KR102425081B1 - 표면강화층을 포함하는 콘크리트에 접합되는 유기계 방수층 - Google Patents

표면강화층을 포함하는 콘크리트에 접합되는 유기계 방수층 Download PDF

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Abstract

콘크리트의 열화 및 철근의 부식을 방지하고 표면에서의 통기성 및 유기계 도막과의 결합력을 충분하게 확보하는 표면강화층을 포함하는 콘크리트에 접합되는 유기계 방수층을 제시한다. 그 방수층은 표면강화층을 포함하는 콘크리트에 접합되는 유기계 방수층에 있어서, 유기계 방수층은 프라이머층, 방수직물층, 방수접착층 및 방수층을 포함하고, 표면강화층은 강화층 및 옹기다공체를 포함하며, 강화층은 알칼리규산염을 포함하는 무기질 강화제, 수용성 수지 및 유기바인더를 함유하고, 옹기다공체는 다수의 기공을 포함하며 표면강화층 전체중량에 대하여 1~5중량%를 포함한다.

Description

표면강화층을 포함하는 콘크리트에 접합되는 유기계 방수층{Organic waterproof layer adhering concrete having surface reinforcement layer}
본 발명은 유기계 방수층에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표면을 강화시킨 표면강화층을 포함하는 콘크리트에 접합되어 지붕, 옥상 등을 방수하기 위한 유기계 방수층에 관한 것이다.
콘크리트 구조물은 지하, 옥상, 외벽, 터널 등에 다양하게 적용되고 있다. 콘크리트는 내부로 진입하는 탄산가스에 의해 알칼리성에서 중성으로 변화하는 중성화와, 친수성으로 인하여 동결융해 작용에 따른 부피의 팽창으로 인한 균열과, 산성비, 염류 등에 의하여 철근의 부식되는 염해 등의 열화요인이 존재한다. 콘크리트의 열화를 방지하기 위하여, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 아크릴 수지 등으로 콘크리트 표면에 도막을 형성하는 유기계 도막방법이 있다. 하지만, 상기 유기계 도막은 콘크리트와의 접착력이 약하여 도막의 열화, 박리, 부풀음 등이 발생하여 주기적으로 다시 도장해야 한다. 상기 유기계 도막방법의 단점을 보완하기 위하여, 콘크리트 표면에 대하여, 국내등록특허 제10-2222895호 등과 같은 무기계 표면강화, 국내등록특허 제10-1155174호 등과 같은 무기계와 유기계가 혼합된 무기계 표면강화를 시행하고 있다.
한편, 콘크리트의 열화요인은 통기성, 투수성 및 흡수성과 깊은 관련이 있다. 예컨대, 콘크리트 또는 실내에서 발생되는 수분이 증발되지 못하며, 도막방수층의 하부에 잔류한다. 또한, 상기 잔류하는 수분에 의해 콘크리트나 철근의 부식이 진행되면, 앞에서 설명한 콘크리트나 철근의 열화가 일어나고, 유기계 방수층도 박리되는 현상이 발생된다. 이를 방지하기 위하여, 국내공개특허 제2019-0056234호 등에서 부직포를 활용하여 통기성을 부여하고, 방수특성을 향상시키고 있다. 하지만, 상기 특허는 외부로부터 유입되는 수분의 침투는 막을 수 있으나, 콘크리트 또는 실내에서 발생되는 수분을 제거하는 데에는 미흡하다. 이에 따라, 콘크리트의 표면을 강화시키면서 표면에서의 통기성을 충분하게 확보할 필요가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 콘크리트의 열화 및 철근의 부식을 방지하고 표면에서의 통기성 및 유기계 도막과의 결합력을 충분하게 확보하는 표면강화층을 포함하는 콘크리트에 접합되는 유기계 방수층을 제공하는 데 있다.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 표면강화층을 포함하는 콘크리트에 접합되는 유기계 방수층에 있어서, 상기 유기계 방수층은 프라이머층, 방수직물층, 방수접착층 및 방수층을 포함하고, 상기 표면강화층은 강화층 및 옹기다공체를 포함한다. 이때, 상기 강화층은 알칼리규산염을 포함하는 무기질 강화제, 수용성 수지 및 유기바인더를 함유하고, 상기 옹기다공체는 다수의 기공을 포함하고 상기 표면강화층 전체중량에 대하여 1~5중량%를 포함한다.
본 발명의 방수층에 있어서, 상기 옹기다공체는 다공성 탄화규소 분말을 포함하고, 상기 탄화규소 분말은 상기 옹기다공체 전체중량에 대하여 5~50중량% 함유할 수 있다. 상기 표면강화층은 다수의 기공을 포함하는 티탄산칼륨다공체 1~5중량%를 더 포함할 수 있다. 상기 표면강화층 및 상기 콘크리트 사이에는 수용성 수지로 이루어지거나, 또는 상기 수용성 수지에 모르타르 또는 시멘트계 수경성 무기질이 혼합되어 이루어진 완충층을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 방수층에 있어서, 상기 방수직물층은 함침직물에 함침방수층이 함침된 층이고, 상기 함침직물은 섬유의 일부가 절단된 절단부를 포함하는 표면층을 이루고, 상기 표면층은 지지층에 의해 지지될 수 있다. 상기 함침직물은 스티치 부직포 또는 펠트 또는 그들의 조합으로 이루어질 수 있다. 상기 함침방수층은 상기 절단부가 제공하는 통로를 통하여, 프라이머층 및 방수접착층과 접착될 수 있다. 상기 절단부는 상기 지지층에 대하여 외측으로 돌출된다. 상기 절단부는 상기 지지층의 섬유를 접합시켜, 상기 절단부의 형상을 고정시키는 경화분말을 포함할 수 있다.
본 발명의 표면강화층을 포함하는 콘크리트에 접합되는 유기계 방수층에 의하면, 콘크리트 표면강화에 옹기다공체와 같은 통기성 물질을 적용함으로써, 콘크리트의 열화 및 철근의 부식을 방지하고, 표면에서의 통기성 및 유기계 도막과의 결합력을 충분하게 확보한다.
도 1은 본 발명에 의한 유기계 방수층을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 표면강화층을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 도 2의 표면강화층에 적용되는 티탄산칼륨다공체를 나타내는 사진들이다.
도 4는 본 발명에 의한 방수직물층을 설명하기 위한 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 도면에서는 설명의 편의를 위하여 과장되게 표현하였다. 한편, 도면들에 있어서, 막(층, 패턴) 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장될 수 있다. 또한, 막(층, 패턴)이 다른 막(층, 패턴)의 상, 상부, 하부, 일면에 있다고 언급되는 경우에, 그것은 다른 막(층, 패턴)에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 다른 막(층, 패턴)이 개재될 수도 있다.
본 발명의 실시예는 콘크리트 표면강화층에 옹기다공체와 같은 통기성 다공체를 적용함으로써, 콘크리트의 열화 및 철근의 부식을 방지하고, 표면에서의 통기성 및 유기계 도막과의 결합력을 충분하게 확보하는 유기계 방수층을 제시한다. 본 발명의 실시예에 의한 유기계 방수층은 표면강화된 콘크리트 상에 위치한다. 이를 위해, 통기성 다공체가 적용된 콘크리트 표면강화 및 상기 표면강화와 함께 유기계 방수층의 구조를 자세하게 알아보고, 상기 방수층에 의한 방수특성을 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예에 의한 유기계 방수층은 지하, 옥상, 외벽, 터널 등에 적용될 수 있지만, 특히, 빗물, 안개 등과 수분에 노출되는 환경에 적용되는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 유기계 방수층(100)을 설명하기 위한 단면도이다. 다만, 엄밀한 의미의 도면을 표현한 것이 아니며, 설명의 편의를 위하여 도면에 나타나지 않은 구성요소가 있을 수 있다.
도 1에 의하면, 유기계 방수층(100)은 콘크리트(CT)에 부착된다. 콘크리트(CT)는 건물의 옥상, 지하 주차장의 바닥 등으로 방수가 필요하다. 콘크리트(CT)의 표면에는 본 발명의 실시예에 의한 표면강화층(10)이 존재한다. 표면강화층(10)은 콘크리트(CT)의 표면을 강화시키면서 표면에서의 통기성을 충분하게 확보하게 한다. 콘크리트(CT)의 열화요인은 통기성과 깊은 관련이 있다. 예컨대, 콘크리트(CT) 또는 실내에서 발생되는 수분이 증발되지 못하며, 유기계 방수층(100)의 하부에 잔류한다. 또한, 상기 잔류하는 수분은 콘크리트(CT)나 철근의 열화를 야기한다. 이에 따라, 표면강화층(10)은 잔류하는 수분을 증발시켜, 상기 열화가 일어나지 않도록 상기 수분을 서서히 제거한다. 또한, 표면강화층(10)은 프라이머층(20)과의 접착력을 확보하기 위하여, 무기계와 유기계가 혼합된 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에 의한 표면강화층(10)은 추후에 상세하게 설명하기로 한다.
유기계 방수층(100)은 프라이머층(20), 방수직물층(30), 방수접착층(40), 방수층(50) 및 코트층(60)을 포함한다. 프라이머층(20)은 콘크리트(CT)에 방수직물층(30)의 부착이 잘 이루어지게 하기 위한 것으로, 프라이머 수지 및 첨가제로 구성된다. 프라이머층(20)은 이미 알려진 조성물이 사용될 수 있다. 예를 들어, 물 100중량%에 대하여, 초산비닐(EVA), 아크릴 에멀젼, 비닐아세테이트, 폴리우레탄, 우레아, 폴리비닐아세테이트, 안료가 포함된 아크릴 에멀젼 등을 적절하게 혼합한 수지일 수 있다. 이때, 프라이머층(20)은 각각의 조성물의 함량을 변화시켜 점도를 달리하여, 점도가 다른 층을 적층할 수 있다. 또한, 상기 조성물이외에도, 부틸아크릴레이트 에멀젼, 프탈산에스테르 에멀젼, 에폭시 에멀젼, 페놀 에멀젼 및 폴리옥시에틸렌옥티페닐에테르 에멀젼 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 부가할 수 있다.
방수직물층(30)은 함침직물(31)에 함침방수층(32)이 함침된 층이다. 유기계 방수층(100)의 열화, 박리, 부풀음 등의 요인은 통기성과 깊은 관련이 있다. 예컨대, 방수층(100)의 하부에 잔류하는 수분은 방수층(100)의 열화, 박리, 부풀음 등을 야기한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 방수직물층(30)은 유기계 방수층(100)의 통기성을 개선하여 잔류하는 수분을 증발시켜 서서히 제거한다. 또한, 방수직물층(30)은 통기성 이외에도 완충작용 등과 같이 다양한 효과를 구현하지만, 통기성 측면에서 살펴본 것이다. 본 발명의 실시예에 의한 방수직물층(30)은 추후에 상세하게 설명하기로 한다.
방수접착층(40)은 방수층(50)과 방수직물층(30)과의 접착력을 보강한다. 다시 말해, 방수층(50)을 방수직물층(30)에 직접 접착하면, 접착력이 약하여 쉽게 떨어질 수 있. 왜냐하면, 방수층(50)의 친수성 성분이 소수성인 방수직물층(30)에 제대로 접착되지 않을 수 있기 때문이다. 이를 방지하기 위하여, 방수직물층(30) 및 방수층(50) 사이에 방수접착층(40)을 구비할 수 있다. 방수접착층(40)은 프라이머층(20)과 동일한 재질을 가질 수 있으며, 방수접착층(40)은 굳이 이에 한정되지는 않으나, EVA, 아크릴 수지, 비닐아세테이트 및 폴리비닐아세테이트, 폴리우레탄, 우레아 등이 포함되어 있으며, 부틸아크릴레이트 수지, 프탈산에스테르 에멀젼, 에폭시 에멀젼 또는 페놀 에멀젼 및 폴리옥시에틸렌 옥티페닐에테르 에멀젼 등과 같은 물질이 조합될 수 있다.
방수층(50)은 방수특성이 우수하고 이미 알려진 조성물이 사용된다. 그 중에서 방수성이 우수한 아크릴, 초산비닐(EVA), 비닐아세테이트, 폴리비닐아세테이트, 폴리우레탄, 에폭시 중의 어느 하나 또는 그들이 적절하게 혼합한 수지일 수 있다. 방수층(50)에는 모르타르, 자외선 차단제, 적외선 차단제와 같은 분말이 포함될 수 있다. 상기 자외선 차단제는 유기 또는 무기물질이 모두 가능하며, 잘 알려진 물질을 적용할 수 있다. 상기 적외선 차단제는 주로 근적외선을 차단하는 물질이다. 근적외선은 다양하게 정의되고 있다. 예를 들어, 스미스(Smith)는 750nm~1500nm, 허드슨(Hudson)은 750nm~3000nm 그리고 CIE 국제조명용어집(제3판)은 780nm~1400nm의 파장범위를 근적외선으로 정의하고 있다. 통상적으로, 근적외선의 파장은 약 750nm-2500nm으로 사용되고 있으며, 근적외선 차단 물질은 750nm~2500nm파장의 빛을 반사하고, 가시광선 범위 380nm~780nm파장의 빛을 투과하는 성질을 가진다.
방수층(50)은 폴리우레탄을 포함하는 것이 좋으며, 상기 폴리우레탄은 알코올과 아이소사이아네이트 사이의 첨가반응을 통해 우레탄기가 반복적으로 만들어지면서 생성된다. 폴리우레탄은 다이올 또는 폴리올과 다이아이소사이아네이트 또는 폴리아이소사이아네이트를 반응시켜 합성하기 때문에 열경화성인 경우가 많으며, 다이올과 다이아이소사이아네이트를 반응시켜 얻어진 경우에는 열가소성일 수도 있다. 분자량이 크고 분자 당 알코올의 개수가 적은 폴리올을 사용하면 생성되는 폴리우레탄에서 유동성이 큰 연질부를 형성하고, 구조가 견고한 고리형 다이아이소사이아네이트는 생성되는 폴리우레탄에서 자기들끼리의 수소 결합으로 인해 단단한 부분을 차지하는 경질부를 형성한다.
방수층(50)은 소수성 물질이 추가할 수 있다. 상기 소수성 물질은 수산기, 아미노기, 카르복실기 등과 같이 극성이 없어서 물분자와 친화성이 없는 관능기를 갖는 물질과 같이 물을 투과하지 않는 재질 중에 선택될 수 있다. 방수층(50)의 층구조는 본 발명의 범주 내에서 다양하게 변형될 수 있으며, 앞에서 설명한 바와 같이, 모르타르, 세라믹 구형체와 같은 물질에 의하여 방수층(50) 표면에서의 거칠기를 확보할 수 있다.
경우에 따라, 방수층(50) 상에는 코트층(60)이 적층될 수 있다. 코트층(60)은 산(acid), 염기와 같은 화학물질 또는 자외선과 같은 광선으로부터 기기를 보호하고, 방수층(100)을 외부로부터의 충격, 특히 스크래치로부터 보호한다. 코트층(60)은 열 경화수지 또는 자외선 경화수지 중에 선택된 어느 하나의 경화수지로 이루어질 수 있다. 예컨대 열 경화수지 및 자외선 경화수지는 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 폴리에스터 수지, 아미노 수지, 페놀 수지 또는 폴리에스테르 수지 등에 여러 가지의 아크릴 단위체와 열 또는 자외선 경화 촉매를 배합해서 만들 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 표면강화층(10)을 설명하기 위한 단면도이고, 이를 위해 도 1의 A부분을 확대하여 표현하였다. 도 3은 도 2의 표면강화층(10)에 적용되는 티탄산칼륨다공체를 나타내는 사진들이다. 이때, 유기계 방수층(100)은 도 1을 참조하기로 한다.
도 2에 의하면, 표면강화층(10)은 콘크리트(CT)의 표면에 형성되고, 프라이머층(20)에 접합된다. 표면강화층(10)은 강화층(11) 및 옹기다공체(12)를 포함하며, 선택적으로 티탄산칼륨다공체(13)를 더 포함할 수 있다(a). 강화층(11)은 알칼리규산염을 포함하는 무기질 강화제, 수용성 수지, 유기바인더가 혼합된 것이 바람직하고, 상기 유기바인더는 특히, 프라이머층(20)과의 접착력을 향상시킨다. 콘크리트(CT)의 미세기공으로 침투하여, 시멘트 수화반응으로 생성된 수산화칼슘과 불용성의 규산칼슘수화물을 생성시켜 미세기공을 충전하여 강도를 증진한다.
상기 알칼리규산염은 규산나트륨에 규산칼륨 또는 규산리튬 중의 적어도 어느 하나를 혼합하여 이루어지며, SiO2/R2O(여기에서 R은 K, Li, Na) 몰비가 1.5~4.0이고, SiO2의 함량은 10~30중량%가 좋다. 또한, 상기 알칼리규산염은 표면강화층(10)의 전체중량에 대하여, 5~50중량%가 좋다. 알칼리규산염의 함량이 5중량% 미만이면, 알칼리규산염의 농도가 너무 낮아서, 염해, 중성화 등 방지와 같은 콘크리트(CT) 표면강화 효과가 떨어진다. 50중량%를 초과하면, 점도가 너무 높아져서 콘크리트(CT) 내부로 침투하기가 어려워지고, 콘크리트(CT)의 표면강도가 떨어지며, 다른 조성물과의 결합력이 저하된다. 강화층(11)에는 상기 알칼리규산염 이외에도 표면강화 효과를 개선하기 위한 무기물질이 추가될 수 있다.
상기 수용성 수지는 내수성을 부여하며, 콘크리트(CT) 표면에의 침투성이 우수하여 콘크리트(CT) 내의 공극을 충진시키며 수밀성을 향상시킬 수 있어, 콘크리트(CT)의 표면강화를 유용하다. 한편, 상기 알칼리규산염으로 표면강화를 하면, 콘크리트(CT)의 수축 또는 팽창으로 인한 응력에 의한 표면강화층(10)의 균열이 일어나고, 또한, 외부의 충격에 의해 균열이 발생할 수 있다. 상시 수용성 수지는 상기 응력에 의한 표면강화층(10)의 균열을 방지하고, 외부의 충격을 완화시킬 수 있다. 상기 수용성 수지는 수용성의 아크릴 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 비닐 수지 등이 있다. 상기 수용성 수지의 함량은 표면강화층(10)의 전체중량에 대하여, 10~30중량%가 바람직하다. 상기 함량이 10중량% 미만이면, 염해, 중성화 등 방지와 같은 콘크리트(CT) 표면강화 효과가 떨어지고, 30중량% 초과하면 알칼리규산염에 의한 표면강화 효과가 저하된다.
상기 유기바인더는 조성물 간의 결합력을 증진시키며 경시경화가 가능하여, 콘크리트(CT) 내부의 수밀성을 높임과 동시에 내수성, 내화학성, 내마모성, 내구성 및 강도 등의 기계적 물성을 향상시킨다. 상기 유기바인더는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리디메틸실록산 수지, 페놀 수지, 폴리우레탄 수지, 아미노 수지, 폴리에스테르 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함한다. 상기 유기바인더의 함량은 표면강화층(10)의 전체중량에 대하여, 1~5중량%가 바람직하다.
옹기다공체(12)는 강화층(11)과의 결합력을 높이고, 표면강화층(10)의 통기성 및 단열성을 향상시킨다. 옹기다공체(12)는 주로 점토를 소성하여 제조하는 데, 점토는 지름이 0.004mm 이하인 미세한 흙입자를 말하고, 암석이 풍화, 분해되면 주로 규소, 알루미늄과 물이 결합하여 점토광물이 이루어진다. 점토는 모래나 실트에 비해서 단위무게당 표면적이 훨씬 넓으므로 토양 중에서는 부식과 함께 가장 활동적인 부분이며 수분 및 양분의 보유력이 강하다. 옹기다공체(12)는 인체에 무해하고, 독성이 없으며 오랜 시간동안 사용할 수 있다. 또한, 옹기다공체(12)는 자연상태에서 우수한 내환경성을 유지하며, 생산하는 가격이 저렴하다. 나아가, 옹기다공체(12)를 제조하는 과정에서 생기는 미세한 기공은 공기는 통과하게 하고 물은 차단하는 천연필터의 기능을 보유한다.
옹기다공체(12)에서 겉보기 밀도를 조절하기 위하여, 탄화규소(SiC) 분말이 혼합된다. 상기 탄화규소 분말은 옹기다공체(12)에 포함되는 형태로 존재하며, 옹기다공체(12)를 제조하는 과정에서, 분위기 가스와 열에 의해 화학반응을 일으켜 가스를 발생한다. 예컨대, 상기 탄화규소 분말은 열에 의해 산소와 반응하여 산소화합물을 발생하면서, 다공체로 전환된다. 여기서, 산소화합물은 CO2일 수 있으며, CO2는 옹기의 겉보기 밀도(Apparent Density;AD)를 조절하는 역할을 한다. 겉보기 밀도는 g/cc의 단위로 표시하며, 단위 체적당 질량을 말한다. 겉보기 밀도는 옹기다공체(12) 내에 포함된 기공의 수와 기공의 크기에 따라 달라지며, 기공이 차지하는 상대적인 부피가 클수록 겉보기 밀도는 작아진다.
옹기다공체(12)의 함량은 표면강화층(10) 전체중량에 대하여, 옹기다공체(12)의 분산성, 통기성, 단열성을 고려하여 1~5중량%가 바람직하다. 옹기다공체(12)의 함량이 1중량% 미만이면 통기성의 효과가 떨어지고, 5중량% 초과하면 표면강화 성분이 감소하여 표면강화 효과가 감소된다. 또한, 옹기다공체(12)에서의 상기 탄화규소 분말의 함량은 옹기다공체(12) 중량에 대하여, 5~50 중량%의 함량을 갖는다. 옹기다공체(12)에서 다공체인 탄화규소 분말의 함량이 증가하면, 옹기다공체(12)의 겉보기 밀도는 낮아진다. 상기 탄화규소 분말의 함량이 커지면서 기공의 수가 상대적으로 증가하고, 기공의 크기도 커진다. 이와 같이, 탄화규소 분말은 옹기다공체(12)를 기공의 수와 크기를 조절하여, 통기성을 조절할 수 있다.
선택적으로, 표면강화층(10)은 티탄산칼륨다공체(13)를 더 포함할 수 있다. 티탄산칼륨다공체(13)는 강화층(11)의 결합력을 높이고, 표면강화층(10)의 통기성 및 단열성을 향상시킨다. 티탄산칼륨다공체(13)는 도 3과 같이 섬유(a), 분말(b) 등을 소결한 것으로 각각에는 기공(Vg)가 존재한다. 티탄산칼륨다공체(13)의 기공율은 공지의 방법에 의해 조절될 수 있다. 티탄산칼륨다공체(13)는 기계적인 성능이 우수할 뿐 아니라, 특히 자체 터널구조로 인하여 독특한 물리화학적 특성을 지니고 있다. 예를 들어, 높은 적외선반사율, 저열전도율, 단열성, 고내열성, 고내마모성, 고전기절연성 및 저유전율, 화학안정성 등이 있다.
티탄산칼륨다공체(13)의 함량은 표면강화층(10) 전체중량에 대하여, 티탄산칼륨다공체(13)의 분산성, 통기성, 단열성을 고려하여 1~5중량%가 바람직하다. 티탄산칼륨다공체(13)의 함량이 1중량% 미만이면 통기성의 효과가 떨어지고, 5중량% 초과하면 표면강화 성분이 감소하여 표면강화 효과가 감소된다.
옹기다공체(12) 및 티탄산칼륨다공체(13)는 수분을 머금고 있다가 서서히 증발시켜서 수분에 의한 열화를 방지한다. 또한, 옹기다공체(12) 및 티탄산칼륨다공체(13)의 기공은단열성을 부여한다. 3차원 네트워크 형태로 연결된 상기 기공은 수분 및 공기를 흡입하여, 표면강화층(10)의 열전도도를 낮춘다. 다공체(12, 13)의 단열성은 표면강화층(10)에서의 급격한 온도변화를 억제하여, 표면강화층(10)의 수축과 팽창을 억제한다. 즉, 다공체(12, 13)는 수분을 서서히 증발시키고, 급격한 온도변화를 억제하여 표면강화층(10)의 균열을 효과적으로 방지하는 데에 기여한다.
본 발명의 표면강화층(10)에는 안료, 안료분산제, 표면개질화제, 난연제, 항균제, 항곰팡이제, 평활제, 습윤제, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 등과 같은 동결방지제 등과 같은 첨가제가 필요에 따라 첨가될 수 있다. 상기 첨가제는 공지된 것이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 첨가제의 함량은 표면강화층(10)의 전체중량을 고려하여, 적절하게 조절될 수 있다.
한편, 표면강화층(10) 및 콘크리트(CT)에는 완충층(14)을 포함할 수 있다. 완충층(14)은 알칼리규산염을 포함하는 표면강화층(10)의 침투성 및 충격완화 특성이 부족한 점을 보완한다. 완충층(14)은 침투력이 우수한 수용성 수지로 이루어지거나, 상기 수용성 수지에 모르타르 또는 시멘트와 같은 시멘트계 수경성 무기질 물질을 혼합할 수 있다. 이때, 상기 수용성 수지는 아크릴 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 비닐 수지 등이 있다. 상기 수용성 수지는 표면강화층(10)의 수용성 수지, 유기바인더와의 결합력이 높아져서, 표면강화층(10)의 균열을 방지한다. 완충층(14)은 콘크리트(CT)의 침투력을 높이고, 표면강화층(10)의 균열을 방지하면서 알칼리규산염을 포함하는 표면강화층(10)의 표면강화 효과를 장기간 유지하게 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 방수직물층(30)을 설명하기 위한 단면도이고, 이를 위해 도 1의 B부분을 확대하여 표현하였다. 이때, 유기계 방수층(100)은 도 1을 참조하기로 한다.
도 4에 의하면, 방수직물층(30)은 본 발명의 함침직물(31)에 함침방수층(32)이 함침된 층이다. 함침직물(31)의 하나의 사례는 함침방수층(32)의 함침 또는 침투가 용이하게 하는 메시(mesh) 구조인 부직포일 수 있다. 함침직물(31)의 다른 사례는 섬유의 직포공정을 거치지 않고, 평행 또는 부정방향으로 배열하고 접착제 등으로 결합하여 펠트 모양일 수 있다. 즉, 함침직물(31)은 부직포, 펠트 등이다. 상기 펠트(felt)는 천, 털에 수증기, 열, 압력 등을 가하면 축융(felting)에 의해 섬유(filament)가 서로 엉키고 줄어드는데 이를 이용하여 천과 같이 만든 것이다. 본 발명의 실시예서는 동물의 털, 특히 양털로 이루어진 것이 바람직하다. 도시되지는 않았지만, 상기 펠트는 일측이 적층 부직포에 접착될 수 있다. 상기 부직포는 직조공정을 거치지 않고, 섬유를 평행 또는 부정방향으로 배열된 직물들을 접착 또는 융착으로 적층하여 만든 것이다. 상기 펠트 및 적층 부직포를 조합하면, 보다 정밀한 가공부하의 흡수를 구현할 수 있다.
함침직물(31)의 재질은 폴리올레핀, 폴리에스터 등과 같은 합성수지가 주로 사용되며, 본 발명의 함침직물(31)은 함침방수층(32)과 결합력이 강한 재질을 선택하여 사용할 수 있다. 함침방수층(32)은 특히 방수성이 우수한 아크릴, 초산비닐(EVA), 비닐아세테이트, 폴리비닐아세테이트, 폴리우레탄, 우레아, 에폭시 중의 어느 하나 또는 그들이 적절하게 혼합한 수지일 수 있다.
함침직물(31)은 스티치(stitch) 본딩법에 의해 제조된 스티치 부직포일 수 있다. 상기 스티치 부직포는 예를 들어, 섬유층 속에 있는 스티치의 분리된 열을 형성하는 벌크 섬유를 사용하여 하나의 방향으로 강화시키고, 상기 방향과 50ㅀ이상의 각도를 이루고 있는 다른 방향으로 비신장성 섬유를 사용하여 강화시킨 부직포를 포함한다. 다른 예는, 벌크성이고 비신장성 섬유는 각각 부직 섬유층을 통해 다침 스티칭시킨다. 또 다른 예는, 하나의 방향으로의 강화는 인레이 스티칭(inlay stitch)나 부직섬유의 표면에 놓여 있고, 다른 부직포를 스티칭시킴으로써 여기에 고정시킨 다수의 분리된 평행섬유에 의해 제공된다.
함침직물(31)은 지지층(31a), 표면층(31b) 및 경화분말(31c)을 포함한다. 지지층(31a)은 표면층(31b)을 지지하는 역할을 하며, 본 발명의 절단부(33)가 존재하지 않는다. 표면층(31b)은 상기 섬유의 일부가 절단된 절단부(33)를 이룬다. 절단부(33)는 지지층(31a)을 기준으로 외부로 돌출된다. 표면층(31b)에서 섬유의 일부가 절단되면, 함침방수층(32)과 프라이머층(20) 및 함침방수층(32)과 방수접착층(40)과의 연속성을 높인다. 왜냐하면, 함침방수층(32)은 프라이머층(20) 및 방수접착층(40)의 연속성에 방해가 되는 섬유의 일부가 절단되어, 절단부(33)가 제공하는 통로를 통하여 함침방수층(32)이 프라이머층(20) 및 방수접착층(40)과 접착된다. 함침방수층(32)과 프라이머층(20) 및 함침방수층(32)과 방수접착층(40)과의 연속성이 유지되면, 방수직물층(30)의 탈리가 방지된다.
표면층(31b)은 방수층(100)을 형성하는 과정에서, 절단부(33)가 제공하는 통로를 막힐 수 있다. 경화분말(31c)은 표면층(31b)에 분말 형태로 부착되어, 상기 통로가 막히는 것을 방지한다. 경화분말(31c)은 절단부(33)와 지지층(31a)의 섬유를 접합시켜서, 절단부(33)의 형상을 고정한다. 절단부(33)의 형상이 고정되면, 프라이머층(20) 및 방수접착층(40)과 접착되는 함침방수층(32)의 연속성을 안정적으로 확보할 수 있다. 절단부(33)는 지지층(31a)에 대하여 외측으로 돌출되면, 절단부(33)는 앵커 효과를 부여하여 함침방수층(32)의 결합력을 높일 수 있다. 또한, 지지층(31a)에서와 같이 섬유의 일부가 절단되면, 함침직물(31)의 탄성력이 줄어들기 때문에 작업성을 높인다.
경화분말(31c)는 소정의 점착력을 가지는 것이 바람직하다. 경화분말(31c)의 점착력을 가지면, 절단부(33)를 포함한 표면층(31b)과 방수접착층(40)과의 결합력을 높인다. 경화분말(31c)은 열경화성 점착층 또는 자외선 경화성 점착층일 수 있다. 열경화성 점착층은 본 발명의 범주 내에서 다양하게 선택할 수 있다. 예를 들어, 수산기 함유 아크릴 수지, 수산기를 가지고 중량 평균 분자량이 100,000~1,000,000인 아크릴계 수지, 블록이소시아네이트를 주성분으로 하는 수지 조성물, 수산기 함유 아크릴 수지와 블록이소시아네이트를 필수 성분으로 하는 조성물, 이소시아네이트기와 반응할 수 있는 관능기를 한 분자 안에 2개 이상 가지는 화합물과 블록이소시아네이트를 포함하는 조성물 등이 있다.
자외선 경화성 점착층은 예를 들어 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지 또는 폴리에스터 수지 등에 여러 가지의 아크릴 단위체와 자외선 경화 촉매를 배합해서 만든다. 자외선에 의한 경화물질의 구체적인 사례로써, 자외선 반응성 코팅물질로서 우레탄 또는 아크릴레이트 올리고머, 반응성 모노머, 광개시제 및 레벨링제를 혼합한다. 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 지방족, 환상의 지방족, 방향족 화합물 또는 이들 화합물의 올리고머를 함유하고, 폴리에스테르 폴리올이나 폴리에테르 폴리올이 분자구조상에 포함되어 있는 화학식을 갖는다. 반응성 모노머로는 트리메틸프로판 트리아크릴레이트, 헥산디올디아크를레이트, 펜타에리스티롤 트리아크릴레이트, 디펜타아릿티롤 헥사아크릴레이트를 경도 및 부착력을 고려하여 적당한 비율로 혼합하여 조절한다. 광개시제는 자외선에 의해 활성을 띠는 통상의 중합개시제를 사용하며, 특히 히드록시시클로헥실페닐케톤, 벤조페놀, 페닐-2-히드록시-2-페닐케톤을 주로 사용한다.
본 발명의 유기계 방수층(100)은 콘크리트(CT)의 표면강화층(10) 상에 접착된다. 표면강화층(10)은 염해, 중성화 등 방지와 같은 콘크리트(CT) 표면강화 효과에 우수한 알칼리계 규산염 및 알칼리계 규산염의 단점을 보완하는 수용성 수지를 활용함으로써, 콘크리트(CT)의 열화 및 철근의 부식을 방지하고, 표면에서의 통기성 및 유기계 방수층(100)과의 결합력을 오랫동안 지속할 수 있다. 또한, 인체에 무해하고, 독성이 없으며 오랜 시간동안 사용할 수 있고, 자연상태에서 우수한 내환경성을 유지하며, 생산하는 가격이 저렴한 옹기다공체(12)를 활용함으로써, 친환경적으로 표면강화층(10)을 형성할 수 있다.
이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
10; 표면강화층 11; 강화층
12; 옹기다공체 13; 티탄산칼륨다공체
14; 완충층 20; 프라이머층
30; 방수직물층 31; 함침직물
31a; 지지층 31b; 표면층
31c; 경화분말 32; 함침방수층
33; 절단부 40; 방수접착층
50; 방수층 60; 코트층
100; 유기계 방수층

Claims (10)

  1. 표면강화층을 포함하는 콘크리트에 접합되는 유기계 방수층에 있어서,
    상기 유기계 방수층은 프라이머층, 방수직물층, 방수접착층 및 방수층을 포함하고,
    상기 표면강화층은 강화층 및 옹기다공체를 포함하며,
    상기 강화층은 알칼리규산염을 포함하는 무기질 강화제, 수용성 수지 및 유기바인더를 함유하고, 상기 옹기다공체는 다수의 기공을 포함하고 상기 표면강화층 전체중량에 대하여 1~5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면강화층을 포함하는 콘크리트에 접합되는 유기계 방수층.
  2. 제1항에 있어서, 상기 옹기다공체는 다공성 탄화규소 분말을 포함하고, 상기 탄화규소 분말은 상기 옹기다공체 전체중량에 대하여 5~50중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 표면강화층을 포함하는 콘크리트에 접합되는 유기계 방수층.
  3. 제1항에 있어서, 상기 표면강화층은 다수의 기공을 포함하는 티탄산칼륨다공체 1~5중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면강화층을 포함하는 콘크리트에 접합되는 유기계 방수층.
  4. 제1항에 있어서, 상기 표면강화층 및 상기 콘크리트 사이에는 수용성 수지로 이루어지거나, 또는 상기 수용성 수지에 모르타르 또는 시멘트계 수경성 무기질이 혼합되어 이루어진 완충층을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면강화층을 포함하는 콘크리트에 접합되는 유기계 방수층.
  5. 제1항에 있어서, 상기 방수직물층은 함침직물에 함침방수층이 함침된 층이고, 상기 함침직물은 섬유의 일부가 절단된 절단부를 포함하는 표면층을 이루고, 상기 표면층은 지지층에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 표면강화층을 포함하는 콘크리트에 접합되는 유기계 방수층.
  6. 제5항에 있어서, 상기 함침직물은 스티치 부직포 또는 펠트 또는 그들의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 표면강화층을 포함하는 콘크리트에 접합되는 유기계 방수층.
  7. 제5항에 있어서, 상기 함침방수층은 상기 절단부가 제공하는 통로를 통하여, 프라이머층 및 방수접착층과 접착되는 것을 특징으로 하는 표면강화층을 포함하는 콘크리트에 접합되는 유기계 방수층.
  8. 제5항에 있어서, 상기 절단부는 상기 지지층에 대하여 외측으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 표면강화층을 포함하는 콘크리트에 접합되는 유기계 방수층.
  9. 제5항에 있어서, 상기 절단부는 상기 지지층의 섬유를 접합시켜, 상기 절단부의 형상을 고정시키는 경화분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면강화층을 포함하는 콘크리트에 접합되는 유기계 방수층.
  10. 제1항에 있어서, 상기 방수층은 아크릴, 초산비닐(EVA), 비닐아세테이트, 폴리비닐아세테이트, 폴리우레탄, 에폭시 중의 어느 하나 또는 그들이 혼합한 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면강화층을 포함하는 콘크리트에 접합되는 유기계 방수층.
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KR1020210099120A KR102425081B1 (ko) 2021-07-28 2021-07-28 표면강화층을 포함하는 콘크리트에 접합되는 유기계 방수층

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1193342A (ja) * 1997-09-16 1999-04-06 Tajima Roofing Co Ltd 建造物等の防水構造とこれに使用する防水材ならびに防 水工法。

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1193342A (ja) * 1997-09-16 1999-04-06 Tajima Roofing Co Ltd 建造物等の防水構造とこれに使用する防水材ならびに防 水工法。

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