KR20010064300A - 침투성 방수제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알칼리금속규산염 수용액을 콘크리트 표면에 도포하여 콘크리트 내부로 침투된 알칼리금속규산염 성분이 콘크리트 내부의 수산화 칼슘과 반응하여 불용성 겔을 생성함으로써 방수효과를 얻을 수 있는 침투성 방수제에 관한 것이다.

본 발명의 침투성 방수제는 알칼리금속규산염(xM₂O·ySiO₂) 수용액으로써, 알칼리와 실리카의 몰 비 y/x는 2.5∼5의 범위이고 알칼리금속규산염의 농도는 15∼30%이며, 알칼리금속은 칼륨(K), 나트륨(Na) 또는 리튬(Li)이다.

알칼리금속규산염 수용액을 콘크리트 표면에 도포하면 규산염 성분은 콘크리트 내부의 균열이나 모공 부분으로 침투되며, 콘크리트 내부의 수산화 칼슘(Ca(OH)₂)과 반응하여 겔 상태의 화합물을 생성한다. 상기 화합물은 콘크리트 중의 균열부와 모공에 충진되고 방수성능을 발휘하게 된다.

xM₂O·ySiO₂+ Ca(OH)₂→ xM₂O·ySiO₂·zCaO + zH₂O

본 발명의 침투성 방수제는 통상적으로 소디움 실리케이트를 10∼35%의 농도로 물에 용해시킨 후 실리카와 알칼리금속의 몰 비를 조정하기 위해서 실리카 또는 알칼리 성분을 추가한다.

SiO₂/M₂O의 비율을 조절한 뒤 분산도와 침투성을 향상시키기 위하여 알킬나프탈렌 술포나이트계, 벤젠술폰산계 등의 계면활성제를 전체 수용액의 1% 정도 투여한 다음 1시간 정도 교반하여 제조한다.

Description

침투성 방수제 {Infiltrative waterproofing agent}

본 발명은 침투성 방수제에 관한 것이다. 보다 구체적으로 알칼리금속규산염 수용액을 콘크리트 표면에 도포하여 콘크리트 내부로 침투된 알칼리금속규산염 성분이 콘크리트 내부의 수산화 칼슘과 반응하여 불용성 겔을 생성함으로써 방수효과를 얻을 수 있는 침투성 방수제에 관한 것이다.

알칼리금속규산염(xM₂O·ySiO₂)계 무기질 재료는 콘크리트 방수제로써 널리 사용되고 있다. 그러나, 종래의 알칼리금속규산염계 방수제는 주로 분말의 형태로 모르터에 혼합하여 사용하는 것이 일반적이며, 알칼리금속규산염의 알칼리와 실리카의 성분을 별도로 조정하여 사용하지는 않았다. 시멘트 모르터에 혼합하여 사용하는 타입의 방수방법은 콘크리트 위에 입혀진 별도의 방수층에 의해 방수성능이발현되나, 이러한 방수층은 바탕에 균열이 발생하거나 기존의 균열이 더 커지는 경우 균열의 추종성이 부족하여 바탕의 균열과 함께 파단되는 문제가 있다.

기존의 실리콘, 에폭시, 우레탄계의 유기성 고분자를 콘크리트 표면에 도포함으로써 얻어지는 도막에 의해 방수효과를 얻는 쉬트 방수방법들 또한 도막이 파손되거나 마모되는 등의 문제점이 있어 내구성이 짧고 무기물인 콘크리트와의 상응성이 없어 근본적인 한계점을 지니고 있다.

본 발명은 콘크리트 구조체 내부에 침투하여 방수성능을 발휘함으로써 파손이나 내구성의 문제가 없는 침투성 방수제를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 콘크리트 중의 수산화칼슘과 반응하여 겔 상태의 화합물을 생성함으로써 균열이 확장되는 경우에도 방수성능을 유지할 수 있는 침투성 방수제를 제공하는 것이다.

도1은 CaO-SiO₂-M₂O 계의 상평형도이다.

본 발명의 침투성 방수제는 알칼리금속규산염(xM₂O·ySiO₂) 수용액으로써, 알칼리와 실리카의 몰 비 y/x는 2.5∼5의 범위이고 알칼리금속규산염의 농도는 15∼30%이며, 알칼리금속은 칼륨(K), 나트륨(Na) 또는 리튬(Li)이다.

알칼리금속규산염 수용액을 콘크리트 표면에 도포하면 규산염 성분은 콘크리트 내부의 균열 부분으로 침투되며, 콘크리트 내부의 수산화 칼슘(Ca(OH)₂)과 반응하여 화합물을 생성한다. 상기 화합물은 콘크리트 중의 균열부나 모공에 충진되어 방수성능을 발휘하게 된다.

xM₂O·ySiO₂+ Ca(OH)₂→ xM₂O·ySiO₂·zCaO + zH₂O

상기 반응에 의한 생성물 xM₂O·ySiO₂·zCaO의 물리적 형태는 도 1에 도시된 바와 같이 반응물의 조성에 따라 액체와 고체의 중간영역인 겔이 되기도 하고 침전에 의해 분말 형태인 고체가 되기도 한다. 일반적으로 겔이 단위 무게당 차지하는 용적이 크고 점착성이 있으므로 분말 형태보다 균열 부분을 효과적으로 막을 수 있다. 또한, 겔은 고점성이지만 어느 정도의 유동성을 가지고 있으므로 서서히 진행되는 균열의 확장을 채울 수 있어 지속적인 방수효과의 유지가 가능하다.

콘크리트의 내부에 존재하는 수산화 칼슘의 수용액에 대한 용해도는 정해져 있어 수용액 중의 규산염 함량과 실리카와 알칼리금속 산화물의 상대적 비율에 따라 겔의 생성 여부가 결정된다. 그런데, 수산화 칼슘의 용해도가 작기 때문에 도 1에서 보듯이 겔의 생성을 위해서는 수용액 중 규산염의 농도가 상대적으로 묽어야 하며 SiO₂/M₂O의 비율이 높은 것이 유리하다.

본 발명의 침투성 방수제는 통상적으로 소디움 실리케이트를 10∼35%의 농도로 물에 용해시킨 후 실리카와 알칼리금속의 몰 비를 조정하기 위해서 실리카 또는 알칼리 성분을 추가한다. SiO₂/M₂O의 비율을 조절한 뒤 분산도와 침투성을 향상시키기 위하여 알킬나프탈렌 술포나이트계, 벤젠술폰산계 등의 계면활성제를 전체 수용액의 1% 정도 투여한 다음 1시간 정도 교반하여 제조한다.

본 발명의 실시예는 다음과 같다.

실시예 1

몰 비 SiO₂/Na₂O=3.2인 알칼리금속규산염을 30% 함유하는 알칼리금속규산염 수용액 400g을 물 100g과 혼합하여 수용액을 제조한 후 벤젠술폰산계 계면활성제인 DOWFAX 2Al(Dow Chemical, USA)를 3g 투입한 다음 1시간 교반하여 방수제를 제조하였다. 상기 방수제를 인위적으로 0.5㎜의 균열을 발생시킨 콘크리트 시편 3개에 단위 표면적(1㎡)당 0.2ℓ를 도포한 후 24시간 간격으로 2회 살수를 하여 시간 경과에 따른 누수 여부를 관찰하였다.

실시예 2

알칼리금속산화물을 Na₂O 대신에 K₂O를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실험을 실시하였다.

실시예 3

알칼리금속규산염 수용액에 150g의 물을 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실험을 실시하였다.

실시예 4

실시예1에서 제조된 방수제에 실리카를 5g 추가하여 실시예 1과 동일하게 실험을 실시하였다.

실시예 5

실시예 1에서 제조된 방수제를 1㎜의 크기의 균열을 갖는 콘크리트 시편에 도포하여 실험을 실시하였다.

실험한 결과 본 발명의 방수제가 적용된 시편은 방수제 도포 직후부터 방수성능이 발현되기 시작하였으며, 1년이 경과된 시점에서도 각 콘크리트 시편의 균열 크기가 0.5㎜에서 0.7㎜로, 1㎜에서 1.2㎜로 확대되었음에도 불구하고 전혀 누수현상이 발생하지 않았다.

본 발명의 침투성 방수제는 콘크리트에 침투하여 콘크리트 중의 일정 부분이 방수성능을 확보하게 됨으로써 기존의 도막 방수제에 비하여 내구성이 우수하며 파손의 우려가 없다. 또한, 겔 상태의 물질이 콘크리트 중의 공극이나 균열 부분을 충진함으로써 방수제 도포 직후부터 방수효과가 발현되며, 수산화 칼슘과 반응하여 생성되는 겔 생성물이 어느 정도 유동성이 있어 균열이 확대되는 경우에도 방수성능을 상실하지 않는다.

Claims (2)

1. 알칼리금속규산염(xM₂O·ySiO₂) 15∼35 중량부; 및,

   물 65∼85 중량부;

   로 구성되며, 알칼리금속산화물과 실리카의 몰 비 y/x가 2.5∼5의 범위이고, 알칼리 금속(M)은 칼륨, 나트륨 또는 리튬 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 침투성 방수제.
2. 제1항에서, 상기 방수제 중량의 1%의 계면활성제가 더 추가되는 것을 특징으로 하는 침투성 방수제.