KR20010016764A - 복합 방수구조를 갖는 콘크리트의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복합 방수구조를 갖는 콘크리트의 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유기 및 무기질의 복합재료로 구성된 박막형 침투강화층을 콘크리트면에 도포하고, 그 위에 탄성력이 우수한 에틸렌 아세트산비닐수지 공중합체와 분체 재료를 혼합시킨 고분자 폴리머 수성에멀젼을 2차에 걸쳐 도포 시공함으로써 습윤환경에서도 강력한 접착력과 탄성력을 발휘하도록 하며, 특히 콘크리트 구조물에서 피할 수 없는 균열 추종성이 우수하여 방수층의 박리, 들뜸, 파단, 방수성 등을 강화시켜 토목이나 건축 구조물의 지하층 바닥이나 벽체, 수영장, 실내주차장, 화장실, 공동구, 핏트 등에 적용가능한 복합 방수구조를 갖는 콘크리트의 시공방법에 관한 것이다.

Description

복합 방수구조를 갖는 콘크리트의 시공방법 {A construction method of concrete having complex water-proof structure}

본 발명은 복합 방수구조를 갖는 콘크리트의 시공방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유기 및 무기질의 복합재료로 구성된 박막형 침투강화층을 콘크리트면에 도포하고, 그 위에 탄성력이 우수한 에틸렌 아세트산비닐수지 공중합체와 분체 재료를 혼합시킨 고분자 폴리머 수성에멀젼을 2차에 걸쳐 도포 시공함으로써 습윤환경에서도 강력한 접착력과 탄성력을 발휘하도록 하며, 특히 콘크리트 구조물에서 피할 수 없는 균열 추종성이 우수하여 방수층의 박리, 들뜸, 파단, 방수성 등을 강화시켜 토목이나 건축 구조물의 지하층 바닥이나 벽체, 수영장, 실내주차장, 화장실, 공동구, 핏트 등에 적용가능한 복합 방수구조를 갖는 콘크리트의 시공방법에 관한 것이다.

종래의 방수구조를 갖는 콘크리트는 첨부도면 도 1에 도시한 바와 같은 구조를 갖는데, 즉 무기질 단체형이나 유, 무기 혼합형 재료를 적당량의 물과 혼합한 후, 이를 콘크리트(1)의 슬라브 표면층 상면에 2차에 걸쳐 박막형(0.8 ∼ 1.0㎜)으로 도포하여 1차 침투층(2) 및 2차 침투층(3)을 형성한다. 이러한 구조를 갖는 콘크리트는 재료속의 침투성분이 콘크리트 모세 공극속으로 침투되고 공극속의 미수화물과 결정반응을 일으켜 콘크리트 표면의 세공용적을 감소시킴으로써 외부의 수원으로부터의 방수에 적합하다.

상기와 같은 방수구조를 갖는 콘크리트는 콘크리트 표면상태나 건물구조체의 정적변형이나 동적변형에 따라 방수 품질이 크게 좌우된다. 종래에는 상술한 바와 같이 콘크리트의 표면에 형성된 방수층의 두께가 매우 얇기 때문에 콘크리트 바탕 표면에 나타나는 핀홀, 요철, 곰보, 골재분리, 미세균열 부위나 바탕처리 정도 여하에 따라 품질차이가 크며, 특히 침투깊이나 균일한 침투력을 기대하기 어렵다.

따라서, 종래의 방수구조를 갖는 콘크리트는 방수 재료 자체가 어떠한 연성 즉, 탄성력을 가지고 있지 않기 때문에 숙명적으로 발생하는 콘크리트의 건조수축이나 온도변화 등에 의해 발생하는 균열에 추종능력이 없어 방수층이 판단되거나 실지 콘크리트 내부에 일정 깊이까지 침투되어 세공 용적이 수밀화되었다 하더라도 외부의 수압으로부터의 누수현상을 피할 수 없는 문제가 있다. 또한, 현장 콘크리트의 품질은 공정에서 생산하는 품질과는 달리 일정 배합조건이나 온도, 습도조건 및 타설방법과는 다르게 외부 기후조건이나 타설공의 숙련도 및 주변시공의 영향에 크게 좌우되므로 콘크리트의 강도나 품질이 일정하지 않고 타설부위나 건물의 심도 등에 따라 균질성의 차이가 심하다. 이러한 경우 콘크리트의 품질에 따라 침투깊이, 방수성, 내투수성 등의 차이가 심하여 결국 시공후 콘크리트 표면에 반점이나 얼룩이 생기거나 심지어는 전혀 침투되지 못하고 누수가 되는 문제점이 많다.

그리고, 종래에는 1차 및 2차 침투층의 재료적 특성상 무기질인 시멘트와 실리카 및 충진제를 조합하여 사용하는데, 시공시 여기에 40% 정도의 물을 첨가한 후 시멘트풀 상의 점도로 콘크리트 바탕위에 매우 얇은 박막형(약 1.0㎜)으로 도포한다. 그러나, 주변의 온, 습도나 기후, 통풍 등의 환경적 영향으로 조기 건조에 의한 방수층의 박리, 들뜸, 수축, 파단 현상이 발생하여 누수되거나 또는 그 위에 미장공사를 시공할 경우 마감층까지 박리, 들뜸 현상이 발생하는 문제가 있다.

이에 본 발명자들은 상기와 같은 박막형의 구조적 한계와 탄성력이나 접착성이 없어 박리되거나 누수되는 문제점을 해결하기 위하여 예의 연구한 결과, 박막형 침투강화층 재료에 일정량의 아크릴 수지 등을 첨가하여 콘크리트 표면에 도포하고, 그 위에 습윤환경에 가장 친화성이 양호한 수용성 폴리머 도막방수층을 2차에 걸쳐 후막형으로 시공함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명에서는 침투강화층과 습윤면에도 강력한 친화성과 접착성, 통기성, 신축성 등이 우수한 후막형 도막방수층을 복합화시켜 습기가 있는 지하 구조물의 외부수압이나 균열에 저항성이 있고, 강력한 부착성능으로 마감층과도 일체성이 있어 방수 수명을 연장시킬 수 있는 복합 방수구조를 갖는 콘크리트의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 콘크리트(11)의 상면에 시멘트를 주재료로 하며, 시멘트 100 중량부에 대하여 계면활성제 0.05 ∼ 0.2 중량부, 물유리 3 ∼ 5 중량부 및 특수 아크릴 에멀젼 10 ∼ 15 중량부를 함유하는 박막형 침투강화층(21)을 형성한 다음, 그 위에 비이온 계면활성제 5 ∼ 10 중량부, 칼슘 스테아레이트 40 ∼ 60 중량부, 에틸렌 아세트산비닐수지 공중합체 80 ∼ 200 중량부 및 특수 분체 재료를 함유하는 도막방수액을 1차 도막방수층(31) 및 2차 도막방수층(41)으로 형성하는 복합 방수구조를 갖는 콘크리트의 시공방법을 그 특징으로 한다.

도 1은 종래의 방수구조를 갖는 콘크리트의 단면도이고,

도 2는 본 발명에 의한 복합 방수구조를 갖는 콘크리트의 단면도이다.

〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉

1, 11 : 콘크리트 2 : 1차 침투층

3 : 2차 침투층 21 : 박막형 침투강화층

31 : 1차 도막방수층 41 : 2차 도막방수층

본 발명에 따른 복합 방수구조를 갖는 콘크리트는 콘크리트(11)의 상면에 박막형 침투강화층(21)이 형성되어 있고, 그 위에 1차 도막방수층(31)과 2차 도막방수층(41)이 순차적으로 적층되어 있어 종래와는 달리 박리, 투수, 접착, 습기 등의 화학적, 물리적 조건에 만족하여 지하층의 심도가 깊거나 콘크리트의 품질상태가 취약한 부위 및 수압의 영향을 직, 간접적으로 받는 모든 부위에 적절하게 적용할 수 있는 특징이 있다.

본 발명에서는 콘크리트(11) 상면에 박막형 침투강화층(21)을 형성하기 위해 무기질인 시멘트를 주재료로 하며 시멘트 100 중량부에 대하여 계면활성제 0.05 ∼ 0.2 중량부, 물유리 3 ∼ 5 중량부 및 특수 아크릴 에멀젼 10 ∼ 15 중량부와 물을 첨가한 조성물을 잘 혼합한 후, 이를 깨끗이 정리되고 습윤처리된 콘크리트(11) 바탕표면에 스프레이나 롤러, 방수비 등으로 균일하게 전체 방수구조를 갖는 콘크리트 중에 10 ∼ 30%를 갖도록 박막형 침투강화층(21)을 형성한다. 만일 박막형 침투강화층(21)이 10% 미만이면 침투성이 저조하고, 30%를 초과하면 균열이 발생한다.

상기와 같이 콘크리트(11) 상면에 박막형 침투강화층(21)을 도포하게 되면 콘크리트의 모세공극을 따라 침투강화액이 침투하면서 공극내의 존재하는 미수화물(CaO)이나 물 그리고 수산화칼슘 등과 반응하여 규산칼슘수화물 및 에트링게이트(Ettringite)와 같은 불용성의 결정체가 생성되면서 콘크리트의 세공용적이 급속도로 감소되면서 콘크리트 표층부의 수밀성이 강화되고, 공극 내부를 점성있게 하여 표면에 나타나는 핀홀, 곰보, 미세균열에도 부착성과 연성을 갖게 된다.

이때, 계면활성제는 콘크리트(11) 표면에 박막형 침투강화층(21)이 잘 형성되도록 하는 것으로서, 알킬나프탈렌 술포네이트계를 사용하는 것이 좋다.

또한, 특수 아크릴 에멀젼은 접착력 강화를 목적으로 첨가되는 바, 구체적인 예로는 부틸아크릴레이트, 메틸아크릴레이트 및 2-에틸헥실아크릴레이트 중에서 선택된 아크릴 에멀젼을 사용한다.

상기와 같은 박막형 침투강화층(21)을 기후, 온도, 습도 조건에 따라 대략 24 ∼ 30시간 정도 습윤경화시킨 후, 그 위에 비이온 계면활성제 5 ∼ 10 중량부 및 칼슘 스테아레이트 40 ∼ 60 중량부를 유화분산시킨 후, 여기에 에틸렌 아세트산비닐수지 공중합체 80 ∼ 200 중량부를 혼합한 다음, 무기질계의 특수한 분체 재료와 물을 첨가 혼합시킨 수용성계의 고분자 폴리머 1차 도막방수층(31)을 흙손, 롤러, 스프레이, 붓 등으로 전체 방수구조를 갖는 콘크리트 중에 30 ∼ 35%를 갖도록 형성한다. 만일 1차 도막방수층(31)이 30% 미만이면 내균열 추종성이 저조하고, 35% 초과면 일체화된 방수층을 형성할 수 없다.

이때, 비이온 계면활성제로는 폴리옥시에틸렌 모노라우레이트, 폴리옥시에틸렌 스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌 라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌 모노올레이트 및 폴리옥시에틸렌 모노스테아레이트 중에서 선택된 것을 사용하는 것이 좋고, 바람직하기로는 폴리옥시에틸렌 스테아릴에테르를 사용한다.

에틸렌 아세트산비닐수지 공중합체는 비닐아세테이트기가 103 ∼ 129 정도인 것으로서, 비닐아세테이트기가 상기 범위를 벗어나게 되면 비닐아세테이트기가 너무 조밀해서 칼슘 스테아레이트의 칼슘이 수지에 결합되기 어려워 고른 유화분산이 어렵거나 에틸렌 아세트산비닐수지 공중합체의 분자구조가 느슨해 강도 및 경도가 떨어지게 된다.

또한, 무기질계의 특수한 분체 재료는 경화시간 단축을 위해 첨가되는 바, 구체적으로는 칼슘설퍼알루미네이트, 포틀랜드 시멘트 및 알루미나 시멘트 중에서 선택된 것을 사용하는 것이 좋다.

상기와 같은 1차 도막방수층(31)을 약 24시간정도 경화시킨 다음, 2차 도막방수층(41)을 형성하되, 도막두께를 후막형(1.5 ∼ 3.0㎜)으로 시공하면서 콘크리트 자체의 건조수축이나 부동침하, 진동, 적재하중, 온도차이 등에 의해 발생되는 균열에 신축적으로 추종할 수 있도록 구성하여 방수 전 공정을 완료한다.

이때, 2차 도막방수층은 전체 구조 중 40 ∼ 45%인 것이 바람직하다.

상기와 같은 방법을 통하여 도 2에 도시한 바와 같은 본 발명의 복합 방수구조를 갖는 콘크리트를 시공한다. 이와 같이 시공된 복합 방수구조를 갖는 콘크리트는 콘크리트의 세공용적이 급속도로 감소되면서 콘크리트 표층부의 수밀성이 강화되고, 습윤환경에서도 강력한 접착력과 탄성력을 발휘하도록 하며, 특히 콘크리트 구조물에서 피할 수 없는 균열 추종성이 우수하여 방수층의 박리, 들뜸, 파단, 방수성 등이 향상되는 효과가 있다.

이와 같은 본 발명을 실시예에 의거하여 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.

실시예

시멘트 100 중량부, 알킬나프탈렌 술포네이트 0.1 중량부, 물유리 3 중량부 및 부틸아크릴레이트 13 중량부을 함유하는 침투강화재를 물에 잘 혼합한 다음, 습윤처리된 콘크리트 바탕표면에 스프레이 방식으로 균일하게 코팅하여 1.5㎜의 두께를 갖는 박막형 침투강화층을 형성하였다. 그런다음 약 24시간정도로 습윤경화시켰다.

이후 폴리옥시에틸렌 스테아릴에테르 10 중량부와 칼슘 스테아레이트 50 중량부를 유화 분산시키고, 여기에 비닐아세테이트기가 110인 에틸렌 아세트산비닐수지 공중합체 100 중량부를 혼합한 다음, 알루미나 시멘트 30중량부와 물을 첨가 혼합하였다. 이를 상기 박막형 침투강화층이 형성된 콘크리트에 스프레이 방식으로 2차에 걸쳐 코팅함으로써 1.5㎜의 두께를 갖는 1차 도막방수층 및 2㎜의 두께를 갖는 2차 도막방수층을 형성하여 도 2에 나타낸 방수구조를 갖는 콘크리트를 시공하였다.

비교예

시멘트 100 중량부, 실리카 30 중량부 및 탄산칼슘 10중량부를 혼합하고 여기에 40% 정도의 물을 첨가한 후 시멘트풀 상의 점도로 콘크리트 바탕위에 매우 얇은 박막형(약 1.0㎜)으로 2차에 걸쳐 도포하는 방법으로 도 1에 나타낸 방수구조를 갖는 콘크리트를 시공하였다.

실험예

상기 실시예 및 비교예에서 시공한 방수구조를 갖는 콘크리트에 대하여 KSF 4918에 의해 다음과 같이 물성을 측정하고, 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

구 분	실시예	비교예
부착강도(kgf/㎠)	13.8	7.3
흡수량(g)	1.6	8.3
압축강도(kgf/㎠)	105	101

상술한 바와 같이, 본 발명의 복합 방수구조를 갖는 콘크리트는 침투강화층과 습윤면에도 강력한 친화성과 접착성, 통기성, 신축성 등이 우수한 후막형 도막방수층이 복합화됨으로써 콘크리트의 세공용적이 급속도로 감소되면서 콘크리트 표층부의 수밀성이 강화되고, 습윤환경에서도 강력한 접착력과 탄성력이 우수하며, 특히 콘크리트 구조물에서 피할 수 없는 균열 추종성이 우수하여 방수층의 박리, 들뜸, 파단, 방수성 등이 좋아 토목이나 건축 구조물의 지하층 바닥이나 벽체, 수영장, 실내주차장, 화장실, 공동구, 핏트 등에 적용할 수 있다.

Claims (2)

1. 콘크리트의 상면에 시멘트를 주재료로 하며, 시멘트 100 중량부에 대하여 계면활성제 0.05 ∼ 0.2 중량부, 물유리 3 ∼ 5 중량부 및 특수 아크릴 에멀젼 10 ∼ 15 중량부를 함유하는 박막형 침투강화층을 형성한 다음,

   그 위에 비이온 계면활성제 5 ∼ 10 중량부, 칼슘 스테아레이트 40 ∼ 60 중량부, 에틸렌 아세트산비닐수지 공중합체 80 ∼ 200 중량부 및 특수 분체 재료를 함유하는 도막방수액을 1차 도막방수층 및 2차 도막방수층으로 형성하는 복합 방수구조를 갖는 콘크리트의 시공방법.
2. 제 1 항에 있어서, 박막형 침투강화층은 방수구조를 갖는 콘크리트 중에 10 ∼ 30%이고, 1차 도막방수층은 30 ∼ 35%, 2차 도막방수층은 40 ∼ 45%를 갖는 것을 특징으로 하는 복합 방수구조를 갖는 콘크리트의 시공방법.