KR102506414B1 - Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재 및 이를 사용한 이중복합 방수공법 - Google Patents
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/65—Additives macromolecular
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- C09D7/40—Additives
- C09D7/70—Additives characterised by shape, e.g. fibres, flakes or microspheres
Abstract
본 발명은, 아스팔트 20~50 중량%, 무기첨가제 10~50 중량%, 용제 10~32 중량%, 프로세스오일 5~15 중량%, 고무수지 1~18 중량%, 표면건조 조절제 1~1.5 중량%, 유화제 0.5~5 중량% 및 보강섬유 0.1~4 중량%를 포함하는, Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재 및 이를 사용한 방수 시공방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 아스팔트 도막방수재 및 이를 사용한 이중복합 방수공법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 누유 방지 특성을 갖는 Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재 및 이를 사용한 이중복합 방수공법에 관한 것이다.
일반적으로 아스팔트 매스틱계 도막재는 콘크리트 바탕면에 도막 도포 후, 도막층 보호 및 방수성 향상을 위해 시트 방수재를 적층하여 포설하는 복합 형태로 시공된다. 이때 복합방수층의 하부에 적용된 아스팔트 매스틱계 도막재는 유동성이 있기 때문에 구조물 바탕 균열 발생 시 균열 거동에 따른 추종성을 발현하여 상부 시트 방수재의 파단을 방지할 수 있고, 시트 방수재의 파단이나 구조물의 균열이 발생하더라도 아스팔트 매스틱계 도막재가 파단부나 균열부를 유동적으로 충진하므로 자가치유를 통한 누수방지 효과를 얻을 수 있어 매우 혁신적인 공법으로 인식되어 왔다.
또한, 이러한 복합방수공법은 소재의 유동 특성을 그대로 활용함으로써, 아스팔트 매스틱계 도막재 도포 후 별도의 경화 시간없이 즉시 시트 방수재를 포설하는 도막과 시트의 동시 시공방식이 적용될 수 있어 공기단축에도 효과적인 공법이라 할 수 있다.
아스팔트 매스틱계 도막재의 유동성은 자가 치유 기능을 갖는 장점이 있으나, 이는 적정 균열 환경에서 효과적이며, 균열이 크게 형성되는 경우에는 유체가 중력방향으로 흐르는 성질로 인해 아스팔트 매스틱계 도막재가 유출, 유실되는 문제가 발생한다.
특히, 최근 대형 건축물이나 고층 건축물이 증가함에 따라 Half PC, PC공법, 무량판 구조 등의 다양한 시공기술이 도입되었는데, 이러한 시공기술은 구조물 간 조인트부가 크게 형성되고, 거동이나 진동이 큰 환경이 조성되는 특징이 있어, 아스팔트 매스틱계 도막재가 균열이나 조인트간 공간을 충진한 뒤에도 계속해서 유동하여 균열이나 빈 공간을 관통함으로써 도막재가 하부로 유출 및 유실되는 문제가 발생하게 되는데, 이러한 형태의 문제는 기존에는 발견되지 않았던 새로운 형태의 문제로 누유(漏油)라 칭하고 있다.
이와 같은 누유 발생에 따라 방수층의 단면 손실, 방수재의 성분 변화로 인한 기본 물성 및 수밀성 저하, 용제에 포함된 휘발성유기화합물(Volatile organic compound; VOC)의 방출과 같은 문제가 발생하고, 이러한 문제는 사회적 문제로도 이슈화되고 있어, 이를 대체하거나 개선할 수 있는 대안의 마련이 요구되고 있다.
본 발명에서는 누유 현상을 방지할 수 있는 Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재 및 이를 사용한 이중복합 방수공법을 제공하고자 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 아스팔트 20~50 중량%, 무기첨가제 10~50 중량%, 용제 10~32 중량%, 프로세스오일 5~15 중량%, 고무수지 1~18 중량%, 표면건조 조절제 1~1.5 중량%, 유화제 0.5~5 중량% 및 보강섬유 0.1~4 중량%를 포함하는, Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재에 관한 것이다.
상기 무기첨가제는 탄산칼슘, 탈크, 규산석회, 해포석 및 벤토나이트 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 용제는 물 및 디메틸카보네이트를 포함할 수 있다.
상기 표면건조 조절제로 에틸렌 비스 스테라아마이드가 사용될 수 있다.
상기 유화제의 HLB(Hydrophile-lipophile balance)값은 3~6일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태로, 이러한 Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재를 사용한 이중복합 방수공법을 들 수 있으며, 방수 시공이 이루어질 바탕면을 평탄화하는 전처리 단계; 전처리 단계를 거친 바탕면에 프라이머를 시공하는 프라이머 시공 단계; 프라이머 상에 상기 Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재를 시공하는 도막방수재 시공 단계; 및 상기 도막방수재 상에 방수시트를 부착하는 방수시트 부착 단계;를 포함한다.
상기 방수시트는 아스팔트 컴파운드층; 상기 아스팔트 컴파운드층의 일면에 형성되는 보호필름층; 및 상기 아스팔트 컴파운드층의 타면에 형성되는 부직포층;을 포함할 수 있다.
본 발명의 Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재는 시공 후 표면이 빠르게 건조 및 경화되고, 내부는 미경화되어 유동성이 남아있는 특징이 있으므로, 자가 치유 특성이 있고, 균열이나 조인트부의 이격 부위에 용이하게 침투하여 방수 성능을 제공할 수 있으며, 표면의 신속한 건조 및 경화로 인해 누유가 방지되는 장점이 있다.
도 1은 실험예 3의 실험 결과를 도시한 사진이다.
도 2는 실험예 4의 실험 결과를 정리한 도면이다.
도 3은 실험예 5의 실험 결과를 정리한 도면이다.
도 2는 실험예 4의 실험 결과를 정리한 도면이다.
도 3은 실험예 5의 실험 결과를 정리한 도면이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 상세히 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 밝혀둔다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서 전체에서, 특정 물질의 농도를 나타내기 위하여 사용되는 "%"는 별도의 언급이 없는 경우, 고체/고체는 (중량/중량)%, 고체/액체는 (중량/부피)%, 그리고 액체/액체는 (부피/부피)% 를 의미한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예를 살펴본다. 그러나 본 발명의 범주가 이하의 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당업자라면 본 발명의 권리범위 내에서 본 명세서에 기재된 내용의 여러 가지 변형된 형태를 실시할 수 있다.
본 발명은 누유 방지 특성을 갖는 Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재 및 이를 사용한 이중복합 방수공법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재는 시공 후 표면이 빠르게 건조되어 경화막을 형성하는 동시에 내부는 유동성이 유지되는 특징을 갖는다. 이러한 유동 특성으로 인해 도막방수재가 건축물의 균열이나 조인트부에 침투하고, 표면부는 빠르게 건조 및 경화되어 균열, 조인트부의 누수나 수분 침투를 방지하는 방수 기능을 제공할 수 있고, 동시에 표면 건조 특성으로 인해 누유가 방지될 수 있다.
일 예로, 도막방수재가 지하주차장 천장에 시공되는 경우에는 도막방수재의 유동성으로 인해 도막방수재가 균열이나 조인트 이격 영역으로 침투하여 해당 부분에서의 누수 방지 및 방수 성능을 발현하고, 동시에 균열이나 이격영역에 침투한 도막방수재의 표면이 빠르게 건조 및 경화되므로 추가적인 하부로의 누유가 방지될 수 있다.
뿐만 아니라, 재료의 유화 상태가 장기간 안정적으로 유지되므로 재료분리 및 이에 따른 방수 성능 및 물리적 성능 저하가 방지될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재는 아스팔트 20~50 중량%, 무기첨가제 10~50 중량%, 용제 10~32 중량%, 프로세스오일 5~15 중량%, 고무수지 1~18 중량%, 표면건조 조절제 1~1.5 중량%, 유화제 0.5~5 중량% 및 보강섬유 0.1~4 중량%를 포함한다.
이러한 조성을 갖는 도막방수재는 유중수적형(water in oil) 형태의 역마이셀 분자 구조로 설계되어, 외부 수분환경과 접촉하여도 재료가 용해되지 않기 때문에 구조 안정성, 저장안정성 및 내구성이 우수한 장점이 있다.
상기 아스팔트는 기본적인 접착, 방수 및 방청 성능을 부여하기 위해 첨가되는 것으로, 본 발명의 도막방수재 내에 20~50 중량%로 포함될 수 있다. 아스팔트의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 접착, 방수 및 방청 성능이 미미하고, 상기 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 저온 취성 증가, 내열성 및 유화 불량 등의 문제가 발생하므로 상술한 중량 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.
이러한 아스팔트로는 스트레이트 아스팔트, 블로운 아스팔트 및 컷백 아스팔트 중 적어도 어느 하나 이상이 포함될 수 있다. 바람직하게는 본 발명의 도막방수재에 포함되는 아스팔트로 스트레이트 아스팔트와 블로운 아스팔트의 혼합물이 사용될 수 있는데, 이 경우, 스트레이트 아스팔트에 의한 높은 접착성과 신장성을 확보하고 및 블로운 아스팔트에 의한 온도 저항성 및 내후성을 확보할 수 있기 때문이다. 이와 같이 스트레이트 아스팔트와 블로운 아스팔트가 모두 사용되는 경우에는, 스트레이트 아스팔트와 블로운 아스팔트가 1:0.1~0.4의 중량비로 사용되는 것이 바람직하다.
상기 무기첨가제는 도막방수재의 경도 향상, 흐름안정성 확보, 내열성 향상, 유-무기 물질 사이의 결합성 증진 등을 위해 첨가되는 물질로, 도막방수재 내에 10~50 중량%로 포함될 수 있으며, 무기첨가제의 함량이 상기 범위 내에서 포함될 때 물리적 특성이 저하되거나 작업성이 불량해지는 등의 문제없이 양호한 물성의 도막방수재를 얻을 수 있으므로, 상술한 중량 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.
상기 무기첨가제는 탄산칼슘, 탈크, 규산석회, 해포석 및 벤토나이트 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 탄산칼슘, 규산석회 및 벤토나이트를 포함할 수 있다. 바람직한 경우, 도막방수재 내에 무기첨가제로 탄산칼슘 8~40 중량%, 규산석회 1.5~8 중량% 및 벤토나이트 0.5~2 중량%가 포함될 수 있다.
탄산칼슘은 경도 향상, 흐름안정성을 향상시킬 수 있고, 규산석회는 내열성을 향상시키며, 벤토나이트는 재료 분리를 방지하고, 저장안정성을 향상시킬 수 있다.
상기 용제는 도막방수재에 포함되는 성분들을 균일하게 분산시키고, 흐름성 향상과 이에 따른 작업성 개선을 위해 첨가되는 성분이다. 이러한 용제로 바람직하게는 물 및 디메틸카보네이트가 사용될 수 있다. 물은 수성 성분을 용해시키기 위해 사용되고, 디메틸카보네이트는 유성 성분을 용해시키기 위해 사용되며, 이 두 용제는 유화제에 의해 유중수적형의 역마이셀 구조를 갖는 에멀젼을 형성할 수 있다.
용제는 도막방수재 내에 10~32 중량%로 포함될 수 있으며, 상기 중량 범위 미만으로 포함되는 경우에는 분산성 확보, 흐름성 및 작업성 향상 효과를 얻지 못하여 도막방수재의 물성 및 작업성이 불량해지는 문제가 발생할 수 있고, 상기 중량 범위를 초과하여 포함되는 경우에는 과도한 흐름성 향상에 의해 재료분리 현상이 발생하거나, 도막방수재 시공시 원하는 두께나 형태로 형성하지 못하고 흘러내리는 등의 문제가 발생할 수 있으므로 상술한 중량 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.
일반적으로 각종 도막재는 인체 및 환경에 유해한 휘발성유기화합물(Volatile organic compound; VOC)을 방출하는 유기용제를 포함하기 때문에 비친환경적인 물질로 알려져 있다. 그러나, 본 발명에서는 용제로 물과 디메틸카보네이트를 사용하는데, 디메틸카보네이트는 환경부에서 고시한 휘발성유기화합물(Volatile organic compound; VOC) 규제 면제 물질로, 휘발성유기화합물 방출량이 매우 적어서 친환경적이므로, 본 발명의 도막방수재는 친환경적 특성을 갖는다고 할 수 있다.
이와 같이 용제로 물 및 디메틸카보네이트가 함께 사용되는 경우에, 이들은 도막방수재 내에 물 6~20 중량% 및 디메틸카보네이트 4~12 중량%로 포함될 수 있다.
상기 프로세스오일은 유동성 및 저온 특성 향상을 위해 포함되는 것으로써, 아로마계 오일, 나프텐계 오일 및 파라핀계 오일으로 이루어진 군 중에서 적어도 어느 하나 이상이 포함될 수 있다. 특히, 신재 프로세스 오일이 사용될 수도 있지만 폐오일을 수거하여 재가공된 정제유를 사용할 수도 있다.
프로세스 오일은 도막방수재 내에 5~15 중량%로 포함될 수 있으며, 상기 중량 범위 미만으로 포함되는 경우에는 유동성, 저온 특성 향상 효과가 미미하고, 15 중량%를 초과하여 포함되는 경우에는 과도한 유동성 향상에 의해 원하는 두께의 도막을 형성하기 곤란하고, 건조 경화성이 저하될 수 있으므로 상술한 중량 범위로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 고무수지는 인장 특성을 바탕으로 도막방수재에 탄성을 부여하고 내열성을 향상시키기 위해 첨가되는 것으로, 도막방수재 내에 1~18 중량%로 포함될 수 있으며, 상기 중량 범위 미만으로 포함되는 경우에는 상술한 효과를 얻기 곤란하고, 상기 중량 범위를 초과하여 포함되는 경우에는 내구성 저하, 과도한 점도 증가에 의한 작업성 불량의 문제가 있으므로, 상술한 중량 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.
이러한 고무수지로 신재고무 및 재생고무 중 적어도 어느 하나 이상이 포함될 수 있으며, 신재고무를 사용하는 경우에는 고무수지에 의한 성능 확보가 우수하고, 재생고무를 사용하는 경우에는 상대적으로 성능은 저하되나 재생수지를 사용함에 따른 환경적 이점이 있으므로, 재생고무를 사용하는 경우에는 신재고무와 재생고무를 1:1~5의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 고무수지로 이러한 중량비를 갖는 신재고무와 재생고무의 혼합물을 사용하는 경우에는 신재고무 단독으로 사용하는 것과 유사한 성능이 확보되면서 재생고무에 의한 환경적 이점을 취할 수 있으므로, 상술한 중량범위로 혼합된 고무 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.
신재고무로는 SBS(Styrene butadiene styrene), STE(Styrenic thermoplastin Elastomer) SIS(Isoprene styrene polymer), SBR(Styrene butadiene Rubber), NBR(Acrylonitrile butadiene rubber), 스티렌, 부타디엔 및 라텍스 중 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있고, 재생고무로는 폐타이어분말, 재생 EPDM 분말 및 재생 NBR 분말 중 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
상기 표면건조 조절제로는 에틸렌 비스 스테아라마이드(Ethylene bis-stearamide)가 사용될 수 있는데, 본 발명의 도막방수재 시공 후 도막방수재 표면이 빠르게 건조되어 경화막을 형성할 수 있도록 도막방수재의 표면 특성을 부여하는 성분이다. 이러한 특성에 따라 본 발명의 도막방수재가 표면은 건조 및 경화되고 내부는 미경화된 Half-dry 타입으로 형성되어 누유 방지 기능을 수행할 수 있다.
상기 표면건조 조절제는 도막방수재 내에 1~1.5 중량%로 포함될 수 있으며, 상기 중량 범위 미만으로 포함되는 경우에는 누유 방지 성능이 불량하고, 상기 중량 범위를 초과하여 포함되는 경우에는 표면 경화 촉진으로 인한 시공성, 작업성 저하와 과도한 경화층 형성으로 인한 유동성 저하, 이에 따른 내피로 대응성 저하 문제를 야기시킬 수 있고, 제조 공정 측면에서는 아스팔트와의 용해성, 상용성이 저되며 경제성이 결여되는 문제가 발생할 수 있으므로, 상술한 중량 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.
상기 유화제는 물, 아스팔트 및 디메틸카보네이트의 계면활성제로 사용되어, 유중수적형의 역마이셀 분자 구조를 형성시켜 서로 균일하게 혼합되도록 하기 위해 첨가되는 물질로, 도막방수재 내에 0.5~5 중량%로 포함될 수 있으며, 상술한 중량 범위를 벗어나는 범위로 포함되는 경우에는 유화 효과가 미미하거나, 도막방수재의 물성이 저하되거나, 재료의 안정성이 불량해지는 등의 문제가 발생할 수 있으므로 상술한 중량 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.
상기 유화제로는 HLB(Hydrophile-lipophile balance)값이 3~6인 유화제가 사용될 수 있으며, 유화제의 HLB 값이 상기 범위 내일 때 역마이셀 구조의 에멀젼이 형성되어 도막방수재가 수분에 의해 용해되거나, 건조성이 불량해지거나, 재료가 분리되거나, 저장안정성이 불량해지는 등의 문제를 방지할 수 있다.
이러한 유화제로 예를 들어, 솔비탄 지방산 에스테르, 로진, 포타슘염 등이 사용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 보강섬유는 도막방수재의 흐름안정성을 개선시키고 인장강도를 향상시키기 위해 첨가되는 성분으로, 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유, 폴리에스테르섬유, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 섬유 및 종이섬유 중 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있으나, 특별히 이들로 제한되는 것은 아니다.
보강섬유는 도막방수재 내에 0.1~4 중량%로 포함될 수 있으며, 상기 중량 범위 미만으로 포함되는 경우에는 흐름안정성 개선 효과나 인장강도 향상 효과가 미미하고, 상기 중량 범위를 초과하여 포함되는 경우에는 도막방수재의 점착성 저하, 흐름안정성 저하 및 과도한 경도 증가 등의 문제가 발생할 수 있으므로, 상술한 중량 범위 내에서 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명은 Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재의 제조방법을 포함한다. 본 실시예의 제조방법에 따라 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재가 제조될 수 있으므로, 중복되는 설명은 생략한다.
본 실시예에 따른 도막방수재의 제조방법은, 아스팔트, 프로세스오일 및 표면건조 조절제를 혼합하여 제1 혼합물을 준비하는 제1 단계; 상기 제1 혼합물과 무기첨가제, 보강섬유, 재생고무 및 유화제를 혼합하여 제2 혼합물을 준비하는 제2 단계; 및 상기 제2 혼합물과 용제 및 신재고무를 혼합하여 도막방수재를 제조하는 제3 단계;를 포함한다.
상기 제1 단계는 먼저 아스팔트에 유동성을 부여하는 단계로, 아스팔트, 프로세스오일 및 표면건조 조절제를 혼합하고 130~180℃에서 10분 내지 2시간 동안 교반하는 단계일 수 있다. 이 단계를 거쳐 제1 혼합물이 제조될 수 있다.
이 단계에서 보다 용이하고 균일한 혼합을 위해 일차적으로 아스팔트와 프로세스오일을 혼합하고 상기 온도 조건에서 5분 내지 1시간 동안 교반하고, 이차적으로 여기에 표면건조 조절제를 혼입하고 동일한 온도 조건에서 5분 내지 1시간 동안 교반하는 다단계 혼합 방식이 적용될 수 있다.
상기 제2 단계는 제1 단계를 거쳐 얻어진 제1 혼합물에 무기첨가제, 보강섬유, 재생고무 및 유화제를 혼합하여 제2 혼합물을 준비하는 단계이다.
구체적으로 이 단계는, 제1 혼합물에 무기첨가제, 보강섬유, 재생고무 및 유화제를 혼합하고 30분 내지 3시간 동안 교반하여 균일한 혼합물을 형성하는 단계로, 혼합을 위한 교반시 온도는 100~160℃로 유지되는 것이 바람직한데, 앞서 제1 혼합물이 이미 가열된 상태로 준비되므로 별도의 가열 없이 교반이 진행될 수 있다.
다음으로, 제2 혼합물에 용제와 신재고무를 혼합하여 흐름성을 확보하고 물성을 향상시키기 위한 제3 단계가 수행된다. 이 단계는 제2 단계에서의 혼합이 완료된 후 온도가 100℃ 미만으로 떨어졌을 때 수행될 수 있으며, 이 단계를 수행하는 도중 자연냉각이 동시에 수행될 수 있다. 즉, 별도의 가온 없이 약 100℃의 온도를 갖는 제2 혼합물에 용제 및 신재고무를 투입하고 교반하면서 자연스럽게 냉각이 이루어질 수 있다.
제3 단계에서, 안정적인 유화를 위해 제2 혼합물에 용제인 물을 먼저 투입하고 교반하여 유화시킨 후 추가적으로 디메틸카보네이트와 신재고무를 투입하여 교반하는 다단계 혼합 방식이 적용될 수 있다. 이 단계에서 이와 같이 다단계 혼합을 수행하지 않으면 유화가 불균일하고 불안정하게 진행되어 재료 분리, 저장안정성 저하 등과 같은 문제가 발생하므로 이와 같이 다단계 혼합 방식을 적용하여 각 성분들을 혼합하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 제2 혼합물에 용제인 물을 투입하고 10분 내지 1시간 동안 교반하여 일차적으로 유화시킨 후, 온도가 85℃ 미만으로 내려갔을 때 디메틸 카보네이트와 신재고무를 투입하고 5분 내지 30분 동안 교반하는 방식으로 혼합이 수행될 수 있다.
이와 같은 단계를 통해 아스팔트 20~50 중량%, 무기첨가제 10~50 중량%, 용제 10~32 중량%, 프로세스오일 5~15 중량%, 고무수지 1~18 중량%, 표면건조 조절제 1~1.5 중량%, 유화제 0.5~5 중량% 및 보강섬유 0.1~4 중량%를 포함하는 Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재가 제조될 수 있다.
상기 Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재는 시공 후 표면이 빠르게 건조되어 경화막을 형성하고, 내부는 미경화되어 유동성이 있는 상태로 유지되는 특징이 있다. 따라서, 방수 시공이 이루어진 건축물의 조인트나 균열부의 틈이 발생하는 경우, 유동성에 의해 도막방수재가 이 틈으로 침투하여 틈을 메우고, 이어서 표면이 건조되므로, 틈이 메워진 이후에 틈 부분에서 하부로의 추가적인 유동이 발생하지 않아 하부로의 누유가 효과적으로 방지될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는 Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재를 사용한 이중복합 방수공법에 관한 것으로, 본 실시예에 따른 이중복합 방수공법은, 방수 시공이 이루어질 바탕면을 평탄화하는 전처리 단계; 전처리 단계를 거친 바탕면에 프라이머를 시공하는 프라이머 시공 단계; 프라이머 상에 본 발명의 일 실시예에 따른 Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재를 시공하는 도막방수재 시공 단계; 및 상기 도막방수재 상에 방수시트를 부착하는 방수시트 부착 단계;를 포함한다.
이때, 상기 Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재로는 앞서 본 발명의 일 실시예에서 설명한 것과 동일한 것이 사용되므로, 중복되는 설명은 생략한다.
상기 전처리 단계는 방수 시공이 이루어질 바탕면을 평탄화하는 단계로, 표면의 이물질 제거, 요철 제거, 홈부분 메꾸기 등과 같은 과정을 거쳐 바탕면을 평탄화하고, 필요에 따라서는 고압수나 고압 공기를 이용하여 추가적으로 표면의 이물질을 제거하는 단계가 수행될 수 있다.
다음으로, 프라이머 시공 단계는 전처리 단계를 거쳐 평탄화된 바탕면에 프라이머를 시공하는 단계로, 프라이머 시공을 통해 바탕면과 도막방수재 사이에 보다 강력한 결합력이 형성될 수 있으며, 프라이머로는 에폭시계 프라이머, 우레탄계 프라이머 및 아크릴계 프라이머 등 통상적으로 사용되는 다양한 종류의 프라이머가 사용될 수 있다.
이 단계는, 붓, 롤러, 스프레이 및 각종 도장 장치를 사용하여 바탕면에 프라이머가 도막 형태로 형성되도록 프라이머를 도포한 뒤 건조하여 수행될 수 있다.
다음으로, 도막방수재 시공 단계는, 프라이머 상에 본 발명의 일 실시예에 따른 Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재를 시공하는 단계이다. 이 단계는, 톱니형 밀대 혹은 스프레이 및 각종 도장 장치를 사용하여 프라이머 상에 본 발명의 일 실시예에 따른 도막방수재가 도막 형태로 형성되도록 도막방수재를 도포하여 수행될 수 있으며, 별도의 건조가 수행되지 않고 바로 후속되는 방수시트 부착단계가 수행될 수 있으며, 이에 따라 도막방수재의 점착성에 의해 방수시트와 도막방수재 사이에 견고한 결합력이 형성될 수 있다.
상기 방수시트 부착 단계는 상기 도막방수재 상에 방수시트를 부착하는 단계로, 이때 방수시트로는 아스팔트 컴파운드층; 상기 아스팔트 컴파운드층의 일면에 형성되는 보호필름층; 및 상기 아스팔트 컴파운드층의 타면에 형성되는 부직포층;을 포함하는 아스팔트 복합시트가 사용될 수 있다.
상기 아스팔트 컴파운드층은 아스팔트를 포함하는 방수층으로, 방수시트의 주 방수층으로써 기능한다. 아스팔트 컴파운드층은 아스팔트, 프로세스오일, 고무수지, 고분자 및 무기첨가제를 포함할 수 있으며, 구체적으로, 아스팔트 45~70 중량%, 프로세스오일 10~20 중량%, 고무수지 6~30 중량%, 석유수지 3~10 중량% 및 무기첨가제 10~30 중량%를 포함할 수 있다.
아스팔트로는 스트레이트 아스팔트, 블로운 아스팔트 및 컷백 아스팔트 중 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있으나, 방수 및 방청 성능 확보를 위해 스트레이트 아스팔트가 사용되는 것이 바람직하다.
프로세스오일은 재료의 유동성 향상 및 저온 특성 향상을 위해 첨가되는 것으로, 아로마계 오일, 나프텐계 오일 및 파라핀계 오일으로 이루어진 군 중에서 적어도 어느 하나 이상이 포함될 수 있다. 특히, 신재 프로세스 오일이 사용될 수도 있지만 폐오일을 수거하여 재가공된 정제유를 사용할 수도 있다.
고무수지는 인장 특성, 탄성 등을 향상시키기 위해 첨가되는 물질로, SBS(Styrene butadiene styrene), STE(Styrenic thermoplastin Elastomer) SIS(Isoprene styrene polymer), SBR(Styrene butadiene Rubber), NBR(Acrylonitrile butadiene rubber), 스티렌 및 부타디엔 중 적어도 어느 하나 이상의 신재고무; 및 폐타이어분말, 재생 EPDM 분말 및 재생 NBR 분말 중 적어도 어느 하나 이상의 재생고무 중 적어도 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
상기 석유수지는 아스팔트 컴파운드층의 점착력을 향상시키기 위해 첨가되는 것으로, C-5 석유수지나 C-9 석유수지가 사용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 무기첨가제는 재료의 경도를 향상시키고 기타 추가적인 물성 확보를 위해 첨가되는 물질로, 탄산칼슘, 탈크, 벤토나이트, 시멘트 등이 사용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 보호필름층은 방수시트의 최상층에 위치한 층으로, 기계적 특성, 내열성, 내한성 등의 특성을 통해 방수시트를 보호하고, 추가적으로 1차적인 방수 성능을 제공하는 층이다. 상기 보호필름층은 고밀도 폴리에틸렌 필름일 수 있다.
상기 부직포층은 폴리프로필렌, 폴리에스테르 또는 폴리에틸렌 테레프랄레이트 재질의 부직포로 형성될 수 있으며, 부직포층의 적어도 일부가 아스팔트 컴파운드층에 함침된 형태로 방수시트에 구비될 수 있다. 이 부직포층은 방수시트 하면에 위치하여 내열성, 내후성, 내유성 및 통기성을 향상시키고, 인장 특성을 향상시키며, 미세한 섬유로 구성되어, 방수시트와 도막방수재 사이에 밀실한 접합을 형성할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 통해 본 발명의 구체적인 작용과 효과를 설명하고자 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로서 제시된 것으로, 실시예에 따라 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.
[제조예]
먼저 스트레이트 아스팔트(AP-5) 230g, 블로운 아스팔트 45g 및 재생 정제유(중파라핀 증류액) 50g을 160℃에서 30분간 교반하고, 에틸렌 비스 스테아라마이드 15g을 투입하여 30분간 더 교반하였다. 다음으로 승온을 멈추고, 벤토나이트 10g, 유리섬유 20g, 입도 10㎛의 탄산칼슘 280g, 규산석회 70g, 입도 10㎛의 폐타이어 분말 40g 및 솔비탄 지방산 에스테르 유화제 20g을 투입하여 1시간 동안 교반하였다. 온도가 100℃ 미만으로 떨어졌을 때 물 155g을 투입하고 30분간 교반하였으며, 온도가 85℃ 미만으로 떨어졌을 때 디메틸 카보네이트 50g과 합성라텍스 15g을 투입하고 교반하여 실시예 1의 Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재를 제조하였다.
[실험예 1]
먼저, 제조예에서 제조된 실시예 1의 Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재의 성능을 평가하여 그 결과를 표 1에 기재하였다.
| 시험 항목 | 단위 | KS 기준 | 시험 결과 | 시험 규격 | |||
| 투수 저항 성능 | - | 투수되지 않을 것 | 투수되지 않음 | KS F 4935 (2008) |
|||
| 습윤면 부착 성능 | - | 60초내 시험체 밑판이 탈락하지 않을 것 | 이상없음 | ||||
| 구조물 거동 대응 성능 | - | 투수되지 않을 것 | 투수되지 않음 | ||||
| 수중 유실 저항 성능 | % | 질량 변화율 -0.1% 이내 | 0.06 | ||||
| 내화학 성능 |
산처리 | 염산 | % | 질량 변화율 -0.1% 이내 | 0.06 | ||
| 질산 | 0.04 | ||||||
| 황산 | 0.08 | ||||||
| 염화나트륨 | 0.06 | ||||||
| 알칼리 | 0.05 | ||||||
| 온도 의존성능 (내열/내한성) |
- | 투수되지 않을 것 | 투수되지 않음 | ||||
| 고형분(중량비) | % | 70.0이상 | 80.0 | LH 전문시방서 42531 (2012) |
|||
| 회분(중량비) | % | 15.0이상 30.0이하 | 23.9 | ||||
| 흐름저항성 | 20℃ | ㎜ | 흐름길이 3.0 이하, 주름발생 없을 것 | 이상 없음 | |||
| 40℃ | 이상 없음 | ||||||
| 내알칼리성 | - | 이상 없을 것 | 이상 없음 | ||||
| 내열성(60℃) | - | 이상 없을 것 | 이상 없음 | ||||
| 저온굴곡성(-15℃) | - | 이상 없을 것 | 이상 없음 | ||||
| 장기 저장안정성 |
1주 | - | 상하부층 고형분 차이가 5% 이내 | 0.38 | |||
| 2주 | 1.25 | ||||||
| 3주 | 1.87 | ||||||
| 4주 | 2.14 | ||||||
| VOCs 함량 | g/kg | 2 이하 | 0.06 | KS M ISO 11890-2 (2014) |
|||
표 1과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 실시예 1의 Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재는 방수 성능, 부착성능, 내구성, 내화학성, 흐름저항성, 저장안정성 등의 특성이 우수하고, 휘발성유기화합물 방출량이 적어 친환경적임을 확인할 수 있었다.
[실험예 2]
제조예와 동일한 방법을 이용하여 도막방수재를 제조하되, 저장안정성 향상을 위해 첨가되는 무기첨가제로 벤토나이트, 에틸셀룰로오스 및 메틸셀룰로오스를 선정하고 이들의 함량(중량비)을 0.5%, 1.0%, 1.5% 및 2.0%로 변화시켜 총 12개의 시료를 제작하였다. 이후, 각 시료에 대하여 KS M ISO 2555에 의거한 점도 및 ASTM D 5892에 의거한 저장안정성을 평가하여 그 결과를 표 2에 기재하였다.
| 평가항목 | 함량 | 벤토나이트 | 에틸셀룰로오스 | 메틸셀룰로오스 |
| 점도(cps) | 0.5% | 296,000 | 433,000 | 286,000 |
| 1.0% | 380,000 | 560,000 | 311,000 | |
| 1.5% | 451,000 | 698,000 | 368,000 | |
| 2.0% | 552,000 | 834,000 | 410,000 | |
| 저장성(1주) | 0.5% | 0.80 | 3.37 | 6.83 |
| 1.0% | 0.38 | 2.80 | 5.68 | |
| 1.5% | 0.31 | 2.23 | 4.78 | |
| 2.0% | 0.26 | 1.33 | 3.33 |
상기 표 2의 실험 결과를 참조하면, 벤토나이트의 경우에는 함량이 0.5% 증가할 때 약 100,000cps의 안정적인 점도 상승이 나타났고, 저장안정성도 전체적으로 상,하부층의 고형분 편차가 1% 이내로 저장안정성이 우수한 것으로 나타났다.반면, 에틸셀룰로오스의 경우에는 점도가 전체적으로 높게 나타났고, 저장안정성은 불안정한 것으로 나타났다. 메틸셀룰로오스의 경우에는 점도는 양호하나 저장안정성이 매우 불안정한 것으로 나타났다.
따라서, 본 실험결과 저장안정성 향상을 위한 커플링제로 벤토나이트를 사용하는 것이 가장 바람직함을 확인할 수 있었다.
[실험예 3]
실시예 1의 Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재의 표면건조 특성 향상을 위해 첨가되는 표면건조 조절제로 에틸렌 비스 스테아라마이드, 폴리프로필렌 왁스 및 폴리에틸렌 왁스를 선정하고, 이들의 함량을 0.5 중량%, 1.0 중량% 및 1.5 중량%로 변화시켜 총 9개의 시료를 준비한 뒤, 각 시료의 지촉건조시간 및 건조 후 표면상태를 관찰하였다.
지촉건조시간은 기재에 각 시료를 도포한 후 손으로 만졌을 때 손에 끈적임이 묻어나지 않는 최초의 시간으로, 10분 간격으로 측정하여 그 결과를 표 3에 기재하였고, 건조상태는 48시간 건조 후의 표면을 촬영하여 도 1에 도시하였다.
| 지촉건조시간(분) | |||
| 함량 | 0.5 중량% | 1.0 중량% | 1.5 중량% |
| 에틸렌 비스 스테아라마이드 | 80 | 60 | 40 |
| 폴리프로필렌 왁스 | 90 | 80 | 60 |
| 폴리에틸렌 왁스 | 210 | 150 | 120 |
표 3의 실험 결과 및 도 1을 참조하면, 표면건조 향상을 위한 물질의 함량이 증가할수록 지촉건조 시간이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 에틸렌 비스 스테아라마이드의 경우에는 빠른 표면건조 효과가 나타났고, 48시간 후에도 안정된 외관을 형성하며 건조되는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 폴리프로필렌왁스의 경우에는 48시간 건조 후 표면에 다발 형태의 알갱이가 형성되어 표면 건조 상태가 불량한 것으로 나타났으며, 폴리에틸렌왁스의 경우에는 다른 물질들에 비해 표면 건조 효과가 현저히 미미할 뿐만 아니라, 48시간 건조 후 표면에 잔갈림이 관찰되었고, 헛응결 상태로 갈라지는 것으로 나타났다.따라서, 본 실험 결과, 빠른 건조 시간 및 안정적인 건조 후 표면 확보를 통한 누유 방지 효과를 위해 표면건조 조절제로 에틸렌 비스 스테아라마이드를 사용하는 것이 가장 바람직함을 확인할 수 있었다.
[실험예 4]
실험예 3에 사용된 각 시료에 대하여 누유 평가를 진행하였다. 누유 평가는 간이 누유평가 및 현장 누유평가 두 가지 항목으로 진행되었다. 평가 결과는 도 2에 도시하였다.
간이 누유평가는, 원통형 지관(Φ76mm × 50mm) 2개를 준비하고, 제1관의 하부 관통구를 여과지로 감싸고, 아래부터 누유 확인용 이형지, 제2관 및 제1관 순서로 배치한 뒤 측면을 고정시켜 일체화 한 후, 도막재 200g을 포설하여 80℃ 항온기에서 24시간 정치한 후 바닥 이형지 상에 유분 흘러내림 여부를 관찰하여 평가하였다.
현장 누유평가는 하기와 같은 방법으로 수행되었다. 먼저, 지름 8mm의 구멍을 30 mm 간격으로 다수 천공한 270×270×30mm의 모르타르판 상부에 부직포를 설치하고, 도막재를 2mm 두께로 도포한 뒤, 도막재 상부에 아스팔트 방수시트를 시공하고 균일하게 부착되도록 눌러준 후, 온도 20±2℃, 습도 65±5%의 조건에서 7일간 정치하여 현장 방수 모사체를 제조하였다. 다음으로, 아스팔트 방수시트 상부에 30mm 두께로 모르타르 조성물을 타설하고 3일간 양생하였으며, 그 후 이형지 상에 상기 시험체를 배치하고, 130kg의 추를 시험체 상부에 올려두어 40℃ 조건에서 30일간 정치하여 누유 발생 유무를 확인하였다.
도 2의 실험 결과를 참조하면, 에틸렌 스테아라마이드는 0.5 중량%로 포함될 때 현장 누유평가에서 누유 평가가 발생한 것을 제외하고는 누유가 발생하지 않은 것으로 나타났다. 반면, 폴리프로필렌 왁스는 대부분의 경우에 누유가 발생하였고, 폴리에틸렌 왁스는 모든 경우에 누유가 발생하였다.
따라서, 본 실험 결과 누유 방지를 위한 표면 건조 조절제로 에틸렌 비스 스테아라마이드를 사용하는 것이 바람직함을 확인할 수 있었고, 더욱 바람직하게는 1.0 중량% 이상의 함량으로 사용되는 것이 바람직함을 확인할 수 있었다.
[실험예 5]
실시예 1의 Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재의 표면건조 특성 향상을 위해 첨가되는 표면건조 조절제로 에틸렌 비스 스테아라마이드를 선정하고, 이의 함량을 다양하게 변화시킨 다섯 개의 시료를 준비한 뒤, 각 시료의 내피로 특성을 측정하고, 결과 사진을 촬영하여 도 3에 도시하였다. 구체적으로, 분할된 콘크리트 시험체에 도막재를 도포하고, 한시간 동안 경화시킨 뒤 폭 10mm로 내피로 신장을 실시하였으며, 신장되는 경우에는 피로에 대한 대응성이 우수한 것으로 평가하고, 파단되는 경우에는 피로에 대한 대응성이 불량한 것으로 평가한다.
실험 결과, 표면건조 조절제의 함량이 증가할수록 경화가 과도하게 이루어져 피로 대응성이 불량한 것으로 나타났다. 특히, 0.5~1.5 중량%까지는 피로 대응이 양호하게 이루어졌으나, 2 중량% 이상으로 포함되는 경우에는 내피로 대응성이 불량한 것으로 나타났다.
따라서, 본 실험 결과로부터 상기 표면건조 조절제는 1.5 중량% 이하의 함량으로 포함되는 것이 바람직함을 확인할 수 있었다.
본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
Claims (7)
- 아스팔트 20~50 중량%, 무기첨가제 10~50 중량%, 용제 10~32 중량%, 프로세스오일 5~15 중량%, 고무수지 1~18 중량%, 표면건조 조절제 1~1.5 중량%, 유화제 0.5~5 중량% 및 보강섬유 0.1~4 중량%를 포함하고,
상기 용제는 물 및 디메틸카보네이트를 포함하며,
상기 표면건조 조절제는 에틸렌 비스 스테라아마이드인 것을 특징으로 하는, Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재.
- 제1항에 있어서,
상기 무기첨가제는 탄산칼슘, 탈크, 규산석회, 해포석 및 벤토나이트 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 유화제는 HLB(Hydrophile-lipophile balance)값이 3~6인 것을 특징으로 하는, Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재.
- 방수 시공이 이루어질 바탕면을 평탄화하는 전처리 단계;
전처리 단계를 거친 바탕면에 프라이머를 시공하는 프라이머 시공 단계;
프라이머 상에 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항의 Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재를 시공하는 도막방수재 시공 단계; 및
상기 도막방수재 상에 방수시트를 부착하는 방수시트 부착 단계;를 포함하는, Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재를 사용한 이중복합 방수공법.
- 제6항에 있어서,
상기 방수시트는 아스팔트 컴파운드층; 상기 아스팔트 컴파운드층의 일면에 형성되는 보호필름층; 및 상기 아스팔트 컴파운드층의 타면에 형성되는 부직포층;을 포함하는 것을 특징으로 하는, Half-dry 타입 수성 아스팔트 도막방수재를 사용한 이중복합 방수공법.
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