KR102626762B1 - 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물 및 이를 이용한 아스팔트 교면의 복합방수 시공방법 - Google Patents

아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물 및 이를 이용한 아스팔트 교면의 복합방수 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아스팔트 50 내지 80 중량%, 고기능성 충진제 10 내지 30 중량%, 고기능성 개질 혼화제 5 내지 20 중량%, 점착부여제 1 내지 10 중량% 및 가소제 1 내지 10 중량%를 포함하되;
상기 고기능성 충진제는 탄산칼슘 100 중량부, 산화규소 50 내지 100 중량부, 니켈포스페이트 10 내지 30 중량부, 파이로필라이트 1 내지 10 중량부 및 일불소인산나트륨(Na2PO3F) 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것이고;
상기 고기능성 개질 혼화제는 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 100 중량부, 폴리스티렌-폴리(옥시에틸렌)-폴리스티렌 공중합체 30 내지 50 중량부, 폴리옥테나머(Polyoctenamer) 1 내지 10 중량부, 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 1 내지 10 중량부, 아세설팜칼륨 0.1 내지 5 중량부, 하기 화학식 1로 표시되는 불소화 포스파젠 화합물 0.1 내지 5 중량부 및 피크노제놀 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 사용함으로써,
서로 다른 열팽창계수를 갖는 강성의 콘크리트 구조체에 뛰어난 접착력으로 완벽하게 일체화될 뿐만 아니라, 완벽하게 일체화된 아스팔트 도막방수층 및 아스팔트 시트층을 연속 시공하여 복합방수층을 형성함으로써, 우수한 인장성능 및 접착성능을 구현하고, 또한, 교면바닥판 바탕면의 균열에 대한 대응성 및 외부 온도변화에 따른 수축/팽창에 의한 균열 추종성이 개선되고, 염화물, 알칼리, 물에 대한 내구성이 뛰어나, 균일한 방수층 두께를 형성함과 동시에, 교면의 방수성능을 극대화시킬 수 있는 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물 및 이를 이용한 아스팔트 교면의 복합방수 시공방법에 관한 것이다.
[화학식 1]

상기 식에서,
n은 1 또는 2이다.

Description

아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물 및 이를 이용한 아스팔트 교면의 복합방수 시공방법{High functional asphalt-based waterproof composition for complex waterproofing of asphalt bridges and complex waterproof construction method of asphalt bridges using the same}
본 발명은 서로 다른 열팽창계수를 갖는 강성의 콘크리트 구조체에 뛰어난 접착력으로 완벽하게 일체화될 뿐만 아니라, 완벽하게 일체화된 아스팔트 도막방수층 및 아스팔트 시트층을 연속 시공하여 복합방수층을 형성함으로써, 우수한 인장성능 및 접착성능을 구현하고, 또한, 교면바닥판 바탕면의 균열에 대한 대응성 및 외부 온도변화에 따른 수축/팽창에 의한 균열 추종성이 개선되고, 염화물, 알칼리, 물에 대한 내구성이 뛰어나, 균일한 방수층 두께를 형성함과 동시에, 교면의 방수성능을 극대화시킬 수 있는 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물 및 이를 이용한 아스팔트 교면의 복합방수 시공방법에 관한 것이다.
아스팔트 콘크리트로 포장된 교면은 일반적으로 교통 차량에 의한 반복하중, 진동, 충격 및 전단 등의 작용과 온도 변화에 의한 수축 팽창 등이 복잡하게 작용하고 있다. 이러한 교면의 공용년수가 증가하면 빗물 및 제설재(염화물)와 같은 열화인자의 침투, 누적된 하중 등에 의해 재료간의 결합력이 저하되고 온도변화에 의한 물의 체적변화에 따라 균열, 변형과 같은 손상이 발생한다. 이러한 손상은 시간경과에 따라 확대되어 교면의 강도저하 및 수명저하를 초래할 수 있고, 우수 등의 열화인자가 균열부분, 중앙분리대 및 조인트 부위의 틈새 또는 공극을 통해 더욱 침투함로써 교면 내부의 철근까지 부식시켜 교면의 수명단축 및 심할 경우 교량붕괴를 초래할 수 있다.
따라서 교면에 적용되는 방수시공은 이러한 손상을 방지하고자 적용되는 것으로, 외부로부터 침투되는 물과 염화물에 의한 교면의 열화를 방지하기 위하여 필수적으로 수행되어야 한다. 국내의 경우 간편함과 경제성을 이유로 용제형 또는 침투식 방수가 사용되었으나, 동결융해 및 균열 저항성 등에 문제점이 발생되어 아스팔트계 도막식 방수시공 또는 아스팔트계 시트식 방수시공의 사용이 점차 증가하고 있는 실정이다.
먼저, 아스팔트계 도막식 방수시공은 액상형의 방수재를 도포하는 방수 시공방법으로, 액상 자체의 퍼짐성으로 인해 교면바닥판의 평활도가 좋지 않으면 균일한 두께의 도막형성이 어렵고, 교면바닥판 바탕면의 습기에 의해 부풀림이 쉽게 발생할 수 있고, 교면바닥판 바탕면의 균열에 대한 대응성이 현저히 저하되는 문제점이 지적되어 왔다.
한편, 상기 아스팔트계 시트식 방수시공은 균일한 방수층 두께를 형성할 수 있고, 균열에 대응이 용이하며 우수한 방수성능을 제공할 수 있다는 장점이 있지만, 교면방수에서 중요한 전단성능이나 인장접착력 등의 물성이 현저히 떨어져 시트층과 포장층, 즉 아스콘층과의　접착성능이 현저히 부족한 문제점이 있었다. 또한, 교면바닥판 바탕면에 요철 또는 공극이 많은 경우, 접착력이 매우 저하되고 시트의 아랫면에 수많은 작은 기포인 핀홀(pin-hole)에서부터 큰 기포까지 발생하고, 이것이 외부로 배출되지 못해 들뜸현상 발생과 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 피니셔와 같은 포장 장비에 의해서도 찢겨지거나 떨어져 나갈 우려가 있었다. 결국 이로 인해 교면 포장층으로부터 침투되는 물이나 염화물이 교면의 콘크리트 바닥판으로 침투되어, 교면의 성능이 저하되어 열화되거나, 심한 경우 철근이 부식되는 문제점이 있었다.
이에, 종래의 아스팔트계 도막식 방수시공 및 아스팔트계 시트식 방수시공을 조합한 복합방수공법이 개발되어 현장에 적용되고 있다. 이러한 복합방수시공은 시공 후에 방수 면적 중 어느 한 부분의 결함만 있어도 누수로 직결될 수 있는데, 특히 시트와 시트가 연결되는 연결이음부위에서 수밀성 약화 또는 핀홀 발생 등의 누수사고가 빈번하게 발생되는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 복합방수 시공은 도막재에 포함된 유기용제에 의해 시트가 용해되어 방수성능이 저하되거나, 구조체의 균열부를 통해 용해물이 배출되어 구조물을 훼손하는 등의 하자가 발생하는 문제가 있었고, 특히 도막재 및 시트 간에 서로 다른 이질(異質) 재료를 사용함에 따라 발생되는 두 재료 간의 층간 일체성이 결여되어 층간의 분리현상과 유연성 부족으로 시트 상호간의 접합부 파단 문제는 여전히 문제점으로 남아 있는 실정이다. 뿐만 아니라, 외기온도에 따라 도막 및 시트가 상이한 수축과 팽창거동을 반복하면서 접합부위 도막의 균열 또는 파단이 발생하여 누수가 발생하는 문제가 여전히 남아 있는 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-1557685호 대한민국 등록특허 제10-1681001호 대한민국 등록특허 제10-2382624호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 일 구현예는 교면바닥판 바탕면의 균열에 대한 대응성이 개선되고, 균일한 방수층 두께를 형성할 수 있으며, 특히, 도막재 및 시트 간에 서로 다른 이질(異質) 재료를 사용함에 따라 발생되는 두 재료 간의 층간 일체성이 결여되는 층간의 분리현상과 유연성 부족으로 인한 시트 상호 간의 접합부 파단 문제, 뿐만 아니라, 외기온도에 따라 도막 및 시트가 상이한 수축과 팽창거동을 반복하면서 접합부위 도막의 균열 또는 파단이 발생하여 방수성능이 저하되는 문제점을 해결할 수 있는 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물 및 이를 이용한 아스팔트 교면의 복합방수 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 아스팔트 50 내지 80 중량%, 고기능성 충진제 10 내지 30 중량%, 고기능성 개질 혼화제 5 내지 20 중량%, 점착부여제 1 내지 10 중량% 및 가소제 1 내지 10 중량%를 포함하되;
상기 고기능성 충진제는 탄산칼슘 100 중량부, 산화규소 50 내지 100 중량부, 니켈포스페이트 10 내지 30 중량부, 파이로필라이트 1 내지 10 중량부 및 일불소인산나트륨(Na2PO3F) 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것이고;
상기 고기능성 개질 혼화제는 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 100 중량부, 폴리스티렌-폴리(옥시에틸렌)-폴리스티렌 공중합체 30 내지 50 중량부, 폴리옥테나머(Polyoctenamer) 1 내지 10 중량부, 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 1 내지 10 중량부, 아세설팜칼륨 0.1 내지 5 중량부, 하기 화학식 1로 표시되는 불소화 포스파젠 화합물 0.1 내지 5 중량부 및 피크노제놀 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것인 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
상기 식에서,
n은 1 또는 2이다.
상기 폴리옥테나머(Polyoctenamer)는 시스 함량과 트랜스 함량이 10 내지 30 : 70 내지 90의 중량비율로 이루어진 것일 수 있다.
상기 니켈포스페이트는 밤껍질 유래 탄닌으로 표면개질된 것이고;
상기 밤껍질 유래 탄닌으로 표면개질된 니켈포스페이트는 저급 알코올계 용매에 밤껍질 유래 탄닌 및 포름 알데하이드를 100: 10 내지 20: 1 내지 10 부피비율로 혼합하여 침지용액을 준비하는 단계; 상기 침지용액 300 내지 500 중량부에 니켈포스페이트 100 중량부를 침지한 이후, 아염소산나트륨(NaClO2) 40 내지 70 중량부를 더욱 첨가하여 60 내지 90 ℃의 온도에서, 10 내지 24 시간 동안 교반하여, 침지 혼합용액을 제조하는 단계; 상기 침지 혼합용액에 수산화나트륨(NaOH)을 첨가하여 pH가 5 내지 6으로 조정한 후, 여과, 세척 및 건조하여 밤껍질 유래 탄닌으로 표면개질된 니켈포스페이트를 제조하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.
상기 침지용액을 준비하는 단계에서, 상기 침지용액은 하기 화학식 2로 표시되는 우레아기 함유 이미다졸륨 아이오다이드 0.1 내지 0.5 부피부를 더욱 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 2]
상기 식에서,
R1은 C4 내지 C7의 알킬기이고, R2는 C1 내지 C3의 알킬기이다.
한편, 본 발명의 다른 일 구현예는 상기 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물을 이용한 아스팔트 교면의 복합방수 시공방법으로서,
시공대상인 교면의 포장을 절삭한 후, 이물질을 제거함과 아울러 돌출된 부분을 절삭하여 평편하게 유지시켜 바탕면(100)을 정리하는 단계; 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물을 도포하여, 아스팔트 도막방수층(200)을 형성하는 단계; 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물을 함유하는 아스팔트 시트를 부착시공하여, 아스팔트 시트층(300)을 형성하는 단계; 및 아스팔트 콘크리트를 타설한 후, 다짐 및 양생하여, 아스콘 포장층(400)을 형성하는 단계;를 포함하는 것인 아스팔트 교면의 복합방수 시공방법을 제공한다.
상기 아스팔트 시트는 폴리에스테르 장섬유 또는 단섬유 부직포를 포함하여 구성되는 중심보강재(302)를 상기 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물(301, 301＇)에 함침시킨 후, 상기 아스팔트 시트의 상면, 하면 또는 양면에 규사(303)를 부착시켜 마감한 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물 및 이를 이용한 아스팔트 교면의 복합방수 시공방법에 의하면, 서로 다른 열팽창계수를 갖는 강성의 콘크리트 구조체에 뛰어난 접착력으로 완벽하게 일체화될 뿐만 아니라, 완벽하게 일체화된 아스팔트 도막방수층 및 아스팔트 시트층을 연속 시공하여 복합방수층을 형성함으로써, 우수한 인장성능 및 접착성능을 구현하고, 균일한 방수층 두께를 형성함과 동시에, 교면의 방수성능을 극대화시킬 수 있다. 또한, 교면바닥판 바탕면의 균열에 대한 대응성 및 외부 온도변화에 따른 수축/팽창에 의한 균열 추종성이 개선되고, 염화물, 알칼리, 물에 대한 내구성이 뛰어나, 균열, 들뜸, 박리 또는 파단현상을 효과적으로 방지할 수 있고, 교면의 수명 연장에 기여할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 아스팔트 교면의 복합방수 시공방법의 다양한 시공순서도를 도시한 것이다.
도 2는 프라이머층을 형성하는 단계를 더욱 포함하는 본 발명의 일 구현예에 따른 아스팔트 교면의 복합방수 시공방법의 다양한 시공순서도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 아스팔트 교면의 복합방수 시공방법에 따라서 시공된 개략적인 시공단면도를 도시한 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 아스팔트 50 내지 80 중량%, 고기능성 충진제 10 내지 30 중량%, 고기능성 개질 혼화제 5 내지 20 중량%, 점착부여제 1 내지 10 중량% 및 가소제 1 내지 10 중량%를 포함하되;
상기 고기능성 충진제는 탄산칼슘 100 중량부, 산화규소 50 내지 100 중량부, 니켈포스페이트 10 내지 30 중량부, 파이로필라이트 1 내지 10 중량부 및 일불소인산나트륨(Na2PO3F) 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것이고;
상기 고기능성 개질 혼화제는 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 100 중량부, 폴리스티렌-폴리(옥시에틸렌)-폴리스티렌 공중합체 30 내지 50 중량부, 폴리옥테나머(Polyoctenamer) 1 내지 10 중량부, 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 1 내지 10 중량부, 아세설팜칼륨 0.1 내지 5 중량부, 하기 화학식 1로 표시되는 불소화 포스파젠 화합물 0.1 내지 5 중량부 및 피크노제놀 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것인 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
상기 식에서,
n은 1 또는 2이다.
이러한 본 발명의 일 구현예에 따른 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물 및 이를 이용한 아스팔트 교면의 복합방수 시공방법에 의하면, 서로 다른 열팽창계수를 갖는 강성의 콘크리트 구조체에 뛰어난 접착력으로 완벽하게 일체화될 뿐만 아니라, 완벽하게 일체화된 아스팔트 도막방수층 및 아스팔트 시트층을 연속 시공하여 복합방수층을 형성함으로써, 우수한 인장성능 및 접착성능을 구현하고, 균일한 방수층 두께를 형성함과 동시에, 교면의 방수성능을 극대화시킬 수 있다. 또한, 교면바닥판 바탕면의 균열에 대한 대응성 및 외부 온도변화에 따른 수축/팽창에 의한 균열 추종성이 개선되고, 염화물, 알칼리, 물에 대한 내구성이 뛰어나, 균열, 들뜸, 박리 또는 파단현상을 효과적으로 방지할 수 있고, 교면의 수명 연장에 기여할 수 있는 효과가 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물은 아스팔트 50 내지 80 중량%, 고기능성 충진제 10 내지 30 중량%, 고기능성 개질 혼화제 5 내지 20 중량%, 점착부여제 1 내지 10 중량% 및 가소제 1 내지 10 중량%를 포함한다.
먼저, 상기 아스팔트는 우수한 인장성능, 접착성능, 방수성능 및 균열에 대한 대응성을 구현하고, 유동성을 향상시켜, 우수한 작업성능을 제공하는 기능을 한다.
이러한 상기 아스팔트는 스트레이트 아스팔트, 블론 아스팔트(blown asphalt), 컷백 아스팔트(cutback asphalt) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있다. 보다 바람직하기로는 스트레이트 아스팔트 및 블론 아스팔트(blown asphalt)를 5 내지 10: 1 중량비율로 혼합한 것을 사용하여, 아스팔트 도막방수용 및 아스팔트 시트용으로 동시에 사용되어, 상기한 개선효과를 더욱 향상시킴과 함께 특히, 작업성이 매우 개선되고, 외부 온도변화에 따른 수축/팽창에 의한 균열 추종성이 매우 개선되는 효과가 있다.
상기 아스팔트는 본 발명의 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물에 50 내지 80 중량% 범위로 포함될 수 있다. 상기 아스팔트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 아스팔트의 함량이 너무 많은 경우에는 오히려 접착성능이 감소되고 경도가 지나치게 상승되어 균열에 대한 저항성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
한편, 상기 고기능성 충진제는 기공을 충전시켜 균일한 두께의 안정한 도막을 형성할 수 있도록 하고, 압축강도, 내움푹 패임성, 경도 및 내마모성을 향상시키며, 우수한 내알칼리성, 염화이온 침투저항성, 내수성, 불투수성, 내열성, 내피로성 등의 내구성을 제공하는 기능을 한다.
상기 고기능성 충진제는 본 발명의 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물에 10 내지 30 중량% 범위로 포함될 수 있다. 상기 고기능성 충진제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 고기능성 충진제의 함량이 너무 많은 경우에는 오히려 방수성 및 작업성이 저하되거나 제조원가가 높아져 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
보다 구체적으로, 상기 고기능성 충진제는 탄산칼슘 100 중량부, 산화규소 50 내지 100 중량부, 니켈포스페이트 10 내지 30 중량부, 파이로필라이트 1 내지 10 중량부 및 일불소인산나트륨(Na2PO3F) 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
먼저, 상기 탄산칼슘은 기공을 충전시켜 균일한 두께의 안정한 도막을 형성할 수 있도록 하고, 압축강도, 내움푹 패임성을 향상시키며, 우수한 내알칼리성, 염화이온 침투저항성을 제공하는 기능을 한다.
이하, 상기 고기능성 충진제를 구성하는 다른 성분들의 함량은 상기 탄산칼슘 100 중량부를 기준으로 한다.
상기 산화규소는 기공을 충전시켜 균일한 두께의 안정한 도막을 형성할 수 있도록 하고, 압축강도, 내움푹 패임성, 경도 및 내마모성을 향상시키며, 우수한 내수성, 불투수성, 내화학성, 내열성의 내구성을 제공하는 기능을 한다. 뿐만 아니라, 노화를 억제시켜 장기 내구성을 향상시키고 점성을 증대시켜 조성물의 피로 저항성을 개선하는 기능을 한다.
상기 산화규소는 상기 탄산칼슘 100 중량부에 대하여, 50 내지 100 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 산화규소의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 산화규소의 함량이 너무 많은 경우에는 더이상의 개선효과는 기대할 수 없고, 오히려 방수성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 니켈포스페이트는 압축강도, 내움푹 패임성, 경도 및 내마모성을 향상시키며, 우수한 내알칼리성, 염화이온 침투저항성, 내수성, 내열성, 내피로성의 내구성을 제공하고, 박리현상을 방지할 뿐만 아니라, 노화를 억제시켜 장기 내구성을 향상시키는 기능을 한다.
이러한 상기 니켈포스페이트는 VSB-1 또는 VSB-5의 구조를 가지는 것을 보다 바람직하게 사용할 수 있다.
이러한 상기 니켈포스페이트는 밤껍질 유래 탄닌으로 표면개질된 것을 사용하여, 상기한 개선 효과를 더욱 향상시킬 뿐만 아니라, 접착 및 전단접착성능이 개선되고, 박리방지 효과를 더욱 향상시키는 효과가 있다.
보다 구체적으로, 상기 밤껍질 유래 탄닌으로 표면개질된 니켈포스페이트는 저급 알코올계 용매에 밤껍질 유래 탄닌 및 포름 알데하이드를 100: 10 내지 20: 1 내지 10 부피비율로 혼합하여 침지용액을 준비하는 단계; 상기 침지용액 300 내지 500 중량부에 니켈포스페이트 100 중량부를 침지한 이후, 아염소산나트륨(NaClO2) 40 내지 70 중량부를 더욱 첨가하여 60 내지 90 ℃의 온도에서, 10 내지 24 시간 동안 교반하여, 침지 혼합용액을 제조하는 단계; 상기 침지 혼합용액에 수산화나트륨(NaOH)을 첨가하여 pH가 5 내지 6으로 조정한 후, 여과, 세척 및 건조하여 밤껍질 유래 탄닌으로 표면개질된 니켈포스페이트를 제조하는 단계를 포함하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
이때, 상기 밤껍질 유래 탄닌은 밤껍질 1 중량부에 추출용매로서의 물 1.2 내지 2 중량부를 처리하고 70 내지 90 ℃ 온도에서 6 내지 20 시간 동안 가열하여 추출되는 것일 수 있다.
또한, 상기 저급 알코올계 용매는 탄소수 1 내지 4개의 저급 알코올 용매로서, 보다 바람직하기로는 에탄올, 메탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, n-부탄올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.
또한, 상기 침지용액을 준비하는 단계에서, 상기 침지용액은 하기 화학식 2로 표시되는 우레아기 함유 이미다졸륨 아이오다이드 0.1 내지 0.5 부피부를 더욱 포함하여 상기한 효과를 더욱 더 향상시킬 수 있다.
[화학식 2]
상기 식에서,
R1은 C4 내지 C7의 알킬기이고, R2는 C1 내지 C3의 알킬기이다.
상기 니켈포스페이트는 상기 탄산칼슘 100 중량부에 대하여, 10 내지 30 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 니켈포스페이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 니켈포스페이트의 함량이 너무 많은 경우에는 더이상의 개선효과는 기대할 수 없어 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 파이로필라이트는 기공을 충전시켜 균일한 두께의 안정한 도막을 형성할 수 있도록 하고, 압축강도, 인장강도, 내움푹 패임성, 경도 및 내마모성을 향상시키며, 우수한 내알칼리성, 염화이온 침투저항성, 내열성, 내피로성, 박리방지 및 노화억제의 내구성을 제공하는 기능을 한다.
이러한 상기 파이로필라이트는 천연 파이로필라이트를 0.5 내지 2N 농도의 황산암모늄((NH4)2SO4) 수용액으로 이온교환하고, 80 내지 100 ℃의 온도에서 10 내지 20 시간 동안 건조한 이후, 500 내지 600 ℃의 온도에서 공기 분위기 하에 2 내지 7 시간 동안 소성하여 준비되는 것을 사용하여 상기한 효과를 더욱 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 특히, 염화이온 침투저항성 및 내피로성이 매우 개선되는 효과가 있다.
상기 파이로필라이트는 상기 탄산칼슘 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 파이로필라이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 파이로필라이트의 함량이 너무 많은 경우에는 더이상의 개선효과는 기대할 수 없어 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 일불소인산나트륨(Na2PO3F)은 우수한 내알칼리성, 염화이온 침투저항성, 내수성, 내열성, 내피로성, 박리방지 및 노화억제의 내구성을 제공하는 기능을 한다.
상기 일불소인산나트륨(Na2PO3F)은 상기 탄산칼슘 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 일불소인산나트륨(Na2PO3F)의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 일불소인산나트륨(Na2PO3F)의 함량이 너무 많은 경우에는 오히려 강도성능이 저하되거나, 더이상의 개선효과는 기대할 수 없어 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
한편, 상기 고기능성 개질 혼화제는 아스팔트와의 상용성을 개선하여 작업성을 향상시키고, 우수한 방수성능, 인장성능 및 전단접착성능을 구현하며, 탄성강도를 증가시켜 충격저항성능, 균열저항성, 소성변형저항성, 휨 추정성을 향상시키고, 열안정성, 저온특성을 향상시킬 뿐만 아니라, 우수한 내알칼리성, 염화이온 침투저항성, 내수성, 불투수성, 내열성, 내피로성의 내구성을 제공하는 기능을 한다.
상기 고기능성 개질 혼화제는 본 발명의 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물에 5 내지 20 중량% 범위로 포함될 수 있다. 상기 고기능성 개질 혼화제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 고기능성 개질 혼화제의 함량이 너무 많은 경우에는 내움푹 패임성, 경도 및 내마모성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
보다 구체적으로, 상기 고기능성 개질 혼화제는 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 100 중량부, 폴리스티렌-폴리(옥시에틸렌)-폴리스티렌 공중합체 30 내지 50 중량부, 폴리옥테나머(Polyoctenamer) 1 내지 10 중량부, 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 1 내지 10 중량부, 아세설팜칼륨 0.1 내지 5 중량부, 하기 화학식 1로 표시되는 불소화 포스파젠 화합물 0.1 내지 5 중량부 및 피크노제놀 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
[화학식 1]
상기 식에서,
n은 1 또는 2이다.
먼저, 상기 스티렌-부타디엔 고무(SBR)는 우수한 방수성능, 인장성능 및 전단접착성능을 구현하며, 탄성강도를 증가시켜 충격저항성능, 균열저항성, 소성변형저항성, 휨 추정성을 향상시키고, 열안정성, 저온특성을 향상시키는 기능을 한다.
이하, 상기 고기능성 개질 혼화제를 구성하는 다른 구성 성분들의 함량은 상기 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 100 중량부를 기준으로 한다.
상기 폴리스티렌-폴리(옥시에틸렌)-폴리스티렌 공중합체는 아스팔트와의 상용성을 개선하여 작업성을 향상시키고, 우수한 방수성능 및 전단접착성능을 구현하며, 탄성강도를 증가시켜 충격저항성능, 균열저항성, 소성변형저항성, 휨 추정성을 향상시키고, 뿐만 아니라, 우수한 내알칼리성, 염화이온 침투저항성, 내수성, 불투수성, 내피로성의 내구성을 제공하는 기능을 한다.
이러한 상기 폴리스티렌-폴리(옥시에틸렌)-폴리스티렌 공중합체는 수평균 분자량이 10,000 내지 30,000 g/mol인 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 이때, 폴리스티렌 블록 각각의 수평균 분자량은 1,500 내지 3,000 g/mol인 것이고; 폴리(옥시에틸렌) 블록의 수평균 분자량은 5,000 내지 10,000 g/mol인 것을 사용할 수 있다.
상기 폴리스티렌-폴리(옥시에틸렌)-폴리스티렌 공중합체는 상기 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 100 중량부에 대하여, 30 내지 50 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 폴리스티렌-폴리(옥시에틸렌)-폴리스티렌 공중합체의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 폴리스티렌-폴리(옥시에틸렌)-폴리스티렌 공중합체의 함량이 너무 많은 경우에는 오히려 강도성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 폴리옥테나머(Polyoctenamer)는 아스팔트와의 상용성을 개선하여 작업성을 향상시키고, 우수한 방수성능, 인장성능, 전단접착성능, 내수성, 불투수성을 구현하는 기능을 한다.
이러한 상기 폴리옥테나머(Polyoctenamer)는 시스 함량과 트랜스 함량이 10 내지 30 : 70 내지 90의 중량비율로 이루어진 것으로서, 유리전이온도가 -75 내지 -55 ℃인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 폴리옥테나머(Polyoctenamer)는 상기 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 폴리옥테나머의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 폴리옥테나머의 함량이 너무 많은 경우에는 오히려 피로성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체는 우수한 방수성능, 인장성능 및 전단접착성능을 구현하며, 탄성강도를 증가시켜 충격저항성능, 균열저항성, 소성변형저항성, 휨 추정성을 향상시키고, 열안정성, 저온특성을 향상시킬 뿐만 아니라, 우수한 내피로성, 박리방지 및 노화억제의 내구성을 제공하는 기능을 한다.
상기 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체는 상기 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체의 함량이 너무 많은 경우에는 오히려 상용성이 저하되어 재료분리 현상이 발생될 수 있는 문제점이 있다.
상기 아세설팜칼륨은 우수한 전단접착성능, 열안정성, 저온특성을 구현하고, 우수한 내알칼리성, 염화이온 침투저항성, 내열성, 내피로성의 내구성을 제공하는 기능을 한다.
상기 아세설팜칼륨은 상기 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 아세설팜칼륨의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 아세설팜칼륨의 함량이 너무 많은 경우에는 오히려 강도성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 불소화 포스파젠 화합물은 균열저항성, 소성변형저항성, 휨 추정성, 열안정성, 저온특성을 향상시키고, 우수한 내알칼리성, 염화이온 침투저항성, 내수성, 불투수성, 내열성, 내피로성의 내구성을 제공하는 기능을 한다.
상기 화학식 1로 표시되는 불소화 포스파젠 화합물은 상기 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 화학식 1로 표시되는 불소화 포스파젠 화합물의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 화학식 1로 표시되는 불소화 포스파젠 화합물의 함량이 너무 많은 경우에는 오히려 강도성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 피크노제놀은 아스팔트와의 상용성을 개선하여 작업성을 향상시키고, 우수한 내알칼리성, 염화이온 침투저항성, 내피로성의 내구성을 제공하는 기능을 한다.
상기 피크노제놀은 상기 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 5 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 피크노제놀의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 피크노제놀의 함량이 너무 많은 경우에는 오히려 강도성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
한편, 상기 점착부여제는 조성물 간의 결합력을 강화시키고, 점착력을 향상시켜, 콘크리트, 강재, 아스콘 포장층 등의 어떠한 피착면과도 부착이 잘 되어 저온에서의 분리현상을 방지하고, 아스팔트의 노화를 개선하는 기능을 한다.
이러한 상기 점착부여제는 석유 수지(C9계, C5계, C9-C5 공중합계), 말레인화 석유 수지, 에스테르화 석유 수지, 로진 에스테르, 페놀 수지, 송진 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 점착부여제는 본 발명의 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물에 1 내지 10 중량% 범위로 포함될 수 있다. 상기 점착부여제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 점착부여제의 함량이 너무 많은 경우에는 오히려 탄성이 저하되고 저온 취성이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
한편, 상기 가소제는 조성물의 상용성 향상과 동시에 점성을 줄여 작업성을 향상시키고, 탄성 및 유연성의 향상을 보조하는 기능을 한다.
이러한 상기 가소제는 파라핀계 오일(Paraffinc Oil), 나프텐계 오일(Naphthenic Oil), 아로마틱계 오일(Aromatic Oil) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 프로세스 오일(Process oil)을 사용하거나; 상기 프로세스 오일(Process oil) 1 중량부를 글리콜유(Glycol Oil), 미네랄 스프리트 오일(Mireral Sprit Oil) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 가소제 0.05 내지 0.3 중량부와 혼합한 것을 사용할 수 있다.
상기 가소제는 본 발명의 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물에 1 내지 10 중량% 범위로 포함될 수 있다. 상기 가소제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 가소제의 함량이 너무 많은 경우에는 점도가 지나치게 낮아져 오히려 작업성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 구현예는 상기 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물을 이용한 아스팔트 교면의 복합방수 시공방법으로서,
시공대상인 교면의 포장을 절삭한 후, 이물질을 제거함과 아울러 돌출된 부분을 절삭하여 평편하게 유지시켜 바탕면(100)을 정리하는 단계; 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물을 도포하여, 아스팔트 도막방수층(200)을 형성하는 단계; 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물을 함유하는 아스팔트 시트를 부착시공하여, 아스팔트 시트층(300)을 형성하는 단계; 및 아스팔트 콘크리트를 타설한 후, 다짐 및 양생하여, 아스콘 포장층(400)을 형성하는 단계;를 포함하는 것인 아스팔트 교면의 복합방수 시공방법을 제공한다.
이러한 본 발명의 일 구현예에 따른 아스팔트 교면의 복합방수 시공방법의 다양한 시공순서도를 도 1에 도시하였다. 또한, 상기 본 발명의 일 구현예에 따른 아스팔트 교면의 복합방수 시공방법에 따라서 시공된 개략적인 시공단면도를 도 3에 도시하였다. 다만, 도 1 및 도 3에 도시된 아스팔트 교면의 복합방수 시공방법의 다양한 시공순서도 및 개략적인 시공단면도는 예시로서 제시되는 것일 뿐, 본 발명의 아스팔트 교면의 복합방수 시공방법 및 시공단면도가 이에 제한되는 것은 아니다.
보다 구체적으로, 상기 시공대상인 교면은 교량 상판의 바탕면으로서 콘크리트 상판, 강상판 모두에 적용 가능하다.
또한, 본 발명의 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물은 바탕면에 대한 충분한 접착력을 구현할 수 있는 바, 프라이머의 도포를 생략할 수 있으나, 바탕면에 대한 더욱 우수한 접착력 개선효과 및 일체화 효과를 구현하기 위하여 당분야에서 일반적으로 사용되는 통상의 프라이머를 도포하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.
즉, 상기 아스팔트 교면의 복합방수 시공방법은 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계;를 더욱 포함하는 것일 수 있다. 이로써, 보다 우수한 강도 보강 효과, 수분 상승의 방지, 접착력 강화 효과를 구현할 수 있는 것이다. 이러한 상기 프라이머는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 제한하지 않는다.
이러한 프라이머층을 형성하는 단계를 더욱 포함하는 본 발명의 일 구현예에 따른 아스팔트 교면의 복합방수 시공방법의 다양한 시공순서도를 도 2에 도시하였다. 다만, 도 2에 도시된 아스팔트 교면의 복합방수 시공방법의 다양한 시공순서도는 예시로서 제시되는 것일 뿐, 본 발명의 아스팔트 교면의 복합방수 시공방법이 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물을 도포하여, 아스팔트 도막방수층(200)을 형성하는 단계;는 상기 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물을 180 내지 220 ℃의 온도범위로 가열용융하여 서로 완전하게 혼합한 이후, 도포함으로써 수행될 수 있다. 또한, 상기 도포는 상기 아스팔트 도막방수층이 1 내지 2 mm의 두께를 가질 때까지 1 내지 2회 범위로 다수회 도포될 수 있다.
또한, 상기 아스팔트 시트는 폴리에스테르 장섬유 또는 단섬유 부직포를 포함하여 구성되는 중심보강재(302)를 상기 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물(301, 301＇)에 함침시킨 후, 상기 아스팔트 시트의 상면, 하면 또는 양면에 규사(303)를 부착시켜 마감한 것일 수 있다. 이러한 상기 아스팔트 시트는 2 내지 3 mm의 두께를 갖는 것일 수 있다.
이때, 상기 중심보강재(302)의 함침은 상기 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물을 180 내지 220 ℃의 온도범위로 가열용융한 상태에서 이루어지는 것일 수 있다.
또한, 상기 규사는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 제한하지 않으나, 비제한적인 예를 들면, 7호 또는 8호 규사를 사용할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물 및 이를 이용한 아스팔트 교면의 복합방수 시공방법에 의하면, 서로 다른 열팽창계수를 갖는 강성의 콘크리트 구조체에 뛰어난 접착력으로 완벽하게 일체화될 뿐만 아니라, 완벽하게 일체화된 아스팔트 도막방수층 및 아스팔트 시트층을 연속 시공하여 복합방수층을 형성함으로써, 우수한 인장성능 및 접착성능을 구현하고, 균일한 방수층 두께를 형성함과 동시에, 교면의 방수성능을 극대화시킬 수 있다. 또한, 교면바닥판 바탕면의 균열에 대한 대응성 및 외부 온도변화에 따른 수축/팽창에 의한 균열 추종성이 개선되고, 염화물, 알칼리, 물에 대한 내구성이 뛰어나, 균열, 들뜸, 박리 또는 파단현상을 효과적으로 방지할 수 있고, 교면의 수명 연장에 기여할 수 있는 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>
밤껍질 유래 탄닌으로 표면개질된 니켈포스페이트의 제조
밤껍질 1 중량부에 추출용매로서의 물 2 중량부를 혼합하여 80 ℃ 온도에서 15 시간 동안 가열하여 밤껍질 유래 탄닌을 열수 추출하였다. 상기 열수 추출물은 원심분리하여 상등액을 취하고, 상기 상등액을 동결건조함으로써, 밤껍질 유래 탄닌을 준비하였다. 이후, n-부탄올 용매에 상기 준비된 밤껍질 유래 탄닌 및 포름 알데하이드를 100: 15: 3 부피비율로 혼합하여 침지용액을 준비하였다. 상기 침지용액 500 중량부에 니켈포스페이트(VSB-5 구조) 100 중량부를 침지한 이후, 아염소산나트륨(NaClO2) 50 중량부를 더욱 첨가하여 80 ℃의 온도에서, 24 시간 동안 교반하여, 침지 혼합용액을 제조하였다. 이후, 상기 침지 혼합용액에 수산화나트륨(NaOH)을 첨가하여 pH 5로 조정한 후, 여과, 세척 및 건조하여 밤껍질 유래 탄닌으로 표면개질된 니켈포스페이트를 제조하였다.
<제조예 2>
밤껍질 유래 탄닌으로 표면개질된 니켈포스페이트의 제조
상기 제조예 1과 동일한 방법으로 밤껍질 유래 탄닌으로 표면개질된 니켈포스페이트를 제조하되; 상기 침지용액은 n-부탄올 용매에 밤껍질 유래 탄닌, 포름 알데하이드 및 화학식 2-1로 표시되는 우레아기 함유 이미다졸륨 아이오다이드를 100: 15: 3: 0.3 부피비율로 혼합한 것을 사용하였다.
[화학식 2-1]
상기 식에서,
R1은 2-에틸부틸이고, R2는 메틸기이다.
<제조예 3>
파이로필라이트의 준비
천연 파이로필라이트를 1.5 N 농도의 황산암모늄((NH4)2SO4) 수용액으로 이온교환하고, 85 ℃의 온도에서 18 시간 동안 건조한 이후, 560 ℃의 온도에서 공기 분위기 하에 5 시간 동안 소성하여 파이로필라이트를 준비하였다.
<실시예 및 비교예>
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2: 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물의 제조
하기 표 1에 나타낸 바와 같은 성분 및 함량 조건으로 혼합하여 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물 및 비교용 조성물을 제조하였다.
구분(중량%) 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2
5종 스트레이트 아스팔트 48 56 56 63 48
블론 아스팔트(blown asphalt) 15 7 7 - 15
고기능성 충진제 16 16 16 16 16
(중량부) 탄산칼슘 100 100 100 100 100
산화규소 90 90 90 20 90
니켈포스페이트
[VSB-5 구조] 		17 17
[제조예1]		 17
[제조예2]		 - -
파이로필라이트 5
[천연
파이로필라이트]		 5
[제조예3]		 5
[제조예3]		 - -
일불소인산나트륨
(Na2PO3F)		 3 3 3 - -
고기능성 개질 혼화제 11 11 11 11 11
(중량부) 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 100 100 100 100 100
폴리스티렌-폴리(옥시에틸렌)-폴리스티렌 공중합체 1) 45 45 45 - -
폴리옥테나머 2) 8 8 8 - 8
스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 8 8 8 40 45
아세설팜칼륨 2.5 2.5 2.5 - -
불소화 포스파젠 화합물
[화학식 1]		 2
[n=1]		 2
[n=2]		 2
[n=2]		 - -
피크노제놀 0.5 0.5 0.5 - -
점착부여제[C5계 석유 수지] 7 7 7 7 7
가소제
[파라핀계 오일(Paraffinc Oil)]		 3 3 2.5 3 3
가소제
[글리콜유(Glycol Oil)]		 - - 0.5 - -
1) 폴리스티렌-폴리(옥시에틸렌)-폴리스티렌 공중합체: 수평균 분자량이 13,800 g/mol인 것으로서, 폴리스티렌 블록 각각의 수평균 분자량은 2,500 g/mol인 것이고; 폴리(옥시에틸렌) 블록의 수평균 분자량은 8,800 g/mol인 것을 사용함.
2) 폴리옥테나머; 베스테나머 8012(VESTENAMER™, 에보닉(Evonik) 社 제조, 시스 함량과 트랜스 함량이 20 : 80의 중량비율, 유리전이온도가 -65 ℃인 것을 사용함.
실시예 4 내지 6 및 비교예 3 내지 4: 아스팔트 시트의 제조
도 3에 도시된 바와 같이, 폴리에스테르 장섬유 부직포로 구성되는 중심보강재를 각각 상기 실시예 1 내지 실시예 3에 따른 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물 및 비교예 1 및 비교예 2에 따른 비교용 조성물의 사이에 함침시킨 후, 양면에 7호 규사를 부착시켜 마감함으로써, 아스팔트 시트를 제조하였다.
아래의 시험예들은 상기에 개시한 본 발명에 따른 실시예들의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 본 발명에 따른 실시예들과 비교예들의 특성을 비교한 실험결과들을 나타낸 것이다.
<시험예 1>
실시예 1 내지 실시예 3에 따른 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물 및 비교예 1 및 비교예 2에 따른 비교용 조성물에 대하여, 콘크리트 교면용 도막 방수재 품질기준(KS F 4932)에 따른 물성 시험을 실시하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
항목 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2
작업성 양호 양호 양호 양호 양호
불휘발성(%) 89 91 90 75 79
인장
성능		 인장강도
(N/㎟)		 무처리 2.0 2.2 2.3 1.1 1.4
알칼리처리 1.6 1.7 1.9 0.7 0.9
가열처리 1.8 1.9 2.0 0.5 1.0
신장률
(%)		 무처리 103 104 107 91 95
알칼리처리 97 98 100 82 83
가열처리 99 99 102 83 85
전단
접착
성능		 전단접착강도
(N/㎟)		 -20℃ 1.2 1.5 1.4 0.6 0.8
20℃ 0.22 0.25 0.26 0.11 0.14
전단접착
변형률(%)		 -20℃ 0.7 0.8 0.8 0.2 0.5
20℃ 1.1 1.2 1.3 0.5 0.9
인장 접착 강도
(N/㎟)		 -20℃ 1.7 1.9 2.0 0.8 1.1
20℃ 0.9 1.1 1.3 0.3 0.7
내투수성 투수되지
않음		 투수되지
않음		 투수되지
않음		 투수발생 투수되지
않음
염화 이온 침투 저항성(coulombs) 85 82 76 169 110
내약품성(10% 황산) 이상없음 이상없음 이상없음 들뜸발생 이상없음
내약품성(10% HCl) 이상없음 이상없음 이상없음 들뜸발생 들뜸발생
내약품성(10% 가성소다) 이상없음 이상없음 이상없음 들뜸발생 이상없음
내움푹 패임 이상없음 이상없음 이상없음 구멍발생 이상없음
내열치수
안정성(%)		 150℃,
30분		 0.6 0.3 0.4 2.5 1.6
내피로성 이상없음 이상없음 이상없음 잔금발생 이상없음
내균열성 -20℃ 이상없음 이상없음 이상없음 잔금발생 이상없음
저온 굴곡성 -10℃ 이상없음 이상없음 이상없음 균열발생 균열발생
수침 7일후의 인장접착성 20℃ 0.8 0.9 0.9 0.2 0.4
상기 표 2에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3에 따른 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물은 비교예 1 및 비교예 2에 따른 비교용 조성물과 비교하여, 우수한 성능을 보이는 것을 확인할 수 있었다.
<시험예 2>
실시예 4 내지 실시예 6과 비교예 3 및 비교예 4에 따른 아스팔트 시트에 대하여, 콘크리트 교면용시트 방수재 품질기준(KS F 4931)에 따른 물성 시험을 실시하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
항목 실시예4 실시예5 실시예6 비교예3 비교예4
인장
성능		 인장강도
(N/㎟)		 무처리 4.5 4.7 4.8 2.3 3.8
알칼리처리 4.0 4.3 4.5 1.8 3.1
가열처리 4.2 4.4 4.5 1.7 3.2
신장률
(%)		 무처리 53 55 56 29 39
알칼리처리 45 45 47 18 32
가열처리 47 46 48 18 33
전단
접착
성능		 전단접착강도
(N/㎟)		 -10℃ 1.8 2.1 2.3 1.3 1.5
23℃ 0.4 0.6 0.7 0.1 0.2
전단접착
변형률(%)		 -10℃ 0.6 0.7 0.6 0.2 0.2
23℃ 1.3 1.5 1.5 0.6 0.7
인장 접착 강도
(N/㎟)		 -10℃ 2.4 2.7 2.8 1.3 1.7
23℃ 1.8 1.9 2.1 0.6 1.1
내투수성 투수되지
않음		 투수되지
않음		 투수되지
않음		 투수되지
않음		 투수되지
않음
염화 이온 침투 저항성(coulombs) 42 40 35 109 85
내움푹 패임 이상없음 이상없음 이상없음 구멍발생 이상없음
내열치수
안정성(%)		 150℃,
30분		 0.9 0.5 0.2 2.7 1.8
내피로성 이상없음 이상없음 이상없음 잔금발생 이상없음
내균열성 -10℃ 이상없음 이상없음 이상없음 잔금발생 잔금발생
피로균열시험 -10℃ 이상없음 이상없음 이상없음 잔금발생 잔금발생
저온 굴곡성 -10℃ 이상없음 이상없음 이상없음 균열발생 균열발생
수침 7일후의 인장접착성 20℃ 1.6 1.8 1.9 0.3 0.7
상기 표 3에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 4 내지 실시예 6에 따른 아스팔트 시트는 비교예 1 및 비교예 2에 따른 아스팔트 시트와 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.
100: 바탕면
200: 아스팔트 도막방수층
300: 아스팔트 시트층
301, 301＇: 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물
302: 중심보강재
303: 규사
400: 아스콘 포장층

Claims (6)

  1. 아스팔트 50 내지 80 중량%, 고기능성 충진제 10 내지 30 중량%, 고기능성 개질 혼화제 5 내지 20 중량%, 점착부여제 1 내지 10 중량% 및 가소제 1 내지 10 중량%를 포함하되;
    상기 고기능성 충진제는 탄산칼슘 100 중량부, 산화규소 50 내지 100 중량부, 니켈포스페이트 10 내지 30 중량부, 파이로필라이트 1 내지 10 중량부 및 일불소인산나트륨(Na2PO3F) 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것이고;
    상기 고기능성 개질 혼화제는 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 100 중량부, 폴리스티렌-폴리(옥시에틸렌)-폴리스티렌 공중합체 30 내지 50 중량부, 폴리옥테나머(Polyoctenamer) 1 내지 10 중량부, 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 1 내지 10 중량부, 아세설팜칼륨 0.1 내지 5 중량부, 하기 화학식 1로 표시되는 불소화 포스파젠 화합물 0.1 내지 5 중량부 및 피크노제놀 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물.
    [화학식 1]

    상기 식에서,
    n은 1 또는 2이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리옥테나머(Polyoctenamer)는
    시스 함량과 트랜스 함량이 10 내지 30 : 70 내지 90의 중량비율로 이루어진 것을 특징으로 하는 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 니켈포스페이트는 밤껍질 유래 탄닌으로 표면개질된 것이고;
    상기 밤껍질 유래 탄닌으로 표면개질된 니켈포스페이트는
    저급 알코올계 용매에 밤껍질 유래 탄닌 및 포름 알데하이드를 100: 10 내지 20: 1 내지 10 부피비율로 혼합하여 침지용액을 준비하는 단계; 상기 침지용액 300 내지 500 중량부에 니켈포스페이트 100 중량부를 침지한 이후, 아염소산나트륨(NaClO2) 40 내지 70 중량부를 더욱 첨가하여 60 내지 90 ℃의 온도에서, 10 내지 24 시간 동안 교반하여, 침지 혼합용액을 제조하는 단계; 상기 침지 혼합용액에 수산화나트륨(NaOH)을 첨가하여 pH가 5 내지 6으로 조정한 후, 여과, 세척 및 건조하여 밤껍질 유래 탄닌으로 표면개질된 니켈포스페이트를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 침지용액을 준비하는 단계에서,
    상기 침지용액은 하기 화학식 2로 표시되는 우레아기 함유 이미다졸륨 아이오다이드 0.1 내지 0.5 부피부를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물.
    [화학식 2]

    상기 식에서,
    R1은 C4 내지 C7의 알킬기이고, R2는 C1 내지 C3의 알킬기이다.
  5. 제1항 내지 제4항 중에서 선택되는 어느 한항에 따른 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물을 이용한 아스팔트 교면의 복합방수 시공방법으로서,
    시공대상인 교면의 포장을 절삭한 후, 이물질을 제거함과 아울러 돌출된 부분을 절삭하여 평편하게 유지시켜 바탕면(100)을 정리하는 단계; 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물을 도포하여, 아스팔트 도막방수층(200)을 형성하는 단계; 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물을 함유하는 아스팔트 시트를 부착시공하여, 아스팔트 시트층(300)을 형성하는 단계; 및 아스팔트 콘크리트를 타설한 후, 다짐 및 양생하여, 아스콘 포장층(400)을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 아스팔트 교면의 복합방수 시공방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 아스팔트 시트는
    폴리에스테르 장섬유 또는 단섬유 부직포를 포함하여 구성되는 중심보강재(302)를 상기 아스팔트 교면의 복합방수용 고기능성 아스팔트계 방수 조성물(301, 301＇)에 함침시킨 후, 상기 아스팔트 시트의 상면, 하면 또는 양면에 규사(303)를 부착시켜 마감한 것을 특징으로 하는 아스팔트 교면의 복합방수 시공방법.
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