KR102420753B1 - 침투결합형 구체강화제, 고성능 아스팔트계 도막 방수재 및 섬유그리드 보강재를 이용한 아스팔트 교면방수 시공방법 - Google Patents

침투결합형 구체강화제, 고성능 아스팔트계 도막 방수재 및 섬유그리드 보강재를 이용한 아스팔트 교면방수 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 교면 시공대상의 열화부위 및 이물질을 제거한 후 청소하여, 교면 콘크리트 바닥판(1)을 정리하는 단계; 상기 교면 콘크리트 바닥판을 정리한 상면에 복합 알칼리 실리케이트 30 내지 50 중량%, 무기계 성능개선 첨가제 20 내지 40 중량% 및 잔량의 물을 포함하는 침투결합형 구체강화제를 도포하여 침투결합형 구체강화층(100)을 형성하는 단계; 상기 침투결합형 구체강화층의 상면에 아스팔트 프라이머를 도포하여 아스팔트 프라이머층(200)을 형성하는 단계; 상기 아스팔트 프라이머층의 상면에 아스팔트 70 내지 80 중량%, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 5 내지 20 중량%, 에틸렌-비닐아세테이트 중합체 1 내지 10 중량%, 프로세스 오일 1 내지 10 중량%, 무기계 성능개선 첨가제 5 내지 20 중량% 및 유기계 성능개선 첨가제 1 내지 10 중량%를 포함하는 고성능 아스팔트계 도막 방수재를 도포하여 고성능 아스팔트계 도막 방수층(400)을 형성하는 단계; 상기 고성능 아스팔트계 도막 방수층의 상면에 방수층 보호재를 도포하여, 방수층 보호층(500)을 형성하는 단계; 및 상기 방수층 보호층의 상면에 아스콘을 포설 및 다짐하여, 교면을 포장하여 아스콘 포장층(600)을 형성하는 단계를 포함하는 아스팔트 교면방수 시공방법으로서;
상기 고성능 아스팔트계 도막 방수층(400)을 형성하는 단계 이전, 이후 또는 이들 모두에, 제1섬유리브(311)와 제2섬유리브(312)가 서로 교차되는 격자모양으로 이루지는 그리드(310) 및 상기 그리드의 일면 또는 양면에 유기계 성능개선 첨가제의 코팅에 의하여 접착 및 결합되는 부직포(320)를 포함하는 섬유그리드 보강재(300)를 깔아서 설치하는 단계를 더 포함하는 것이고;
상기 무기계 성능개선 첨가제는 알루미늄실리케이트 100 중량부, 탄산칼슘 20 내지 50 중량부, 이산화티타늄 10 내지 30 중량부, 산화갈륨 1 내지 10 중량부, 아산화구리(Cu2O) 1 내지 10 중량부 및 로파라이트(loparite) 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것이고;
상기 유기계 성능개선 첨가제는 부틸고무 100 중량부, 아믹산-실록산 화합물 20 내지 50 중량부, 폴리테트라 메틸렌 글리콜 10 내지 30 중량부, 실란 커플링제 10 내지 30 중량부, 하기 화학식 1로 표시되는 아이소소바이드계 화합물 1 내지 10 중량부, 하기 화학식 2로 표시되는 2-페닐티오에틸 메타아크릴레이트 1 내지 10 중량부 및 메발로노락톤(mevalonolactone) 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 사용함으로써;
교면 콘크리트 바닥판의 미세한 공극 속으로 깊숙이 침투하여 수밀한 방수층을 형성함으로써 우수한 방수 및 발수기능을 구현하고, 강도를 회복 및 증진시키는 침투결합형 구체강화제와; 상기 침투결합형 구체강화제 및 섬유그리드 보강재와 긴밀하게 접착되고, 외부로부터의 열화인자가 침투되는 것을 효과적으로 차단하여 강도 및 내구성을 향상시킨 고성능 아스팔트계 도막 방수재와; 콘크리트 교면의 강도를 보강하고, 균열진행 및 변형을 억제하는 섬유그리드 보강재를 사용함으로써; 방수성능, 강도성능 및 내구성을 현저하게 향상시켜, 아스콘층의 전단성능 및 인장접착력의 저하를 비롯한, 교면 콘크리트의 열화 및 철근의 부식을 효과적으로 방지할 수 있는 침투결합형 구체강화제, 고성능 아스팔트계 도막 방수재 및 섬유그리드 보강재를 이용한 아스팔트 교면방수 시공방법에 관한 것이다.
[화학식 1]
Figure 112022066691354-pat00008

상기 식에서, n은 1 내지 200이다.
[화학식 2]
Figure 112022066691354-pat00009

Description

침투결합형 구체강화제, 고성능 아스팔트계 도막 방수재 및 섬유그리드 보강재를 이용한 아스팔트 교면방수 시공방법{WATERPROOFING CONSTRUCTION METHOD FOR ASPHALT BRIDGE DECK USING INFILTRATIVE COMBINED TYPE STRENGTHENING AGENT, HIGH-PERFORMANCE ASPHALT BASED WATERPROOF COATING AGENT AND FIBER GRID}
본 발명은 교면 콘크리트 바닥판의 미세한 공극 속으로 깊숙이 침투하여 수밀한 방수층을 형성함으로써 우수한 방수 및 발수기능을 구현하고, 강도를 회복 및 증진시키는 침투결합형 구체강화제와; 상기 침투결합형 구체강화제 및 섬유그리드 보강재와 긴밀하게 접착되고, 외부로부터의 열화인자가 침투되는 것을 효과적으로 차단하여 강도 및 내구성을 향상시킨 고성능 아스팔트계 도막 방수재와; 콘크리트 교면의 강도를 보강하고, 균열진행 및 변형을 억제하는 섬유그리드 보강재를 사용함으로써; 방수성능, 강도성능 및 내구성을 현저하게 향상시켜, 아스콘층의 전단성능 및 인장접착력의 저하를 비롯한, 교면 콘크리트의 열화 및 철근의 부식을 효과적으로 방지할 수 있는 침투결합형 구체강화제, 고성능 아스팔트계 도막 방수재 및 섬유그리드 보강재를 이용한 아스팔트 교면방수 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트 교면은 교통 차량에 의한 반복하중, 진동, 충격 및 전단 등의 작용과 온도 변화에 의한 수축 팽창 등이 복잡하게 작용하고 있다. 이러한 콘크리트 교면의 공용년수가 증가하면 빗물 침투와 제설재의 침투, 누적된 하중 등에 의해 재료간의 결합력이 저하되고 온도변화에 의한 물의 체적변화에 따라 균열 등의 손상이 발생한다. 이러한 손상은 시간경과에 따라 균열 및 변형이 확대되어 구조물의 강도저하 및 수명저하를 초래하며, 우수 등이 아스팔트 공극 균열부분과 중앙분리대 및 조인트 부위의 틈새를 통해 침투함로써 콘크리트 내부의 철근을 부식시켜 구조물의 수명단축 및 붕괴를 초래할 수 있다.
따라서 콘크리트 교면에 적용되는 방수시공은 이러한 손상을 방지하고자 적용되는 것으로, 아스팔트 포장으로부터 침투되는 물과 염화물에 의한 바닥판 콘크리트의 열화 및 철근의 부식 등을 방지하기 위하여 필수적으로 수행되어야 한다.
국내의 경우 간편함과 경제성을 이유로 용제형 또는 침투식 방수가 사용되었으나 동결융해 및 균열 저항성 등에 문제점이 발생되어 점차적으로 아스팔트 시트식이나 도막식 방수의 사용이 점차 증가하고 있는 실정이다.
상기 도막식 방수는 액상형의 방수재를 반복하여 도포하는 방법으로, 액상 자체의 퍼짐성으로 인해 교면의 콘크리트 노출바닥판의 평활도가 좋지 않으면 균일한 두께의 도막형성이 어렵고, 바탕의 습기에 의해 부풀림이 쉽게 발생하며, 바탕의 크랙에 대한 대응성이 현저히 저하되는 문제점이 지적되어 왔다.
상기 시트식 방수는 균일한 방수층 두께를 형성할 수 있고, 균열에 대응이 용이하며 우수한 방수성능을 제공할 수 있다는 장점은 있지만, 교면방수에서 중요한 전단성능이나 인장접착력 등의 물성이 현저히 떨어져 시트층과 포장층, 즉 아스콘층과의 접착성능이 현저히 부족한 문제점이 있었다. 또한, 교면의 콘크리트 노출바닥판에 요철 또는 공극이 많은 경우, 프라이머의 접착력이 매우 저하되고 시트의 아랫면에 수많은 작은 기포인 핀홀(pin-hole)에서부터 큰 기포까지 발생하고, 이것이 외부로 배출되지 못해 상기한 문제점을 더욱 악화시키는 문제점이 있었다.
이로 인하여, 고하중 차량 및 고속주행 차량의 급제동시, 하중이 교면에 부착된 방수층에 전달되어 방수재가 한쪽으로 밀리는 현상이 발생함으로써, 아스콘층과 시트층이 서로 쉽게 분리되거나 탈락되는 문제점이 있었고, 교면 포장층 시공 시 아스팔트 피니셔와 같은 포장 장비에 의해서도 찢겨지거나 떨어져 나갈 우려가 있었다. 결국 이로 인해 교면 포장층으로부터 침투되는 물이나 염화물이 교면의 콘크리트 바닥판으로 침투되어, 콘크리트 교면의 성능이 저하되어 열화되거나, 심한 경우 철근이 부식되는 문제점이 있었다.
따라서 콘크리트 교면의 강도를 보강하고, 균열진행 및 변형을 억제하면서, 동시에 내구성을 증진시켜 콘크리트의 열화 및 철근의 부식을 효과적으로 방지할 수 있는 아스팔트 교면방수 시공방법의 개발이 시급한 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-1077472호 대한민국 등록특허 제10-1649563호 대한민국 등록특허 제10-1834521호 대한민국 등록특허 제10-1860800호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 일 구현예는 콘크리트 교면의 강도를 보강하고, 내구성 및 방수성능을 향상시킴으로써, 교면 콘크리트의 열화 및 철근의 부식을 방지할 수 있는 침투결합형 구체강화제, 고성능 아스팔트계 도막 방수재 및 섬유그리드 보강재를 이용한 아스팔트 교면방수 시공방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 구현예는 교면 시공대상의 열화부위 및 이물질을 제거한 후 청소하여, 교면 콘크리트 바닥판(1)을 정리하는 단계; 상기 교면 콘크리트 바닥판을 정리한 상면에 복합 알칼리 실리케이트 30 내지 50 중량%, 무기계 성능개선 첨가제 20 내지 40 중량% 및 잔량의 물을 포함하는 침투결합형 구체강화제를 도포하여 침투결합형 구체강화층(100)을 형성하는 단계; 상기 침투결합형 구체강화층의 상면에 아스팔트 프라이머를 도포하여 아스팔트 프라이머층(200)을 형성하는 단계; 상기 아스팔트 프라이머층의 상면에 아스팔트 70 내지 80 중량%, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 5 내지 20 중량%, 에틸렌-비닐아세테이트 중합체 1 내지 10 중량%, 프로세스 오일 1 내지 10 중량%, 무기계 성능개선 첨가제 5 내지 20 중량% 및 유기계 성능개선 첨가제 1 내지 10 중량%를 포함하는 고성능 아스팔트계 도막 방수재를 도포하여 고성능 아스팔트계 도막 방수층(400)을 형성하는 단계; 상기 고성능 아스팔트계 도막 방수층의 상면에 방수층 보호재를 도포하여, 방수층 보호층(500)을 형성하는 단계; 및 상기 방수층 보호층의 상면에 아스콘을 포설 및 다짐하여, 교면을 포장하여 아스콘 포장층(600)을 형성하는 단계를 포함하는 아스팔트 교면방수 시공방법으로서;
상기 고성능 아스팔트계 도막 방수층(400)을 형성하는 단계 이전, 이후 또는 이들 모두에, 제1섬유리브(311)와 제2섬유리브(312)가 서로 교차되는 격자모양으로 이루지는 그리드(310) 및 상기 그리드의 일면 또는 양면에 유기계 성능개선 첨가제의 코팅에 의하여 접착 및 결합되는 부직포(320)를 포함하는 섬유그리드 보강재(300)를 깔아서 설치하는 단계를 더 포함하는 것이고;
상기 무기계 성능개선 첨가제는 알루미늄실리케이트 100 중량부, 탄산칼슘 20 내지 50 중량부, 이산화티타늄 10 내지 30 중량부, 산화갈륨 1 내지 10 중량부, 아산화구리(Cu2O) 1 내지 10 중량부 및 로파라이트(loparite) 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것이고;
상기 유기계 성능개선 첨가제는 부틸고무 100 중량부, 아믹산-실록산 화합물 20 내지 50 중량부, 폴리테트라 메틸렌 글리콜 10 내지 30 중량부, 실란 커플링제 10 내지 30 중량부, 하기 화학식 1로 표시되는 아이소소바이드계 화합물 1 내지 10 중량부, 하기 화학식 2로 표시되는 2-페닐티오에틸 메타아크릴레이트 1 내지 10 중량부 및 메발로노락톤(mevalonolactone) 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것인 침투결합형 구체강화제, 고성능 아스팔트계 도막 방수재 및 섬유그리드 보강재를 이용한 아스팔트 교면방수 시공방법을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112022066691354-pat00001
상기 식에서, n은 1 내지 200이다.
[화학식 2]
Figure 112022066691354-pat00002
상기 산화갈륨은 다공성 산화갈륨인 것이고;
상기 다공성 산화갈륨은
알코올계 용매 100 부피부 및 염기 5 내지 15 부피부의 혼합물에 헥사데실피리디움 브로마이드(Hexadecylpyridium bromide: HDPB) 1 내지 3 g/L를 첨가하고 교반하여 마이셀(micelle)이 형성된 용액을 얻는 단계; 증류수에 갈륨 설페이트 하이드레이트(gallium sulfate hydrate) 3 내지 7 g/L를 혼합한 혼합물을 상기의 마이셀이 형성된 용액에 첨가하여 65 내지 75 ℃의 온도에서 반응시키는 단계; 및 상기의 반응 후 여과하여 얻은 침전물을 세척 및 건조한 다음 500 내지 700 ℃의 온도에서 5 내지 8 시간 동안 열처리를 실시하여 침전물의 표면 및 내부의 마이셀을 제거하여 포어(pore)를 형성시키는 단계를 포함하는 방법으로 준비되는 것일 수 있다.
상기 로파라이트는 부엽토 발효물에 의해 숙성된 것이고;
상기 부엽토 발효물에 의해 숙성된 로파라이트는
부엽토를 평균입경이 1 내지 10 mm가 되도록 분쇄한 후, 교반기내에서 70 내지 100 ℃로 가온 및 교반하여 가공하는 단계; 상기 가공된 부엽토 100 중량부에 로파라이트 10 내지 30 중량부 및 지오바실러스 칼도실로실리티쿠스(Geobacillus caldoxylosilyticus) 균주 0.1 내지 5 중량부를 혼합하는 단계; 상기 혼합된 혼합물을 40 내지 60 ℃로 가온 및 교반하여 5 내지 15일 동안 발효시키는 단계; 및 상기 발효된 혼합물을 10 내지 20 ℃에서 1 내지 7일 동안 숙성시키는 단계;를 포함하는 방법으로 준비되는 것일 수 있다.
상기 아믹산-실록산 화합물은 용매에서 테트라카르복실릭 디안하이드라이드 화합물과 아미노알킬알콕시실란 화합물 및 불소함유 알콕시 실란 화합물을 1: 1.5 내지 3: 0.1 내지 0.5 몰비율로 혼합 및 반응시켜 얻어지는 것이고;
상기 테트라카르복실릭 디안하이드라이드 화합물은 1,2,3,4-시클로부탄테트라카르복실릭 디안하이드라이드(CBDA), 1,2,3,4-시클로펜탄테트라카르복실릭 디안하이드라이드(CPDA), 바이시클로옥텐-2,3,5,6-테트라카르복실릭 디안하이드라이드(BODA) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고;
상기 아미노알킬알콕시실란 화합물은 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고;
상기 불소함유 알콕시 실란 화합물은 트리플루오로메틸트리메톡시실란, 트리플루오로메틸트리에톡시실란, 트리플루오로프로필트리메톡시실란, 트리플루오로프로필트리에톡시실란, 노나플루오로부틸에틸트리메톡시실란, 노나플루오로부틸에틸트리에톡시실란, 노나플루오로헥실트리메톡시실란, 노나플루오로헥실트리에톡시실란, 트리데카플루오로옥틸트리메톡시실란, 트리데카플루오로옥틸트리에톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리에톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리이소프로필실란, 3-트리메톡시실릴프로필펜타데카플루오로옥테이트, 3-트리에톡시실릴프로필펜타데카플루오로옥테이트, 3-트리메톡시실릴프로필펜타데카플루오로옥틱아미드, 3-트리에톡시실릴프로필펜타데카플루오로옥틱아미드, 2-트리메톡시실릴에틸펜타데카플루오로데실술피드, 2-트리에톡시실릴에틸펜타데카플루오로데실술피드, 펜타플루오로페닐트리메톡시실란, 펜타플루오로페닐트리에톡시실란, 4-(퍼플루오로토릴)트리메톡시실란, 4-(퍼플루오로토릴)트리에톡시실란, 디메톡시비스(펜타플루오로페닐)실란, 디에톡시비스(4-펜타플루오로토릴)실란 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.
상기 침투결합형 구체강화제는 옥심 실란 0.5 내지 5 중량%를 더 포함하는 것이고;
상기 옥심 실란은 디(에틸케톡심)실란, 모노(에틸케톡심)실란, 트리스(에틸케톡심)실란, 테트라(에틸케톡심)실란, 메틸트리스(메틸에틸케톡심)실란, 메틸트리스(아세톡심)실란, 메틸트리스(메틸이소부틸케톡심)실란, 디메틸디(메틸에틸케톡심)실란, 트리메틸(메틸에틸케톡심)실란, 테트라(메틸에틸케톡심)실란, 테트라(메틸이소부틸케톡심)실란, 비닐트리스(메틸에틸케톡심)실란, 메틸비닐디(메틸에틸케톡심)실란, 비닐트리스(메틸이소부틸케톡심)실란, 페닐트리스(메틸에틸케톡심)실란 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 침투결합형 구체강화제, 고성능 아스팔트계 도막 방수재 및 섬유그리드 보강재를 이용한 아스팔트 교면방수 시공방법에 의하면, 교면 콘크리트 바닥판의 미세한 공극 속으로 깊숙이 침투하여 수밀한 방수층을 형성함으로써 우수한 방수 및 발수기능을 구현하고, 강도를 회복 및 증진시키는 침투결합형 구체강화제와; 상기 침투결합형 구체강화제 및 섬유그리드 보강재와 긴밀하게 접착되고, 외부로부터의 열화인자(수분, 화학적 물질 등)가 침투되는 것을 효과적으로 차단하여 강도성능 및 내구성을 향상시키는 고성능 아스팔트계 도막 방수재와; 콘크리트 교면의 강도를 보강하고, 균열진행 및 변형을 억제하는 섬유그리드 보강재를 사용함으로써; 방수성능과 동시에 강도성능 및 내구성을 현저하게 향상시키는 효과가 있다. 또한, 아스콘층의 전단성능 및 인장접착력의 저하를 효과적으로 방지하고, 균열 및 변형에 대한 저항성을 매우 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 이로써, 고하중 차량 및 고속주행 차량의 급제동에 의하여 아스콘층이 탈락되거나, 교면의 아스팔트 교면방수 시공시 날카로운 작업도구에 의해 찢겨지는 문제점을 효과적으로 해결할 수 있다. 또한, 교면 콘크리트의 열화 및 철근의 부식을 효과적으로 방지할 수 있는 바, 교면 콘크리트의 공용년수가 증가하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 침투결합형 구체강화제, 고성능 아스팔트계 도막 방수재 및 섬유그리드 보강재를 이용한 아스팔트 교면방수 시공방법의 시공순서도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 침투결합형 구체강화제, 고성능 아스팔트계 도막 방수재 및 섬유그리드 보강재를 이용한 아스팔트 교면방수 구조를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따라 사용될 수 있는 섬유그리드 보강재의 분해사시도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따라 사용될 수 있는 섬유그리드 보강재의 실제 이미지를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예는 교면 시공대상의 열화부위 및 이물질을 제거한 후 청소하여, 교면 콘크리트 바닥판(1)을 정리하는 단계; 상기 교면 콘크리트 바닥판을 정리한 상면에 복합 알칼리 실리케이트 30 내지 50 중량%, 무기계 성능개선 첨가제 20 내지 40 중량% 및 잔량의 물을 포함하는 침투결합형 구체강화제를 도포하여 침투결합형 구체강화층(100)을 형성하는 단계; 상기 침투결합형 구체강화층의 상면에 아스팔트 프라이머를 도포하여 아스팔트 프라이머층(200)을 형성하는 단계; 상기 아스팔트 프라이머층의 상면에 아스팔트 70 내지 80 중량%, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 5 내지 20 중량%, 에틸렌-비닐아세테이트 중합체 1 내지 10 중량%, 프로세스 오일 1 내지 10 중량%, 무기계 성능개선 첨가제 5 내지 20 중량% 및 유기계 성능개선 첨가제 1 내지 10 중량%를 포함하는 고성능 아스팔트계 도막 방수재를 도포하여 고성능 아스팔트계 도막 방수층(400)을 형성하는 단계; 상기 고성능 아스팔트계 도막 방수층의 상면에 방수층 보호재를 도포하여, 방수층 보호층(500)을 형성하는 단계; 및 상기 방수층 보호층의 상면에 아스콘을 포설 및 다짐하여, 교면을 포장하여 아스콘 포장층(600)을 형성하는 단계를 포함하는 아스팔트 교면방수 시공방법으로서;
상기 고성능 아스팔트계 도막 방수층(400)을 형성하는 단계 이전, 이후 또는 이들 모두에, 제1섬유리브(311)와 제2섬유리브(312)가 서로 교차되는 격자모양으로 이루지는 그리드(310) 및 상기 그리드의 일면 또는 양면에 유기계 성능개선 첨가제의 코팅에 의하여 접착 및 결합되는 부직포(320)를 포함하는 섬유그리드 보강재(300)를 깔아서 설치하는 단계를 더 포함하는 것이고;
상기 무기계 성능개선 첨가제는 알루미늄실리케이트 100 중량부, 탄산칼슘 20 내지 50 중량부, 이산화티타늄 10 내지 30 중량부, 산화갈륨 1 내지 10 중량부, 아산화구리(Cu2O) 1 내지 10 중량부 및 로파라이트(loparite) 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것이고;
상기 유기계 성능개선 첨가제는 부틸고무 100 중량부, 아믹산-실록산 화합물 20 내지 50 중량부, 폴리테트라 메틸렌 글리콜 10 내지 30 중량부, 실란 커플링제 10 내지 30 중량부, 하기 화학식 1로 표시되는 아이소소바이드계 화합물 1 내지 10 중량부, 하기 화학식 2로 표시되는 2-페닐티오에틸 메타아크릴레이트 1 내지 10 중량부 및 메발로노락톤(mevalonolactone) 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것인 침투결합형 구체강화제, 고성능 아스팔트계 도막 방수재 및 섬유그리드 보강재를 이용한 아스팔트 교면방수 시공방법을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112022066691354-pat00003
상기 식에서, n은 1 내지 200이다.
[화학식 2]
Figure 112022066691354-pat00004
이러한 본 발명의 일 구현예에 따른 침투결합형 구체강화제, 고성능 아스팔트계 도막 방수재 및 섬유그리드 보강재를 이용한 아스팔트 교면방수 시공방법에 의하면, 교면 콘크리트 바닥판의 미세한 공극 속으로 깊숙이 침투하여 수밀한 방수층을 형성함으로써 우수한 방수 및 발수기능을 구현하고, 강도를 회복 및 증진시키는 침투결합형 구체강화제와; 상기 침투결합형 구체강화제 및 섬유그리드 보강재와 긴밀하게 접착되고, 외부로부터의 열화인자(수분, 화학적 물질 등)가 침투되는 것을 효과적으로 차단하여 강도성능 및 내구성을 향상시키는 고성능 아스팔트계 도막 방수재와; 콘크리트 교면의 강도를 보강하고, 균열진행 및 변형을 억제하는 섬유그리드 보강재를 사용함으로써; 방수성능과 동시에 강도성능 및 내구성을 현저하게 향상시키는 효과가 있다. 또한, 아스콘층의 전단성능 및 인장접착력의 저하를 효과적으로 방지하고, 균열 및 변형에 대한 저항성을 매우 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 이로써, 고하중 차량 및 고속주행 차량의 급제동에 의하여 아스콘층이 탈락되거나, 교면의 아스팔트 교면방수 시공시 날카로운 작업도구에 의해 찢겨지는 문제점을 효과적으로 해결할 수 있다. 또한, 교면 콘크리트의 열화 및 철근의 부식을 효과적으로 방지할 수 있는 바, 교면 콘크리트의 공용년수가 증가하는 효과가 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 침투결합형 구체강화제, 고성능 아스팔트계 도막 방수재 및 섬유그리드 보강재를 이용한 아스팔트 교면방수 시공방법은 교면 시공대상의 열화부위 및 이물질을 제거한 후 청소하여, 교면 콘크리트 바닥판(1)을 정리하는 단계; 상기 교면 콘크리트 바닥판을 정리한 상면에 복합 알칼리 실리케이트 30 내지 50 중량%, 무기계 성능개선 첨가제 20 내지 40 중량% 및 잔량의 물을 포함하는 침투결합형 구체강화제를 도포하여 침투결합형 구체강화층(100)을 형성하는 단계; 상기 침투결합형 구체강화층의 상면에 아스팔트 프라이머를 도포하여 아스팔트 프라이머층(200)을 형성하는 단계; 상기 아스팔트 프라이머층의 상면에 아스팔트 70 내지 80 중량%, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 5 내지 20 중량%, 에틸렌-비닐아세테이트 중합체 1 내지 10 중량%, 프로세스 오일 1 내지 10 중량%, 무기계 성능개선 첨가제 5 내지 20 중량% 및 유기계 성능개선 첨가제 1 내지 10 중량%를 포함하는 고성능 아스팔트계 도막 방수재를 도포하여 고성능 아스팔트계 도막 방수층(400)을 형성하는 단계; 상기 고성능 아스팔트계 도막 방수층의 상면에 방수층 보호재를 도포하여, 방수층 보호층(500)을 형성하는 단계; 및 상기 방수층 보호층의 상면에 아스콘을 포설 및 다짐하여, 교면을 포장하여 아스콘 포장층(600)을 형성하는 단계를 포함한다.
먼저, 상기 교면 콘크리트 바닥판(1)을 정리하는 단계;에서는 교면 콘크리트 바닥판(1)의 표면에 존재하는 레이턴스, 먼지, 유제 등의 부착 유해 물질, 이물질 및 아스콘 찌꺼기 등을 평삭기, 그라인더, 숏블라스터, 핸드 워터젯, 고압세척기, 에어블로어 등의 장비 및 도구를 사용하여 완전히 제거하고, 세척 및 건조시킴으로써 수행될 수 있다.
또한, 상기 교면 콘크리트 바닥판을 정리한 상면에 복합 알칼리 실리케이트 30 내지 50 중량%, 무기계 성능개선 첨가제 20 내지 40 중량% 및 잔량의 물을 포함하는 침투결합형 구체강화제를 도포하여 침투결합형 구체강화층(100)을 형성하는 단계;는 상기 침투결합형 구체강화제가 교면 콘크리트 바닥판의 미세한 공극 속으로 깊숙이 침투하여 수밀한 방수층을 형성함으로써 우수한 방수 및 발수기능을 구현하고, 강도를 회복 및 증진시키기 위하여 수행될 수 있다. 또한, 상기 침투결합형 구체강화제는 아스팔트 프라이머층(200) 및 고성능 아스팔트계 도막 방수층(400)과의 접착력이 매우 우수하여, 아스콘층과의 전단성능 및 인장접착력의 저하를 효과적으로 방지하고, 균열에 대한 저항성을 매우 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
보다 구체적으로, 상기 침투결합형 구체강화제의 상기 복합 알칼리 실리케이트는 교면 콘크리트 바닥판의 미세한 공극 속으로 깊숙이 침투하여 표면흡착, 화학반응 및 침투성능 향상, 내부 겔 형성에 의하여 강도를 회복 및 증진시키며, 알칼리 회복성능 향상 및 경화촉진 기능을 향상시키는 기능을 한다.
이러한 상기 복합 알칼리 실리케이트는 소듐 실리케이트, 포타슘 실리케이트 및 리튬 실리케이트를 60 내지 80: 5 내지 25: 5 내지 25의 중량비율로 포함하는 것을 사용하여 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다.
더욱 바람직한 상기 소듐 실리케이트는 규산과 소듐의 몰비(SiO2/Na2O)가 3.0 내지 3.8인 것이고; 상기 포타슘 실리케이트는 규산과 포타슘의 몰비(SiO2/K2O)가 2.8 내지 3.4인 것이고; 상기 리튬 실리케이트는 규산과 리튬의 몰비(SiO2/Li2O)가 3.8 내지 4.2인 것을 사용함으로써, 특히, 표면 강화성능, 알칼리 회복성능 및 경화촉진 효과를 매우 개선할 수 있는 효과가 있다.
상기 복합 알칼리 실리케이트는 상기 침투결합형 구체강화제에 30 내지 50 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 복합 알칼리 실리케이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 복합 알칼리 실리케이트의 함량이 너무 많은 경우에는 더이상의 성능개선효과는 기대하기 어려워 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 침투결합형 구체강화제의 상기 무기계 성능개선 첨가제는 콘크리트 내부조직을 치밀화하여 우수한 수밀성으로 강도 회복 및 증진 효과를 더욱 개선시키고, 아스팔트 프라이머층(200) 및 고성능 아스팔트계 도막 방수층(400)과의 접착력을 매우 개선하여, 아스콘층과의 전단성능 및 인장접착력의 저하를 효과적으로 방지하며, 방수성, 내염해성, 내산성, 내알칼리성, 동결박리 저항성, 내열성, 내마모성, 내후성 및 균열에 대한 저항성을 향상시키는 기능을 한다.
이러한 상기 무기계 성능개선 첨가제는 알루미늄실리케이트 100 중량부, 탄산칼슘 20 내지 50 중량부, 이산화티타늄 10 내지 30 중량부, 산화갈륨 1 내지 10 중량부, 아산화구리(Cu2O) 1 내지 10 중량부 및 로파라이트(loparite) 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 알루미늄실리케이트는 우수한 인장강도, 내마모성, 내충격성, 내염해성, 내산성, 내알칼리성, 내후성, 동결박리 저항성, 내열성, 균열에 대한 저항성 및 항균성을 향상시키는 기능을 한다.
이하, 상기 무기계 성능개선 첨가제를 구성하는 다른 구성성분들의 함량은 상기 알루미늄실리케이트 100 중량부를 기준으로 한다.
상기 탄산칼슘은 체질안료로서 콘크리트 내부조직을 치밀화하여 우수한 수밀성으로 구체를 보호하는 기능을 한다.
상기 탄산칼슘은 상기 알루미늄실리케이트 100 중량부에 대하여, 20 내지 50 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 탄산칼슘의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 탄산칼슘의 함량이 너무 많은 경우에는 강도성능이 오히려 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 이산화티타늄은 체질안료로서 콘크리트 내부조직을 치밀화하여 우수한 수밀성으로 구체를 보호하고, 내염해성, 내산성, 내알칼리성, 내후성을 개선하는 기능을 한다.
상기 이산화티타늄은 상기 알루미늄실리케이트 100 중량부에 대하여, 10 내지 30 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 이산화티타늄의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 이산화티타늄의 함량이 너무 많은 경우에는 강도성능이 오히려 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 산화갈륨은 아스팔트 프라이머층(200) 및 고성능 아스팔트계 도막 방수층(400)과의 접착력을 개선할 수 있어, 아스콘층과의 전단성능 및 인장접착력의 저하를 효과적으로 방지하고, 우수한 인장강도, 동결박리 저항성, 내열성 및 균열에 대한 저항성을 향상시키는 기능을 한다.
이러한 상기 산화갈륨은 다공성 산화갈륨인 것을 사용함으로써, 상기한 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 다공성 산화갈륨은 알코올계 용매 100 부피부 및 염기 5 내지 15 부피부의 혼합물에 헥사데실피리디움 브로마이드(Hexadecylpyridium bromide: HDPB) 1 내지 3 g/L를 첨가하고 교반하여 마이셀(micelle)이 형성된 용액을 얻는 단계; 증류수에 갈륨 설페이트 하이드레이트(gallium sulfate hydrate) 3 내지 7 g/L를 혼합한 혼합물을 상기의 마이셀이 형성된 용액에 첨가하여 65 내지 75 ℃의 온도에서 반응시키는 단계; 및 상기의 반응 후 여과하여 얻은 침전물을 세척 및 건조한 다음 500 내지 700 ℃의 온도에서 5 내지 8 시간 동안 열처리를 실시하여 침전물의 표면 및 내부의 마이셀을 제거하여 포어(pore)를 형성시키는 단계를 포함하는 방법으로 준비되어, 평균직경이 0.1 내지 100 μm이고, 비표면적(BET)이 40 내지 48 m2/g인 다공성의 막대(rod) 모양으로 형성되는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
이때, 상기 알코올계 용매는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로, 특별히 제한하지 않으나, 상기 알코올계 용매의 비제한적인 예를들면, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, 2-부탄올, 이소부탄올, 메톡시 메탄올, 에톡시 메탄올, 메톡시 프로판올, 에톡시 프로판올, 디아세톤 알코올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
또한, 상기 염기는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로, 특별히 제한하지 않으나, 상기 염기의 비제한적인 예를들면, 수산화암모늄, 수산화나트륨, 수산화칼륨 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 산화갈륨은 상기 알루미늄실리케이트 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 산화갈륨의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 산화갈륨의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 아산화구리(Cu2O)는 내부식성, 내염해성, 내산성, 내알칼리성 및 항균성을 향상시키는 기능을 한다.
상기 아산화구리(Cu2O)는 상기 알루미늄실리케이트 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 아산화구리(Cu2O)의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 아산화구리(Cu2O)의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 로파라이트(loparite)는 콘크리트 내부조직을 치밀화하여 우수한 수밀성으로 구체를 보호할 뿐만 아니라, 아스팔트 프라이머층(200) 및 고성능 아스팔트계 도막 방수층(400)과의 접착력을 개선할 수 있어, 아스콘층과의 전단성능 및 인장접착력의 저하를 효과적으로 방지하고, 우수한 인장강도, 열적 안정성을 구현함으로써, 고온의 아스콘 포설 및 다짐시; 방수시트의 들뜸 및 분리와 아스콘층의 탈락을 효과적으로 방지하는 기능을 한다. 또한, 동결박리 저항성, 내열성 및 균열에 대한 저항성을 향상시키는 기능을 한다.
이러한 상기 로파라이트는 부엽토 발효물에 의해 숙성된 것을 사용함으로써, 상기한 효과를 더욱 향상시킬 뿐만 아니라, 콘크리트 공극에 대한 침투 및 충전성능을 개선하는 효과가 있다.
보다 구체적으로 상기 부엽토 발효물에 의해 숙성된 로파라이트는 부엽토를 평균입경이 1 내지 10 mm가 되도록 분쇄한 후, 교반기내에서 70 내지 100 ℃로 가온 및 교반하여 가공하는 단계; 상기 가공된 부엽토 100 중량부에 로파라이트 10 내지 30 중량부 및 지오바실러스 칼도실로실리티쿠스(Geobacillus caldoxylosilyticus) 균주 0.1 내지 5 중량부를 혼합하는 단계; 상기 혼합된 혼합물을 40 내지 60 ℃로 가온 및 교반하여 5 내지 15일 동안 발효시키는 단계; 및 상기 발효된 혼합물을 10 내지 20 ℃에서 1 내지 7일 동안 숙성시키는 단계;를 포함하는 방법으로 준비되는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 로파라이트(loparite)는 상기 알루미늄실리케이트 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 로파라이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 로파라이트의 함량이 너무 많은 경우에는 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기한 무기계 성능개선 첨가제는 상기 침투결합형 구체강화제에 20 내지 40 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 무기계 성능개선 첨가제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 무기계 성능개선 첨가제의 함량이 너무 많은 경우에는 더이상의 성능개선효과는 기대하기 어려워 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
한편, 상기 침투결합형 구체강화제는 옥심 실란 0.5 내지 5 중량%를 더 포함하는 것일 수 있다. 이로써, 우수한 부착력을 구현하여, 콘크리트 구체강화 효과와 함께, 방수 및 발수성능을 더욱 개선할 수 있는 효과가 있다.
이러한 상기 옥심 실란은 디(에틸케톡심)실란, 모노(에틸케톡심)실란, 트리스(에틸케톡심)실란, 테트라(에틸케톡심)실란, 메틸트리스(메틸에틸케톡심)실란, 메틸트리스(아세톡심)실란, 메틸트리스(메틸이소부틸케톡심)실란, 디메틸디(메틸에틸케톡심)실란, 트리메틸(메틸에틸케톡심)실란, 테트라(메틸에틸케톡심)실란, 테트라(메틸이소부틸케톡심)실란, 비닐트리스(메틸에틸케톡심)실란, 메틸비닐디(메틸에틸케톡심)실란, 비닐트리스(메틸이소부틸케톡심)실란, 페닐트리스(메틸에틸케톡심)실란 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다. 보다 바람직하기로는 메틸트리스(메틸에틸케톡심)실란 및 비닐트리스(메틸이소부틸케톡심)실란을 1: 0.5 내지 0.7 중량비율로 혼합한 것을 사용하여 상기한 효과를 더욱 개선할 수 있다.
또한, 상기 침투결합형 구체강화층의 상면에 아스팔트 프라이머를 도포하여 아스팔트 프라이머층(200)을 형성하는 단계;는 상기 침투결합형 구체강화층의 상면에 부착성, 방수성 및 내식성을 더욱 부여시키고, 침투결합형 구체강화층의 상면을 평평하게 형성시킴으로써, 침투결합형 구체강화층(100), 고성능 아스팔트계 도막 방수층(400) 및 섬유그리드 보강재(300)와의 결합력을 향상시키기 위하여 수행될 수 있다.
이때, 상기 아스팔트 프라이머는 당분야에서 일반적으로 사용되는 아스팔트를 함유하는 아스팔트 프라이머인 것으로 그 종류를 특별히 제한하지 않으나, 상기 아스팔트 프라이머의 비제한적인 예를들면, 5 내지 25 cps의 점도, 10 내지 30 MPa의 전단접착강도, 5 내지 90 %의 인장신율을 갖는 메틸메타크릴레이트계 수지를 포함하는 것을 사용할 수 있다.
또한, 상기 아스팔트 프라이머층의 상면에 아스팔트 70 내지 80 중량%, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 5 내지 20 중량%, 에틸렌-비닐아세테이트 중합체 1 내지 10 중량%, 프로세스 오일 1 내지 10 중량%, 무기계 성능개선 첨가제 5 내지 20 중량% 및 유기계 성능개선 첨가제 1 내지 10 중량%를 포함하는 고성능 아스팔트계 도막 방수재를 도포하여 고성능 아스팔트계 도막 방수층(400)을 형성하는 단계;는 상기 침투결합형 구체강화제 및 섬유그리드 보강재와 긴밀하게 접착되고, 우수한 방수성, 인장강도 및 균열저항성을 부여하여, 외부로부터의 열화인자(수분, 화학적 물질 등)가 침투되는 것을 효과적으로 차단하여 강도성능 및 내구성을 향상시키기 위하여 수행될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 고성능 아스팔트계 도막 방수재는 아스팔트 70 내지 80 중량%, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 5 내지 20 중량%, 에틸렌-비닐아세테이트 중합체 1 내지 10 중량%, 프로세스 오일 1 내지 10 중량%, 무기계 성능개선 첨가제 5 내지 20 중량% 및 유기계 성능개선 첨가제 1 내지 10 중량%를 포함하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 아스팔트는 우수한 방수성을 제공하고, 점착성, 접착성 및 인장성능을 향상시키는 기능을 한다. 또한, 용융점을 낮추어 유동성을 향상시킴으로써, 우수한 작업성능을 제공할 수 있고, 신도(伸度)가 우수하여, 전단응력에 의한 균열 추종성이 매우 뛰어나, 균열, 들뜸 또는 박리현상을 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
이러한 상기 아스팔트는 KS F 4052 방수공사용 아스팔트가 바람직하게 사용될 수 있다. 보다 바람직하기로는 침입도가 30 내지 100 mm인 3종 또는 5종의 스트레이트 아스팔트가 사용될 수 있다.
상기 아스팔트는 상기 고성능 아스팔트계 도막 방수재에 70 내지 80 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 아스팔트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 아스팔트의 함량이 너무 많은 경우에는 오히려 접착성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체는 우수한 방수성능을 제공하는 동시에 접착성 및 강도를 향상시키는 역할뿐만 아니라, 신율이 높아 탄성, 충격성 및 균열저항성을 향상시키는 기능을 한다. 또한, 내열성을 확보하여, 아스팔트의 저온 특성을 개질하고, 열안정성, 소성변형저항성, 휨 추정성을 향상시키는 기능을 한다.
상기 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체는 상기 고성능 아스팔트계 도막 방수재에 5 내지 20 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체의 함량이 너무 많은 경우에는 재료분리현상이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
상기 에틸렌-비닐아세테이트 중합체는 우수한 방수성능을 제공하는 동시에 접착성 및 강도를 향상시키는 역할뿐만 아니라, 신율이 높아 탄성, 충격성 및 균열저항성을 향상시키는 기능을 한다. 또한, 내염해성, 내산성, 내알칼리성, 내후성 및 균열에 대한 저항성을 향상시키는 기능을 한다.
상기 에틸렌-비닐아세테이트 중합체는 상기 고성능 아스팔트계 도막 방수재에 1 내지 10 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 에틸렌-비닐아세테이트 중합체의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 에틸렌-비닐아세테이트 중합체의 함량이 너무 많은 경우에는 재료분리현상이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
상기 프로세스 오일은 점성을 줄여 작업성을 향상시키고, 유연성을 향상시키는 기능을 한다.
상기 프로세스 오일은 상기 고성능 아스팔트계 도막 방수재에 1 내지 10 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 프로세스 오일의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 프로세스 오일의 함량이 너무 많은 경우에는 강도 및 내구성이 저하될 수 있는 문제점이 있다
상기 고성능 아스팔트계 도막 방수재의 상기 무기계 성능개선 첨가제는 기공을 충전시켜 안정한 도막을 형성할 수 있도록 하고, 우수한 수밀성으로 강도 회복 및 증진 효과를 더욱 개선시키고, 침투결합형 구체강화층(100), 아스팔트 프라이머층(200) 및 섬유그리드 보강재(300)와의 결합력을 향상시켜 아스콘층과의 전단성능 및 인장접착력의 저하를 효과적으로 방지하며, 방수성, 내염해성, 내산성, 내알칼리성, 동결박리 저항성, 내열성, 내마모성, 내후성 및 균열에 대한 저항성을 향상시키는 기능을 한다.
이러한 상기 고성능 아스팔트계 도막 방수재의 무기계 성능개선 첨가제는 상기 침투결합형 구체강화제의 무기계 성능개선 첨가제와 각각 동일하거나 상이한 것으로, 알루미늄실리케이트 100 중량부, 탄산칼슘 20 내지 50 중량부, 이산화티타늄 10 내지 30 중량부, 산화갈륨 1 내지 10 중량부, 아산화구리(Cu2O) 1 내지 10 중량부 및 로파라이트(loparite) 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
보다 구체적으로 상기 고성능 아스팔트계 도막 방수재의 무기계 성능개선 첨가제의 각각의 구성성분에 대한 성능 및 특징과 같은 구체적인 설명은 상기 침투결합형 구체강화제의 무기계 성능개선 첨가제에서 설명한 바와 같다.
상기 무기계 성능개선 첨가제는 상기 고성능 아스팔트계 도막 방수재에 5 내지 20 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 무기계 성능개선 첨가제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 무기계 성능개선 첨가제의 함량이 너무 많은 경우에는 더이상의 성능개선효과는 기대하기 어려워 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 고성능 아스팔트계 도막 방수재의 상기 유기계 성능개선 첨가제는 아스팔트와의 상용성을 개선하고, 반응시간을 단축하고, 아스팔트의 저온 특성을 개질하며, 침투결합형 구체강화층(100), 아스팔트 프라이머층(200) 및 섬유그리드 보강재(300)와의 결합력을 향상시켜 아스콘층과의 전단성능 및 인장접착력의 저하를 효과적으로 방지하는 기능을 한다. 또한, 우수한 방수, 접착 및 인장성능을 구현할 뿐만 아니라, 탄성강도를 증가시켜 충격저항성능을 향상시키고, 내염해성, 내산성, 내알칼리성, 동결박리 저항성, 내열성, 내마모성, 내후성, 소성변형저항성 및 균열에 대한 저항성을 개선하는 기능을 한다.
이러한 상기 고성능 아스팔트계 도막 방수재의 유기계 성능개선 첨가제는 부틸고무 100 중량부, 아믹산-실록산 화합물 20 내지 50 중량부, 폴리테트라 메틸렌 글리콜 10 내지 30 중량부, 실란 커플링제 10 내지 30 중량부, 상기 화학식 1로 표시되는 아이소소바이드계 화합물 1 내지 10 중량부, 상기 화학식 2로 표시되는 2-페닐티오에틸 메타아크릴레이트 1 내지 10 중량부 및 메발로노락톤(mevalonolactone) 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
보다 구체적으로 상기 부틸고무는 우수한 방수, 접착 및 인장성능을 구현할 뿐만 아니라, 탄성강도를 증가시켜 충격저항성능을 향상시키고, 내염해성, 내산성, 내알칼리성, 동결박리 저항성, 내열성, 내한성, 내마모성, 내후성, 소성변형저항성 및 균열에 대한 저항성을 개선하는 기능을 한다.
이하, 상기 유기계 성능개선 첨가제를 구성하는 다른 구성성분들의 함량은 상기 부틸고무 100 중량부를 기준으로 한다.
상기 아믹산-실록산 화합물은 우수한 방수, 발수, 접착 및 인장성능을 구현할 뿐만 아니라, 아스팔트의 저온 특성을 개질하고, 내염해성, 내산성, 내알칼리성, 내열성, 내한성, 내마모성, 내후성, 소성변형저항성 및 균열에 대한 저항성을 개선하는 기능을 한다.
이러한 상기 아믹산-실록산 화합물은 용매에서 테트라카르복실릭 디안하이드라이드 화합물과 아미노알킬알콕시실란 화합물 및 불소함유 알콕시 실란 화합물을 1: 1.5 내지 3: 0.1 내지 0.5 몰비율로 혼합 및 반응시켜 얻어지는 것을 보다 바람직하게 사용할 수 있다.
이때, 상기 용매는 디메틸포름아미드(DMF), 에탄올, 메탄올, 이소프로필알콜, 메틸에틸케톤(MEK) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 상기 테트라카르복실릭 디안하이드라이드 화합물은 1,2,3,4-시클로부탄테트라카르복실릭 디안하이드라이드(CBDA), 1,2,3,4-시클로펜탄테트라카르복실릭 디안하이드라이드(CPDA), 바이시클로옥텐-2,3,5,6-테트라카르복실릭 디안하이드라이드(BODA) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 상기 아미노알킬알콕시실란 화합물은 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 상기 불소함유 알콕시 실란 화합물은 트리플루오로메틸트리메톡시실란, 트리플루오로메틸트리에톡시실란, 트리플루오로프로필트리메톡시실란, 트리플루오로프로필트리에톡시실란, 노나플루오로부틸에틸트리메톡시실란, 노나플루오로부틸에틸트리에톡시실란, 노나플루오로헥실트리메톡시실란, 노나플루오로헥실트리에톡시실란, 트리데카플루오로옥틸트리메톡시실란, 트리데카플루오로옥틸트리에톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리에톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리이소프로필실란, 3-트리메톡시실릴프로필펜타데카플루오로옥테이트, 3-트리에톡시실릴프로필펜타데카플루오로옥테이트, 3-트리메톡시실릴프로필펜타데카플루오로옥틱아미드, 3-트리에톡시실릴프로필펜타데카플루오로옥틱아미드, 2-트리메톡시실릴에틸펜타데카플루오로데실술피드, 2-트리에톡시실릴에틸펜타데카플루오로데실술피드, 펜타플루오로페닐트리메톡시실란, 펜타플루오로페닐트리에톡시실란, 4-(퍼플루오로토릴)트리메톡시실란, 4-(퍼플루오로토릴)트리에톡시실란, 디메톡시비스(펜타플루오로페닐)실란, 디에톡시비스(4-펜타플루오로토릴)실란 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 아믹산-실록산 화합물은 상기 부틸고무 100 중량부에 대하여, 20 내지 50 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 아믹산-실록산 화합물의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 아믹산-실록산 화합물의 함량이 너무 많은 경우에는 더이상의 성능개선효과는 기대하기 어려워 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 폴리테트라 메틸렌 글리콜은 내마모성, 내후성, 내열성, 소성변형저항성 및 균열에 대한 저항성을 개선하고, 유연성 및 작업성을 향상시키는 기능을 한다.
상기 폴리테트라 메틸렌 글리콜은 상기 부틸고무 100 중량부에 대하여, 10 내지 30 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 폴리테트라 메틸렌 글리콜의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 폴리테트라 메틸렌 글리콜의 함량이 너무 많은 경우에는 더이상의 성능개선효과는 기대하기 어려워 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 실란 커플링제는 우수한 강도, 접착성능을 구현할 뿐만 아니라, 내염해성, 내산성, 내알칼리성, 내마모성, 내후성을 개선하는 기능을 한다.
이러한 상기 실란 커플링제는 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필디에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 실란 커플링제는 상기 부틸고무 100 중량부에 대하여, 10 내지 30 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 실란 커플링제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 실란 커플링제의 함량이 너무 많은 경우에는 더이상의 성능개선효과는 기대하기 어려워 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 아이소소바이드계 화합물은 우수한 방수, 접착 성능을 구현할 뿐만 아니라, 내염해성, 내산성, 내알칼리성, 내열성, 내한성, 내마모성, 내후성, 소성변형저항성 및 균열에 대한 저항성을 개선하는 기능을 한다.
상기 화학식 1로 표시되는 아이소소바이드계 화합물은 상기 부틸고무 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 화학식 1로 표시되는 아이소소바이드계 화합물의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 화학식 1로 표시되는 아이소소바이드계 화합물의 함량이 너무 많은 경우에는 더이상의 성능개선효과는 기대하기 어려워 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 화학식 2로 표시되는 2-페닐티오에틸 메타아크릴레이트는 아스팔트와의 상용성을 개선하고, 반응시간을 단축하고, 아스팔트의 저온 특성을 개질하며, 침투결합형 구체강화층(100), 아스팔트 프라이머층(200) 및 섬유그리드 보강재(300)와의 결합력을 향상시켜 아스콘층과의 전단성능 및 인장접착력의 저하를 효과적으로 방지하는 기능을 한다. 또한, 우수한 방수, 접착 성능을 구현할 뿐만 아니라, 내염해성, 내산성, 내알칼리성, 동결박리 저항성, 내열성, 내마모성, 내후성, 소성변형저항성 및 균열에 대한 저항성을 개선하는 기능을 한다.
상기 화학식 2로 표시되는 2-페닐티오에틸 메타아크릴레이트는 상기 부틸고무 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 화학식 2로 표시되는 2-페닐티오에틸 메타아크릴레이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 화학식 2로 표시되는 2-페닐티오에틸 메타아크릴레이트의 함량이 너무 많은 경우에는 더이상의 성능개선효과는 기대하기 어려워 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 메발로노락톤(mevalonolactone)은 성분간의 혼화성을 개선하고, 우수한 내염해성, 내산성, 내알칼리성, 내후성, 소성변형저항성 및 균열에 대한 저항성을 개선하는 기능을 한다.
상기 메발로노락톤(mevalonolactone)은 상기 부틸고무 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 메발로노락톤의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 메발로노락톤의 함량이 너무 많은 경우에는 더이상의 성능개선효과는 기대하기 어려워 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 유기계 성능개선 첨가제는 상기 고성능 아스팔트계 도막 방수재에 1 내지 10 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 유기계 성능개선 첨가제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 유기계 성능개선 첨가제의 함량이 너무 많은 경우에는 더이상의 성능개선효과는 기대하기 어려워 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
이러한 상기 고성능 아스팔트계 도막 방수재는 120 내지 190 ℃의 온도에서 혼합함으로써, 시공에 적용될 수 있다.
또한, 상기 고성능 아스팔트계 도막 방수층의 상면에 방수층 보호재를 도포하여, 방수층 보호층(500)을 형성하는 단계;는 아스콘 포장시 건설장비에 의하여 상기 고성능 아스팔트계 도막 방수층(400)이 손상되는 것을 방지하기 위한 것으로, 외부로부터의 열화인자(수분, 화학적 물질 등)가 침투되는 것을 더욱 억제하고 중성화 저항성, 동결융해저항성, 내후성 등의 내구성을 향상시키기 위하여 수행될 수 있다.
이때, 상기 방수층 보호재는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 제한하지 않으나, 예를들면, 스티렌-부타디엔 라텍스, 폴리 아크릴 에스테르, 아크릴, 에틸 비닐 아세테이트, 메틸메타크릴레이트, 실리카-실란계 화합물 (축중합 혼합물) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 사용할 수 있다.
이후, 상기 방수층 보호층의 상면에 아스콘을 포설 및 다짐하여, 교면을 포장하여 아스콘 포장층(600)을 형성하는 단계;를 수행할 수 있다.
또한, 상기 고성능 아스팔트계 도막 방수층(400)을 형성하는 단계 이전, 이후 또는 이들 모두에, 제1섬유리브(311)와 제2섬유리브(312)가 서로 교차되는 격자모양으로 이루지는 그리드(310) 및 상기 그리드의 일면 또는 양면에 유기계 성능개선 첨가제의 코팅에 의하여 접착 및 결합되는 부직포(320)를 포함하는 섬유그리드 보강재(300)를 깔아서 설치하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이로써, 콘크리트 교면의 강도를 보강하고, 균열진행 및 변형을 억제하여 내구성을 높일 수 있는 효과가 있다. 이러한 본 발명의 일 구현예에 따라 사용될 수 있는 섬유그리드 보강재의 분해사시도 및 실제 이미지를 각각 도 3 및 도 4에 나타내었다.
이때, 상기 제1섬유리브(311) 및 제2섬유리브(312)는 각각 동일하거나 상이한 것으로, 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드 섬유, 아크릴 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리에스터 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 바잘트 섬유 및 이들의 혼합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 사용할 수 있다.
또한, 상기 부직포(320)는 아스콘 포설시 아스콘의 높은 열에 의해 부직포는 녹아서 없어지면서 아스팔트 프라이머층(200)과 고성능 아스팔트계 도막 방수층(400)의 접착력; 및 고성능 아스팔트계 도막 방수층(400)과 아스콘 포장층(600)의 접착력을 향상시켜주는 기능을 한다. 또한, 아스콘 포설시 포장장비가 이동할 때 고성능 아스팔트계 도막 방수층(400)이 파손되거나 손상되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
이때, 상기 부직포(320)는 상기 그리드의 일면 또는 양면에 유기계 성능개선 첨가제의 코팅에 의하여 접착 및 결합됨으로써, 상기한 효과를 더욱 향상시킬 수 있는 것이다.
이러한 상기 섬유그리드 보강재(300)의 유기계 성능개선 첨가제는 상기 고성능 아스팔트계 도막 방수재의 유기계 성능개선 첨가제와 각각 동일하거나 상이한 것으로, 부틸고무 100 중량부, 아믹산-실록산 화합물 20 내지 50 중량부, 폴리테트라 메틸렌 글리콜 10 내지 30 중량부, 실란 커플링제 10 내지 30 중량부, 하기 화학식 1로 표시되는 아이소소바이드계 화합물 1 내지 10 중량부, 하기 화학식 2로 표시되는 2-페닐티오에틸 메타아크릴레이트 1 내지 10 중량부 및 메발로노락톤(mevalonolactone) 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
보다 구체적으로 상기 섬유그리드 보강재(300)의 유기계 성능개선 첨가제의 각각의 구성성분에 대한 성능 및 특징과 같은 구체적인 설명은 상기 고성능 아스팔트계 도막 방수재의 유기계 성능개선 첨가제에서 설명한 바와 같다.
이러한 본 발명의 일 구현예에 따른 침투결합형 구체강화제, 고성능 아스팔트계 도막 방수재 및 섬유그리드 보강재를 이용한 아스팔트 교면방수 시공방법의 시공순서도 및 이에 따른 아스팔트 교면방수 구조의 개략적인 단면도를 각각 도 1 및 도 2에 도시하였다.
본 발명의 일 구현예에 따른 침투결합형 구체강화제, 고성능 아스팔트계 도막 방수재 및 섬유그리드 보강재를 이용한 아스팔트 교면방수 시공방법에 의하면, 교면 콘크리트 바닥판의 미세한 공극 속으로 깊숙이 침투하여 수밀한 방수층을 형성함으로써 우수한 방수 및 발수기능을 구현하고, 강도를 회복 및 증진시키는 침투결합형 구체강화제와; 상기 침투결합형 구체강화제 및 섬유그리드 보강재와 긴밀하게 접착되고, 외부로부터의 열화인자(수분, 화학적 물질 등)가 침투되는 것을 효과적으로 차단하여 강도성능 및 내구성을 향상시키는 고성능 아스팔트계 도막 방수재와; 콘크리트 교면의 강도를 보강하고, 균열진행 및 변형을 억제하는 섬유그리드 보강재를 사용함으로써; 방수성능과 동시에 강도성능 및 내구성을 현저하게 향상시키는 효과가 있다. 또한, 아스콘층의 전단성능 및 인장접착력의 저하를 효과적으로 방지하고, 균열 및 변형에 대한 저항성을 매우 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 이로써, 고하중 차량 및 고속주행 차량의 급제동에 의하여 아스콘층이 탈락되거나, 교면의 아스팔트 교면방수 시공시 날카로운 작업도구에 의해 찢겨지는 문제점을 효과적으로 해결할 수 있다. 또한, 교면 콘크리트의 열화 및 철근의 부식을 효과적으로 방지할 수 있는 바, 교면 콘크리트의 공용년수가 증가하는 효과가 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
<제조예 1>
다공성 산화갈륨의 제조
디아세톤 알코올 용매 100 부피부 및 수산화암모늄 8 부피부의 혼합물에 헥사데실피리디움 브로마이드(Hexadecylpyridium bromide: HDPB) 2 g/L를 첨가하고 교반하여 마이셀(micelle)이 형성된 용액을 제조하였다.
증류수에 갈륨 설페이트 하이드레이트(gallium sulfate hydrate) 5 g/L를 혼합한 혼합물을 상기의 마이셀이 형성된 용액에 첨가하여 70 ℃의 온도에서 300 rpm으로 3 시간 동안 교반하여 반응시켰다.
상기의 반응 후 침전물을 여과하여 얻은 침전물을 증류수로 세척 및 감압건조한 다음 650 ℃의 온도에서 6 시간 동안 열처리를 실시함으로써, 평균직경이 1.7 μm이고, 비표면적(BET)이 43 m2/g인 다공성의 막대(rod) 모양의 다공성 산화갈륨을 제조하였다.
<제조예 2>
부엽토 발효물에 의해 숙성된 로파라이트의 준비
산림낙엽토 및 대나무낙엽토로 이루어지는 부엽토를 평균입경이 5.5 mm가 되도록 분쇄한 후, 교반기내에서 80 ℃로 가온 및 교반하여 가공하였다. 상기 가공된 부엽토 100 중량부에 로파라이트 17 중량부 및 지오바실러스 칼도실로실리티쿠스(Geobacillus caldoxylosilyticus) 균주 3 중량부를 혼합하여, 45 ℃로 가온 및 교반하여 10일 동안 발효시켰다. 이후, 상기 발효된 혼합물을 15 ℃에서 2일 동안 숙성시킴으로써, 부엽토 발효물에 의해 숙성된 로파라이트를 준비하였다.
<제조예 3>
실록산-아믹산 화합물의 제조
메틸에틸케톤(MEK) 용매에 바이시클로옥텐-2,3,5,6-테트라카르복실릭 디안하이드라이드(BODA) 및 3-아미노프로필트리에톡시실란을 1: 1 몰비율로 넣고, 질소분위기에서 5 ℃, 6시간 동안 반응시켜 실록산-아믹산 화합물을 제조하였다.
<제조예 4>
실록산-아믹산 화합물의 제조
메틸에틸케톤(MEK) 용매에 바이시클로옥텐-2,3,5,6-테트라카르복실릭 디안하이드라이드(BODA), 3-아미노프로필트리에톡시실란 및 2-트리메톡시실릴에틸펜타데카플루오로데실술피드을 1: 2: 0.2 몰비율로 넣고, 질소분위기에서 5 ℃, 6시간 동안 반응시켜 실록산-아믹산 화합물을 제조하였다.
<실시예 및 비교예>
하기 표 1에 나타낸 바와 같은 성분 및 함량으로 교반 및 혼합함으로써, 침투결합형 구체강화제 및 비교용 구체강화제를 제조하였다.
구분(중량%) 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2
물 40 37 37 40 40
메틸트리스(메틸에틸케톡심)실란 - 3 2 - -
비닐트리스(메틸이소부틸케톡심)실란 - - 1 - -
복합 알칼리 실리케이트 35 35 35 35 35
(중량비율) 소듐 실리케이트
[SiO2/Na2O=3.4] 		75 75 75 100 50
포타슘 실리케이트
[SiO2/K2O=3.0] 		5 20 12.5 - 50
리튬 실리케이트
[SiO2/Li2O=4.0]		 20 5 12.5 - -
무기계 성능개선 첨가제 25 25 25 25 25
(중량부) 알루미늄실리케이트 100 100 100 30 100
탄산칼슘 30 30 30 100 30
이산화티타늄 15 15 15 15 15
산화갈륨 7
[통상의 산화갈륨 분말]		 7
[제조예1]		 7
[제조예1]		 - -
아산화구리(Cu2O) 5.5 5.5 5.5 - -
로파라이트(loparite)
[제조예2] 		2.5 2.5 2.5 - -
이하에서는 상기 실시예 1 내지 3에 따라 제조된 침투결합형 구체강화제의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 상기 본 발명에 따른 실시예들과 비교예 1 및 2의 특성을 비교한 실험결과들을 나타낸 것이다.
<시험예 1>
침투결합형 구체강화제의 기본 물성 평가
상기 실시예 1 내지 3에 따라 제조된 침투결합형 구체강화제와 비교예 1 및 2에 따라 제조된 비교용 구체강화제에 대하여; 다음과 같은 물성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
항목 시험방법 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2
침투깊이(mm) KS F 4930: 2012 14 15 15 5 7
내흡수성
(물흡수계수비)		 표준상태 KS F 4930: 2012 0.09 0.09 0.07 0.16 0.13
내알칼리성
시험 후		 0.12 0.11 0.09 0.20 0.18
저온, 고온 반복저항성 시험 후 0.11 0.10 0.08 0.22 0.19
촉진 내후성 시험 후 0.10 0.10 0.09 0.20 0.19
내투수 성능 KS F 4930: 2012 0.08 0.08 0.07 0.16 0.13
안정성 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
염화이온 침투저항성능(mm) 0 0 0 4.3 2.5
동결융해저항성
(상대동탄성 계수, 90 cycles)		 KS F 2456 0.82 0.83 0.85 0.32 0.57
촉진 탄산화 실험_
탄산화 저항성(mm)		 KS F 2584,
KS F 2596		 0 0 0 3.9 1.5
용출저항성능 냄새와 맛 KS F 4930: 2012 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
탁도 0.02 이하 0.02 이하 0.02 이하 0.02 이하 0.02 이하
색도 0.1 이하 0.1 이하 0.1 이하 0.1 이하 0.1 이하
중금속(Pb) 불검출 불검출 불검출 불검출 불검출
과망간산
칼륨 소비량		 4.2 4.0 3.1 8.6 7.6
페놀 불검출 불검출 불검출 불검출 불검출
증발 잔류분 3 이하 3 이하 3 이하 3 이하 3 이하
pH 8.0 8.0 8.0 8.1 8.1
잔류염소의 감량 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
인화점 KS M 2010 불꽃 발생없음 불꽃 발생없음 불꽃 발생없음 불꽃 발생없음 불꽃 발생없음
내산성 KS M ISO 2812-1:2012 이상없음 이상없음 이상없음 부풀음 발생 부풀음 발생
내알칼리성 KS M ISO 2812-1:2012 이상없음 이상없음 이상없음 갈라짐 발생 갈라짐 발생
동결박리저항성
(100사이클, A법)		 SS 13 72 44 0.29 0.25 0.21 0.59 0.47
상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 실시예 1 내지 3에 따라 제조된 침투결합형 구체강화제는 비교예 1 및 2에 따라 제조된 비교용 구체강화제와 비교하여, 동등 이상의 물성치를 보였으나, 침투깊이, 내흡수성, 내투수성, 염화이온 침투저항성, 동결융해저항성, 탄산화 저항성, 내산성, 내알칼리성은 매우 월등하게 향상된 값을 보이는 것을 확인할 수 있었다.
<실시예 및 비교예>
하기 표 3에 나타낸 바와 같은 성분 및 함량으로 교반 및 혼합함으로써, 고성능 아스팔트계 도막 방수재 및 비교용 방수재를 제조하였다.
구분(중량%) 실시예4 실시예5 실시예6 비교예3 비교예4
5종 스트레이트 아스팔트 71 71 71 74 71
스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 10 10 10 15 10
에틸렌-비닐아세테이트 중합체 3 3 3 - 3
프로세스 오일 2 2 2 2 2
무기계 성능개선 첨가제 9 9 9 9 9
(중량부) 알루미늄실리케이트 100 100 100 - 100
탄산칼슘 25 25 25 100 25
이산화티타늄 20 20 20 20 20
산화갈륨 5
[통상의 산화갈륨 분말]		 5
[통상의 산화갈륨 분말]		 5
[제조예1]		 - -
아산화구리(Cu2O) 4 4 4 - -
로파라이트(loparite) 1
[통상의
로파라이트 분말]		 1
[제조예2]		 1
[제조예2]		 - -
유기계 성능개선 첨가제 5 5 5 - 5
(중량부) 부틸고무 100 100 100 - 100
아믹산-실록산 화합물 30
[제조예3]		 30
[제조예4]		 30
[제조예4]		 - -
폴리테트라 메틸렌 글리콜 20 20 20 - -
실란 커플링제
[3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란]		 15 15 15 - 15
아이소소바이드계 화합물
[화학식1-1]		 5 5 5 - -
2-페닐티오에틸 메타아크릴레이트[화학식2] 3.5 3.5 3.5 - -
메발로노락톤 1.5 1.5 1.5 - -
[화학식1-1]
Figure 112022066691354-pat00005

상기 식에서, n은 150이다.
이하에서는 상기 실시예 4 내지 6에 따라 제조된 고성능 아스팔트계 도막 방수재의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 상기 본 발명에 따른 실시예들과 비교예 3 및 4의 특성을 비교한 실험결과들을 나타낸 것이다.
<시험예 2>
고성능 아스팔트계 도막 방수재의 기본 물성 평가
상기 실시예 4 내지 6에 따라 제조된 고성능 아스팔트계 도막 방수재 및 비교예 3 및 4에 따라 제조된 비교용 방수재에 대하여, 콘크리트 교면용 도막 방수재 품질기준(KS F 4932)에 따른 물성 시험을 실시하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
항목 기준 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2
인장
성능		 인장강도
(N/㎟)		 무처리 1.5 이상 1.7 1.9 2.1 0.8 1.1
알칼리처리 무처리의 80% 이상 1.3 1.6 1.9 0.5 0.9
가열처리 무처리의 80% 이상 1.3 1.7 1.8 0.6 0.9
신장률
(%)		 무처리 100 이상 122 125 129 93 108
알칼리처리 무처리의 80% 이상 119 121 125 68 92
가열처리 무처리의 80% 이상 118 118 123 77 83
전단
접착
성능		 전단접착강도
(N/㎟)		 -20℃ 0.8 이상 1.0 1.1 1.3 0.5 0.6
20℃ 0.15 이상 0.21 0.23 0.24 0.11 0.16
전단접착
변형률(%)		 -20℃ 0.5 이상 0.7 0.9 1.1 0.2 0.5
20℃ 1.0 이상 1.5 1.7 1.7 0.4 0.9
인장 접착 강도
(N/㎟)		 -20℃ 1.2 이상 1.6 1.8 1.9 0.4 1.0
20℃ 0.6 이상 0.9 1.0 1.2 0.3 0.5
내투수성 투수되지 않을 것 투수되지
않음		 투수되지
않음		 투수되지
않음		 투수되지
않음		 투수되지
않음
염화 이온 침투 저항성(coulombs) 100 이하 92 79 73 183 105
내움푹 패임 구멍이 생기지 않을 것 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
내열치수 안정성(%) 150℃, 30분 ±2.0 이내 0.7 0.6 0.3 3.1 2.2
내피로성 잔금, 찢김, 파단이 생기지 않을 것 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
내균열성 -20℃ 잔금, 찢김, 파단이
생기지 않을 것		 이상없음 이상없음 이상없음 잔금발생 잔금발생
저온 굴곡성 -10℃ 균열이 없을것 이상없음 이상없음 이상없음 균열발생 균열발생
상기 표 4에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 4 내지 6에 따라 제조된 고성능 아스팔트계 도막 방수재는 비교예 3 및 4에 따라 제조된 비교용 방수재와 비교하여, 우수한 성능을 보이는 것을 확인할 수 있었다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 교면 콘크리트 바닥판
100: 침투결합형 구체강화층
200: 아스팔트 프라이머층
300: 섬유그리드 보강재
310: 그리드
311: 제1섬유리브
312: 제2섬유리브
320: 부직포
400: 고성능 아스팔트계 도막 방수층
500: 방수층 보호층
600: 아스콘 포장층

Claims (5)

  1. 교면 시공대상의 열화부위 및 이물질을 제거한 후 청소하여, 교면 콘크리트 바닥판(1)을 정리하는 단계; 상기 교면 콘크리트 바닥판을 정리한 상면에 복합 알칼리 실리케이트 30 내지 50 중량%, 무기계 성능개선 첨가제 20 내지 40 중량% 및 잔량의 물을 포함하는 침투결합형 구체강화제를 도포하여 침투결합형 구체강화층(100)을 형성하는 단계; 상기 침투결합형 구체강화층의 상면에 아스팔트 프라이머를 도포하여 아스팔트 프라이머층(200)을 형성하는 단계; 상기 아스팔트 프라이머층의 상면에 아스팔트 70 내지 80 중량%, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체 5 내지 20 중량%, 에틸렌-비닐아세테이트 중합체 1 내지 10 중량%, 프로세스 오일 1 내지 10 중량%, 무기계 성능개선 첨가제 5 내지 20 중량% 및 유기계 성능개선 첨가제 1 내지 10 중량%를 포함하는 고성능 아스팔트계 도막 방수재를 도포하여 고성능 아스팔트계 도막 방수층(400)을 형성하는 단계; 상기 고성능 아스팔트계 도막 방수층의 상면에 방수층 보호재를 도포하여, 방수층 보호층(500)을 형성하는 단계; 및 상기 방수층 보호층의 상면에 아스콘을 포설 및 다짐하여, 교면을 포장하여 아스콘 포장층(600)을 형성하는 단계를 포함하는 아스팔트 교면방수 시공방법으로서;
    상기 고성능 아스팔트계 도막 방수층(400)을 형성하는 단계 이전, 이후 또는 이들 모두에, 제1섬유리브(311)와 제2섬유리브(312)가 서로 교차되는 격자모양으로 이루지는 그리드(310) 및 상기 그리드의 일면 또는 양면에 유기계 성능개선 첨가제의 코팅에 의하여 접착 및 결합되는 부직포(320)를 포함하는 섬유그리드 보강재(300)를 깔아서 설치하는 단계를 더 포함하는 것이고;
    상기 무기계 성능개선 첨가제는 알루미늄실리케이트 100 중량부, 탄산칼슘 20 내지 50 중량부, 이산화티타늄 10 내지 30 중량부, 산화갈륨 1 내지 10 중량부, 아산화구리(Cu2O) 1 내지 10 중량부 및 로파라이트(loparite) 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것이고;
    상기 유기계 성능개선 첨가제는 부틸고무 100 중량부, 아믹산-실록산 화합물 20 내지 50 중량부, 폴리테트라 메틸렌 글리콜 10 내지 30 중량부, 실란 커플링제 10 내지 30 중량부, 하기 화학식 1로 표시되는 아이소소바이드계 화합물 1 내지 10 중량부, 하기 화학식 2로 표시되는 2-페닐티오에틸 메타아크릴레이트 1 내지 10 중량부 및 메발로노락톤(mevalonolactone) 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 침투결합형 구체강화제, 고성능 아스팔트계 도막 방수재 및 섬유그리드 보강재를 이용한 아스팔트 교면방수 시공방법.
    [화학식 1]
    Figure 112022066691354-pat00006

    상기 식에서, n은 1 내지 200이다.
    [화학식 2]
    Figure 112022066691354-pat00007

  2. 제1항에 있어서,
    상기 산화갈륨은 다공성 산화갈륨인 것이고;
    상기 다공성 산화갈륨은
    알코올계 용매 100 부피부 및 염기 5 내지 15 부피부의 혼합물에 헥사데실피리디움 브로마이드(Hexadecylpyridium bromide: HDPB) 1 내지 3 g/L를 첨가하고 교반하여 마이셀(micelle)이 형성된 용액을 얻는 단계; 증류수에 갈륨 설페이트 하이드레이트(gallium sulfate hydrate) 3 내지 7 g/L를 혼합한 혼합물을 상기의 마이셀이 형성된 용액에 첨가하여 65 내지 75 ℃의 온도에서 반응시키는 단계; 및 상기의 반응 후 여과하여 얻은 침전물을 세척 및 건조한 다음 500 내지 700 ℃의 온도에서 5 내지 8 시간 동안 열처리를 실시하여 침전물의 표면 및 내부의 마이셀을 제거하여 포어(pore)를 형성시키는 단계를 포함하는 방법으로 준비되는 것을 특징으로 하는 침투결합형 구체강화제, 고성능 아스팔트계 도막 방수재 및 섬유그리드 보강재를 이용한 아스팔트 교면방수 시공방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 로파라이트는 부엽토 발효물에 의해 숙성된 것이고;
    상기 부엽토 발효물에 의해 숙성된 로파라이트는
    부엽토를 평균입경이 1 내지 10 mm가 되도록 분쇄한 후, 교반기내에서 70 내지 100 ℃로 가온 및 교반하여 가공하는 단계; 상기 가공된 부엽토 100 중량부에 로파라이트 10 내지 30 중량부 및 지오바실러스 칼도실로실리티쿠스(Geobacillus caldoxylosilyticus) 균주 0.1 내지 5 중량부를 혼합하는 단계; 상기 혼합된 혼합물을 40 내지 60 ℃로 가온 및 교반하여 5 내지 15일 동안 발효시키는 단계; 및 상기 발효된 혼합물을 10 내지 20 ℃에서 1 내지 7일 동안 숙성시키는 단계;를 포함하는 방법으로 준비되는 것을 특징으로 하는 침투결합형 구체강화제, 고성능 아스팔트계 도막 방수재 및 섬유그리드 보강재를 이용한 아스팔트 교면방수 시공방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 아믹산-실록산 화합물은 용매에서 테트라카르복실릭 디안하이드라이드 화합물과 아미노알킬알콕시실란 화합물 및 불소함유 알콕시 실란 화합물을 1: 1.5 내지 3: 0.1 내지 0.5 몰비율로 혼합 및 반응시켜 얻어지는 것이고;
    상기 테트라카르복실릭 디안하이드라이드 화합물은 1,2,3,4-시클로부탄테트라카르복실릭 디안하이드라이드(CBDA), 1,2,3,4-시클로펜탄테트라카르복실릭 디안하이드라이드(CPDA), 바이시클로옥텐-2,3,5,6-테트라카르복실릭 디안하이드라이드(BODA) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고;
    상기 아미노알킬알콕시실란 화합물은 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이고;
    상기 불소함유 알콕시 실란 화합물은 트리플루오로메틸트리메톡시실란, 트리플루오로메틸트리에톡시실란, 트리플루오로프로필트리메톡시실란, 트리플루오로프로필트리에톡시실란, 노나플루오로부틸에틸트리메톡시실란, 노나플루오로부틸에틸트리에톡시실란, 노나플루오로헥실트리메톡시실란, 노나플루오로헥실트리에톡시실란, 트리데카플루오로옥틸트리메톡시실란, 트리데카플루오로옥틸트리에톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리에톡시실란, 헵타데카플루오로데실트리이소프로필실란, 3-트리메톡시실릴프로필펜타데카플루오로옥테이트, 3-트리에톡시실릴프로필펜타데카플루오로옥테이트, 3-트리메톡시실릴프로필펜타데카플루오로옥틱아미드, 3-트리에톡시실릴프로필펜타데카플루오로옥틱아미드, 2-트리메톡시실릴에틸펜타데카플루오로데실술피드, 2-트리에톡시실릴에틸펜타데카플루오로데실술피드, 펜타플루오로페닐트리메톡시실란, 펜타플루오로페닐트리에톡시실란, 4-(퍼플루오로토릴)트리메톡시실란, 4-(퍼플루오로토릴)트리에톡시실란, 디메톡시비스(펜타플루오로페닐)실란, 디에톡시비스(4-펜타플루오로토릴)실란 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 침투결합형 구체강화제, 고성능 아스팔트계 도막 방수재 및 섬유그리드 보강재를 이용한 아스팔트 교면방수 시공방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 침투결합형 구체강화제는 옥심 실란 0.5 내지 5 중량%를 더 포함하는 것이고;
    상기 옥심 실란은 디(에틸케톡심)실란, 모노(에틸케톡심)실란, 트리스(에틸케톡심)실란, 테트라(에틸케톡심)실란, 메틸트리스(메틸에틸케톡심)실란, 메틸트리스(아세톡심)실란, 메틸트리스(메틸이소부틸케톡심)실란, 디메틸디(메틸에틸케톡심)실란, 트리메틸(메틸에틸케톡심)실란, 테트라(메틸에틸케톡심)실란, 테트라(메틸이소부틸케톡심)실란, 비닐트리스(메틸에틸케톡심)실란, 메틸비닐디(메틸에틸케톡심)실란, 비닐트리스(메틸이소부틸케톡심)실란, 페닐트리스(메틸에틸케톡심)실란 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 침투결합형 구체강화제, 고성능 아스팔트계 도막 방수재 및 섬유그리드 보강재를 이용한 아스팔트 교면방수 시공방법.
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