P-3000의 주제와 경화제를 전동교반기로 혼합 후 하도 표면에 부은 다음 RAKE 또는 헤라를 사용하여 목적하는 도막 두께가 되도록 RAKE의 끝을 조정하여 긁거나 펴면서 도료가 전면에 잘 퍼지도록 도포함으로써 시공한다. 또한, 저온에서의 혼합불량과 작업성 향상을 위해 희석제(KHM-129)를 5 중량부 이내에서 추가할 수 있다. 다만, 과량 희석시 건조불량 및 도막경도 저하, 크랙 현상이 발생될 수 있으므로 이를 고려하여 혼합하는 것이 바람직하다. 상기 희석제의 사용은 중도 도포 후 소포가 되지 않는 경우에도 유효하며 상기 희석제를 별도로 살포하여 기포를 제거하여 줄 수도 있다.

상기 중도 시공이 완료된 후, 1 내지 3일 이내에 상도제를 사용하여 상도를 도장한다. 일반적으로 방수 시공을 한 후 4 내지 5년경과 후 상보에 대해서만 재시공을 하여 방수를 유지하고 있으므로 상기 상도의 시공에 따라 방수 보수 기간을 늘일 수 있으므로 상기 상도제를 개선함으로써 방수 시공의 품질을 향상시킬 수 있다.

상기 상도 시공은 중도 도장 완료 후 1일 내지 3일 내에 시공하는 것이 바람직하다. 이때, 상도제의 주제와 경화제를 각각 부피비 2:1로 충분히 혼합후 목적하는 두께가 되도록 1회 도장한다. 또한, 논슬립성을 부여해야 하는 시공면에 대해서는 스퍼터링법으로 도장할 수도 있다. 또한, 중도 도장과 마찬가지로 희석제(KHM-129)를 30 중량부 이내에서 혼합하여 희석한 후 이를 도장할 수 있다.

상기 상도제를 구성하는 주제는 메틸메타크릴레이트 수지, 에틸아크릴레이트 단량체, 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 불소 이온이 층간 삽입된 하이드로탈사이트(hydrotalcite) 및 규사를 포함하는데, 상기 주제 및 경화제를 사용하여 시공하는 경우 시공 현장의 조건에 따른 도장 품질이 변동이 없고 안정적인 도막의 품질을 확보할 수 있는 것으로 나타났다.

보다 구체적으로, 상기 주제는 메틸메타크릴레이트 수지 10 내지 20 중량부, 메틸메타크릴레이트 단량체 20 내지 30 중량부, 에틸아크릴레이트 단량체 10 내지 15 중량부, 1,4-부탄디올디아크릴레이트 10 내지 15 중량부, 불소 이온이 층간 삽입된 하이드로탈사이트 40 내지 50 중량부 및 규사 10 내지 20 중량부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 경화제로는 통상적으로 사용되는 경화제를 사용할 수 있다. 즉, 과산화벤조일, 디-t-부틸 퍼옥사이드, 큐민 하이드로퍼옥사이드, t-부틸 퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, t-부틸 퍼옥시 벤조에이트, 아조비스 디메틸 발레로니트릴, 아조비스 이소부티로 니트릴 중 어느 하나를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 과산화벤조일을 사용할 수 있다. 이러한 통상의 경화제를 사용하여도 본 발명에 따른 주제와 상용성이 양호하여 도막의 경화속도 및 경화 후 표면 강도 및 방수성를 증가시킬 수 있는 것으로 나타났다.

상기 주제를 구성하는 메틸메타크릴레이트 수지는 아크릴 수지와 함께 바닥재 시공 등에에 널리 쓰이는 성분인데 상기 메틸메타크릴레이트 수지에 에틸아크릴레이트 단량체를 배합하여 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 배합을 통해 가공성, 장기보관성, 경화제와 혼합했을 때의 경화속도, 물성을 향상시킬 수 있으며, 상기 범위 내에서 혼합됨으로써 적합한 물성을 얻을 수 있다. 상기 주제를 구성하는 각 성분의 함량범위는 가공성, 장기보관성, 경화제와 혼합했을 때의 경화속도, 물성을 고려하여 선택된다.

본 발명에서는 불소 이온이 층간 삽입된 하이드로탈사이트를 충전제로서 사용하고 있는데, 이러한 충전제를 함유하는 경우 일반적으로 사용되는 충전제와는 달리 본 발명에 따른 미끄럼 방지 포장재의 시공 공정에서 분산성을 향상시키며 발수성도 높일 수 있으므로 노면의 수분에 의해 발생할 수 있는 미끄럼 현상을 억제하는 성능을 나타내는 것으로 파악된다. 또한, 상기 충전제를 후술하는 개질 실리카와 혼합하여 사용하는 경우 방수 도막의 특성을 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다.

상기 하이드로탈사이트는 층상 이중 수산화물(Layered double hydroxide, LDH)의 일종으로 산-염기 반응을 일으킬 수 있어, 촉매, 담체, 흡착제, 이온교환체 등으로 사용되는 물질이다. 상기 하이드로탈사이트로는 [M²⁺ _1-xM³⁺ _x(OH)₂][A^n-]_x/n·mH₂O의 화학구조를 가진 물질을 들 수 있으며, 이때, M²⁺로는 Mg²⁺를 비롯하여 Ni²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺을 들 수 있고, M³⁺로는 Al³⁺을 비롯하여 Ga³⁺, Cr³⁺, 또는 Fe³⁺을 들 수 있으며, x는 0.17에서 0.33의 값을 가질 수 있다. 이러한 하이드로탈사이트는 층간 구조 내에 카보네이트 음이온을 비롯한 다양한 종류의 음이온이 삽입되어 이온교환을 할 수 있다. 따라서 상기 하이드로탈사이트의 층간 구조를 불소 이온으로 치환하여 이온교환함으로써 방수 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

구체적으로 상기 불소 이온이 층간 삽입된 하이드로탈사이트는 다음과 같이 제조될 수 있다. 40 중량%의 질산마그네슘(Mg(NO₃)₂·6H₂O) 수용액 700 중량부, 10 중량%의 탄산수소나트륨 수용액 310 중량부 및 40 중량%의 질산알루미늄(Al(NO₃)₃·6H₂O) 수용액 45 중량부, 빙정석(Na₃AlF₆) 80 중량부, 수산화나트륨 40 중량부를 물 300 중량부와 혼합하여 분산액을 제조하고 이를 수열합성 반응기에 투입한 후 1시간 동안 수열반응을 수행하면 반응물을 얻게 된다. 상기 반응물에 혼합된 미반응 물질은 수세하여 제거하고 건조함으로써 불소 이온이 층간 삽입된 하이드로탈사이트를 제조할 수 있다. 이때, 제조된 하이드로탈사이트를 ICP/MS로 분석하면 Mg/Al의 몰비가 3 내지 3.5인 것으로 나타났다. 또한, 불소 이온의 함량은 알 수 없으나 XRD로 상기 불소 이온이 층간 삽입된 하이드로탈사이트와 탄산염을 함유하는 하이드로탈사이트를 측정해 보면, 2θ 10.5° 부근에서 나타나는 d ₀₀₃에 귀속되는 피크가 불소 이온 교환에 의해 고각 영역으로 이동하는 것으로부터 불소 이온이 층간 삽입되어 있음을 확인할 수 있다.

또한, 1,4-부탄디올디아크릴레이트는 아크릴 가교제로서 사용되는 것으로서, MMA 수지와 에틸아크릴레이트 단량체의 반응성을 향상시켜 방수 도막을 형성한 후 내구성을 향상시키는 효과를 나타낸다.

또한, 평균 입자 크기가 1 내지 3㎛인 알데하이드기로 표면 개질된 실리카 입자를 또 다른 충진제로 병용하는 것이 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 수지 및 하이드로탈사이트와의 상용성을 고려하여 실리카 입자의 표면개질을 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 실리카 입자와 디클로로메탄을 10:1 내지 20:1의 중량비로 배합하고 이를 오존 가스 버블링 조건에서 반응시키면 실리카 표면에 형성된 수산기가 알데하이드기로 일부 개질되는데, 이러한 표면 처리를 통해 상도제에 혼합할 때의 상용성이 향상되는 것으로 나타났다. 상기 반응 조건에서는 실리카 입자의 표면 수산기 중 일부가 알데하이드기로 개질되는데, 이는 상기 디클로로메탄의 함량에 따라 달라지며, 상기와 같은 반응조건에서 일부 알데하이드기의 표면 개질에 의해 상기 충진제로 사용되는 불소 이온이 층간 삽입된 하이드로탈사이트와 상용성을 높이면서 방수 성능이 향상되는 것으로 나타났다.

상기 주제는 다음과 같이 제조될 수 있다. 먼저, 에틸아크릴레이트 단량체를 반응조에 투입하고 70 내지 80℃에서 교반하면서 메틸메타크릴레이트 수지 및 1,4-부탄디올디아크릴레이트를 투입하고 이를 3시간 정도 교반한 후 실온으로 냉각하여 수지 혼합물을 제조한다. 상기 수지 혼합물에 하이드로탈사이트, 충진제 및 필요에 따라 기타 첨가제를 투입하여 추가적으로 10분 내지 30분 간 교반하면 주제를 제조할 수 있게 된다. 상기 주제 100 중량부에 대하여 경화제를 1 내지 10 중량부의 범위에서 혼합한 혼합물을 미끄럼 방지 포장재로서 사용하는데, 상기 주제와 경화제는 현장에서 작업 직전에 혼합한 후 도포 작업에 사용된다.

본 발명에 따른 미끄럼 방지 포장재를 사용하여 바닥 시공을 실시하여 도막의 특성을 평가하는 시험을 실시하였다.

상도제는 메틸메타크릴레이트 수지 25 중량부, 에틸아크릴레이트 단량체 10 중량부, 1,4-부탄디올디아크릴레이트 10 중량부, Mg/Al의 몰비가 3인 불소 이온이 층간 삽입된 하이드로탈사이트 43 중량부 및 충진제로 알데하이드기로 표면 개질된 실리카 15 중량부를 배합한 주제와 BPO 2 중량부를 경화제로 하여 제조하였다.

상기 상도제를 100×100㎜ 면적의 5㎜ 두께 글래스 플레이트에 50㎛ 두께로 도장하여 시편을 제조하였다. 상기 시편을 실온에서 1일 동안 자연건조한 후 증류수에 170시간 동안 침적시킨 후 도막의 상태를 관찰하여 내수성을 평가한 결과 내수성이 양호한 것으로 나타났다.

또한, 방수 시공에 따른 도막 특성을 평가하기 위하여 두께 1㎝, 넓이 1㎡의 콘크리트 패널을 준비하고 상기 콘크리트 패널의 표면에 50㎛ 두께로 하도 도장을 한 후, 세라코트 방수재(AM-P-3000)를 2,000㎛ 두께로 도포하여 중도 도장을 하였다. 상기 중도 도장면에 대하여, 실시예에 따른 상도제를 50㎛ 두께로 도장한 시편을 준비하고, 비교를 위하여 세라코트 방수재(AM-P-3000)를 상도제로 하여 50㎛ 두께로 도장한 시편을 준비하였다.

상기 2개의 시편에 대하여 초기의 부착강도를 KS F 4929에 따라 측정하였고, 다음으로 50±2℃의 온도와 70±2%RH의 습도조건에서 500시간, 1,000시간 동안 노출한 후의 상도의 부착강도를 측정하였다. 그 결과는 표 2와 같다.

	0시간	500시간	1,000시간
실시예(㎏f/㎠)	39.1	38.8	36.2
비교예(㎏f/㎠)	38.8	30.6	22.8

표 2의 결과를 살펴보면, 실시예의 시편은 1,000시간 고온고습 환경에 노출되더라도 부착강도가 크게 감소하지 않는 것으로 나타났으나, 시판되는 방수재를 사용하여 방수 도막을 형성한 비교예의 시편에서는 시간이 경과하면서 부착강도가 저하되는 것으로 나타났다. 이러한 결과로부터 본 발명에 따른 방수 시공으로 형성된 방수 도막은 종래의 방수 도막에 비해 더 나은 내구성과 방수성을 나타낼 수 있는 것으로 파악되었다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

Claims (3)

1. 바닥면에 하도제를 사용하여 하도를 도장하는 단계;
   상기 하도를 도장한 후 4 내지 48시간 이내에 중도제를 사용하여 중도를 도장하는 단계;
   상기 중도를 도장한 후 1 내지 3일 이내에 상도제를 사용하여 상도를 도장하는 단계를 포함하는 방수 시공 방법으로서,
   상기 상도제는 메틸메타크릴레이트 수지 10 내지 20 중량부, 에틸아크릴레이트 단량체 10 내지 15 중량부, 1,4-부탄디올디아크릴레이트 10 내지 15 중량부, 불소 이온이 층간 삽입된 하이드로탈사이트(hydrotalcite) 40 내지 50 중량부 및 표면 개질된 실리카 입자 10 내지 20 중량부를 포함하는 주제 및 경화제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방수 시공 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 하도의 두께는 50 내지 100㎛이며, 상기 중도의 두께는 1,500 내지 2,500㎛이며, 상기 상도의 두께는 50 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 방수 시공 방법.
   
3. 삭제

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