KR20020058948A - 침투성 물 흡수 방지제 조성물 및 그의 제조방법과 이를이용한 복합 방수시공방법 - Google Patents
침투성 물 흡수 방지제 조성물 및 그의 제조방법과 이를이용한 복합 방수시공방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 콘크리트 구조물의 표면에 침투성 물 흡수 방지제를 처리하여 콘크리트 구조물의 방수, 방식 특성을 부여함과 동시에, 침투 성능을 양생 후 육안 확인이 영구히 가능하여 현장 시공에 따른 침투성능에 대한 검증과 품질관리가 효율적으로 이루어질 수 있고 도포된 물 흡수 방지제의 상부에 시멘트계 도포형 방수재와 함께 적용함으로써 물 흡수 방지제의 단점을 멤브레인(membrane) 방수에 의해 구조체의 노화방지와 방수성능을 극대화시킬 수 있는 침투성 물 흡수 방지제 조성물 및 그의 제조방법과 이를 이용한 복합 방수시공방법에 관한 것이다.
상기 조성물은 옥틸트리에톡시실란/실록산 합성물 35-50중량%, 물 35-55중량%, 에멀션화제 0.1-1.0중량%, 보호콜로이드제 0.1-1.5중량%, 및 강도보호재로서 수용성 실리케이트 5-20중량%로 이루어지는 것을 특징으로 침투성 물 흡수 방지제 조성물.
Description
본 발명은 침투성 물 흡수 방지제 조성물 및 그의 제조방법과 이를 이용한 복합 방수시공방법에 관한 것으로, 특히 콘크리트 구조물의 표면에 침투성 물 흡수 방지제를 처리하여 콘크리트 구조물의 방수, 방식 특성을 부여함과 동시에, 침투 성능을 양생 후 육안 확인이 영구히 가능하여 현장 시공에 따른 침투성능에 대한 검증과 품질관리가 효율적으로 이루어질 수 있고 도포된 물 흡수 방지제의 상부에 시멘트계 도포형 방수재와 함께 적용함으로써 물 흡수 방지제의 단점을 멤브레인(membrane) 방수에 의해 구조체의 노화방지와 방수성능을 극대화시킬 수 있는 침투성 물 흡수 방지제 조성물 및 그의 제조방법과 이를 이용한 복합 방수시공방법에 관한 것이다.
기존의 침투성 물 흡수 방지제(이하 "침투성 방수제"라함)는 단순히 물의 유입을 감소시키는 용액이나 용제에 녹인 현탁액을 의미하며 콘크리트에 존재하는 공극( pore )을 채워서 발수효과(撥水效果)와 차수효과(遮水效果)를 부여하는 재료들이다. 침투성 방수제는 유기화합물계와 무기화합물계로 크게 나누어지며, 무기 화합물계의 대표적인 예로 실리콘을 들 수 있다.
특히, 수용성 무기질계의 경우 현장 시공 후 침투 깊이에 대한 검증 및 확인 할 수 있는 방법이 명확하게 설정되어 있지 않으며, 직접적인 성능 확인보다는 SEM(전자주사현미경)을 통한 활성성분들의 생성을 확인하는 것으로 한정되어 있으며, 이 성분들에 의한 방수성능은 투수, 흡수, 강도 등의 간접적인 방법으로 성능 평가를 하는 것이 오늘날의 현실이다.
또한 유기화합물계의 경우는 무기화합물계에 비해 검증할 수 있는 방법을 가지고 있으나 성능보다는 시공적인 측면에서 보면 VOC ( Volatile Organic Concentration ) 규제, 환경적인 영향 등을 고려할 때 많은 제약을 갖고 있다.
종래의 실란 및 실록산계 방수제는 통상 콘크리트 내부로의 염화 이온물의 침입을 감소시키기 위해 사용되는 단일성분으로 구성되어 있으며 일반적으로 3~6mm 정도 침투하는 재료로 알려져 있다. 콘크리트 내부로의 투수( water permeance )를 감소시키는 역할과 분자의 한쪽 끝이 골재에 부착되고, 다른 쪽은 발수(repell)하도록 하는 기구로 발수성을 부여하고 있다.
실란과 실록산계는 분자구조상 통기성(=수증기 투과성능)이 있는 재료로서수증기(water vapor)가 콘크리트를 통과하게 하는 특성을 기본적으로 가지고 있는 재료이다. 이러한 특성을 갖는 반면에 시간이 경과(양생)되면서 경화되고 부스러지기 쉬운 경향을 가지되 되어 외부의 충격으로부터 발수성 피막이 손상되어 방수제로서의 기능을 상실하게 되고, 구조체의 거동에 따른 크랙 발생시 방수층의 연속성을 유지하지 못함으로써 방수막 내부로 물이 고이게 되고 사계절이 뚜렷한 국내 환경조건에 의해 동결융해( freeze-thaw damage )에 의한 방수기능 저하 및 하자를 발생시키는 것이 현실이다.
기존 재료의 시공성을 보면 멤브레인( membrane )을 형성하는 특성에 의해 접착력 확보를 위하여 도포면은 먼지, 레이턴스, 오물 등이 깨끗하게 청소되어야 하며, 새로 타설(탈형)된 콘크리트 면은 상당 기간 동안 건조 양생이 되도록 기다려야 한다. 따라서, 콘크리트 표면을 샌드 브라스트( sand blasting )를 이용한 표면 처리를 해야 하는 경우가 많으며, 먼지를 없애고 세척했을 경우에는 완전히 건조되도록 기다려야 한다.
유용성 재료의 경우 작업시 주변 온도 및 콘크리트 표면 온도에 따라 작업을 중단해야하는 경우가 빈번하며, 강우시에는 다시 완전히 건조될 때까지 기다렸다가 시공을 해야하는 제약을 안고 있다. 분무 작업 시 바람이 많이 불면 분무증기가 날려 사람과 주변의 농작물에 피해를 줄 수 있으므로 적정한 풍속(風速)하에 작업을 해야하며, 필요하지 않는 콘크리트 부위에 접촉되거나 분사되었을 경우에는 피해를 줄 수 있다.
인체 유해성 부분에서는 솔벤트 용제를 사용함으로써 분무 증기가 나고 인화성이 있으며, 인체, 동물, 주위환경에 안전성을 부여하지 못하고 있다. 특히. 손이나 피부 접촉 시 중화 할 수 없는 독성으로 인해 손상이 되므로 반드시 보호 마스크와 보호복 등의 장비로 완전하게 감싸고 분무증기(FUME)로부터 보호하는 대책이 필요하다. 저압 스프레이(15 PSI, 100kPa)를 사용하여 약 2.5~3.7㎢/ℓ로 분사하지만 정전기 및 기타 접촉성 인자에 의해 폭발성을 가짐으로써 다른 장비들에 대한 안전 조치가 필수적이다.
기존 제품의 보관시 높은 온도에 의한 위험이 있을 수 있으므로 적정 온도 및 통풍이 잘되는 곳에 보관하여야하며, 인화물질과 같이 보관되어서는 안 된다.
최근 침투성 방수제가 콘크리트 구조물의 방수목적으로 많이 적용되고 있다. 지금까지 주로 사용되어온 침투성 방수제는 주성분이 시멘트, 규산질의 활성 실리카, 규사로 구성된 기조합 형태의 무기질계 분말(분체형) 재료로서, 이들 재료는 물 또는 에멀젼 등과 혼합하여 사용되어 진다.
또한, 방수 메카니즘은 주성분인 활성 실리카와 콘크리트 조직내의 가용성 수산화 칼슘 및 미수화 시멘트 성분이 반응하여 불용성의 규산칼슘 수화물 및 에트링게이트( ettringite ) 등의 결정체를 생성시킴으로서 조직을 치밀하게 만들어 수밀성 및 방수성을 향상시키는 효과를 나타내고 있다.
그러나 이들 재료에 있어서 활성실리카 성분의 침투성능은 제조사에서 제시하는 깊이 만큼 확인하기 어렵고, 그 시공성에 있어서 물의 사용량, 바탕 콘크리트의 건조, 습윤 조건, 도포 후 양생 등에 관한 품질관리에 많은 어려움이 따르고 있다.
최근 환경 오염에 의한 콘크리트의 내구연한 감소와 계절적 요인으로 인하여 콘크리트의 균열, 잔갈림현상 등이 나타나고 있다. 외부에서 들어오는 물의 침투에 의한 열화 요인을 차단하여 콘크리트 표층부의 동결 파손 및 중성화 방지를 위한 처리가 필요하게 되었으며, 이에 적합한 재료 개발 부분은 약화되어 있다.
일반적인 액체 침투성 방수제의 경우는 콘크리트 상판에 도포하여 방수성 및 발수성을 확보하지만 모체 크랙에 대해서는 대처하지 못하고 있으며, 유기 용제 사용 제품이 주류를 이루고 있어서 환경적 문제도 발생시키며 콘크리트 모체의 보호 기능보다는 방수성능에 치우쳐 있으며, 문제점 발생에 따른 대처 방안이 요구되는 경우 액체 침투성 방수제 위에 다른 방수층의 형성이 어려운 부분들이 있어 단일 방수의 시공법을 적용하고 있다. 모체 크랙 발생의 침투성 방수제의 경우 방수 성능이 소실되므로 크랙 추종성에 대한 재료적 문제점을 해결하여야 한다.
반면, 도막 방수제 시공은 모체의 노화에 의하여 도막 부착 성능 저하로 진행하여 방수층 성능의 한계와 상관없이 방수층의 내구연한이 결정되기도 한다. 시공법은 프라이머 도포 후 도막방수제를 도포하며 프라이머의 기능은 모체와 방수층 사이의 접착 성능 확보의 기능적 성능에 중점을 두고 있으며, 방수 성능 역시 다양한 모체 콘크리트의 영향을 많이 받는다.
최근 도막 방수제의 복합 방수공법이 시공되고 있으나 도막과 도막 또는 시트와 도막의 시공이 있으며 상기에서 언급한 도막방수 역시 콘크리트 모체 보호를 통한 구조체의 내구연한 연장과 같은 모체에 대한 기능성 제품이 아니라 방수성능의 우선 확보를 통한 물, 공기, 자외선 등 콘크리트 노화의 유해환경으로부터 차단되는 부가 기능으로 모체의 노화를 방지하므로 구조물에서 가장 중요한 모체의 기능 향상 및 노화 방지 기능은 충분히 발휘되지 못하고 있다.
그밖에 액체방수공법이 시공되고 있으나 구조물 크랙 추종성이 없어 방수 성능의 장기적 안정성이 떨어져 사용의 제한을 받고 있는 실정이다.
이상과 같은 재료의 적용성과 성능상의 문제점, 시공상의 문제요인들을 수용성화를 통하여 보다 환경 친화적인 경향과 VOC 규제에 적극 대응하고, 안전한 방수재료의 제조와 기존 액체형 침투성 방수재료, 도막방수재료 등의 단일 재료적 한계점을 침투성 표면 보호 처리제와 시멘트계 도막 방수제를 적용한 복합공법으로 상호 보완하고자 제조기술과 적용 공법의 개발이 요구되고 있다.
국내 특허공개 제99-0078673호에서는 실리콘 에멀젼 수용성 발수, 방수제의 조성물 및 제조 방법에 대해 개시하고 있으며, 제조방법의 경우 1차로 필요한 조성물을 콤파운드 형태로 제조한 다음, 유화제를 첨가하여 제조물을 얻는 방식을 적용하고 있다.
이러한 방법은 제조설비의 거대화와 온도 제어에 따른 제조공정상의 불안정성을 가지고 있으며, 이후 완제품 생산을 위한 추가 설비가 요구된다. 또한 시공에 따른 강도 저하는 없는 것으로 나타났으나, 성능 평가부분에서 단일재료에 대한 검증만을 적용하고 있고 방수제의 침투깊이를 확인할 수 있는 기능을 갖고 있지 않다.
국내 특허공개 제92-18161호에는 침투성 실리콘계 발수제 조성물이 개시되어 있다. 본 선행기술은 발수제의 기능을 더욱 향상시키기 위한 재료로 흄실리카를추가함으로서 화학적인 열화물질로부터 보호하고자하는 특성과 유용성 재료를 바탕으로 한 조성물로서, 표면 보호효과는 부여 가능 하지만 구조물의 크랙에 대한 저항성 및 이로 인한 보호효과를 보장할 수 없는 단점과 제조물의 도포 이후 필요에 따른 수용성 멤브레인 방수재 적용시 발수성능에 의해 도포 적용이 불가능한 문제점을 내제하고 있다. 특히, 환경친화성 문제에 있어 유용성 재료를 적용함으로써 시공자의 위험에 대한 노출에 대안을 제시하지 못하고 있다.
한편, 국내 특허공개 제98-024917호에서는 콘크리트와 같은 다공성 무기 건축자재의 표면에 적용되는 경우 전체 적용면에 적용을 육안 검사할 수 있는 알킬알콕시실란의 수성-기초 에멀션을 함유한 침투성 물 흡수 방지제로서, 상기 에멀션이 알킬알콕시실란, 오일-용해성 염료, 에멀션화제 및 물을 함유한 것이 개시되어 있다.
본 선행기술에서는 알킬알콕시실란의 수성 분산물은 장시간동안 물 흡수 방지 효과를 유지하는 것으로 발견되어, 콘크리트 등에 대한 보호재로서 유용하나 저분자량 알킬알콕시실란은 기질 내부로 침투하므로, 적용 직후 적용이 완료되었는지를 여부를 검사하기 어렵다는 점을 인식하고, 알킬알콕시실란의 수성-기초 에멀션을 함유하는 침투성 물 흡수 방지제가 콘크리트와 같은 다공성 무기 건축자재에 적용되는 경우, 건축자재의 표면이 착색되고, 표면 소수성층이 형성된 다음, 염료는 색이 바래거나 소수성 층을 유지하면서 염색한 색을 잃게 하였다. 따라서 적용의 완료를 확인하기 쉬우므로, 상기 침투성 물 흡수 방지제는 콘크리트와 같은 다공성 무기 건축 자재물의 물 흡수를 방지하는데 유용하다.
그런데 본 선행기술은 시공성에 있어서 작업의 시작과 종료 시점을 육안 확인 가능한 성능을 부여한 것으로 재료 성능상의 침투 깊이 검증 부분에 대해서는 언급되어 있지 않다. 또한, 침투 깊이에 대한 검증은 여전히 현장에서 시료를 채취해야 하는 근본적인 문제점에 대한 제시는 없는 상태이다. 본 선행기술은 흡수방지제의 조성물 중 염료에 의한 작업성의 원활성 이외에 다른 성능상의 기능향상은 제시하고 있지 않다.
유기실리콘의 유화기술은 다양한 방법으로 제조되고 있으나 재료 특성을 발수제, 흡수방지제, 방수제로서 활용되어 지고 있으며, 성능의 단일성을 가지고 있다. 선행기술에서는 수용화된 조성물의 표면 도포시 구조체의 강도 저하에 대한 확인정도의 내용이며, 발수 및 방수성능, 침투 깊이 등의 요구성능이 유용성인 경우보다 수용화된 경우 크게 향상된 부분이 없는 상태이다.
또한, 현장 적용시 유성 재료의 경우 시간 차이에 의한 작업의 경계면을 확인하기 어려운 부분을 염료를 통해서 개선하는 방법을 택하고 있어 다양한 요구조건을 충족시키는 기술은 부재한 상황에서 본 발명이 개발되게 되었다.
본 발명은 유용성 재료를 수용화하는 제조기술과 강도 향상제를 적용함으로써 발수, 방수, 흡수방지 효과와 무기 실리케이트(silicate) 적용으로 강도 향상효과를 부여하고 있다.
시공면에서는 고점도(크림) 형태를 적용함으로써 벽면과 천정면의 작업시 재료의 흘러내림이나 튀는 현상을 방지하여 작업의 신속성과 경계면 부분의 명확성으로 균일한 시공을 할 수 있도록 하였다.
성능면에서는 기존의 침투성 방수제의 침투 성능을 현장에서 직접 품질관리 할 수 있도록 하였으며, 표면 처리 후 3-4 시간 이후 상부 방수제를 도포 및 설치를 통하여 단일재료로서 부족한 크랙 저항성, 추종성 부족으로 인한 방수제로서 요구성능을 시트/도막재와 복합 적용함으로써 상호 보완하도록 하였다.
따라서 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 콘크리트 구조물의 표면에 침투성 물 흡수 방지제를 처리하여 콘크리트 구조물의 방수, 방식 특성을 부여함과 동시에, 침투 성능을 양생 후 육안 확인이 영구히 가능하여 현장 시공에 따른 침투성능에 대한 검증과 품질관리가 효율적으로 이루어질 수 있는 침투성 물 흡수 방지제 조성물 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 콘크리트 구조물에 도포된 물 흡수 방지제의 상부에 시멘트계 도포형 방수재를 함께 적용함으로써 물 흡수 방지제의 단점을 멤브레인(membrane) 방수에 의해 극복하여 구조체의 노화방지와 방수성능을 극대화시킬 수 있는 침투성 물 흡수 방지제 조성물을 이용한 복합 방수시공방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명의 침투성 물 흡수 방지제 조성물을 사용하여 복합 방수시공한 경우 방수층의 단면구조를 보여주는 단면사진이다.
A. 침투성 물 흡수 방지제 조성물
본 발명에 따른 침투성 물 흡수 방지제 조성물의 주성분은 옥틸-트리-에톡시 실란/실록산(Octyltriethoxysilane/siloxane)과 무기질계 소디움실리케이트(Sodium Silicate)로서 기존 재료의 특성과 구조체의 강도 증진 효과를 부여함으로써 보다 완벽한 방수성능과 작업 안정성을 부여한다.
상기 침투성 물 흡수 방지제는 1차 표면 처리제로서 콘크리트 구체에 도포되어 공극 내부에서 경화하며, 발수 성질을 부여함으로써 외부에서 침투하는 물을 차단하는 재료이다. 시공 후 콘크리트와 모르타르의 내부에 연속적인 폴리머 필름을 형성하여 발수성을 가지고 있기 때문에 충전효과와 물의 흡수 방지효과의 상승효과에 의해 방수성을 발휘하게 된다.
물 흡수 방지효과는 재료 특성상 수증기 투과성을 가지고 있으며, 구조체 표면의 공극에 얇은 막을 공극벽에 형성하여, 형성된 발수성 막에 의해 공극이 물에 젖지 않게 되고, 모세관 현상이 발생하지 않게 되어 물의 유입을 막을 수 있게 된다.
수증기 투과성능은 건물 내에 습기가 함유되어 있을 때 그 수중기가 건물에 손상없이 외부로 배출 가능한 특성으로서 1차 표면 처리제의 필수적인 특성중의 한가지이다.
내구성 면에서는 실리콘 수지와 물, 재료에 포함되어 있는 알콕시(alkoxy) 기가 상호작용하여 폴리실록산(polysiloxanes)과 강하게 결합함으로써 Si-O-Si의 가교결합에 의한 밀도 증가로 견고하게 구조물에 부착하게 되고, 망상구조를 형성한 실리콘 수지계 폴리머 막은 탁월한 방수성능과 화학결합상의 내화학적 안정성, 물리적, 생물학적 영향으로부터 강하게 저항할 수 있는 특성을 부여하고 있다.
본 발명에 따른 침투성 물 흡수 방지제 조성물은옥틸트리에톡시실란/실록산(octyl-tri-ethoxy silan/siloxane) 35-50중량%, 물 35-55중량%, 에멀션화제 0.1-1.0중량%, 보호콜로이드제 0.1-1.5중량%, 및 강도보호재로서 수용성 실리케이트(Silicate) 5-20중량%로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 주성분으로 역할을 하는 옥틸트리에톡시 실란/실록산은 1개의 옥틸(Octyl)기와 3개의 에톡시(Ethoxy)기 각각이 실리콘 원자(Si)에 직접 결합된 트리 기능성(tri-functional) 실리콘 레진 화합물로서 하기의 반응식 1과 같이 3H2O와 반응하여 실리콘 레진 네트웍을 형성하는 실란과 하기 반응식 2와 같이 2개의 실란이 H2O와 반응하여 Si-0-Si 가교결합을 이루고 있는 실록산의 혼합물로 이루어져 있다.
상기 실란과 실록산의 혼합물은 구조체 표면 및 내부 박막 형성시 상대적으로 작은 크기의 실란은 고침투력을 부여하고, 상대적으로 큰 실록산은 표면에 인접하게 침투하여 콘크리트 구조체의 다양한 공극 크기를 동시에 적용할 수 있도록 하기 위해 부분 혼합물을 적용하고 있다.
또한 상기 실란과 실록산의 혼합물은 주 결합제 및 구조체내에 침투하여 미세공극의 표면과 화학적 결합력에 의해 방수성 박막을 형성하여 외부 침투 성분으로부터 보호하는 역할을 한다.
상기 실란과 실록산의 혼합물은 35 중량% 미만의 낮은 함유량을 가질 경우 유화안정성은 향상되나 내부 박막 형성의 조밀도가 낮아 외부 수압에 대한 저항성을 상실하게 되어 방수성능을 충분히 발휘하지 못하며, 표면 도포에 따른 압축강도 향상의 목적을 달성하지 못하는 문제점이 있다. 또한 50중량%를 초과하여 첨가시 이후 공정으로 적용되는 무기질 침투성 도막 방수제 적용시 막간 접착력 저하로 충분한 재료의 침투성능을 저하시키는 요인으로 작용한다. 또한, 물에 대한 유화 안정성에 있어 유화제보다 과량의 유용성 재료를 첨가함으로써 제조시 불완전한 형태의 안정물을 얻으며, 장기적인 저장안정성에도 악 영향을 주게 된다.
상기 실란/실록산 혼합물의 경우 실란의 침투 특성과 실록산의 표면 처리 역할을 부여하기 위해 적용되었으며, 혼합비율은 1:0.02-0.5으로 설정되는 것이 바람직하며, 비율이 0.02 미만의 경우 침투성능 향상으로 표면처리의 효과가 상대적으로 떨어지며, 0.5 이상의 경우 침투성능의 저하를 수반하게 된다.
적용되는 물의 양은 35-55 중량%로 분산하려고 하는 옥틸트리에톡시 실란의 유화에 적정한 량을 첨가하고, 특히. 적용되는 물은 이온교환수지 처리를 한 다음 사용을 하거나, 첨가제(AMP-95 ANGUS社)를 사용하여 금속성 이온으로부터 비효율적인 유화형태가 되지 않도록 처리한 것을 사용하도록 한다.
상기 조성물에 대한 유화제는 O/W형의 에멀션화제로서 HLB(Hyrophile-Lipophile Balance value) 4.3의 솔비탄 모노올레이트(Sorbitan monooleate)계를 적용하며, 실란 재료의 유화에 적합한 비이온성 계면활성제로 HLB 값을 선택하여 적용하도록 한다. 특히, HLB값의 범위는 3.5-6 사이를 적용하도록 한다. HLB값이 3.5 미만 경우 소수성으로 제조 후 희석하는 경우 불안정한 유화형태를 만들게 되며, 6을 초과하는 경우 O/W형으로 전체적인 점도 저하로 저장안정성이 불균일하거나 유화 상태가 파괴된다. 에멀션화의 경우 유화 작용과 억포작용을 동시에 가지는 에멀션화제를 사용하여야 한다.
첨가되는 에멀션화제는 0.1 중량% 미만 적용시 유적이 표면으로 떠오르는 현상이 발생하여 안정한 유화액상을 얻을수 없으며, 저장안정성 또한 상용화하기에는 부족하며, 1.0 중량% 초과 적용시는 유화균형성을 파괴하여 장기저장시 층분리 및 유분의 응집현상이 발생하여 침전이 발생하게된다.
본 발명에 적용되는 에멀션화 안정제는 폴리비닐알콜을 이용한 보호콜로이드 시스템을 적용하여 장기적인 저장안정성을 부여하고 있다. 첨가되는 보호콜로이드제는 0.1 중량% 미만인 경우 저장 중 층분리(물과 조성물) 및 침전물의 뭉침 현상이 발생하여 충분한 기능발휘가 어려우며, 1.5 중량% 초과 적용시는 저장중의 점도 상승 및 응집(뭉침) 현상으로 균일한 액상을 유지하기 어렵게 되며, 도포 작업시 작업성과 침투력을 저하시키게 된다.
강도보호재료는 유화액상 제조 후 첨가되며, 조직 치밀화 및 구조체 강도 저하를 방지를 목적으로 수용성 소디움계 실리케이트를 5-20중량% 범위로 적용하고 있다. 표면 침투 후 알칼리 조건하에서 점진적인 화학반응을 통하여 구조체 내부의 겔(gel)-상태 충진이 형성되며, 구조체의 내구적 안정화를 부여하는 성분으로, 5 중량% 미만 적용시 옥틸트리알콕시 실란에 의한 강도 및 구조체 충진 효과가 떨어져 발명에서 얻고자 하는 성능 향상 기능이 없게 되며, 첨가에 따른 침투성능 저하를 유발하게 되고, 20 중량%를 초과하여 첨가하는 경우 방수성능 및 화학적 침투로부터 보호효과를 상실하게 되며, 구조체 공극을 더욱 조밀한 충진으로 강도만을 향상시키게 된다.
B. 조성물의 제조방법
본 발명에 따른 침투성 물 흡수 방지제 조성물의 제조방법은 물 5-10중량%에 보호콜로이드제 0.1-1.5중량% 범위로 첨가 교반한 에멀션화제 0.05-0.5중량% 범위로 첨가하여 중속도로 교반하여 제1액상을 준비하는 제1단계와, 옥틸트리에톡시실란/실록산 35-50중량%에 에멀션화제를 0.05-0.5중량% 범위로 첨가하여 중속도로 교반하여 제2액상을 준비하는 제2단계와, 물 25-55중량%에 소디움계 실리케이트 5-20중량%를 교반하면서 첨가한 후 충분히 교반하여 균일한 제3액상을 제조하는 제3단계와, 상기 제1액상에 중속도로 교반하면서 제2액상을 천천히 드룹핑(Drooping)하여 제1수용화 액상을 준비하는 제4단계와, 상기 제1수용화 액상을 중속도로 교반하면서 상기 제3액상을 드룹핑하여 혼합하는 제5단계로 구성되어, W/O형의 수성형 침투성 물 흡수 방지제 조성물을 제조하는 것을 특징으로 한다.
유화에 필요한 물의 사용량은 5-10 중량%를 적용하며, 5 중량% 미만 적용시에는 유화를 위한 수상 베이스의 최소값으로 설정된 것이다. 10 중량% 초과 적용시에는 적정한 유화 이상의 베이스를 가지므로써 얻고자하는 크림 형태에서 저점도 형태의 제조물을 얻게 된다.
실리케이트 희석에 사용되는 물의 량은 25-55 중량%로 25중량% 미만 적용시 실리케이트 함량이 많아지게 되고 이로 인한 침투성능 저하를 수반하게 되고, 55 중량% 초과 적용되는 경우 얻고자 하는 크림형태의 조성물을 얻지 못하게 된다.
이하에 상기한 조성물의 제조방법을 구체적인 예를들어 상세하게 설명한다.
먼저 물 1,000g에 폴리비닐알콜 (예 PVA-224, Kuraray社) 17.17g을 첨가 후 2,000rpm 이상으로 교반한 다음 에멀션화제 (예 Span 80, ICI社) 4.21g을 첨가하여 1,500-2,000rpm으로 20 분간 교반하여 제1액상을 제조한다.
상기 배합순서는 물-폴리비닐알콜-에멀션화제 순서로 제조한다. 상세하게는 교반기에 물을 넣은 다음 저속교반(1000rpm)하면서 폴리비닐알콜 파우더를 소량씩 첨가하도록 한다. 과량 투입시 폴리비닐알콜의 뭉침 현상으로 용해하는 데 장시간이 필요하게 되며, 특히 유화 이후 응결 핵으로 작용하여 뭉침 현상이 발생하게 된다.
완전히 용해한 다음 에멸션화제를 투입 한 다음 중속 교반(1,500-2,000rpm)으로 20분간 교반하여 균일한 액상을 제조한다. 에멀션화제 첨가 후 2,000rpm 이하의 경우 폴리비닐알콜의 불완전한 용해로 인하여 이후 에멀션화제의 효율적인 분산을 저해하여 보호콜로이드 효과와 유화안정성을 저해한다. 교반시간은 최소한의 제조 요소로 설정된 것이다.
또한, 다른 용기에 옥틸트리에톡시실란/실록산 (octyl-tri-ethoxy silan ; BS-1701 octyl-tri-ethoxy Silane/siloxane ; BS-275 =1:0.03 혼합액 Wacker社) 2,583.4g에 에멀션화제 4.21g을 첨가하여 1,500-2,000rpm으로 20분간 교반한 다음, 상기 액상에 1,700rpm속도로 교반하면서 천천히 드룹핑(속도 1.7 kg/min)하여 수용화 제2액상을 제조한다.
이 경우 실란/실록산에 저속교반(1000rpm) 하면서 에멀션화제를 투입한다. 투입 후 1,500rpm 이하의 경우 균일한 유화안정성을 얻을 수 없으며, 2,000rpm 이상의 경우 액상의 온도 상승으로 제조 후 냉각 시 에멀션화제가 석출되는 성질을 가지므로 유화 불안정성을 가지게 된다.
드룹핑(속도 1.7 kg/min)시 교반 속도는 1,500~1,700 RPM으로 중속 교반으로 실시하며, 1,500RPM 이하인 경우 유상이 유화되지 않고 상부로 유적이 모이는 현상이 있으며, 1,700 RPM 이상인 경우 유화에 의한 온도 상승 현상이 발생하여 유화안정성 및 전상 상태가 이루어지지 않는다. 드룹핑 속도가 분당 2.0kg 이상의 경우 유상의 충분한 유화안정성 확보 전 과량 투입됨으로써 요구하는 액상을 만들 수 없으며, 1.5kg 이하의 경우 생산성이 저하되는 시점으로 작용한다.
그후 상기 제2단계에 의해 제조된 유성 베이스의 액상을 제1단계에 의해 제조된 수성 베이스의 액상에 적하하는 방법(W/O형에서 O/W형으로 상전이하는 방법)을 적용하며, 반대로 O/W형에서 W/O형으로 전상(轉相:액상의 주 base가 전환되는 시점)하는 방법 적용하였을 경우 O/W 상의 유화상태로 장기적인 저장안정성이 부족한 액상을 얻게 된다. 장기적인 저장안정성은 에멀션화재를 적용하여 제조상태에서는 W/O 형에서 O/W형으로 전상(轉相)하도록 제조한 O/W형 수용화제가 가장 우수한 안정성을 가진다.
이어서, 다른 용기에 물 2549.1g 에 소듀움계 실리케이트(고형분 40%) 849.7g을 교반하면서 첨가한 후 30분 이상 교반하여 균일한 제3액상을 제조한다.
소듀움계 실리케이트의 경우는 반드시 물에 교반하면서 실리케이트를 첨가하는 방법으로 제조하도록 한다. 이것은 고밀도 점조성의 액상을 물로 희석하는 경우 균일한 액상 제조가 어려우며, 희석 용해되지 않은 상태가 존재하게 된다.
상기 수용화 제2액상을 1,500~1700rpm속도로 교반하면서 천천히 상기 제3액상을 드룹핑(속도 1.7 kg/min) 하여 혼합하여 본 발명에서 얻고자하는 W/O형의 수성형 표면 처리재를 얻는다.
상기 방법으로 희석한 다음 제2 및 제3단계에 의해 제조된 유화 액상은 높은 PH 조건에서는 불안정화되므로 반드시 희석 후 소량씩(1/4정도) 교반하면서 첨가하여 균일한 액상을 얻도록 한다.
교반시간 : 제조상의 최적 조건을 얻기 위한 최소한의 시간.
교반속도 : 제조 안정성상 가장 최적의 교반 효율을 얻을 수 있는 속도.
교반온도 : 상온에서 실시하는 것으로 온도 상승에 대한 특별한 냉각요소가 없다.
드룹핑 : 바람직하게는 1.7 kg/min 적하 속도로 한다.
C. 복합 방수시공방법
본 발명의 복합 방수시공방법은 상기한 콘크리트 표면 보호용 실리콘계 수성형 침투성 물 흡수 방지제와 도막 방수제를 사용한 복합 방수시공방법이다.
특히 본 발명은 기존에 사용되던 방수 시공방법과 비교해보면 외적인 부분에서는 프라이머 시공후 도막방수제 시공이라는 시공법과 침투성 물 흡수 방지제 도포로 거의 유사하나, 본 발명의 가장 큰 특징인 침투성 물 흡수 방지제의 도포로 콘크리트 구조물에 방수, 방식 성능을 부여하여 모체 콘크리트의 내구연한을 향상시키며 구조물 크랙에 대한 추종성을 위하여 탄성도막방수층을 도포한 기능성 복합도막방수시공법을 제시하는데 있다.
2차 도막 방수제의 구성 성분은 바람직하게는 침투형 도포 방수제로 합성고분자 수지 에멀젼과 시멘트계 특수 조합 골재를 주원료로 이루어진 건축물 지하 토목용 제품을 사용하며, 따라서 이 경우 콘크리트 모체에 대한 우수한 접착력, 내후성, 내약품성, 내알카리성, 내열성, 내한성, 염소와 오존에 의한 내부식성, 내균열성, 내구성이 우수하며, 수용성이므로 환경 친화적이며 우수한 시공성을 가지고 있다.
또한 본 복합 공법에 적용되는 상부 2차 방수층은 다양한 재료 적용성을 가지고 있으므로, 무기질계 탄성 도막방수제, 시멘트 혼입 폴리머계, 수용성 1액형 도막재, 수용성 우레탄계 도막방수제, 수용성 에폭시계 방식, 방청 도막재 등의 다양한 적용이 가능하다.
상기 2차 방수층은 규산질계 도포방수제, 침투성 도포방수제, 슬러리형 방수제, 수용성 우레탄, 수용성 에폭시, 아크릴 고무계, 우레탄 고무계, 클로로프렌 고무계, 고무 아스팔트계, 실리콘 고무계 중 어느 하나 또는 아스팔트 시트, 개량 아스팔트 시트, 합성고분자 시트, EPDM 시트 중 어느 하나를 사용하는 것도 가능하다.
상기에서 언급한 것처럼 본 발명의 침투성 물 흡수 방지제를 사용한 복합도막방수 시공방법은 먼저 모체 콘크리트에 도포하여 콘크리트 표면으로부터 깊이 침투하여 방수효과를 발휘하며 수증기 투과성이 있어 모체의 내구성을 향상시키고 콘크리트 구조물의 수명을 좌우하는 내부의 철근의 부식을 방지하여 모체 구조물의 강도 유지를 통한 내구성 향상과 시멘트계 도막재를 적용함으로써 방수성능과 구조체 안정화, 내구년한 향상을 도모할 수 있다.
(실시예)
이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예를 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.
제조예
물 1,000g에 폴리비닐알콜 (예 PVA-224, Kuraray社) 17.17g을 첨가 후 3000rpm으로 교반한 다음 에멀션화제 (예 Span 80, ICI社) 4.21g 을 첨가하여 2,000rpm으로 20분간 교반하여 제1액상을 준비한다.
이어서, 다른 용기에 옥틸트리에톡시실란/실록산(octyl-tri-ethoxy silan/siloxane ; 예 Wacker社) 2,583.4g에 에멀션화제 4.21g 을 첨가하여 2,000rpm으로 20분간 교반하여 제2액상을 준비한 다음, 상기 제1액상에 1700rpm속도로 교반하면서 천천히 드룹핑하여 수용화 제3액상을 제조한다.
그후 다른 용기에 물 2549.1g 에 Sodium계 Silicate (고형분 40%) 849.7g을30분 이상 교반하여 균일한 제4액상을 제조한다. 상기 수용화 제3액상을 1700rpm속도로 교반하면서 천천히 상기 제4액상을 드룹핑(Drooping)하여 혼합하여 본 발명에서 얻고자 하는 1차 표면 처리재를 얻는다.
실시예 1-5 및 비교예 1-4
제조예와 같은 방법으로 실시예 1,2,3,4,5와 비교예 1,2,3,4를 하기 표 1과 같이 제조하여 하기 표 2와 같이 시험을 실시하였다.
실시예 및 비교예 적용을 위한 제조시 비교예 1의 경우는 유화 불균형에 의해, 표면 유분 부유현상이 발생하여 추가적인 시험을 실시하지 않았다.
| 조성물 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | 실시예5 | 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | 비교예4 |
| 실란/실록산 | 36.865 | 39.865 | 43.865 | 46.865 | 36.865 | 37.865 | 37.865 | 37.865 | 31.865 |
| 물 | 14.270 | 14.270 | 14.270 | 14.270 | 24.270 | 14.270 | 14.270 | 14.270 | 14.270 |
| 유화제 | 0.245 | 0.245 | 0.245 | 0.245 | 0.245 | 0.092 | 1.600 | 0.500 | 0.500 |
| 보호콜로이드 | 0.120 | 0.120 | 0.120 | 0.120 | 0.120 | 0.120 | 0.120 | 2.000 | 0.120 |
| Silicate | 12.125 | 11.375 | 10.375 | 9.625 | 9.625 | 11.913 | 11.536 | 11.341 | 25.311 |
| 물 | 36.375 | 34.125 | 31.125 | 28.875 | 28.875 | 35.740 | 34.609 | 34.024 | 27.934 |
| 계 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 조성물 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | 실시예5 | 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | 비교예4 |
| 유화상태 | 우수 | 우수 | 우수 | 우수 | 우수 | 유분부유 | 우수 | 우수 | 우수 |
| 저장안정성 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 이상없음 | 층분리재유화 | - | 응김현상 | Gell화 | 층분리 |
| 침투깊이(mm) | 2.3 | 3.1 | 4.6 | 5.5 | 2.6 | - | 2.4 | 1.5 | 1.0 |
| 흡수비 | 0.024 | 0.019 | 0.016 | 0.015 | 0.022 | - | 0.020 | 0.011 | 0.012 |
| 투수비 | 0.679 | 0.330 | 0.124 | 0.120 | 0.582 | - | 0.524 | 0.250 | 0.300 |
| 압축강도비 | 105 | 105 | 103 | 101 | 101 | - | 100 | 99 | 115 |
| 부착강도 | 25.1 | 24.4 | 21.3 | 19.5 | 20.1 | - | 21.5 | 11.9 | 21.6 |
시험방법
① 유화상태 육안 검사방법으로 유화제조후 100g의 물에 제조액상을 2-3 방울 적하(滴下)하여 물에 퍼지는 상태 확인하여 판정하였다.
② 저장안정성은 상온에서의 6개월 저장안정성과 항온항습설비내 온도 60℃에서 8시간 20℃에서 16시간을 1 사이클(cycle)로 설정하여 30 사이클 이후 표면 및 내부 저장상태를 확인하여 판정하였다.
③ 침투깊이는 "침투성 흡수 방지재의 시험방법(안)" 중 침투 깊이 시험방법 <일본 공업 기술 진흥 협회(Polymers in concrete) 위원회>를 적용하여 시험체 도포 양생 후 시험체를 2분할하고, 그 단면에 물을 분무하여 물이 침투하지 않는 부분의 깊이를 버니어 캘리퍼스로 측정한다. 측정은 3개 시험체에 대하여 3개소에서 실시하여 이들의 평균값을 침투 깊이로 한다.
④ 흡수비, 투수비 시험은 KS F 2451 건축용 시멘트 방수제 시험방법에 준하여 실시하였다.
⑤ 압축강도비 시험은 KS F 2477 폴리머 시멘트 모르타르의 강도시험 방법에 준하여 실시하였다.
⑥ 부착강도시험은 현장 부착력 시험기계인 건연식 부착력 시험기를 사용하여 도막재 도포 양생 후 막간 부착력을 측정하였다.
| 도포량(kg/㎡)/1회 | 침투깊이(mm) |
| 0.1 | 3 |
| 0.2 | 4 |
| 0.3 | 5 |
| 0.4 | 7 |
| 0.5 | 10 |
| 도포회수/0.5kg/㎡ | 침투깊이(mm) |
| 1 (0.5) | 10 |
| 2 (0.25/0.25) | 12 |
| 3 0.2/0.2/0.1) | 12 |
시험실시결과
실시예 조건에 만족하는 경우에 상기 표 2와 같이 본 발명에서 얻고자하는 물성값을 제시하고 있다. 가장 중요한 특성으로는 제품의 저장안정성부분으로 결과에서처럼 모든 예에서 정도의 차이는 있으나 단일재료보다 향상된 성능을 나타내고 있으나, 제품의 적용 특성상 저장안정성능이 우선적으로 검토되어야할 사항이다. 저장안정성의 경우는 장기적 안정성과 촉진 안정성을 확인한 결과 실시예 1,2,3,4,5의 경우는 안정한 상태로 유지하였으나 비교예의 경우 특성 평가를 위한 재료 첨가량 설정으로 안정성이 부족한 것으로 나타났다.
침투깊이 시험결과 실시예의 경우 도 1과 같이 최소 2.3mm 이상의 침투깊이를 균일한 형태를 가지고 있는 반면, 비교예의 경우 최대 2.4mm 이하의 침투력을 보이고 있다. 이것은 옥틸트리에톡시실란/실록산의 함량에 따른 영향도 있으나 비교 실시예 결과 적정 유화제 이외의 경우와 과도한 함량의 강도보호재를 첨가함으로써 옥틸트리에톡시실란/실록산의 침투력을 저하시킨 결과로 판단이 된다.
특히, 강도 보호재의 함량은 강도 향상을 위한 실리케이트 재료로서 옥틸트리에톡시실란/실록산보다 우수한 침투력을 가진 것으로 일반적으로 알려져 있으나 일정 비율 혼합해서 사용하는 경우 침투력의 저하를 수반하는 것으로 나타났다. 일반적으로 공극 충진형 강도 향상제 적용시 겔화를 통하여 진행되므로 옥틸트리에톡시실란/실록산의 침투력을 저해함을 알 수 있다.
침투 깊이는 도포되는 량에 의해 영향을 받고 있으며, 특히, 동일한 량을 2-3회 적정 횟수를 도포하는 것이 침투력 향상에 영향을 주는 것으로 나타났다.
압축강도의 경향은 실리케이트의 함량이 증가함에 따라 상승하는 경향이 있으며, 크림타입에 대한 시험결과 최대 105% 최소 101%로 나타났다.
압축강도의 경우 기존 콘크리트 또는 구조체에 침투성 물 흡수 방지제 도포시 강도저하 현상은 없으며, 실리케이트의 함량 증가에 따른 강도 상승 효과를 부분적으로 부여할 수 있다.
기존 시판되고 있는 제품의 유형별 물성 시험결과를 보면 다음 표 5와 같다.
시험체 : 본 발명의 침투성 물 흡수 방지제 도포후 각종 방수제 도포
시험항목 : 부착성능
시험방법 : KS F 4715의 5.8 부착강도시험방법에 준한다.
| 구분 및 양생조건 | 7일 | 14일 | 28일 | 비고 | ||
| 무 처 리 | 기건 | 23.94 | 20.55 | 31.19 | 공시체 (모르타르 시험편) | |
| 습윤 | 19.50 | 15.55 | 30.30 | |||
| 폭로 | 22.54 | 23.05 | 28.90 | |||
| 본 발명 처리 | 기건 | 25.87 | 20.73 | 31.21 | 수용성 실리콘계 조성물 | |
| 습윤 | 20.11 | 15.17 | 31.55 | |||
| 폭로 | 22.65 | 24.22 | 29.73 | |||
| 제시예 1 | 기건 | 9.80 | 12.70 | 14.00 | 액체방수재 | |
| 습윤 | 9.30 | 11.40 | 11.00 | |||
| 제시예 2 | 무기 단체형 | 기건 | - | - | 24.90 | 침투성 도포방수재 |
| 습윤 | - | - | 20.50 | |||
| 무기유기혼합형 | 기건 | - | - | 7.00 | ||
| 습윤 | - | - | 25.20 |
본 발명의 방수제 도포 후 부착성능은 도포전의 상태보다 최소 25%, 최대33% 향상된 성능을 나타내고 있다. 이것은 기존 방수재료도포시 계면 접착력 저하에 따른 다음 공정 진행 여부 및 이후 공정에 의한 상부1차 방수층의 이탈현상에 의한 방수성능 저하가 없다는 것을 의미하며, 바탕면 하부에 작용하는 수압에 의한 저항성을 판단하는 투수비의 경우 기존 재료 대비 33% 정도 낮으므로써 외부 수압 및 계면 부착력의 성능상 기존 재료보다 우수한 것으로 나타났다.
시험항목 : 흡수비
시험방법 : KS F 2451 흡수성시험방법(28일 양생)
| 구 분 | 24시간 후 | 비고 | ||
| 본 발명 처리 | 기건 | 0.026 | 수용성 실리콘계 조성물 | |
| 습윤 | 0.026 | |||
| 제시예 1 | 기건 | 0.12 | 액체방수재 | |
| 제시예 2 | 무기단체형 | 기건 | 0.423 | 침투성 도포방수제 |
| 습윤 | 0.269 | |||
| 무기유기혼합형 | 기건 | 0.217 | ||
| 습윤 | 0.143 |
시험항목 : 투수비
시험방법 : KS F 2451 투수성시험방법
| 구분 및 양생조건 | 28일양생/24시간 후 | 비고 | ||
| 본 발명 처리 | 기건 | 0.109 | 수용성 실리콘계 조성물 | |
| 습윤 | 0.160 | |||
| 제시예 1 | 기건 | 0.170 | 액체방수재 (수압0.1kgf/cm2) | |
| 제시예 2 | 무기단체형 | 기건 | 0.217 | 침투성 도포방수재 |
| 무기유기혼합형 | 기건 | 0.089 |
흡수비가 매우 우수하여 수압을 받지 않는 곳에서는 방수 성능이 우수하게 나타나고 있으며, 투수비는 흡수비에 비하여 상대적으로 떨어지나 다른 방수제에 비하여 우수하여 지하나 토목 구조물에 사용이 적합한 특징을 가지고 있다. 매우우수한 침투깊이를 가지므로 콘크리트 내부의 철근을 부식으로부터 막아주며 결과적으로 구조물의 수명을 연장시켜 방수 품질을 극대화시킨다.
시험항목 : 압축강도비
시험방법 : KS F 2477
| 구분 및 양생조건 | 14일양생강도비(%) | 비고 | |
| 무처리 | 100 | 공시체 (모르타르 시험편) | |
| 본 발명 처리 | 105 | 수용성 실란콘계 조성물 | |
| 제시예 1 | 90 | 액체방수재 | |
| 제시예 2 | 무기단체형 | 91.67 | 침투성 도포방수재 |
| 무기유기혼합형 | 79.17 |
압축강도시험결과 기존의 재료가 적용된 경우 적용 전에 비해 전반적으로 약 10% 이상 저하를 수반하고 있으나 본 발명 적용재료의 경우 기존의 강도 이상을 유지하면서 흡수 방지성능을 가진 것으로 판단할 수 있다.
시험항목 : 침투깊이시험
시험 방법 : "침투성 흡수 방지재의 시험방법(안)" 중 침투 깊이 시험방법
일본 공업 기술 진흥 협회(Polymers in concrete 위원회)
침투 깊이 시험은 시료를 도포한 시험체를 2분할하고, 그 단면에 물을 분무하여 물이 침투하지 않는 부분의 깊이를 버니어 캘리퍼스로 측정한다.
측정은 3개 시험체에 대하여 3개소에서 실시하여 이들의 평균값을 침투 깊이로 한다.
| 구 분 | 침투깊이(mm) | 비 고 | 모르타르 시험편 | |
| 본 발명 처리 | 기건 | 5.00 | 수용성 실리콘계 조성물 | 육안품질관리가능 |
| 습윤 | 5.50 | |||
| 제시예 1 | 기건 | - | 액체방수재 | 육안 확인 방법 없음 |
| 제시예 2 | 무기단체형 | 기건 | - | 침투성 도포방수재 |
| 무기유기혼합형 | 기건 | - |
침투깊이의 경우 기존 재료의 경우는 시각적인 판단이 상당히 어려우며, 전자주사현미경등의 장비를 사용하여야 구조체에 침투된 경향을 파악할 수 있는 반면, 본 발명의 경우는 물에 침적하는 간단한 실험을 통하여 침투된 정도를 확인할 수 있는 장점이 있으며, 시험결과를 보면 최소 2 mm 이상의 침투성능을 가지고 있으므로 우수한 방수 및 수밀 특성을 가지고 있다고 판단할 수 있다.
상기 표 5 내지 표 9에서 본 발명과 대비되는 종래기술의 측정 데이터의 제시예 1)은 방수제 표준화 연구(Ⅳ) 2000.10 산업자원부기술표준원 발행자료이고, 제시예 2)는 규산질계 분말형 도포방수재의 방수특성과 성능에 관한 연구 서울산업대학교 산업대학원 건축공학과 1998년도 공학석사 학위 논문집이다.
시공 방법
상기 제조된 조성물에 의한 1차 처리 후 시멘트계 도막방수제의 2차 처리 방법은 다음에 준한다.
a. 바탕면 청소-이물질, 레이턴스( Laitance ) 제거
b. 바탕면 충분히 건조시킨 후 ( 20 % 내외 함수율 가능) 본 발명 조성물 도포 (2회)
c. 도막방수재 도포
본 발명은 1차 구조물의 안전화 및 내구성 향상을 목적으로 침투성 물 흡수 방지제를 도포하여 내부적인 방수하자 요인으로 받아드려지고 있는 수분 침투와 동결융해 작용에 의한 구조체의 손상, 지속적인 구조체의 움직임과 내부 수분의 수층 팽창 등으로 방수층의 부풀음, 파단으로 이어지는 2차 방수층 하자로 이어지는 원인을 도막방수층을 도포함으로써 제거하였다.
본 발명에서 1차 구조물의 안전화 및 내구성을 확보하여 구조체 자체의 노화 및 열화요인으로부터 최대한 보호하여 구조물에 의한 방수의 근본적인 문제점을 해결할 수 있는 개념을 바탕으로 하고 있으므로, 기존 방수재료의 한계점으로 인식되고 있는 구조체 하자에 의한 방수 성능의 저하를 침투성 물 흡수 방지제를 도포함으로써 방지할 수 있게 되었다.
더욱이 기존 침투성 방수재료의 특성상 침투부분에 대한 명확한 판정 및 검증이 어려운 부분들을 본 발명에서는 방수 품질 관리 차원에서 정밀한 장비 없이 간단히 확인할 수 있는 실용성을 가지고 있으며, 기존의 침투성 방수제와는 차별화될 수 있는 부분으로 유용성 재료의 특성을 가지면서 동시에 수용화 기술을 개발함으로서 최근 확산되고 있는 환경 친화적 경향에 적극적으로 대처하는 경제성을 포함한 재료적용으로 시공성에서 보다 안전한 재료로 적용이 가능하다.
본 발명은 1차 침투성 물 흡수 방지제와 2차 시멘트계 도막방수층을 형성시킴으로서 각 재료의 단점인 크랙에 대한 추종성 부족, 바탕면의 상태에 따른 다양한 하자 요인들을 동시에 대처할 수 있어 방수성능 및 기술개발에 촉진제 역활을 할 것으로 판단된다.
본 발명의 침투성 물 흡수 방지제는 다음과 같은 특성을 가지고 있다.
① 강력한 침투성능.
② 실란/실록산에 의한 견고한 실리콘 레진 네트웍(망상구조) 형성으로 알칼리 저항성, 흡수방지성능 우수.
③ 우수한 수증기 투과성능.
④ 결빙(동해)/제설제 염에 대한 저항성 우수.
⑤ 수용성의 환경 친화적인 적용성.
⑥ 크림형태의 경우 요변성의 고유동화 특성으로 작업에 따라 손실량 절감효과.
⑦ 우수한 부착력.
⑧ 낮은 휘발성에 의한 방수층의 들뜸 현상 방지.
⑨ 화학적 부식 환경에 대한 저항성(방식성)을 부여하여 구조물의 내구성 향상.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
Claims (6)
- 옥틸트리에톡시실란/실록산 합성물 35-50중량%, 물 35-55중량%, 에멀션화제 0.1-1.0중량%, 보호콜로이드제 0.1-1.5중량%, 및 강도보호재로서 수용성 실리케이트 5-20중량%로 이루어지는 것을 특징으로 침투성 물 흡수 방지제 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 에멀션화제는 소르비탄 모노올레이트계를 적용하며, HLB = 4.3 인 계면활성제를 사용하며, 보호콜로이드 시스템으로서 폴리비닐알콜의 유화안정제를 적용하는 것을 특징으로 침투성 물 흡수 방지제 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 옥틸트리에톡시실란/실록산 합성물은 옥틸트리에톡시실란(Octyl-tri-ethoxy silan)과 옥틸트리에톡시실란/실록산(octyl-tri-ethoxy Silane/siloxane) 혼합액으로 혼합비율이 1 : 0.02-0.5으로 구성되는 것을 특징으로 침투성 물 흡수 방지제 조성물.
- 제2항의 콘크리트 표면보호용 침투성 물 흡수 방지제를 1차로 도포한 후 2차로 멤브레인 방수층과 시트 방수층 중 어느 하나를 형성하는 것을 특징으로 하는 지하 토목용 기능성 복합 도막방수시공방법.
- 제4항에 있어서, 상기 2차 방수층은 무기분체와 액상형 수지를 이용한 무기질 도막재료, 시멘트 혼입 폴리머계 방수제, 규산질계 도포방수제, 침투성 도포방수제, 슬러리형 방수제, 수용성 우레탄, 수용성 에폭시, 아크릴 고무계, 우레탄 고무계, 클로로프렌 고무계, 고무 아스팔트계, 실리콘 고무계 중 어느 하나를 2차로 도포하는 것을 특징으로 하는 지하 토목용 기능성 복합방수시공방법.
- 물 5-10중량%에 보호콜로이드제 0.1-1.5중량% 범위로 첨가 교반 후 에멀션화제 0.05-0.5중량% 범위로 첨가하여 중속도로 교반하여 제1액상을 준비하는 제1단계와,옥틸트리에톡시실란/실록산 35-50중량%에 에멀션화제를 0.05-0.5중량% 범위로 첨가하여 중속도로 교반하여 제2액상을 준비하는 제2단계와,물 25-55중량%에 소디움계 실리케이트 5-20중량%를 교반하면서 첨가한 후 충분히 교반하여 균일한 제3액상을 제조하는 제3단계와,상기 제1액상에 중속도로 교반하면서 제2액상을 천천히 드룹핑(Drooping)하여 제1수용화 액상을 준비하는 제4단계와,상기 제1수용화 액상을 중속도로 교반하면서 상기 제3액상을 드룹핑하여 혼합하는 제5단계로 구성되는 것을 특징으로 침투성 물 흡수 방지제 조성물의 제조방법.
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