KR102544157B1 - 콘크리트 표면 강화 및 습기 차단을 위한 공법 - Google Patents

콘크리트 표면 강화 및 습기 차단을 위한 공법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트 표면 강화 및 습기 차단을 위한 공법에 관한 것으로, 특수한 조성의 고탄성 강화 무기질 혼합재를 사용하여 콘크리트 표면 또는 콘크리트 도장 표면에 무기질 탄성 도막층을 형성시킴으로써, 해당 콘크리트 표면 또는 콘크리트 도장 표면의 장기 수명 안정성을 향상시킨다.

Description

콘크리트 표면 강화 및 습기 차단을 위한 공법{Method for concrete surface reinforcement and moisture protection}
본 발명은 우레탄, 에폭시, 수성 페인트 및/또는 유성 페인트 도장 공사시 콘크리트 표면 또는 기존 도장면의 습기 및 강도 저하로 인해 도장면이 들뜸 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 공법에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트는, 압축 강도가 좋고, 내산성, 내알카리성, 내약품성, 자외선 등에 잘 견디는 특성이 있으나 사용기간이 경과됨에 따라 산/알칼리, 유기물 등의 불순물이 포함된 물질에 의해 강도가 저하되고, 양생시에 불규칙적으로 발생되는 미세 균열 및 이음부위의 작업불량, 외력에 의한 크랙이 발생되어 누수가 생기며, 부식이 심화될 경우에는 매설된 철근까지도 부식되어 구조물의 내구성이 심하게 저하됨으로써 콘크리트 구조물의 기능을 손상시키는 문제가 있다.
이에, 종래에 에폭시 또는 우레탄 등의 수지 물질 및/또는 페인트를 콘크리트 면에 도장하여 보호막을 형성함으로써 콘크리트를 방수 및/또는 방식하는 공법이 알려져 있고, 근래 폴리우레아 수지를 도장하는 폴리우레아 방수공법이 널리 보급되고 있다. 예컨대 폴리우레아는 약품탱크, 배관, 파이프, 강관용, 각종 철근이나 콘크리트 구조물, 선박, 화학공장, 정유시설, 발전소, 수처리시설 등등의 표면보호용이나 바닥재로서 사용되고 있다.
시공된 콘크리트를 보호하기 위해 다양한 콘크리트 표면 강화 및/또는 방수 공법이 개발, 시공되고 있으나, 종래 널리 사용되는 공법은 도장면의 들뜸 현상 발생 및 재도장 공사 시 기존 도장면 표면 상태에 따라 부작 불량, 에어포켓 발생으로 인해 도장면의 생애주기가 저하되는 문제가 지속적으로 발생하는 문제가 있다.
이에, 콘크리트 표면에 우레탄, 에폭시 및/또는 페인트 도장 시, 도장 후 도장층의 수명을 연장시키기 위한 새로운 소재 및 이를 활용한 공법 혹은 도장공법에 대한 수요가 증대하고 있는 실정이다.
한국 공개특허번호 10-2015-0080841호(공개일 2015.07.10) 한국 등록특허번호 10-2443131호(공고일 2022.09.07)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로서, 특수한 조성의 고탄성 강화 무기질 혼합재를 사용하여 콘크리트 표면 또는 콘크리트 도장 표면에 무기질 탄성 도막층을 형성시킴으로써, 해당 콘크리트 표면 또는 콘크리트 도장 표면의 장기 수명 안정성을 향상시키는 공법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한, 본 발명은 콘크리트 표면 강화 및 습기 차단을 위한 공법에 관한 발명으로서, 콘크리트 표면 또는 도장이 형성된 콘크리트 도장 표면 상에 고탄성 강화 무기질 혼합재를 도포하여 무기질 탄성 도막층을 형성시키는 공정을 포함하고, 상기 고탄성 강화 무기질 혼합재는 무기질 파우더와 에틸비닐아세테이트(EVA)계 수용성 방수액 및 물을 포함한다.
본 발명의 공법으로 형성된 무기질 탄성 도막층은 콘크리트 표면과 도장층(우레탄 도장층, 에폭시 도장층, 수성 페인트 도장층 및/또는 유성 페인트 도장층)과의 결합력을 증대시키면서도, 습기 차단 효과가 우수하여 습기에 의해 발생하는 도장층의 들뜸 현상(부착 불량, 에어포켓 및/또는 기포 발생)을 방지할 수 있는 바, 콘크리트면의 강도 증진, 함수율에 따른 하자 발생률 저하, 표층(도장층) 탈락 방지, 내마모성 증대 등을 통해서 콘크리트 도장층의 장기 수명을 증대시킬 수 있다.
이하에서 설명하는 본 발명에 따른 콘크리트 표면 강화 및 습기 차단을 위한 공법에 대해 자세하게 설명한다.
본 발명의 콘크리트 표면 강화 및 습기 차단을 위한 공법은 콘크리트 표면 또는 도장이 형성된 콘크리트 도장 표면을 정리하는 1단계; 정리된 콘크리트 표면 또는 정리된 콘크리트 도장 표면 상에 고탄성 강화 무기질 혼합재를 도포하여 무기질 탄성 도막층을 형성시키는 2단계;를 포함하는 공정을 수행한다.
상기 1단계의 도장이 형성된 콘크리트 도장 표면이란, 기존 도장면 상에 재도장하는 것을 의미한다. 그리고, 1단계의 정리는 콘크리트 표면 및/또는 도장이 형성된 콘크리트 도장 표면의 이물질 제거, 들뜸현상이 일어난 표면 제거 등을 통해 표면을 매끄럽게 처리하는 것을 의미한다.
상기 2단계의 상기 무기질 탄성 도막층은 고탄성 강화 무기질 혼합재로 스프레이 코팅, 바 코팅, 붓칠 등 당업게에서 사용하는 일반적인 코팅 방법으로 수행하여 형성시킬 수 있다. 상기 무기질 탄성 도막층은 콘크리트 표면뿐만 아니라, 우레탄 도장층, 에폭시 도장층, 수성 페인트 도장층 및/또는 유성 페인트 도장층에 대해서도 결합력(부착력, 접착력)이 매우 우수하면서도, 방수성이 매우 우수하여, 습기에 의해 발생하는 도장면의 들뜸 현상을 방지하여 도장층(도장면)의 장기 수명 안정성을 크게 향상시킬 수 있다.
상기 고탄성 강화 무기질 혼합재에 대해 설명하면 다음과 같다.
상기 고탄성 강화 무기질 혼합재는 무기질 파우더, 에틸비닐아세테이트(EVA)계 수용성 방수액 및 물을 혼합하여 제조하며, 바람직하게는 무기질 파우더 100 중량부에 대하여, EVA계 수용성 방수액 15 ~ 30 중량부 및 물 10 ~ 50 중량부를, 더욱 바람직하게는 무기질 파우더 100 중량부에 대하여, EVA계 수용성 방수액 18 ~ 25 중량부 및 물 15 ~ 35 중량부를 혼합하여 제조할 수 있다. 이때, EVA계 수용성 방수액 사용량이 15 중량부 미만이면 무기질 탄성 도막층의 방수 효과가 떨어질 수 있고, 30 중량부를 초과하여 사용하면 콘크리트 표면 및/또는 도장층과의 결합력이 오히려 떨어질 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다. 그리고, 상기 물 사용량이 10 중량부 미만이면 고탄성 강화 무기질 혼합재의 점도가 너무 높아서 시공성, 즉 코팅 작업성이 떨어지고, 고탄성 강화 무기질 혼합재 내 성분간 혼화성이 떨어지는 문제가 있을 수 있고, 50 중량부를 초과하여 사용하면 재료간 혼화성이 좋으나, 무기질 탄성 도막층의 건조시간이 길어지는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
상기 무기질 파우더는 시멘트, 비닐아세테이트계 공중합체 수지 및 첨가제를 포함한다.
무기질 파우더 성분 중 상기 시멘트는 1종 포틀랜드 시멘트 또는 혼합 시멘트를 포함할 수 있으며, 상기 혼합 시멘트를 사용하는 경우, 1종 포틀랜드 시멘트, 초미립자상 시멘트 및 알루미나 시멘트를 1 : 0.05 ~ 0.20 : 0.05 ~ 0.15 중량비로 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 무기질 파우더 성분 중 비닐아세테이트계 공중합체 수지는 무기질 탄성 도막층에 탄성 및 유연성을 부여하는 역할을 하는 것으로서, 이의 사용량은 상기 시멘트 100 중량부에 대하여, 10 ~ 20 중량부를, 바람직하게는 12 ~ 18 중량부를 사용할 수 있다. 이때, 비닐아세테이트계 공중합체 수지 사용량이 10 중량부 미만이면 외부 환경에 의해 크랙 발생율이 증가할 수 있으며, 그 사용량이 20 중량부를 초과하면 오히려 무기질 탄성 도막층의 강도 등이 낮아질 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
그리고, 상기 비닐아세테이트계 공중합체 수지는 에틸렌 및 비닐알코올의 공중합체 수지; 비닐아세테이트 및 비닐라우레이트의 공중합체 수지; 및 비닐아세테이트, 에틸렌 및 아크릴레이트의 공중합체 수지; 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 비닐아세테이트 및 비닐라우레이트의 공중합체 수지; 및 비닐아세테이트, 에틸렌 및 아크릴레이트의 공중합체 수지; 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 비닐아세테이트 및 비닐라우레이트의 공중합체 수지를 사용할 수 있다. 상업적으로 구매 가능한 이러한 비닐아세테이트계 공중합체 수지의 바람직한 일 구현예를 들면, VINNAPAS® EP 8178, VINNAPAS® eco EF 3777, VINNAPAS® eco EP 3360, VINNAPAS® B 100/20 VLE, VINNAPAS® 5010N, VINNAPAS® 5044N 등이 있다.
또한, 무기질 파우더 성분 중 상기 첨가제는 상기 시멘트 100 중량부에 대하여, 30 ~ 60 중량부, 바람직하게는 40 ~ 55 중량부를 사용할 수 있다.
그리고, 상기 첨가제는 팽창제, 증점제, 분산제, 강도보강제, 부식방지제, 작업성 증진제 및 잔골재를 포함할 수 있다.
첨가제 성분 중 상기 팽창재는 K형, S형 및 M형 팽창제 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 칼슘 아르미노 페라이트계 팽창제를 포함할 수 있다. 본 발명에서 팽창재는 수축에 대한 보상 팽창만을 하도록 사용하며, 즉, 시멘트의 치명적인 단점인 수축을 고려하여, 팽창재를 사용함으로써 시멘트의 수축을 억제하여 과팽창 또는 팽창이 부족하지 않을 정도로만 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서 팽창제의 함량은 첨가제 전체 중량% 중 0.5 ~ 2.5 중량%, 바람직하게는 0.5 ~ 1.5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.6 ~ 1.0 중량%이다.
첨가제 성분 중 상기 증점제는 알킬아릴술폰산염과 알킬암모늄염을 포함하는 분말상 증점제이며, 물과 접촉했을 때 분자간 상호작용에 의해 회합하여 끈 모양의 미셀을 형성하고, 그 구조에 의해 레올로지 개질효과를 발현하는 것으로서, 알킬아릴술폰산염과 알킬암모늄염을 1 : 1.0 ~ 3.0 중량비, 바람직하게는 1:1.5 ~ 2.5 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 좋다. 그리고, 이의 첨가제 내 함량은 첨가제 전체 중량% 중 0.1 ~ 0.5 중량%, 바람직하게는 0.15 ~ 0.45 중량%, 더욱 바람직하게는 0.20 ~ 0.30 중량%이다. 이때, 증점제 함량이 너무 낮거나, 높으면 고탄성 강화 무기질 혼합재의 도포성이 좋지 않거나, 고탄성 강화 무기질 혼합재 성분간 혼화성이 좋지 않을 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
첨가제 성분 중 상기 분산제는 골재 내 성분간 및 골재,시멘트 및 비닐아세테이트계 공중합체 수지간의 혼화가 잘 이루어지도록 하는 역할을 하는 것으로서, 폴리카르본산계 분산제를 포함할 수 있고, 상용화된 폴리카르본산계 분산제로는 상품명 멜플렉스 2651, 상품명 PC1031, 상품명 PC-WP500P등이 있다. 그리고, 본 발명의 골재 내 분산제의 함량은 주입재 전체 중량 중 1.00 ~ 3.00 중량%, 바람직하게는 1.00 ~ 2.00중량%를, 더욱 바람직하게는 1.00 ~ 1.60 중량%를 사용하는 것이 좋다. 이때, 분산제 함량이 1.00 중량% 미만이면 그 사용량이 너무 적어서 혼화성 향상 효과가 미비할 수 있고, 3.00 중량%를 초과하여 사용하는 경우, 오히려 작업성에 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
첨가제 성분 중 상기 강도보강재는 무기질 탄성 도막층의 기계적 물성을 향상시키기 위해 사용하는 것으로서, 메타카올린 및 카올린 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 메타카올린을 포함할 수 있다. 그리고, 첨가제 내 함량은 2.0 ~ 5.0 중량%, 바람직하게는 2.2 ~ 4.8 중량%, 더욱 바람직하게는 2.5 ~ 4.0 중량%이며, 이의 함량이 2.0 중량% 미만이면 이의 함량이 적어서 강도보강 효과가 미비할 수 있고, 5.0 중량%를 초과하면 비닐아세테이트계 공중합체 수지에 의한 무기질 탄성 도막층의 유연성 향상 효과가 떨어질 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
첨가제 성분 중 상기 부식방지제는 외부 환경에서 유입되는 염화물 성분 등에 의한 부식을 방지하는 역할을 하는 것으로서, 아질산나트륨(NaNO2) 및 과탄산나트륨(2Na2CO3·3H20) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 아질산나트륨을 사용할 수 있다. 그리고, 이의 사용량은 골재 전체 중량 중 0.1 ~ 1.0 중량%, 바람직하게는 0.2 ~ 0.5 중량%이며, 이때, 부식방지제 함량이 0.1 중량% 미만이면 그 사용량이 적어서 이의 사용으로 인한 부식 방지 효과가 미비할 수 있고, 1.0 중량%를 초과하여 사용하면 오히려 무기질 탄성 도막층의 콘크리트 표면 또는 도장층에 대한 결합력을 저하시키는 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
첨가제 성분 중 상기 작업성 증진제는 고탄성 강화 무기질 혼합재의 시공 성능 향상하는 역할을 하는 것으로서, 탄산칼슘 및 탈크 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 작업성 증진제의 함량은 골재 전체 중량 중 0.2 ~ 2.0 중량%, 바람직하게는 0.2 ~ 1.6 중량%, 더욱 바람직하게는 0.4 ~ 1.2 중량%로 포함할 수 있다. 이때, 작업성 증진제 함량이 0.2 중량% 미만이면 무기질 탄성 도막층에 대한 시공성 저하 문제가 있을 수 있고, 2.0 중량%를 초과하면 오히려 무기질 탄성 도막층의 내구성 저하 및 콘크리트 표면에 대한 부착력 저하 문제가 있을 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 좋다.
첨가제 성분 중 상기 잔골재는 내구성의 확보의 관점에서 중요한 역할을 하는 것으로, 구체적으로 강모래, 산모래 및 바닷모래 외, 케이사계 잔골재, 석회석계 잔골재, 고로수쇄슬래그계 잔골재, 및 재생잔골재 등을 들 수 있지만 특별히 한정되는 것은 아니다. 잔골재의 입도는 조립률(F.M.)에서 1.2 ~ 3.0이 바람직하고, 특히 1.5 ~ 2.7이 더 바람직하다. 1.2미만에서는 양호한 유동성이 얻을 수 없는 경우가 있고, 3.0을 넘으면 분리성이 떨어지고, 타설했을 때의 강도가 저하할 우려가 있다. 잔골재의 함량은 첨가제 100 중량% 중 팽창제, 증점제, 분산제, 강도보강제, 부식방지제, 작업성 증진제를 제외한 나머지 잔량이다.
다음으로, 상기 고탄성 강화 무기질 혼합재 성분 중 에틸비닐아세테이트(EVA)계 수용성 방수액은 무기질 탄성 도막층에 방수성을 부여하는 역할을 하는 것으로서, 에틸렌비닐아세테이트 수지 및 무정형 폴리-알파-올레핀 수지를 포함하는 수용성 액체 방수제이며, 바람직하게는 에틸렌비닐아세테이트 수지 및 무정형 폴리-알파-올레핀 수지를 1 : 0.1 ~ 0.3 중량비로 포함하며, 더욱 바람직하게는 에틸렌비닐아세테이트 수지 및 무정형 폴리-알파-올레핀 수지를 1 : 0.14 ~ 0.20 중량비로 포함하는 것이 방수성 향상, 다른 조성과의 상용성 측면에서 바람직하다.
그리고, 상기 에틸렌비닐아세테이트 수지는 에틸렌 함량 25 ~ 35 중량%이고, 중량평균분자량 5,000 ~ 15,000인 수지이며, 바람직하게는 에틸렌 함량 27 ~ 35 중량%이고, 중량평균분자량 7,000 ~ 12,000인 수지인 것을 사용할 수 있다.
또한, 상기 무정형 폴리-알파-올레핀 수지는 방수액의 콘크리트 표면에 침투성 및 흡수성을 증대시키는 역할을 하는 것으로서, 폴리(에틸렌-co-프로필렌) 수지, 폴리(에틸렌-co-부틸렌) 수지, 폴리(프로필렌-co-부틸렌) 수지 및 에틸렌 메틸메타크릴레이트 공중합체(Ethylene methyl methacrylate copolymer) 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 폴리(에틸렌-co-프로필렌) 수지 및 폴리(에틸렌-co-부틸렌) 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 공법에서 2단계에서, 앞서 설명한 고탄성 강화 무기질 혼합재로 형성된 무기질 탄성 도막층의 두께는 0.1 ~ 3.0 mm, 바람직하게는 0.4 ~ 1.5-mm로 형성시키는 것이 방수성, 콘크리트 표면 및 도장층과의 결합 유지력 측면에서 바람직하다.
앞서 설명한 고탄성 강화 무기질 혼합재로, 콘크리트 표면과 도장층(우레탄, 에폭시, 수성 페인트 및/또는 유성 페인트 도장) 사이에 무기질 탄성 도막층을 형성시킴으로써, 도장층의 장기 수명 안정성을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명의 도장 공법은 지하 에폭시/하드너 도장공사, 옥상 방수공사, 외벽 페인트 도장공사 등 콘크리트 면에 대한 다양한 도장처리시 전처리 공정(프라이머 처리 공정) 등에 적용할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
[실시예]
실시예 1: 고탄성 강화 무기질 혼합재의 제조
(1) 무기질 파우더의 제조
1종 포틀랜드 시멘트, 초미립자상 시멘트 및 알루미나 시멘트를 1 : 0.09 : 0.12 중량비로 포함하는 혼합시멘트를 준비하였다.
비닐아세테이트계 공중합체 수지로서, 비닐아세테이트 및 비닐라우레이트의 공중합체인 VINNAPAS® B 100/20 VLE를 준비하였다.
첨가제로서, 칼슘 아르미노 페라이트계 팽창제 0.75 중량%, 메틸아릴술폰산염 및 에틸암모늄염을 1:1.8 중량비로 포함하는 증점제 0.23 중량%, 폴리카르본산계 분산제(상품명 멜플렉스 2651) 1.47 중량%, 강도보강재로서 메타카올린 3.2 중량%, 부식방지제로서 아질산나트륨 0.32 중량%, 작업성 증진제로서 탄산칼슘 0.66 중량% 및 100 중량% 중 나머지 잔량의 가는모래(조립률 1.6 ~ 2.3)를 혼합한 혼합물을 준비하였다.
상기 혼합 시멘트 100 중량부에 대하여, 상기 비닐아세테이트계 공중합체 수지 14.7 중량부 및 상기 첨가제 46.2 중량부를 혼합하여 고탄성 강화 무기질 혼합제를 제조하였다.
(2) 고탄성 강화 무기질 혼합재의 제조
앞서 준비한 무기질 파우더 100 중량부에 대하여, EVA(ethylene vinyl acetate)계 수용성 방수액 20 중량부 및 물 20 중량부를 혼합 및 교반하여 고탄성 강화 무기질 혼합재를 제조하였다.
이때, 상기 EVA계 수용성 방수액은 에틸렌비닐아세테이트 수지(에틸렌 함량 28~32 중량%, Mw 7,500 ~ 9,000) 및 폴리(에틸렌-co-부틸렌) 수지를 1:0.15 중량비로 포함한다.
실시예 2 ~ 3 및 비교예 1 ~ 3
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고탄성 강화 무기질 혼합재를 제조하되, 하기 표 1과 같이 EVA계 수용성 방수액 사용량을 달리하여 고탄성 강화 무기질 혼합재를 각각 제조하여 실시예 2 ~ 3 및 비교예 1 ~ 3을 실시하였다.
비교예 4
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고탄성 강화 무기질 혼합재를 제조하되, 수용성 방수액으로서, 폴리(에틸렌-co-부틸렌) 수지를 사용하지 않고 에틸렌비닐아세테이트 수지(에틸렌 함량 28~32 중량%, Mw 7,500 ~ 9,000)만을 단독으로 사용하였다.
구분(중량부) 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
고탄성 강화 무기질 혼합재 100 100 100 100 100 100 100
EVA
수용성 방수액		 20 16 28 - 8 35 20
물 20 20 20 20 20 20 20
실험예 1 : 물성측정 1
(1) 두께 측정
무기질 탄성 도막층의 도막 두께를 도막두께 측정기(A121 Paint Inspection Gauge)에 의해서 측정하였다.
(2) 건식 상태의 부착강도 측정
콘크리트 표면에 무기질 탄성 도막층이 형성된 시험체를 상부 인장용 강철제 지그를 올려놓고, 강철제 지그 주변을 따라 홈을 내고 하부 인장용 강철제 지그와 강철제 받침판으로 시험체면에 대하여 연직방향으로 인장력을 가하여 최대 인장하중을 구하였다. 부착강도는 3회 반복 측정한 후, 평균값을 나타낸 것이며, KS F 4937 표준 조건인 1.2 Mpa를 초과하면 합격으로 처리하였다.
(3) 습윤 상태의 부착강도 측정
습윤상태의 부착강도 시험은 상기 건식 상태의 부착강도 시험체의 성능저하를 촉진시키기 위해서 수조에 시험체를 수평으로 놓은 후 부착면이 수중에 충분히 침지시킨 상태에서 10일 동안 침지한 후 시험체를 꺼내어 시험체의 측면을 밑으로 하여 양생실 내에 48시간 놓아둔 뒤 부착강도 시험을 실시하였다. 부착강도는 3회 반복 측정한 후, 평균값을 나타낸 것이다.그리고, KS F 4937 표준 조건인 1.2 Mpa를 초과하면 합격으로 처리하였다.
(4) 내피로 시험
내피로 시험은 외부에 의한 반복하중에 대한 저항성을 평가하기 위하여 실시하였으며, 제어 하중에 파괴되지 않도록 철근콘크리트 보를 제작하여 시험 대상인 콘크리트 표면에 무기질 탄성 도막층이 형성된 시험체를 단계별 반복하중을 제어하여 다음과 같은 순서에 의하여 평가하였으며, 균열이 발생여부로 평가하였다.
① 시험체 하중제어 위치 설정 및 시험체 피로하중 시험기 setting ② 하중 700kgf로 500회 가한 후, 측정 중 변형 여부 발생 여부 측정
구분 무기질 탄성 도막층 두께 건식 상태의 부착강도
(Mpa)		 습식 상태의 부착강도
(Mpa)		 내피로
시험
실시예 1 0.8 mm 3.39 2.62 균열발생 없음
실시예 2 3.44 2.40 균열발생 없음
실시예 3 3.15 2.83 균열발생 없음
비교예 1 3.52 1.32 균열발생 없음
비교예 2 3.46 1.16 균열발생 없음
비교예 3 3.21 2.32 균열발생 일부 발생
비교예 4 3.29 2.18 균열발생 없음
상기 표 2의 평가 결과를 살펴보면, 실시예 1 ~ 3 및 비교예 2 ~ 3은 건식 및 습식 조건에서 합격 범위의 부착강도를 보이면서 내피로 시험을 만족한 결과를 보였다. 하지만, 비교예 1의 경우, 건식 부착강도는 우수한 결과를 보이는데 반해 습식 부착강도가 1.20 Mpa를 만족하지 못한 결과를 보였다. 그리고, 수용성 방수액을 15 중량부 미만인 8중량부로만 사용한 비교예 2의 경우, 실시예 1 및 실시예 2와 비교할 때, 건식 부착강도는 더 높으나, 습식 부착강도가 크게 감소하는 문제가 있었다. 그리고, 수용성 방수액을 30 중량부를 초과한 35중량부로를 사용한 비교예 3의 경우,실시예 3과 비교할 때, 오히려 습식 부착강도가 떨어지고, 내피로성이 다소 감소하는 문제를 보였다.
또한, 수용성 방수액으로서 에틸렌비닐아세테이트 수지만을 사용한 비교예 4의 경우, 실시예 1과 비교할 때, 습식 부착강도가 다소 떨어지는 결과를 보였으며, 이를 통해서, 에틸렌비닐아세테이트 수지와 폴리(에틸렌-co-부틸렌) 수지를 함께 사용하는 것이 콘크리트 표면에 방수 성분 침투성을 증대시켜서 습식 부착강도를 더 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.
실험예 2 : 물성 측정 2
실시예 1의 KSF 4937에 의거하여, 방수성능 및 오염물질 방출시험(mg/m2·h)을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
구분 방수성능 오염물질 방출시험
(mg/m2·h)
평가기준 수밀성 TVOC 포름알데히드
투수되지 않을 것 4 이하 1.25 이하
실시예 1 투수 없음 0.797 0.082
실시예 2 투수 없음 0.623 0.089
실시예 3 투수 없음 0.821 0.105
비교예 1 투수 있음 0.598 0.079
비교예 2 투수 있음 0.605 0.091
비교예 3 투수 없음 0.980 0.142
비교예 4 투수 없음 1.012 0.127
상기 표 3을 살펴보면, 비교예 1 및 비교예 2를 제외하고는 방수성능이 우수한 결과를 보였다. 또한, 실시예 1 ~ 3은 모두 오염물질 방출량이 매우 적은 결과를 보였으며, 이를 통해서 본 발명의 고탄성 강화 무기질 혼합재가 친환경적인 소재임을 확인할 수 있었다.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (6)

  1. 콘크리트 표면 또는 도장이 형성된 콘크리트 도장 표면을 정리하는 1단계;
    정리된 콘크리트 표면 또는 정리된 콘크리트 도장 표면 상에 고탄성 강화 무기질 혼합재를 도포하여 무기질 탄성 도막층을 형성시키는 2단계;를 포함하는 공정을 수행하고,
    상기 고탄성 강화 무기질 혼합재는 무기질 파우더 100 중량부에 대하여, 에틸비닐아세테이트(EVA)계 수용성 방수액 15 ~ 30 중량부 및 물 10 ~ 50 중량부를 포함하되,
    상기 에틸비닐아세테이트(EVA)계 수용성 방수액은 에틸렌비닐아세테이트 수지 및 무정형 폴리-알파-올레핀 수지를 1 : 0.1 ~ 0.3 중량비로 포함하는 수용성 액체 고탄성 강화 무기질 혼합재이며,
    상기 에틸렌비닐아세테이트 수지는 에틸렌 함량 25 ~ 35 중량%이고, 중량평균분자량 5,000 ~ 15,000인 수지이고,
    상기 무정형 폴리-알파-올레핀 수지는 폴리(에틸렌-co-프로필렌) 수지, 폴리(에틸렌-co-부틸렌) 수지, 폴리(프로필렌-co-부틸렌) 수지 및 에틸렌 메틸메타크릴레이트 공중합체(Ethylene methyl methacrylate copolymer) 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 표면 강화 및 습기 차단을 위한 공법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 무기질 파우더는 시멘트 100 중량부에 대하여, 비닐아세테이트계 공중합체 수지 10 ~ 20 중량부 및 첨가제 30 ~ 60 중량부를 포함하고,
    상기 시멘트는 1종 포틀랜드 시멘트 또는 혼합 시멘트를 포함하며,
    상기 혼합 시멘트는 1종 포틀랜드 시멘트, 초미립자상 시멘트 및 알루미나 시멘트를 1 : 0.05 ~ 0.20 : 0.05 ~ 0.15 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 표면 강화 및 습기 차단을 위한 공법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 비닐아세테이트계 공중합체 수지는
    비닐아세테이트, 에틸렌 및 비닐알코올의 공중합체 수지; 비닐아세테이트 및 비닐라우레이트의 공중합체 수지; 및 비닐아세테이트, 에틸렌 및 아크릴레이트의 공중합체 수지; 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 표면 강화 및 습기 차단을 위한 공법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 첨가제는 팽창제 0.5 ~ 2.5 중량%, 증점제 0.1 ~ 0.5 중량%, 분산제 1.0 ~ 3.0 중량%, 강도보강재 2.0 ~ 5.0 중량%, 부식방지제 0.1 ~ 1.0 중량%, 작업성 증진제 0.2 ~ 2.0 중량% 및 나머지 잔량의 잔골재를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 표면 강화 및 습기 차단을 위한 공법.
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