KR102470660B1 - 건물의 외벽에 대한 보수보강 및 방수공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보수면에 대하여 방수시트와 탄성방수재 조성물로 이루어진 중도용 방수도료를 복합적으로 이루어 보수함으로써, 부착성과, 인장강도 및 탄성력의 향상에 의해 보수면에 작용하는 거동에 효과적으로 대응하여 방수성능을 향상 및 유지할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다. 이를 위해 본 발명은, 열화가 진행된 건물의 외벽에 대하여 보수 및 보강하고자 하는 부위의 범위 및 균열상태를 선정하는 보수부위 선정단계와; 상기 보수부위 선정단계를 통해 선정이 완료되면, 보수작업이 가능한 작업환경이 조성되었는지를 확인하는 보수환경 확인단계와; 상기 보수환경 확인단계를 통해 보수작업이 가능한 환경조건이라면, 보수부위의 위치 또는 작업환경에 맞춰 설치물을 설치하여 안전한 작업환경이 조성되도록 하는 보수용 설치물 설치단계; 및 상기 보수용 설치물 설치단계를 통해 설치물의 설치에 의해 안전한 작업환경의 조성이 완료되면, 보수부위에 대한 보수보강 및 방수성을 가지도록 하는 보수보강단계를 포함하고; 상기 보수보강단계는 보수면의 균열상태에 따라 소균열과, 중균열, 및 심한균열로 분류하며; 상기 소균열은 3mm 미만이며, 중균열은 3 ~ 20mm 이고, 심한균열은 20mm 초고하거나 철근이 노출 또는 노출이 의심되는 상태;인 것을 특징으로 한다.

Description

건물의 외벽에 대한 보수보강 및 방수공법{Structure outer wall waterproofing method}

본 발명은 건물의 외벽에 대한 보수보강 및 방수공법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 보수면에 대하여 부직포 또는 직포와 탄성방수재 조성물로 이루어진 중도용 방수도료를 통해 복합적으로 보수함으로써, 부착성과, 인장강도 및 탄성력의 향상에 의해 보수면에 작용하는 거동에 효과적으로 대응하여 방수성능을 향상 및 유지할 수 있도록 하는 건물의 외벽에 대한 보수보강 및 방수공법에 관한 것이다.

일반적으로, 노후화된 건물은 시간이 지남에 따라 균열이 발생하여 방수기능이 점차 상실한다거나 외벽의 마감재 등에 손상을 입기 마련이다. 특히, 건물의 옥상이나 외벽에 발생한 균열은 건물의 미관을 훼손시키는 것은 물론, 습기가 건물 내부로 침투하는 통로의 역할을 하므로, 실내에서의 결로 발생이나 곰팡이 번식 등의 문제점이 있다.

즉, 건물의 열화현상은 설계 및 재료, 건조수축에 의한 균열발생, 콘크리트 피복두께 부족, 다짐불량 등의 시공불량 뿐만 아니라, 콘크리트 내부로 침투한 이산화탄소가 콘크리트의 알칼리성을 소실시키고 철근의 부식을 유발하는 콘크리트 탄산화 현상에 의해 일정시간이 경과되면 열화가 진행될 수 밖에 없다.

또한, 콘크리트 탄산화 현상이 진행되는 건물은 부식된 철근에서 발생하는 팽창압력에 의해 외벽 균열이 발생하면서 결국, 건물의 내구성과 강도를 급격히 저하시키는 문제점이 있다.

또한, 2013년 국토교통부용역보고서의 공동주택 생애 주기에 따른 중장기 관리전략연구를 살펴보면, 주택평균수명이 한국은 27년, 일본은 54년, 미국은 72년, 독일은 121년, 영국은 128년으로 일본에 비하여 2배 가량 차이남을 알 수 있고, 이를 통해 단순히 재료적 차이 예컨대, 콘크리트 배합에 따른 강도차이라고 말하기 어렵고, 건물 외벽에 대한 방수성능 즉, 이산화탄소에 의한 콘크리트 열화현상을 적극적으로 차단시키는 공법에 차이라고 볼 수도 있다.

한편, 노후 건물의 옥상이나 외벽 보수방법에는 보수 대상면을 면처리한 후 퍼터를 이용하여 틈새를 메우고 프라이머와 페인트를 도장하여 마무리하는 단순한 공법이 있었는데, 이는 균열의 틈새를 임시적으로 막는 것으로서, 공사 후 얼마지나지 않아 하자를 발생하는 등의 여러 문제점이 있다.

이를 개선시킨 외벽 보수공법에는 외벽의 박리, 박락된 부분을 제거 및 청소하고, 그 부위를 프라이머 처리한 후 고분자 수지를 혼입한 폴리머 모르타르를 충전하여 단면을 복구하였다.

그러나, 종래의 외벽 보수공법은 보수부위에 시공된 폴리머 모르타르 자체에 신률 등의 탄성을 가지고 있지 않고, 설사 가지고 있다하여도 미미함에 따라 건물에 작용하는 거동에 의해 쉽게 크랙 등의 하자가 발생될 수 밖에 없다는 문제점이 있다.

이에, 최근에는 기존 건물에 작용하는 거동에 대한 대응성을 가지면서 이산화탄소의 침투를 방지할 수 있는 건물의 외벽에 대한 보수보강 및 방수공법에 대한 개발의 필요성이 대두되고 있다.

대한민국 특허 제10-2278540호(2021.07.15. 공고) 대한민국 특허 제10-2336116호(2021.12.07. 공고)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안하는 것으로서, 본 발명의 목적은, 보수면에 대하여 부직포 또는 직포와 탄성방수재 조성물로 이루어진 중도용 방수도료를 통해 복합적으로 보수함으로써, 부착성과, 인장강도 및 탄성력의 향상에 의해 보수면에 작용하는 거동에 효과적으로 대응하여 방수성능을 향상 및 유지할 수 있도록 하는 건물의 외벽에 대한 보수보강 및 방수공법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 열화가 진행된 건물의 외벽에 대하여 보수 및 보강하고자 하는 부위의 범위 및 균열상태를 선정하는 보수부위 선정단계와; 상기 보수부위 선정단계를 통해 선정이 완료되면, 보수작업이 가능한 작업환경이 조성되었는지를 확인하는 보수환경 확인단계와; 상기 보수환경 확인단계를 통해 보수작업이 가능한 환경조건이라면, 보수부위의 위치 또는 작업환경에 맞춰 설치물을 설치하여 안전한 작업환경이 조성되도록 하는 보수용 설치물 설치단계; 및 상기 보수용 설치물 설치단계를 통해 설치물의 설치에 의해 안전한 작업환경의 조성이 완료되면, 보수부위에 대한 보수보강 및 방수성을 가지도록 하는 보수보강단계를 포함하고; 상기 보수보강단계는 보수면의 균열상태에 따라 소균열과, 중균열, 및 심한균열로 분류하며; 상기 소균열은 3mm 미만이며, 중균열은 3 ~ 20mm 이고, 심한균열은 20mm 초고하거나 철근이 노출 또는 노출이 의심되는 상태;인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 소균열은, 보수면을 정리하는 보수면 정리단계와; 상기 보수면 정리단계를 통해 보수면의 정리가 완료되면, 상기 보수면에 탄성퍼터 또는 중도용 방수도료를 일정두께 도포하는 탄성퍼터 도포단계; 및 상기 탄성퍼터 도포단계를 통해 보수면에 탄성퍼터 또는 중도용 방수도료의 일정두께 도포가 완료되면, 자외선에 대한 저항성을 가지도록 일정두께의 상도를 코팅하는 상도코팅단계; 로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 중균열은, 보수면을 정리하는 보수면 정리단계와; 상기 보수면 정리단계를 통해 보수면의 정리가 완료되면, 균열부분에 대한 전처리 작업을 수행하는 전처리 단계와; 상기 전처리 단계를 통해 전처리 작업이 완료되면, 일정두께의 프라이머를 도포하는 프라이머 도포단계와; 상기 프라이머 도포단계를 통해 일정두께의 프라이머 도포가 완료되면, 멤브레인을 포설하여 멤브레인층이 형성되도록 하는 멤브레인 포설단계와; 상기 멤브레인 포설단계를 통해 멤브레인의 포설이 완료되면, 멤브레인층 상에 탄성방수재로 이루어지는 중도용 방수도료를 일정두께 도포하는 중도용 방수도료 도포단계; 및 상기 중도용 방수도료 도포단계를 통해 일정두께의 중도용 방수도료의 도포가 완료되면, 자외선에 대한 저항성을 가지도록 일정두께의 상도를 코팅하는 상도코팅단계;로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 심한균열은, 보수면을 정리하고, 철근에서 녹을 제거하는 보수면 정리단계와; 상기 보수면 정리단계를 통해 철근에 대한 녹 제거가 완료되면, 상기 철근에 방청제를 도포하는 방청제 도포단계와; 상기 방청제 도포단계를 통해 철근에 방청제의 도포가 완료되면, 몰탈을 보강시켜 평활한 보수면이 형성되도록 하는 몰탈 보강단계와; 상기 몰탈 보강단계를 통해 평활한 보수면이 형성되면, 상기 보수면에 일정두께의 프라이머를 도포하는 프라이머 도포단계와; 상기 프라이머 도포단계를 통해 일정두께의 프라이머 도포가 완료되면, 부직포 또는 직포로 이루어지는 멤브레인을 포설하여 멤브레인층을 형성하는 멤브레인 포설단계와; 상기 멤브레인 포설단계를 통해 멤브레인의 포설이 완료되면, 멤브레인층 상이 탄성방수재로 이루어지는 중도용 방수도료를 일정두께 도포하는 중도용 방수도료 도포단계; 및 상기 중도용 방수도료 도포단계를 통해 일정두께의 중도용 방수도료의 도포가 완료되면, 자외선에 대한 저항성을 가지도록 일정두께의 상도를 코팅하는 상도코팅단계;로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 중도용 방수도료는 15 ~ 45중량부의 수용성 우레탄-아크릴 에멀젼과; 20 ~ 40중량부의 고무계 라텍스 바인더수지와; 5 ~ 25중량부의 안료와; 0.1 ~ 5중량부의 중공 폴리머분말과; 3 ~ 20중량부의 체질안료와; 0.5 ~ 2중량부의 부착증진제와; 2 ~ 5중량부의 첨가제; 및 3 ~ 10중량부의 물;로 조성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 보수면에 대하여 부직포 또는 직포와 탄성방수재 조성물로 이루어진 중도용 방수도료를 통해 복합적으로 보수함으로써, 부착성과, 인장강도 및 탄성력의 향상에 의해 보수면에 작용하는 거동에 효과적으로 대응하여 방수성능을 향상 및 유지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 건물의 외벽에 대한 보수보강 및 방수공법의 공정도.
도 2는 본 발명에 따른 이동식 고정장치의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 소 균열에 대한 공정도.
도 4는 본 발명에 따른 중 균열에 대한 공정도.
도 5는 본 발명에 따른 중 균열의 보수 구조 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 심한 균열에 대한 공정도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 건물의 외벽에 대한 보수보강 및 방수공법은 도 1에 도시된 바와 같이, 보수부위 선정단계(S1)와, 보수환경 확인단계(S2)와, 보수용 설치물 설치단계(S3), 및 보수보강단계(S4)로 이루어진다.

보수부위 선정단계(S1)는 여러가지 이유로 열화가 진행된 건물의 외벽에 대하여, 보수 및 보강하고자 하는 부위의 범위 및 균열상태를 선정한다. 예컨대, 보수부위의 균열상태에 따라 소균열, 중균열 또는 심한균열로 분류한다. 여기에서 상기 소균열은 3mm 미만이고, 중균열은 3 ~ 20mm이며, 심한균열은 철근이 노출 또는 철근 노출이 가능한 상태를 의미한다.

보수환경 확인단계(S2)는 상기 보수부위 선정단계(S1)를 통해 보수부위의 범위 및 균열상태의 선정이 완료되면, 보수환경을 확인한다. 즉, 보수환경은 함수율 8% 이하이고, 대기중 습도 85% 이하일 경우에 보수작업을 수행한다. 물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 긴박한 상황 또는 부득이한 경우에 보수부위에 대한 함수율 8% 이하 및 습도 85% 이하 조건을 만족하도록 인위적으로 조성한 후 보수작업을 수행하도록 한다.

보수용 설치물 설치단계(S3)는 보수환경 확인단계(S2)를 통해 보수작업이 가능한 환경조건이라면, 보수부위의 위치 또는 작업환경에 맞춰 작업용 사다리, 곤도라 또는 이동식 리프트 등의 설치물을 설치하여 안정적인 작업환경이 조성되도록 한다.

또한, 아파트와 같은 고층 건물의 경우에는 본 출원인의 선특허 제10-1857764호의 '건축물 외벽 시트보수공법 및 이를 위한 이동식 고정장치'에서 제공하는 이동식 고정장치를 이용한다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 이동식 고정장치(31)는, 바닥면(14)에 설치되고, 하부에 바퀴(33b)를 가져 전후좌우로 이동 가능하며 작업에 필요한 물건 즉, 부직포시트(S), 도포액용기(Z) 등을 적재할 수 있는 적재공간(33a)을 갖는 가동프레임(33)과, 상기 가동프레임(33)의 양측부에 수직으로 고정된 사각 판상부재로서 다수의 고정구멍(35a)이 규칙적으로 배열되어 있는 다공플레이트(35)와, 상기 가동프레임(33)에 위치조절 가능하게 지지되는 빔본체(45a)의 선단부가 난간의 외부로 연장되고 선단부에는 로프(47)가 감기는 로프걸이부(45b)가 구비되며 후단부에는 다수의 스토핑홈이 형성되고 상기 로프(47)를 통해 작업자의 하중을 감당하는 지지빔(45)과, 상기 가동프레임(33)의 후방 양측에 고정되며 상기 지지빔(45)의 스토핑홈부분을 수용 지지하는 것으로서 상기 적재공간(33a) 측으로 개방되며 지지빔(45)을 수용하는 수용홈부를 구비한 리어 빔서포터(38)와, 상기 리어 빔서포터(38)의 전방에 위치하며 리어 빔서포터(38)와 더불어 지지빔(45)을 지지하는 것으로서 그 상부에 지지빔(45)을 받쳐 올리는 지지홈을 구비한 프론트 빔서포터(37)를 포함한다.

또한, 상기 리어 빔서포터(38)의 수용홈부 내에는 지지빔(45)에 형성된 스토핑홈에 삽입되어 지지빔(45)의 길이방향 움직임을 차단하는 걸림에지부, 수용홈부 내에서의 지지빔(45)의 상승을 차단하는 제1걸림턱, 지지빔(45)의 수용홈부로부터의 이탈을 방지하는 제2걸림턱이 형성되고, 상기 가동프레임(33)과 난간의 사이에는 난간에 대한 가동프레임(33)의 간격을 일정하게 유지시킴과 아울러 가동프레임(33)을 난간에 고정시켜, 가동프레임(33)이 난간으로부터 멀어지거나 옥상 바닥면으로부터의 들림을 방지하는 고정수단이 구성된다.

상기 고정수단은 난간에 위치조절 가능하게 결합하는 클램핑부(39) 및 상기 클램핑부(39)를 가동프레임(33)에 연결 고정시키는 커넥터(41)를 포함하고, 상기 클램핑부(39)는 하부로 개방되어 상기 난간을 그 내부에 수용하는 클램프바디(39a), 상기 클램프바디(39a)의 내부에 구름운동 가능하도록 설치되며 클램프바디(39a)를 난간에 씌웠을 때 난간의 상단부에 얹혀지는 롤러(39f), 상기 클램프바디(39a)에 축회전 가능하도록 나사 결합하는 수나사봉(39d), 수나사봉(39d)의 일단부에 구비되며 수나사봉(39d)의 축회전에 따른 길이방향 이동에 의해 난간의 내측면에 대해 진퇴운동하는 밀착판(39c), 상기 수나사봉(39d)을 축회전시켜 길이방향으로 이동하게 함으로써 난간에 대한 밀착판(39c)의 가압력을 조절하는 토크인가너트를 포함한다.

상기 커넥터(41)는 일단부가 상기 클램프바디(39a)에 고정된 상태로 수평 연장된 플레이트형 부재로서, 다수의 볼트구멍(41a)을 가지고, 상기 다공 플레이트(35)에 볼팅 결합하며, 상기 지지빔(45)의 후단부에 설치되는 것으로서, 상기 지지빔(45)의 길이방향을 따라 위치조절 가능한 웨이트홀더(53), 상기 웨이트홀더(53)에 연결되는 와이어(57), 상기 와이어(57)에 고정되어 작업자의 하중을 상쇄하는 카운터웨이트(51)를 포함한다.

이러한 이동식 고정장치(31)는 작업자가 좌석(49)에 앉은 상태에서 난간외벽(13)에 로프(47)를 의지한 상태에서 보수대상면(13a)을 보수하게 된다.

물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 보수부위의 상태, 위치 또는 작업조건 등을 고려하여 안전하면서 안정적인 작업환경을 조성할 수 있는 구조 또는 구성의 설치물을 어느 것이든 채택하여 사용할 수 있다.

보수보강단계(S4)는 상기 보수용 설치물 설치단계(S3)를 통해 보수부위에 설치물의 설치로 작업환경의 조성이 완료되면, 상기 보수부위에 대한 보수보강 및 방수작업을 수행한다.

이 경우, 상술한 보수보위 선정단계(S1)를 통해 보수부위의 균열상태 즉, 소균열(S42), 중균열(S44) 또는 심한균열(S46)의 상태 조건에 따라 이에 맞춤형 균열보수작업을 수행한다.

소균열(S42)은 3mm 미만의 균열로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 보수면 정리단계(S422)와, 탄성퍼터 도포단계(S424), 및 상도 코팅 단계(S426)로 이루어진다.

보수면 정리단계(S422)는 보수부위에 대하여 와이어브러쉬 등의 작업공구를 이용하여 균열부분의 열화된 페인트, 코킹, 또는 방수면 등의 표피를 제거하고, 보수면에 이물질 예컨대, 페인트가루 또는 잔존하는 코킹이나 방수재 등을 제거시킴에 따라 상기 보수면이 평활해지도록 한다.

탄성퍼터 도포단계(S424)는 상기 보수면 정리단계(S422)를 통해 보수면의 정리가 완료되면, 상기 보수면에 형성된 균열에 신장률 및 내구력이 우수한 탄성퍼터를 시공함으로써, 상기 균열에 대한 보수보강 작업을 완료한다. 이 경우, 상기 탄성퍼터에 한정하지 않고, 후술되는 신률, 탄성력 및 인장강도가 우수한 중도용 방수도료를 대체하여 도포한다. 즉, 건물의 위치나, 사용목적 또는 주변환경을 고려하여, 탄성퍼터 또는 중도용 방수도료를 선택적으로 취사선택하여 작업한다.

상도 코팅 단계(S426)는 상기 탄성퍼터 도포단계(S424)를 통해 보수면에 대한 탄성퍼터의 시공이 완료되면, 외부로 노출되는 탄성퍼터가 외부환경 예컨대, 자외선 등에 의한 열화, 및 콘크리트에 이산화탄소가 침투됨을 차단시키도록 일정두께로 상도 코팅을 한다.

상기 상도 코팅은 차열성능과 내후성이 우수한 수용성 우레탄을 주재로 조성된다. 즉, 상기 상도코팅은 차열성능을 보강시키기 위해 수용성 우레탄 주재 100중량부를 기준으로 5 ~ 10중량부의 차열재를 포함한다. 즉, 차열재는 체질안료, 중공 폴리머분말, 유리섬유, 폐타이어 분말 중 선택된 1종 이상이 단독 또는 혼합하여 사용한다.

중균열(S44)은 3 ~ 20mm의 균열로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 보수면정리단계(S441)와, 전처리단계(S442)와, 프라이머 도포단계(S443)와, 멤브레인 포설단계(S444)와, 중도용 방수도료 도포단계(S445), 및 상도코팅단계(S446)로 이루어진다.

보수면정리단계(S441)는 보수부위에 대하여 와이어브러쉬, 디스크샌더, 고압수 등의 작업공구를 이용하여 균열부분의 열화된 페인트, 코킹, 또는 방수면 등의 표피를 제거하고, 보수면에 이물질 예컨대, 페인트가루 또는 잔존하는 코킹이나 방수재 등을 제거시킴에 따라 상기 보수면이 평활해지도록 한다.

전처리단계(S442)는 상기 보수면정리단계(S441)를 통해 보수면의 정리가 완료되면, 보수면의 균열부분에 케미칼 또는 습윤실링제 등을 주입시켜 마감하는 전처리 공정을 수행한다. 물론, 상기 전처리단계(S442)는 균열의 심한정도, 건물의 환경, 또는 작업환경 등을 고려하여 생략할 수 있다. 또한, 상기 전처리단계(S442)는 케미칼 또는 습윤실링제를 대체하여, 후술되는 중도용 방수도료를 균열부위에 충진시켜 사용하면 더욱 좋다.

프라이머 도포단계(S443)는 상기 전처리단계(S442)를 통해 보수면에 대한 전처리 공정이 완료되면, 상기 보수면에 일정두께의 프라이머를 도포한다. 이 경우, 상기 프라이머는 우레탄 프라이머, 아스팔트 프라이머, 에폭시 프라이머, 수용성 에폭시 프라이머, 수성 아크릴 프라이머 중 선택된 1종을 사용한다.

멤브레인 포설단계(S444)는 프라이머 도포단계(S443)를 통해 보수면에 프라이머의 도포가 완료되면, 상기 보수면에 멤브레인을 포설하여 멤브레인층을 형성한다.

상기 멤브레인층(10)은 도 5에 도시된 바와 같이, 부직포, 직포 또는 시트 등으로 형성된다. 물론, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 멤브레인층(10)은 공극, 또는 타공이 형성되어 후술되는 탄성방수재를 도포할 때 함침이 이루어져 부착성이 향상될 수 있는 재질, 재료 또는 구성이면 어느 것이든 적용 가능하다.

이 경우, 상기 부직포는 폴리에스터로 이루어진다. 폴리에스터는 내구성이 강하고, 흡습성이 없는 중합체의 일종이다. 이에 따라, 멤브레인층(10)의 상, 하방 각각에 형성되는 중도용 방수도료층(20) 및 프라이머 사이에서 질김성을 강화시켜 결국, 멤브레인층(10)에 대한 부착성을 더욱 증진시키도록 한다.

또한, 상기 부직포는 부직포의 특성 즉, 서로 뒤 엉키거나 접착하거나 해서 층상화됨에 따른 표면적의 확대로 부착성능을 증진시키도록 한다.

상기 직포는 폴리에스터로 구성될 수 있고, 바람직하게는 탄소섬유로 형성된다. 탄소섬유는 탄성과 강도가 크기 때문에 흔히 철보다 강하고 알루미늄보다 가벼운 특성을 가지며, 원료에 따라 폴리아크릴로니트릴(PAN)계, 피치계, 레이온계로 분류된다.

중도용 방수도료 도포단계(S445)는 상기 멤브레인 포설단계(S444)를 통해 멤브레인층(10)의 형성이 완료되면, 상기 멤브레인층(10) 상에 일정두께로 도포되어, 상기 멤브레인층(10)의 이음부분에 대한 방수성능을 향상함과 함께, 탄성력 강화로 보수면에 작용하는 거동에 대한 효과적인 대응성을 가지도록 한다. 이 경우, 상기 중도용 방수도료(20)는 탄성방수재로 형성된다.

상기 탄성방수재는 보수면에 시공된 멤브레인층(10) 상에 도포되어, 탄성력의 증진에 의해 상기 멤브레인층(10)과의 들뜸, 박리감소, 내구성 및 방수성능을 향상시키도록 하는 기능을 수행한다. 이 경우, 상기 탄성방수재는 멤브레인층(10)에 2 ~ 3회 도포작업을 수행하여, 1차 도포시 상기 멤브레인층(10)에 함침되어 부착성을 강화하고, 2 ~ 3차 도포시 상기 멤브레인층(10)에 도막이 형성됨에 따라 도막방수성을 가지도록 한다. 상기 탄성방수재의 도막두께는 멤브레인층(10) 상에 0.5 ~ 2mm이다.

상기 탄성방수재는 15 ~ 45중량부의 수용성 우레탄-아크릴 에멀젼과, 20 ~ 40중량부의 고무계 라텍스 바인더수지와, 5 ~ 25중량부의 안료와, 0.1 ~ 5중량부의 중공 폴리머분말과, 3 ~ 20중량부의 체질안료와, 0.5 ~ 2중량부의 부착증진제와, 2 ~ 5중량부의 첨가제, 및 3 ~ 10중량부의 물을 포함하여 조성된다.

수용성 우레탄-아크릴 에멀젼은 휘발성 유기 화합물(VOC)을 함유하지 않으므로 유성 고분자에 비하여 작업장 내의 환경적 규제 측면과 작업자의 인체에 무해한 용매로 이루어져 있기 때문에 안전성 및 환경오염을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

상기 수용성 우레탄-아크릴 에멀젼은 우레탄의 특성과 아크릴의 특성을 결합한 하이브리드 에멀젼으로서, 아크릴 에멀젼 수지는 경도, 내후성, 내약품성, pH안정성, 안료 혼화성 등의 물성이 우수하고, 우레탄 수지는 촉감, 내염수성, 신장률, 접착특성, 유연성, 마모성 등의 물성이 우수함에 따라, 이들의 결합에 의해 인장강도, 탄성력 및 안정성을 확보하게 된다. 이 경우, 15중량부 미만이면 요구되는 인장강도 및 탄성력 등을 확보할 수 없고, 45중량부 초과하면 다른 조성물의 함량에 영향을 미침에 따라 탄성력이 저하되는 문제점이 있다.

고무계 라텍스 바인더수지는 성형성 및 끈기 있고 부드러운 질감을 유지시켜, 바탕면에 작용하는 거동에 대한 대응성을 향상시킴으로써, 부착력이 향상되도록 한다. 상기 고무계 라텍스 바인더수지는 천연고무 라텍스, 클로로프렌고무 라텍스, EVA 라텍스 중 선택된 1종을 단독 또는 혼합하여 사용한다. 또한, 상기 고무계 라텍스 바인더수지는 10℃ ~ 15℃의 범위에서 유리전이 온도를 가지는 것으로써, 저온에서 우수한 신장률을 갖도록 함이 바람직하다. 이 경우, 20중량부 미만이면 수용성 우레탄-아크릴 에멀젼과 함께 탄성력을 향상시키는 기능을 보장할 수 없고, 40중량부를 초과하면 고점성에 의해 교반성능이 저하됨에 따라 균일한 조성물을 얻을 수 없다는 문제점이 있다.

안료는 물이나 대부분의 유기 용제에 녹지 않고 다른 물질에 색깔을 내게하는 미세분말로서, 작업환경, 사용목적 또는 사용자가 요구하는 색깔을 얻을 수 있도록 한다. 이 경우, 5중량부 미만이면 요구되는 색깔을 얻을 수 없고, 25중량부 초과하면 다른 조성물의 조성비율에 영향을 미치게 됨에 따라 요구되는 인장강도 또는 탄성력을 얻을 수 없다는 문제점이 있다.

중공 폴리머분말은 아크릴 폴리머로 구성되고, 중앙에 공기가 채워지는 중공구 형상으로 이루어짐에 따라 수용성 우레탄-아크릴 에멀젼 수지와의 친화력으로 부착성을 가지면서 단열성을 향상시킴으로써, 내, 외적 열적현상에 대한 대응성으로 들뜸, 박리 등을 방지하는 기능을 수행한다. 또한, 상기 중공 폴리머분말은 50 ~ 200㎛의 크기로 형성됨으로써, 분산성을 가지도록 한다. 예컨대, 50㎛ 미만이면 조밀한 크기로 인해 단열성을 발휘할 수 없고, 200㎛ 초과하면 조성물 간의 교반성을 간섭하게 되는 문제점이 있다. 이 경우, 상기 중공 폴리머 분말은 0.1중량부 미만이면 요구되는 단열성을 얻을 수 없고, 5중량부 초과하면 단열성이 향상되나, 다른 조성물의 함량에 영향을 미칠뿐만 아니라 교반성을 저하시키는 문제점이 있다.

체질안료는 투명성 백색안료로서, 공기 중에서 백색이지만 굴절률이 적음에 따라 차열성능을 얻을 수 있다. 이러한 체질안료는 황산바륨(BaSO₄)을 주성분으로 하여 중정석을 분쇄하여 제조되거나, 중정석에 황산을 가하여 생기는 침전물인 침강성황산바륨, 탄산칼슘(CaCO₃), 생석회에 물을 가하고 탄산가스를 통하여 침전된 침강성 탄산칼슘, 규산소다 수용액에 산을 가하여 침전시킨 것으로 입자크기가 0.01㎛의 미세한 실리카 백(silica white) 등이다. 이 경우, 3중량부 미만이면 단열성능을 얻을 수 없고, 20중량부 초과하면 다른 조성물의 함량에 영향을 미치게 된다.

부착증진제는 부착력을 증진시키는 기능을 수행한다. 또한, 상기 부착증진제는 아크릴 실란, 에폭시실란, 또는 아미노 실란 중 선택된 1종 이상을 단독 또는 혼합하여 사용한다. 이 경우, 0.5중량부 미만이면 요구되는 부착성을 확보할 수 없고, 2중량부 초과하면 부착성이 향상되나 점성에 의한 교반성이 저하되는 문제점이 있다.

첨가제는 탄성방수재의 원활한 교반 및 분산 등이 이루어지도록 하는 기능을 수행한다. 상기 첨가제는 분산제와, 조막제와, 동결방지제와, 소포제 및 증점제를 포함한다. 이 경우, 2중량부 미만이면 요구되는 성능이 발휘되지 못하고, 5중량부 초과하면 다른 조성물의 함량에 영향을 미치게 되는 문제점이 있다.

또한, 상기 첨가제는, 0.3 ~ 1중량부의 분산제와, 0.5 ~2중량부의 조막제와, 0.5 ~ 2중량부의 동결방지제와, 0 ~ 0.2 중량부의 소포제, 및 0.3 ~ 1중량부의 증점제로 조성되어, 2 ~ 5중량부의 첨가제에 맞춰 적정 혼합하여 사용한다.

상기와 같이 조성되는 탄성방수재에 대한 실시예 1 내지 4로 구분하여, 아래의 표와 같이 조성하였다.

위와 같이, 실시예 1 내지 4의 탄성방수재를 도막두께 1mm로 도포한 후 인장강도, 신장률, 인열강도, 부착강도를 평가하였고, 이에 대한 결과표는 아래와 같다.

위의 결과표를 확인한 바와 같이, 수용성 우레탄-아크릴 에멀젼 수지와, 고무계 라텍스 바인더수지와, 물 및 부착증진제 등의 함량에 따라 인장강도, 신장률, 인열강도 및 부착강도에 차이를 가짐을 알 수 있고, 이를 종합해보면, 실시예 4의 경우가 우수함을 알 수 있다.

상도코팅단계(S446)는 상기 중도용 방수도료 도포단계(S445)를 통해 일정두께의 중도용 방수도료의 도포가 완료되면, 상기 중도용 방수도료층(20) 상에 일정두께의 상도 코팅을 수행하여 상도코팅층(30)을 형성한다. 이 경우, 상도코팅은 상술한 소균열에서 제시한 상도코팅과 동일함에 따라 여기에서 상세한 설명은 생략한다.

심한균열(S46)은 중균열의 이상 예컨대, 20mm 이상이면서 콘크리트 속에 묻혀있는 철근의 노출 또는 상기 철근의 노출이 우려되는 심각한 상황일 경우로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 보수면 정리단계(S461)와, 방청제 도포단계(S462)와, 몰탈 보강단계(S463)와, 프라이머 도포단계(S464)와, 멤브레인 포설단계(S465)와, 중도용 방수도료 도포단계(S466), 및 상도 코팅 단계(S467)로 이루어진다.

보수면 정리단계(S461)는 표면마감이나, 들뜬부위(속이 비어 있는 곳 등), 철근부식으로 인한 들뜸, 박리 등을 샌드 또는 쇼트브라스트, 고압수 등을 이용하여 완전하게 제거함에 따라 철근이 노출되도록 한다. 아울러, 상기 노출된 철근에서 녹이 든 부분을 깨끗하게 제거되도록 하여, 보수면 주변을 정리한다.

방청제 도포단계(S462)는 보수면 정리단계(S461)를 통해 철근에 대한 녹 제거 및 보수면에 대한 정리가 완료되면, 녹이 제거된 철근의 표면에 광명단 또는 방청제를 도포한다.

몰탈 보강단계(S463)는 방청제 도포단계(S462)를 통해 노출된 철근에 대한 방청제의 도포가 완료되면, 무수축 레미탈 또는 폴리머시멘트 몰탈 등을 이용하여 보강처리함에 따라 평활한 보수면이 형성되도록 한다.

프라이머 도포단계(S464)는 상기 몰탈 보강단계(S463)를 통해 보수면이 형성되면, 상기 보수면에 일정두께의 프라이머를 도포한다. 이 경우, 상기 프라이머는 우레탄 프라이머, 아스팔트 프라이머, 에폭시 프라이머, 수용성 에폭시 프라이머, 수성 아크릴 프라이머 중 선택된 1종을 사용한다.

멤브레인 포설단계(S465)는 프라이머 도포단계(S464)를 통해 보수면에 프라이머의 도포가 완료되면, 상기 보수면에 멤브레인을 포설한다. 이 경우, 상기 멤브레인은 상술한 중균열에서 제시하는 멤브레인과 동일함으로써, 여기에서 상세한 설명을 생략한다.

중도용 방수도료 도포단계(S466)는 상기 멤브레인 포설단계(S465)를 통해 멤브레인의 포설이 완료되면, 상기 멤브레인층 상에 일정두께로 도포되어, 상기 멤브레인층의 이음부분에 대한 방수성능을 향상함과 함께, 탄성력 강화로 보수면에 작용하는 거동에 대한 효과적인 대응성을 가지도록 한다. 이 경우, 상기 중도용 방수도료는 상술한 중균열에서 제시하는 중도용 방수도료와 동일함으로써, 여기에서 상세한 설명을 생략한다.

상도코팅단계(S467)는 상기 중도용 방수도료 도포단계(S466)를 통해 일정두께의 중도용 방수도료의 도포가 완료되면, 상기 중도용 방수도료 상에 일정두께의 상도 코팅을 수행한다. 이 경우, 상도코팅은 상술한 소균열에서 제시한 상도코팅과 동일함에 따라 여기에서 상세한 설명은 생략한다.

한편, 중도용 방수도료 및 상도코팅을 통해 도시열섬현상 및 기후위기대응을 위한 차열방수공법 개발로 세계적인 이슈가 되고 있는 ESG경영에 부응하며 탄소중립에 기여하는 방수공법을 시행하였다.

이에 따라, 급격한 개발과 도시화에 따른 이산화탄소 배출 증가와 기온상승 및 열섬현상 빈도 증가는 여름철 냉방에너지 사용량 급증과 무서운 속도로 변화는 기후에 지구온난화를 막아야 한다는 위기감이 커지고 있고, 도시열섬현상 및 기후위기대응을 위한 열제어 도료기술 즉, 중도용 방수도료인 탄성방수재 및 상도코팅을 활용하여 건축물 외벽 등에 도장하여 태양에서 발산하는 적외선을 효과적으로 반사할 뿐만 아니라 열의 내부전달을 차단하여 건축물의 온도상승을 억제하는 고기능성 도료로서, 적외선 반사기능 소재응용기술, 고내구성, 내오염성 도료 설계기술, 건축 구조체 적용 차열성능 평가분석 등의 고내구성 차열도료 설계기술은 건축물의 냉방에너지 저감 효과를 발휘하고, 최종적으로 지구온난화에 기인한 기온상승 및 도시의 열섬현상 등의 기후변화에 효과적으로 대응하게 된다.

또한, 건축물 옥상 및 외벽에 시공하여 태양광선에서 발산하는 적외선을 효과적으로 반사할 뿐만 아니라 열이 내부로 전달되어 건축물 내부 온도 상승을 억제하는 도료에 의해 실내온도 2.5℃ 저감, 냉방에너지 10.2% 저감 등의 효과를 통하여 지구 온난화 등의 기후변화에 대응하여 도시 열섬현상을 저감하는 효과가 장기간 유지되는 탄소중립 실현 및 기후변화대응 효과를 얻게된다.

또한, 차열성능의 기준을 충족하며 친환경화 및 내구성을 확보한 수용성의 상도코팅과 저온안정성이 우수한 KS F 3211 아크릴고무계 기준을 충족하는 중도용 방수도료는 실내온도 및 냉방에너지 저감에도 기여하였으며 방수성능의 고내구성화 및 차열성능을 유지할 수 있는 물성의 개선효과로 장기간 성능이 유지되어 건축물 및 시설물 냉방에너지 절감 및 방수효과에 따른 도시 탄소중립 실현 및 기후변화대응에 있어 온도 저감 효과가 크고, 고내구성의 방수공법으로 콘크리트의 중성화 방지효과에 따른 건축물의 장수영화에 기여한다.

이상에서 설명한 것은 건물의 외벽에 대한 보수보강 및 방수공법을 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니한다. 본 발명에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변경실시가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

10: 멤브레인층 20: 중도용 방수도료층
30: 상도코팅층

Claims (5)

1. 열화가 진행된 건물의 외벽에 대하여 보수 및 보강하고자 하는 부위의 범위 및 균열상태를 선정하는 보수부위 선정단계와;
   상기 보수부위 선정단계를 통해 선정이 완료되면, 보수작업이 가능한 작업환경이 조성되었는지를 확인하는 보수환경 확인단계와;
   상기 보수환경 확인단계를 통해 보수작업이 가능한 환경조건이라면, 보수부위의 위치 또는 작업환경에 맞춰 설치물을 설치하여 안전한 작업환경이 조성되도록 하는 보수용 설치물 설치단계; 및
   상기 보수용 설치물 설치단계를 통해 설치물의 설치에 의해 안전한 작업환경의 조성이 완료되면, 보수부위에 대한 보수보강 및 방수성을 가지도록 하는 보수보강단계를 포함하고;
   상기 보수보강단계는 보수면의 균열상태에 따라 소균열과, 중균열, 및 심한균열로 분류하며;
   상기 소균열은 3mm 미만이고, 중균열은 3 ~ 20mm 이며, 심한균열은 20mm 초고하거나 철근이 노출 또는 노출이 의심되는 상태이고;
   상기 심한균열은, 보수면을 정리하고, 철근에서 녹을 제거하는 보수면 정리단계와;
   상기 보수면 정리단계를 통해 철근에 대한 녹 제거가 완료되면, 상기 철근에 방청제를 도포하는 방청제 도포단계와;
   상기 방청제 도포단계를 통해 철근에 방청제의 도포가 완료되면, 몰탈을 보강시켜 평활한 보수면이 형성되도록 하는 몰탈 보강단계와;
   상기 몰탈 보강단계를 통해 평활한 보수면이 형성되면, 상기 보수면에 일정두께의 프라이머를 도포하는 프라이머 도포단계와;
   상기 프라이머 도포단계를 통해 일정두께의 프라이머 도포가 완료되면, 부직포 또는 직포로 이루어지는 멤브레인을 포설하여 멤브레인층을 형성하는 멤브레인 포설단계와;
   상기 멤브레인 포설단계를 통해 멤브레인의 포설이 완료되면, 멤브레인층 상이 탄성방수재로 이루어지는 중도용 방수도료를 일정두께 도포하는 중도용 방수도료 도포단계; 및
   상기 중도용 방수도료 도포단계를 통해 일정두께의 중도용 방수도료의 도포가 완료되면, 자외선에 대한 저항성을 가지도록 일정두께의 상도를 코팅하는 상도코팅단계;
   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건물의 외벽에 대한 보수보강 및 방수공법.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 소균열은,
   보수면을 정리하는 보수면 정리단계와;
   상기 보수면 정리단계를 통해 보수면의 정리가 완료되면, 상기 보수면에 탄성퍼터 또는 중도용 방수도료를 일정두께 도포하는 탄성퍼터 도포단계; 및
   상기 탄성퍼터 도포단계를 통해 보수면에 탄성퍼터 또는 중도용 방수도료의 일정두께 도포가 완료되면, 자외선에 대한 저항성을 가지도록 일정두께의 상도를 코팅하는 상도코팅단계;
   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건물의 외벽에 대한 보수보강 및 방수공법.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 중균열은,
   보수면을 정리하는 보수면 정리단계와;
   상기 보수면 정리단계를 통해 보수면의 정리가 완료되면, 균열부분에 대한 전처리 작업을 수행하는 전처리 단계와;
   상기 전처리 단계를 통해 전처리 작업이 완료되면, 일정두께의 프라이머를 도포하는 프라이머 도포단계와;
   상기 프라이머 도포단계를 통해 일정두께의 프라이머 도포가 완료되면, 멤브레인을 포설하여 멤브레인층이 형성되도록 하는 멤브레인 포설단계와;
   상기 멤브레인 포설단계를 통해 멤브레인의 포설이 완료되면, 멤브레인층 상에 탄성방수재로 이루어지는 중도용 방수도료를 일정두께 도포하는 중도용 방수도료 도포단계; 및
   상기 중도용 방수도료 도포단계를 통해 일정두께의 중도용 방수도료의 도포가 완료되면, 자외선에 대한 저항성을 가지도록 일정두께의 상도를 코팅하는 상도코팅단계;
   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건물의 외벽에 대한 보수보강 및 방수공법.
   
4. 삭제
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 중도용 방수도료는 15 ~ 45중량부의 수용성 우레탄-아크릴 에멀젼과;
   20 ~ 40중량부의 고무계 라텍스 바인더수지와;
   5 ~ 25중량부의 안료와;
   0.1 ~ 5중량부의 중공 폴리머분말과;
   3 ~ 20중량부의 체질안료와;
   0.5 ~ 2중량부의 부착증진제와;
   2 ~ 5중량부의 첨가제; 및
   3 ~ 10중량부의 물;
   로 조성되는 것을 특징으로 하는 건물의 외벽에 대한 보수보강 및 방수공법.

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