KR102627898B1 - 바닥재용 아스팔트 조성물 및 이를 이용한 바닥구조물의 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 아스팔트 21 ~ 75 중량%; 산화 축중합 반응형 아스팔트 20 ~ 50 중량%; 열가소성 엘라스토머 1 ~ 10 중량%; 열가소성 수지 1 ~ 10 중량%; 석유계 피치 1 ~ 10 중량%; DAO(De-Asphalt Oil) 1 ~ 10 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥재용 아스팔트 조성물을 제시함으로써, 방수성능이 우수하고, 콘크리트의 수축 및 팽창에 대한 저항성이 크면서도, 시공 시 냄새와 연기에 따른 환기 문제를 해소할 수 있도록 한다.
Description
본 발명은 건설 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 바닥재용 아스팔트 조성물 및 이를 이용한 바닥구조물의 시공방법에 관한 것이다.
건축물의 바닥재 인테리어는 해마다 새로운 자재가 출시되고 여러 시험과 시장의 반응을 통해 적용되며 각 공간의 기능에 따라 적용되는 건축자재가 다르다.
사람들이 많이 오가며 걷는 공간, 무거운 차량이 지나다니는 공간, 오염도가 높은 공간, 높은 하중을 견뎌야하는 공간 등 각 쓰임새에 따라 다르기 때문이다.
대형마트, 물류창고, 사무실, 상가 등에는 에폭시, 마루, 타일, 대리석 등을 사용하며 공간의 규모나 같은 사무공간이어도 성격에 따라 적용되는 바닥재의 종류는 다양하다.
또한 공동주택을 포함한 건축물의 고층화와 자동차의 급속한 보급은 주차면적의 증가에 따라 주차하는 차량의 규모가 확대되고 친환경 설계로 인한 지상층의 공원화, 화단 등으로 활용되면서 주차장을 지하에 건설하는 비율이 증가하고 있다.
종래의 지하주차장의 바닥재 및 바닥구조물의 시공방법에는 에폭시코팅, 레진몰탈 등이 있다.(도 1)
그러나 실내건축물 및 지하주차장의 바닥재는 하부 콘크리트 수축 팽창에 따른 균열 및 누수, 콘크리트의 습윤 과다로 인한 바닥층 탈락, 들뜸 현상 등이 쉽게 확인되어 건축물 전체품질에 직접적으로 연결되는 경우가 많고 누수, 균열 등의 만족할 만한 성과를 얻지 못하고 있는 실정이다.
또한 가장 보편적으로 사용되는 바닥재인 에폭시 코팅의 경우, 시공이 간편하고 경제성이 우수한 장점이 있으나, 균열에 대한 저항성이 부족하고, 습윤면 및 건축물의 방수 및 누수 성능이 취약한 단점을 가지고 있다.(도 2)
한편, 구스 아스팔트 공법은 독일 아우토반에 1932년 개통 후 전면적으로 사용되고 있으며, 현재까지 48%는 별도의 보수 없이 유지하며 60년 이상 공용 중이다.
유럽에서는 실내 건축물의 바닥 마감재, 주차장 바닥재 등에 대하여, 구스 아스팔트가 보편적으로 사용되고 있으며, 장기 내구성이 우수하다고 알려져 있다.
주차장 바닥재로서 수밀성이 우수하고 방수 및 누수성능에 우수하며, 포장 두께를 4~5cm를 적용하는 경우, 차량 주행 및 주차 시 타이어에 의한 소음이 작다.(도 2)
구스 아스팔트는 일반적으로 천연 아스팔트와 열가소성 고분자를 포함한 개질 아스팔트 바인더를 사용하며, 별도의 구스 아스팔트 혼합물 골재 입도를 적용하여 혼합물 생산 후 쿠커 차량에 210~240℃ 고온으로 가열하여 시공위치에 포설 또는 흘려보내 인두로 마감한다.
구스 아스팔트는 콘크리트 포장의 반사균열 억제, 다짐불필요, 불투수 아스팔트. 부식 및 열화 저항성, 소성변형 저항성, 수밀성 확보에 따른 방수성능이 우수한 장점이 있다.
그런데 이러한 구스 아스팔트를 실내건축물의 바닥재나 지하주차장의 바닥재로 적용하는 경우, 냄새와 연기가 과도하게 발생하므로, 환기의 부담이 크다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 방수성능이 우수하고, 콘크리트의 수축 및 팽창에 대한 저항성이 크면서도, 시공 시 냄새와 연기에 따른 환기 문제를 해소할 수 있도록 하는 바닥재용 아스팔트 조성물 및 이를 이용한 바닥구조물의 시공방법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 아스팔트 21 ~ 75 중량%; 산화 축중합 반응형 아스팔트 20 ~ 50 중량%; 열가소성 엘라스토머 1 ~ 10 중량%; 열가소성 수지 1 ~ 10 중량%; 석유계 피치 1 ~ 10 중량%; DAO(De-Asphalt Oil) 1 ~ 10 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥재용 아스팔트 조성물을 제시한다.
상기 산화 축중합 반응형 아스팔트는 무촉매 공기-브로운 반응(non-catalytic Air- Blown Reaction)에 의해 제조된 것이 바람직하다.
상기 열가소성 엘라스토머는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS)을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 열가소성 수지는 폴리스티렌 수지 또는 폴리스티렌-폴리부타디엔-폴리스티렌의 블록 공중합체를 포함하는 것이 바람직하다.
왁스 1 ~ 10 중량%;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 왁스는 에티렌-비스-스테아르아미드(EBS- Ethylene-bis-stearamide) 왁스, 올레 아미드(Oleamide) 왁스, 폴리올레핀(Polyolefine) 왁스, 스테아르아미드(Stearamide) 왁스, Erucamice wax 중 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 바닥재용 아스팔트 조성물을 이용한 바닥구조물의 시공방법으로서, 바닥판(10)의 상부에 상기 바닥재용 아스팔트 조성물을 포설하여 바닥재층(30)을 형성하는 바닥재층 형성단계; 상기 바닥재층(30)의 상면을 폴리싱하는 폴리싱 단계; 상기 폴리싱 단계 이후, 상기 바닥재층(30)의 상면에 Top Coating 재료를 도포하여 코팅층(40)을 형성하는 코팅 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥구조물의 시공방법을 제시한다.
상기 바닥재층 형성단계는, 상기 바닥판(10)의 상부에 수분침투 방지층(20)을 형성하는 단계; 상기 수분침투 방지층(20)의 상부에 상기 바닥재용 아스팔트 조성물을 포설하여 상기 바닥재층(30)을 형성하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 방수성능이 우수하고, 콘크리트의 수축 및 팽창에 대한 저항성이 크면서도, 시공 시 냄새와 연기에 따른 환기 문제를 해소할 수 있도록 하는 바닥재용 아스팔트 조성물 및 이를 이용한 바닥구조물의 시공방법을 제시한다.
도 1은 종래의 지하주차장의 바닥재 및 바닥구조물의 시공방법의 구성도.
도 2는 종래의 지하주차장의 바닥재의 장단점의 비교도.
도 3은 본 발명에 의한 바닥구조물의 시공방법의 공정도.
도 2는 종래의 지하주차장의 바닥재의 장단점의 비교도.
도 3은 본 발명에 의한 바닥구조물의 시공방법의 공정도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 바닥재용 아스팔트 조성물은 기본적으로, 아스팔트 21 ~ 75 중량%; 산화 축중합 반응형 아스팔트 20 ~ 50 중량%; 열가소성 엘라스토머 1 ~ 10 중량%; 열가소성 수지 1 ~ 10 중량%; 석유계 피치 1 ~ 10 중량%; DAO(De-Asphalt Oil) 1 ~ 10 중량%;를 포함하여 구성된다.
상기 아스팔트에는 일반적으로 가장 많이 사용되는 침입도 60-80의 스트레이트 아스팔트(AP-5) 등을 사용하면 된다.
산화 축중합 반응형 아스팔트는 무촉매 공기-브로운 반응(non-catalytic Air- Blown Reaction)에 의해 제조되는데, 석유아스팔트를 주원료로 하여 220℃~250℃의 고온에서 공기를 불어 넣음으로써, 공기에 의한 산화 반응 및 축중합 반응에 의해 제조된 탄성력이 큰 아스팔트를 의미한다.
이는 스트레이트 아스팔트에 비해 아스팔텐의 함유량이 많고 페트로렌의 함유량이 적어 내열성이 우수하며 충격 저항성이 강하고 감온성이 적다.
방수 및 방습용으로 외벽, 지하실, 루핑 제조용으로 사용되고 전기절연, 케이블 보호, 전기부품의 실링제 및 금속, 콘크리트의 보호 도장용 등으로 사용된다.
이는 일정한 고온 조건하에서 아스팔트가 산소 혹은 공기와 결합하는 산화반응에 의해 제조되는데, 위 산화반응은 산소만 사용하는 무촉매 공기-브로운 반응과, 반응시간의 단축 및 효율화를 목적으로 산소와 함께 산화물과 같은 촉매를 동시에 사용하는 촉매 공기-브로운 반응으로 구분된다.
무촉매 공기-브로운 반응에 의해 제조된 산화 축중합 반응형 아스팔트는 전체 포화탄화물(Sa)의 함량 변화가 없다는 점, 방향족 화합물의 함량이 증가함과 동시에 방향성도 증가한다는 점, 산화 반응이 장기간 진행됨에 따라 탈수소화 반응과 축합반응이 발생하여 다중핵 방향족 및 다수-고리 환형파라핀계의 함량이 증가되어 C/H 비가 증가한다는 점, 이와 동시에 분자량과 아스팔텐(As) 함량이 증가한다는 점 등의 장점이 있다.
따라서 본 발명에 의한 아스팔트 조성물에는 이와 같은 무촉매 공기-브로운 반응에 의해 제조된 산화 축중합 반응형 아스팔트를 적용하는 것이 바람직하다.
열가소성 엘라스토머는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS)을 포함하는 것이 바람직하다.
스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS)은 가황을 거치지 않고 고무처럼 작용하는 열가소성 엘라스토머로서, 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체(SBS)에서 부분적으로 생산되며, 열 안정성, 내후성, 내유성을 개선할 수 있다.
폴리스티렌 함량은 30 ~ 40%이며 항산화제 함량은 0.3 ~1.0%이다.
열가소성 수지는 폴리스티렌 수지 또는 폴리스티렌-폴리부타디엔-폴리스티렌의 블록 공중합체를 포함하는 것이 바람직하다.
이는 폴리부타디엔에 폴리스티렌이 입자상으로 분산한 구조로서, 양 말단 폴리스티렌이 별개의 입자로 들어가기 때문에 마치 고무에 의해 블록 사이에 다리를 놓은 것과 같은 구조가 되며 고무탄성을 갖는다.
석유계 피치는 석유계 고도화 정제공정을 통해 배출되는 부산물을 의미하며, 바닥구조물에서 요구되는 소성변형 저항성을 증가시키는 역할을 한다.
DAO(De-Asphalt Oil)는 잔사유에 프로판, 부탄, 펜탄 등 용매를 혼합하여 아스팔텐 성분을 제거한 것으로서, 2차 가공을 통해 상온 및 저온에서 취성에 대한 높은 저항성을 가지므로, 바닥구조물의 균열에 대한 저항성능을 높여준다.
본 발명에 의한 바닥재용 아스팔트 조성물은 추가로 왁스 1 ~ 10 중량%;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
위 왁스로는 에티렌-비스-스테아르아미드(EBS- Ethylene-bis-stearamide) 왁스, 올레 아미드(Oleamide) 왁스, 폴리올레핀(Polyolefine) 왁스, 스테아르아미드(Stearamide) 왁스, Erucamice wax 중 하나 또는 2 이상의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 의한 바닥재용 아스팔트 조성물을 이용한 바닥구조물의 시공방법에 대하여 설명한다.(도 3)
콘크리트 슬랩 등의 바닥판(10)의 상부에 부직포 등을 설치하여 수분침투 방지층(20)을 형성한다.
이는 바닥판(10)과 바닥재층(30) 사이에 수분, 습기가 침투하는 것을 방지하고, 콘크리트의 수축 및 팽창에 따른 반사균열을 억제하며, 건물, 차량 기타의 하중에 저항하여 내구성을 높여준다.
수분침투 방지층(20)의 상부에 바닥재용 아스팔트 조성물을 포설하여 상기 바닥재층(30)을 형성한다.
이와 같이, 바닥판(10)의 상부에 바닥재용 아스팔트 조성물을 포설하여 바닥재층(30)을 형성한다.
바닥재층(30)의 상면을 폴리싱하는데, 이는 폴리싱 장비의 폴리싱 패드와 바닥재층(30)의 표면 사이의 마찰을 이용하며, 바닥재층(30)의 표면을 가압하면서 폴리싱 장비를 이동시키는 방식을 취한다.
1~2단계 폴리싱 작업은 메탈패드에 의해 건식으로 진행하고, 3~8단계 폴리싱 작업은 레진패드의 종류를 변화해가며 건식으로 진행하는데, 단계가 높아질수록 고운패드를 사용하여 평탄성 및 광택 효과를 증가시킨다.
폴리싱 작업 이후, 바닥재층(30)의 상면에 Top Coating 재료를 도포하여 코팅층(40)을 형성한다.
이하, 본 발명의 효과를 입증하기 위한 실험결과에 관하여 설명한다.
표 1은 본 발명의 실시예 1~4의 배합비를 나타낸 것이다.
본 발명에 의한 아스팔트 조성물은 바닥구조물의 표층에 적용되는 것이므로, 바인더의 경도 및 아스팔트 연화점이 중요하고, 건물, 주차장의 바닥에 가해지는 지속적인 하중에 대하여 저항해야 하므로 침입도가 중요한 물성이다.
표 2는 본 발명의 실시예 1~4의 침입도 및 연화점의 실험결과를 나타낸 것이다.
건물 실내의 바닥이나 주차장 바닥의 침입도는 20 이하이면 충분하고, 실시예 1~3이 이를 만족하는 것으로 나타났다.
본 발명에 의한 아스팔트 조성물의 골재입도는 구스 아스팔트의 골재 입도를 적용하였다.
이는 표층에 적용되는 것이므로, 소성변형에 대한 저항성이 가장 중요하고, 이를 평가하기 위해 압축 및 휨 변형량, 휠트랙킹, 관입량 시험을 실시하였다.
또한 바닥재층의 상면에는 폴리싱 작업이 이루어지므로, 이와 관련된 화학저항성을 평가하기 위해 알카리 및 염수처리 시험을 하여 외관의 변화 상태를 관찰하였다.
표 3은 시험방법 및 품질기준을 나타낸 것이고, 표 4는 시험결과를 나타낸 것이며, 비교예는 일반 콘크리트 바닥에 관한 것이다.
시험결과, 실시예 1~3은 휨 강도, 압축강도, 휠트래킹, 관입량, 화학저항성 등 모든 항목에서 품질기준을 충분히 상회하는 것으로 나타났다.
다만, 실시예 4(반응형 아스팔트 20 중량% 혼입)의 경우, 휠트래킹 항목에서 품질기준에 다소 부족한 것으로 나타났다.
따라서 반응형 아스팔트의 혼입량은 20 중량%보다 다소 많은 것이 바람직한 것으로 판단된다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
10 : 바닥판 20 : 수분침투 방지층
30 : 바닥재층 40 : 코팅층
30 : 바닥재층 40 : 코팅층
Claims (8)
- 바닥재용 아스팔트 조성물을 이용한 바닥구조물의 시공방법으로서,
상기 바닥재용 아스팔트 조성물은,
아스팔트 21 ~ 75 중량%;
석유아스팔트를 원료로 하여 220℃~250℃의 고온에서 공기를 불어 넣는 무촉매 공기-브로운 반응에 의해 제조된 산화 축중합 반응형 아스팔트 20 ~ 50 중량%;
스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS)을 포함하는 열가소성 엘라스토머 1 ~ 10 중량%;
열가소성 수지 1 ~ 10 중량%;
석유계 피치 1 ~ 10 중량%;
DAO(De-Asphalt Oil) 1 ~ 10 중량%;를 포함하고,
상기 바닥구조물의 시공방법은,
바닥판(10)의 상부에 수분침투 방지층(20)을 형성하는 단계;
상기 수분침투 방지층(20)의 상부에 상기 바닥재용 아스팔트 조성물을 포설하여 바닥재층(30)을 형성하는 단계;
상기 바닥재층(30)의 상면을 폴리싱하는 폴리싱 단계;
상기 폴리싱 단계 이후, 상기 바닥재층(30)의 상면에 Top Coating 재료를 도포하여 코팅층(40)을 형성하는 코팅 단계;를
포함하는 것을 특징으로 하는 바닥구조물의 시공방법. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 열가소성 수지는 폴리스티렌 수지 또는 폴리스티렌-폴리부타디엔-폴리스티렌의 블록 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥구조물의 시공방법. - 제1항에 있어서,
왁스 1 ~ 10 중량%;를
더 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥구조물의 시공방법. - 제5항에 있어서,
상기 왁스는 에티렌-비스-스테아르아미드(EBS- Ethylene-bis-stearamide) 왁스, 올레 아미드(Oleamide) 왁스, 폴리올레핀(Polyolefine) 왁스, 스테아르아미드(Stearamide) 왁스, Erucamice wax 중 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 바닥구조물의 시공방법. - 삭제
- 삭제
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