KR20010108969A - 합성 벤토나이트 조성물 및 그 제조방법, 그 방수재 및이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

건축물 및 구조물의 방수에 사용되는 합성 벤토나이트 조성물 및 그 제조방법, 그 방수재 및 이의 제조방법이 개시되어 있다. 상기 합성 벤토나이트 조성물은 소듐벤토나이트 0.5∼92중량%, 합성수지 0.3∼10중량%, 감마유(엔진(폐)오일) 0.5∼70중량%, 아마유 0.1∼5중량%, 합성고무 0.5∼30중량%, 아스팔트 콤파운드 0.5∼20중량%, 감마유(구리스(폐)오일) 0.1∼15중량% 및 신너 0.1∼15중량%의 조성을 함유한다. 이러한 조성을 함유하는 합성 벤토나이트를 이용하여 방수재를 제작하여 사용하게 되면, 수분에 의한 벤토나이트 입자의 겔(gel)화 팽창 후 건조수축상태로 전이시에도 벤토나이트 입자간의 뭉침에 의한 벤토나이트 방수재의 갈라짐 현상을 방지할 수 있으므로, 지하구조물 뿐만 아니라 지상구조물에도 적용이 가능하다.

Description

합성 벤토나이트 조성물 및 그 제조방법, 그 방수재 및 이의 제조방법{Synthetic bentonite waterproof composition, waterproof material and their manufacturing method}

본 발명은 건축물 및 구조물 방수에 사용되는 합성 벤토나이트 조성물, 그 방수재 및 이들의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수분에 의한 벤토나이트 입자의 겔(gel)화 팽창 후 건조한 상태로 외부환경이 변화하더라도 건조 수축에 의한 갈라짐 현상을 방지할 수 있도록 한 합성 벤토나이트 조성물, 그 방수재 및 이들의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 벤토나이트는 뭍과 접촉하면 자체 체적의 10∼20배로 팽창하며 건조상태가 되어 수분이 존재하지 않으면 원래의 체적으로 수축되는 천연점토의 일종으로서, 수분에 의한 겔화 팽창능 때문에 현재 대부분의 대규모 지하건설공사에 방수재로서 사용되고 있다.

이러한 벤토나이트는 크게 소듐계 벤토나이트와 칼슘계 벤토나이트로 구분되는데, 이러한 구분은 벤토나이트의 입자 표면에 존재하는 교환성 이온이 소듐(Na)이냐 아니면 칼슘(Ca)이냐에 따라 구분되어진다. 이러한 소듐계 또는 칼슘계 벤토나이트 이외에도, 벤토나이트의 입자 표면에 흡착된 교환성이온에 의하여 기타의 벤토나이트도 존재한다.

통상적으로, 종래의 벤토나이트 방수에 사용되어지는 벤토나이트는 수분에 접촉하면 가장 팽윤특성이 양호한 소듐계 벤토나이트가 일반적으로 사용되어진다.

이러한 벤토나이트를 이용한 방수재는 폴리비닐 또는 폴리에스테르 코팅시트 상에 수성접착제를 가하고 수성접착제상에 벤토나이트 입자를 도포하여 건조시킨 시트형 벤토나이트 방수재가 알려져 있다.

상기 종래의 시트형 벤토나이트 방수재는 지하구조물의 기초 공사시에 흙막이벽 또는 지하구조물 외벽 등에 벤토나이트 방수재를 못과 와셔로 고정할 수 있어 시공에 간편하고, 하자 발생시 하자보수가 용이하다. 또한, 지하구조물은 항상 수분과 접촉하는 상태에 있어 방수재가 건조 수축되는 경우가 거의 발생하지 않기 때문에 주로 지하구조물 방수에 사용되고 있는 실정이다.

그러나, 종래 시트형 벤토나이트 방수재를 지상구조물인 옥상 또는 지상구조물의 외벽 등에 적용할 경우, 벤토나이트 입자가 수분과 접촉하여 겔화 괭창된 후 다시 외부환경이 건조상태가 되면, 벤토나이트 입자는 원래의 부피로 감소되면서 서로 균일하게 수축되는 것이 아니라, 예를들면 논에 존재하는 점토들이 불균일하게 서로 뭉치게 되어 논바닥이 갈라지는 것과 같은 균열현상이 나타나게 된다.

따라서, 종래의 시트형 벤토나이트 방수재는 건조상태하에서의 수축에 의하여 발생되어 있는 방수재의 틈에 의하여 빗물 등과 같은 수분에 노출되는 경우 벤토나이트 입자가 수분에 의하여 완전히 겔화 팽창이 되기 전에 일정량의 물이 누수 되는 문제점을 가지고 있기 때문에 우기 및 건기상태가 반복되는 지상구조물의 방수에는 거의 사용되지 못하는 문제점이 있었다.

이러한 종래의 시트형 벤토나이트 방수재에 있어서, 시트의 기능은 벤토나이트 방수재의 구조물에의 결착과 같은 시공과정을 용이하게 하고 방수재의 운반을 편리하게 하는 기능을 가지고는 있으나, 통상적으로 시공 및 시공후 시간이 경과함에 따라 시트가 손상되므로 직접적인 방수기능은 담당하지 못한다.

한편, 종래의 시트형 벤토나이트 방수재에 있어서 시트가 시공시 완벽하게 유지되고 기간이 경과하여도 손상이 되지 않는다 하더라도 건물의 옥상과 같은 지상구조물에 사용될 경우, 건축구조물상에 시트형 벤토나이트 방수재의 일정부위가 서로 겹치게 깐후 그 위에 콘크리트층을 도포하는 방법으로 시공이 될 수 있는바,이 경우 시트형 벤토나이트 방수재가 겔화 팽창 후 건조수축상태에서 방수재의 겹침 부위에서 다시 수분과 접촉될 경우 수분이 시트면과 벤토나이트 입자 사이의 틈 사이로 침투하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 점에 비추어 벤토나이트 입자와 반응하여도 벤토나이트 입자가 겔화팽창되지 않는 성분들을 찾아내어 천연 벤토나이트가 아닌 합성 벤토나이트를 개발하여 방수재를 제작할 수 있도록 한 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 벤토나이트 입자의 유실을 방지하고 외부의 환경이 습윤상태에서 건조한 상태로 전이되는 경우에 있어서도 벤토나이트 입자들끼리 서로 뭉침으로써 생성되는 방수재의 틈을 방지하여 건조 수축상태하에서 빗물 등과 같은 수분에 방수재가 노출되더라도 벤토나이트 입자가 수분에 의해 팽창되는 시간사이에 틈 사이로 수분이 누출되는 것을 방지하여 지하구조물 뿐 아니라 특히 지상구조물에 있어서도 우수한 방수기능을 가지는 합성 벤토나이트 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 방수성이 보다 우수하고 외부환경이 변하더라도 갈라짐이 방지되며 특히 지상구조물에 적용될 수 있는 합성 벤토나이트 방수재 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 합성 벤토나이트 방수재의 사시도이고,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 합성 벤토나이트 방수재의 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 시트 또는 매트

11 : 합성 벤토나이트 방수층

12 : 수용성 커버지

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 합성 벤토나이트 조성물은 소듐 벤토나이트 0.5∼92중량%, 합성수지 0.3∼10중량%, 감마유(엔진(폐)오일) 0.5∼70중량%, 아마유 0.1∼5중량%, 합성고무 0.5∼30중량%, 아스팔트 콤파운드 0.5∼20중량%, 감마유(구리스(폐)오일) 0.1∼15중량% 및 신너 0.1∼15중량%를 함유하는 것에 특징이 있다.

본 발명에 따른 합성 벤토나이트의 제조방법은,

a) 소듐벤토나이트(분말, 입자)와 합성수지를 믹서기에 넣고 교반한 다음, 여기에 감마유(폐엔진오일)를 넣고 교반시켜 균일하게 혼합하는 단계;

b) 아마유를 가마솥에 넣고 가열한 다음, 합성고무를 넣고 혼합하여, 그 혼합물에 아스팔트 콤파운드를 넣고 다시 균일하게 혼합하는 단계;

c) 감마유(그리스)를 가마솥에 넣고 연성이 되도록 가열하는 단계;

d) 상기 a) 단계의 혼합물에 b) 단계 혼합물을 서서히 넣으며 교반, 혼합하는 단계; 및

e) 상기 d) 단계 혼합물에 신너 또는 엔진(폐)오일을 넣고 혼합하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 합성 벤토나이트 방수재의 제조방법은,

a) 합성 벤토나이트가 접착될 시트 또는 매트를 준비하는 단계;

b) 제 2항의 방법으로 제조된 합성 벤토나이트를 상기 시트 또는 매트에 골고루 뿌려 균일하게 접착시켜 방수층을 형성하는 단계; 및

c) 상기 접착된 합성 벤토나이트 방수층의 상부에 수용성 커버지를 부착시키는 단계를 포함한다. 바람직하기로는, 상기 합성 벤토나이트 방수층은 복수개의 층들로 적층된다.

본 발명에 따른 합성 벤토나이트 방수재는 시트 또는 매트 또는 이들의 조합형, 프라이머 또는 씰 형태로 사용된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 합성 벤토나이트 방수재의 제조 및 성능을 좀 더 구체적으로 설명하지만, 이것이 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다. 하기에 표시된 백분율(%)은 모두 중량에 기초한 것이다.

실시예 1 (합성 벤토나이트의 제조)

먼저 소듐벤토나이트(분말, 입자) 53%를 믹서기에 넣는다. 여기에 합성수지 3%를 넣고 교반시킨 다음 여기에 감마유(폐엔진오일) 20%를 넣고 교반시켜 균일하게 혼합시켜 제 1 혼합물을 제조하였다.

그 다음, 아마유 1%를 가마솥에 넣고 불을 가한다. 상기 아마유에 합성고무(SBR) 10%를 넣고 혼합하고, 여기에 아스팔트 콤파운드 10%를 넣고 균일하게 혼합하여 제 2 혼합물을 제조하였다.

그리스 2%를 가마솥에 넣고 열을 가하여 연성으로 만들었다.

상기 제 1 혼 합물에 제 2 혼합물을 서서히 넣으며 교반, 혼합시켜 제 3 혼합물을 제조하였다.

상기 제 3 혼합물에 농도조정을 위하여 신너 또는 엔진(폐)오일 1%을 넣고혼합하여 합성 벤토나이트를 제조하였다.

하기 실시예 2∼7은 실시예 1의 합성 벤토나이트를 이용하여 방수재를 제작한 예를 나타낸 것이다. 실시예 2∼5에 있어서, 번호가 커질수록 층의 상측으로 적층된 것을 나타낸다.

도 1과 도 2는 각각 본 발명의 일실시예에 따른 합성 벤토나이트 방수재의 사시도 및 단면도로서, 도면중 부호 10은 시트 또는 매트, 11은 합성 벤토나이트 방수층, 12는 수용성 커버지이다.

이러한 도 1과 도 2에 도시된 방수재는 본 발명의 가장 기본적인 방수재 구조로서, 하기 실시예 2∼5는 다양한 합성 벤토나이트 방수재 구조를 나타낸 것이다.

실시예 2 (합성 벤토나이트 방수시트)

1. {고밀도 폴리에틸렌(저밀도 폴리에틸렌) + (시트(부직포))}

2. 합성 벤토나이트

3. (종이, 폴리에틸렌망, 수용성 필름 외 유사한 물질)

4. 합성 벤토나이트

5. (종이, 폴리에틸렌망, 수용성 필름 외 유사한 물질)

실시예 3 (합성 벤토나이트 방수시트)

1. 고밀도 폴리에틸렌

2. 벤토나이트

3. 수용성 필름

4. 합성 벤토나이트

5. 수용성 필름

실시예 4 (합성 벤토나이트 방수시트)

1. {고밀도 폴리에틸렌(저밀도 폴리에틸렌) + (시트(부직포))}

2. 합성 벤토나이트

3. (종이, 폴리에틸렌망, 수용성 필름 외 유사한 물질)

4. 벤토나이트

5. 수용성 필름

실시예 5 (합성 벤토나이트 방수매트)

1. 부직포

2. 합성 벤토나이트

3. (종이, 폴리에틸렌망, 수용성 필름 외 유사한 물질)

4. 직포외 유사한 재질

실시예 6 (합성 벤토나이트 프라이머)

합성벤토나이트 프라이머는 합성 벤토나이트의 묽은 상태이다.

실시예 7 (합성 벤토나이트 씰)

합성 벤토나이트 씰은 합성 벤토나이트가 반죽형태로 된 상태이다.

실시예 8

다음의 비교시험은 실시예 2∼5에 따라 제조된 본 발명의 벤토나이트 방수재의 지하 및 특히 지상 구조물에서의 유용성을 입증하기 위하여 수행된다. 비교대상은 종래의 시트형 천연 벤토나이트 방수재를 채택하였다.

시험은 각각 60cm×30cm 크기의 벤토나이트 방수재에서 실시하였으며, 시험조건은 상기의 벤토나이트 방수재 각각을 물에 충분히 침지시켜 수분에 의한 습윤팽창을 시킨 후 자연상태에서 5∼7시간 건조시켜 수축상태가 되게 한 후 측정한 결과이다.

상기 시험결과에 따르면, 지상구조물에의 방수재로서의 유용성을 알 수 있는 건조수축상태에서의 틈의 발생은 종래의 시트형 벤토나이트 방수재가 평균 약 80여개가 발생하였다. 이에 비해, 본 발명의 합성 벤토나이트 방수재(실시예 2∼5)는 겔화 팽창 후 건조수축상태가 되더라도 거의 틈이 발생하지 않았다.

상기와 같은 시험결과를 통해서도 명백히 나타난 바와 같이, 본 발명의 합성 벤토나이트 방수재는 겔화 팽창 후 건조수축상태에서도 방수재의 갈라짐이 거의 완전히 방지됨으로써 지하구조물에서 뿐만 아니라, 겔화 팽창 및 건조수축과정이 반복되는 지상구조물에서도 완벽한 방수기능을 나타내는 효과를 발휘할 수 있는 것이다. 또한, 합성 벤토나이트는 혼합재료중 감마유(선박, 차량 엔진오일)을 사용하되 특히 폐 엔진오일을 사용함으로써 환경오염을 방지할 수 있다.

한편, 천연의 소듐벤토나이트는 물질상 항상 물을 함유하고 있어야 방수효과를 볼 수 있으나, 본 발명에 따른 합성 벤토나이트는 물을 함유하고 있지 않아도 뛰어난 방수효과를 얻을 수 있다. 또한, 천연 소듐벤토나이트는 물질상 염수에서는 방수효과가 현저히 저하되나, 본 발명에 따른 합성 벤토나이트는 염수에서 방수성능이 저하되지 않고 염수 4%에서도 방수효과가 전혀 저하되지 않는다. 또한, 천연소듐 벤토나이트(벤토나이트 시트, 벤토나이트 매트)는 건축물 옥상에는 방수를 할 수 없으나, 합성 벤토나이트로 만든 시트, 매트는 건축물 특히 옥상에서 사용하기에 적합하다. 결과적으로, 합성 벤토나이트는 제조후 접착성이 탁월하여 건조한 면은 기본이고 습기면이나 이물질(기름기) 등이 있어도 접착성이 저하되지 않아 방수에 최적이며 경제적이다.

Claims (6)

1. 소듐벤토나이트 0.5∼92중량%, 합성수지 0.3∼10중량%, 감마유(엔진(폐)오일) 0.5∼70중량%, 아마유 0.1∼5중량%, 합성고무 0.5∼30중량%, 아스팔트 콤파운드 0.5∼20중량%, 감마유(구리스(폐)오일) 0.1∼15중량% 및 신너 0.1∼15중량%를 함유하는 합성 벤토나이트 조성물.
2. a) 소듐벤토나이트(분말, 입자)와 합성수지를 믹서기에 넣고 교반한 다음, 여기에 감마유(폐엔진오일)를 넣고 교반시켜 균일하게 혼합하는 단계;

   b) 아마유를 가마솥에 넣고 가열한 다음, 합성고무를 넣고 혼합하여, 그 혼합물에 아스팔트 콤파운드를 넣고 다시 균일하게 혼합하는 단계;

   c) 감마유(그리스)를 가마솥에 넣고 연성이 되도록 가열하는 단계;

   d) 상기 a) 단계의 혼합물에 b) 단계 혼합물을 서서히 넣으며 교반, 혼합하는 단계; 및

   e) 상기 d) 단계 혼합물에 신너 또는 엔진(폐)오일을 넣고 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성 벤토나이트의 제조방법.
3. a) 합성 벤토나이트가 접착될 시트 또는 매트를 준비하는 단계;

   b) 제 2항의 방법으로 제조된 합성 벤토나이트를 상기 시트 또는 매트에 골고루 뿌려 균일하게 접착시켜 방수층을 형성하는 단계; 및

   c) 상기 접착된 합성 벤토나이트 방수층의 상부에 수용성 커버지를 부착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성 벤토나이트 방수재의 제조방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 합성 벤토나이트 방수층이 복수개의 층들로 적층됨을 특징으로 하는 합성 벤토나이트 방수재의 제조방법.
5. 제 3항 또는 제 4항의 방법에 따라 제조된 시트 또는 매트 또는 이들의 조합형상의 합성 벤토나이트 방수재.
6. 제 2항의 방법에 따라 제조된 합성 벤토나이트를 방수용 프라이머 또는 씰로 사용하는 방법.