KR20110000616A - 교면보수용 방수조성물 및 이를 이용한 교면보수 시공방법 - Google Patents

교면보수용 방수조성물 및 이를 이용한 교면보수 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 교면보수용 방수조성물 및 이를 이용한 교면보수 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교량의 교면보수시 빠르게 건조됨으로써 작업시간 및 비용을 절감할 수 있고, 교통혼잡을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 쉽고 간단하게 시공이 가능하고, 방수효과가 높으며, 이형현상의 방지 및 저항성이 우수한 교면보수용 방수조성물 및 이를 이용한 교면보수 시공방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 교면보수용 방수조성물 및 이를 이용한 교면보수 시공방법에 있어서, 스티렌-부타디엔-스티렌(Styrene Butadiene Styrene)을 톨루엔(Toluene)에 투입하여 용해시키는 제1 용해단계; 및 제1 용해단계에서 제조된 용해액에 탄산칼슘(Calcium carbonate)과 안료(Pigment)를 투입하고 혼합하여 프라이머(Primer)를 제조하는 프라이머 제조단계; 를 포함하는 교면보수용 방수조성물을 제공한다.

Description

교면보수용 방수조성물 및 이를 이용한 교면보수 시공방법{REPAIRING WATER-PROOFING COMPOSITES FOR BRIDGE AND REPAIRING WATER-PROOFING TYPE CONSTRUCTION METHOD USING THEREOF}
본 발명은 교면보수용 방수조성물 및 이를 이용한 교면보수 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 교량의 교면보수시 빠르게 건조됨으로써 작업시간 및 비용을 절감할 수 있고, 교통혼잡을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 쉽고 간단하게 시공이 가능하고, 방수효과가 높으며, 이형현상의 방지 및 저항성이 우수한 교면보수용 방수조성물 및 이를 이용한 교면보수 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로, 콘크리트 교량 또는 구조물의 교면은 공용 연수가 증가할수록 빗물이나 제설재의 침투량이 많아지고 교면에 가해지는 하중이 누적되므로 재료 간 결합력이 저하되고 온도변화에 따른 물의 체적변화 등으로 균열이 발생하기 쉽다.
콘크리트 구조물 등의 균열은 시간이 지날수록 확대되어, 콘크리트 구조물의 강도 및 수명 저하를 초래한다. 우수 등이 아스팔트 공극 균열부분과 중앙분리대 및 조인트 부위의 틈새를 통해 침투 시, 콘크리트 내부의 철근이 부식되어 구조물의 수명단축 및 붕괴를 초래한다.
따라서, 빗물이나 제설제 등이 침투되어 콘크리트 구조물의 강도 및 수명이 저하되는 것을 방지하기 위하여 콘크리트 교량 또는 구조물의 교면에 방수제를 도포하고 있다. 콘크리트 구조물의 교면에 방수제를 도포함으로써, 포장층으로부터 침투되는 물과 염화물에 의한 바닥판 콘크리트의 열화 및 철근 부식을 방지할 수 있다.
콘크리트 교면 방수제는 건축 및 기타분야에 적용되는 방수재와 달리 주행차량에 의한 반복하중, 진동, 충격, 전단 등의 역학적 작용과 온도변화에 의한 수축·팽창 등이 복잡하게 작용하는 교면에 사용되므로 교면 방수제층은 손상되기 쉽다. 손상된 교면 방수제층을 보수하거나 보강하는 데는 많은 비용이 소요될 뿐만 아니라 공사 중 차로를 부분 통제함으로써 교통지체를 유발하는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 교면보수용 방수조성물 및 이를 이용한 교면보수 시공방법에서 기인되는 제반 문제점을 해결 보완하기 위한 것으로,
본 발명의 목적은 교량의 교면보수시 빠르게 건조됨으로써 작업시간 및 비용을 절감할 수 있고, 교통혼잡을 최소화할 수 있는 교면보수용 방수조성물 및 이를 이용한 교면보수 시공방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 쉽고 간단하게 시공이 가능하고, 방수효과가 높으며, 이형현상의 방지 및 저항성이 우수한 교면보수용 방수조성물 및 이를 이용한 교면보수 시공방법을 제공하는 데 있다.
전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따르면 교면보수용 방수조성물 및 이를 이용한 교면보수 시공방법에 있어서, 스티렌-부타디엔-스티렌(Styrene Butadiene Styrene)을 톨루엔(Toluene)에 투입하여 용해시키는 제1 용해단계; 및 제1 용해단계에서 제조된 용해액에 탄산칼슘(Calcium carbonate)과 안료(Pigment)를 투입하고 혼합하여 프라이머(Primer)를 제조하는 프라이머 제조단계; 를 포함하는 교면보수용 방수조성물을 제공한다.
스티렌-부타디엔-스티렌은 5~20중량부, 톨루엔은 60~90중량부가 사용되도록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면 교면보수용 방수조성물 및 이를 이용한 교면보수 시공방법에 있어서, 스티렌-부타디엔-스티렌을 톨루엔에 투입하여 용해시키는 제2 용해단계와; 제2 용해단계에서 제조된 용해액에 아스팔트(Asphalt)와 페놀수지(Phenol resin)를 투입하여 용해시키는 제3 용해단계; 및 제3 용해단계에서 제조된 용해액에 탄산칼슘과 안료를 투입하고 혼합하여 상도제(上途劑)를 제조하는 상도제 제조단계; 를 포함하는 교면보수용 방수조성물을 제공한다.
스티렌-부타디엔-스티렌은 20~35중량부, 톨루엔은 40~70중량부가 사용되도록 구성될 수 있다.
아스팔트는 5~20중량부, 페놀수지는 1~6중량부가 사용되도록 구성될 수 있다.
탄산칼슘은 5~20중량부, 안료는 0.5~2.5중량부가 사용되도록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면 교면보수용 방수조성물 및 이를 이용한 교면보수 시공방법에 있어서, 교면에 제 6 항에 따른 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 프라이머층 형성단계와; 프라이머층 위에 제 6 항에 따른 상도제를 도포하여 상도제층을 형성하는 상도제층 형성단계; 및 상도제층의 위에 아스팔트, 콘크리트, 아스팔트 콘크리트 중 어느 하나 또는 둘 이상으로 이루어지는 포장층을 형성하는 포장층 형성단계; 를 포함하는 교면보수 시공방법을 제공한다.
본 발명에 따른 교면보수용 방수조성물 및 이를 이용한 교면보수 시공방법에 의하면, 교량의 교면보수시 빠르게 건조됨으로써 작업시간 및 비용을 절감할 수 있고, 교통혼잡을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 쉽고 간단하게 시공이 가능하고, 방수효과가 높으며, 이형현상의 방지 및 저항성이 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교면보수용 방수조성물을 이용하여 교면보수 시공을 하는 순서를 나타낸 단면도이다.
이하 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나 이들 도면은 예시적인 목적일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
교면보수 시공을 위해 프라이머(Primer)를 도포하기 전에, 먼저 하지 조정, 즉 평삭기를 이용하여 교면의 평탄작업 및 레이턴스(Laitance)를 제거하며, 핸드 그라인더를 이용하여 방호벽 및 중앙분리대 연결부위의 레이턴스를 제거한다. 또한, 콘크리트 교면에 레이턴스, 먼지, 유지 등이 부착되어 있을 경우 방수층의 접착 성능에 악영향을 줄 가능성이 있으므로 햄머드릴, 망치, 정, 그라인더 등으로 제거해야 한다. 그리고, 하지 조정 후 발생된 먼지나 이물질 등은 에어 콤프레셔나 빗자루 등으로 제거한다. 특히, 하자 보수작업시에는 아스콘(ASCON) 제거작업을 포함하며 부분 하지조정을 하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교면보수용 방수조성물을 이용하여 교면보수 시공을 하는 순서를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 교면보수용 방수조성물을 이용한 교면보수 시공은 크게 프라이머층(20) 형성단계와 상도제층(30) 형성단계 및 포장층(40) 형성단계를 포함하여 구성된다.
프라이머층(20) 형성단계에서는 콘크리트 교량(10)의 교면 보수를 위해 아스콘 및 방수층이 제거된 콘크리트 교면에 프라이머(제품명 PECKOTE-II G)를 도포하여 프라이머층(20)을 형성하게 된다. 이러한 프라이머층(20)은 교면에 남아있는 이물질로 인해 발생할 수 있는 방수재와의 접착력을 확보하기 위한 것이다.
먼저, 콘크리트 교면 상에 도포되는 프라이머(제품명 PECKOTE-II G)의 제조방법을 설명한다.
프라이머는 제1 용해단계와 프라이머 제조단계를 통해 제조된다.
제1 용해단계에서는 부타디엔(Butadiene)과 스틸렌(Styrene)을 유기용매 내에서 중합한 블럭(Block) 공중합체로서 리니어(Linear) 혹은 래디알(Radial) 구조를 갖고 있으며, 제품구조상 가황공정없이도 고탄성이면서 변형회복성이 우수한 열가소성 탄성체인 스티렌-부타디엔-스티렌(Styrene Butadiene Styrene, 이하 에스비에스(SBS)라 한다)을 톨루엔(Toluene)에 투입하여 용해시킨다.
예를 들어, 교반기가 있는 용기에 에스비에스(SBS)를 상온의 톨루엔에 투입하고 교반하여 용해시킨다. 이때, 에스비에스(SBS)는 5~20중량부, 톨루엔은 60~90중량부가 사용될 수 있으며, 좀 더 바람직하게는 에스비에스(SBS)를 10~15중량부, 톨루엔을 70~80중량부로 사용하는 것이 좋다. 여기서, 에스비에스(SBS)가 20중량부를 초과하여 투입될 경우 높은 점도로 인해 작업이 불가능하며, 콘크리트 부위로의 흡수가 적어 오히려 박리의 소지가 있게 된다. 또한, 5중량부 미만으로 투입하게 되면 낮은 점도로 제품의 저장성이 나빠지고, 접착력이 떨어져 방수층의 박리 가능성이 높아지게 된다.
다음, 프라이머 제조단계에서는 제1 용해단계에서 제조된 용해액, 즉 톨루엔에 에스비에스(SBS)가 용해되어 있는 용해액에 탄산칼슘(Calcium carbonate)과 안료(Pigment)를 투입하고 혼합하여 프라이머를 제조하게 된다.
제1 용해단계에서 에스비에스(SBS)를 톨루엔에 투입한 후 약 40~80분가량 교반하게 되면 에스비에스(SBS)가 완전히 용해된다. 이를 육안으로 확인한 후 용해액에 탄산칼슘(Calcium carbonate)과 안료(Pigment)를 상온의 온도에서 투입하고 혼합하여 프라이머가 제조된다.
탄산칼슘은 콘크리트의 미세한 구멍을 메워주어 에어포켓의 발생을 억제하는 충전제의 역할을 하고, 안료는 색상을 부여하는 기능을 하는 것으로, 프라이머를 도포하여 프라이머층(20)을 형성할 때 색상의 구분으로 도포 부위와 미도포 부위를 구분하여 두께 조절과 함께 골고루 도포될 수 있도록 하게 된다.
탄산칼슘은 5~20중량부, 특히 10~15중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 탄산칼슘이 20중량부를 초과하여 투입될 경우 프라이머의 탄성을 기대하기 어려워지고, 또한, 5중량부 미만으로 투입되면 충전제로서의 역할을 하지 못하게 된다.
그리고, 안료는 0.5~2.5중량부, 특히 1~2중량부를 사용하는 것이 바람직한데, 안료 자체가 고가의 제품이며 첨가량이 많다고 해서 좋은 것이 아니다. 안료는 0.5중량부 미만으로 사용하게 되면 요구하는 색상을 부여할 수 없고, 2.5중량을 초과하여 사용하는 경우 제품의 가격을 상승시키고 프라이머의 강도, 연신율(Elongation), 내후성 등을 저하시키는 원인으로 작용하게 된다. 여기서, 안료의 분진 방지를 위해 안료를 프라이머 제조단계에서 용해액에 투입하는 것이 아니라 제1 용해단계에서 에스비에스(SBS)보다 먼저 톨루엔에 투입한 후 에스비에스(SBS)를 투입, 교반하여 용해액을 제조할 수 있다.
탄산칼슘과 안료를 투입한 후 약 40~80분가량 혼합하여 덩어리가 없는 상태를 확인한 후 소정의 용기에 포장하여 프라이머의 제조가 완료된다.
여기서, 프라이머의 제조에 사용되는 교반기는 600rpm 이상 1,000rpm 이하의 교반속도로 동작되는 것이 바람직하다. 교반기의 속도가 600rpm 미만일 경우 회전속도의 저하로 인해 에스비에스(SBS)의 용해시간이 오래 걸리고, 충전제 및 안료의 분사능력이 떨어져 덩어리가 생길 수 있다. 또한, 교반기의 속도가 1,000rpm을 초과할 경우 빠른 교반속도로 인하여 온도가 급상승하게 되고, 이에 톨루엔의 휘발속도가 빨라져 심한 냄새와 화재위험이 높아지게 되게 된다.
이렇게 제조된 프라이머는 교면의 건조상태를 확인한 후 로울러, 브러쉬, 스프레이 장비 등으로 도포하여 프라이머층(20)을 형성하는 것이다. 이때, 교면에 도포되는 프라이머는 약 0.2~0.3Kg/m2가 사용되고, 양생시간은 20℃에서 10~20분 정도를 표준으로 하며, 기온이나 바람, 지촉건조시간 등을 고려하여 결정한다.
다음, 프라이머층(20)의 건조상태를 확인한 후 상도제(上途劑, 제품명 PECKOTE-II S)를 프라이머층(20)의 위에 균일하게 도포, 약 1.5~1.8kg/m2을 사용하여 실질적인 방수층인 상도제층(30)을 형성하는 상도제층(30) 형성단계가 수행된다.
프라이머층(20) 상에 도포되는 상도제(제품명 PECKOTE-II S)의 제조방법은 제2 용해단계와 제3 용해단계 및 상도제 제조단계로 이루어진다.
제2 용해단계에서는 전술한 프라이머의 제조단계 중 제1 용해단계와 마찬가지로 교반기가 있는 용기에 에스비에스(SBS)를 상온의 톨루엔에 투입하고, 600rpm 이상 1,000rpm 이하의 교반속도로 약 80~130분가량 교반하여 용해시키게 된다. 이때, 제2 용해단계에서 사용되는 에스비에스(SBS)는 20~35중량부, 톨루엔은 40~70중량부를 사용하게 되며, 좀 더 바람직하게는 에스비에스(SBS) 25~30중량부, 톨루엔 50~60중량부를 사용하는 것이 좋다. 이때, 에스비에스(SBS)가 35중량부를 초과하여 투입될 경우 높은 점도로 인해 제조 및 시공작업이 불가능하며, 20중량부 미만으로 투입될 경우 방수재의 성능을 발휘하기가 어렵다.
그리고, 제3 용해단계에서는 제2 용해단계에서 제조된 용해액, 즉 톨루엔에 에스비에스(SBS)가 용해되어 있는 용해액에 프라이머 및 콘크리트층과의 접착력을 증대시킬 수 있도록 아스팔트(Asphalt)와 페놀수지(Phenol resin)를 투입하여 용해시키게 된다. 여기서, 아스팔트는 5~20중량부, 페놀수지는 1~6중량부를 사용하게 되며, 아스팔트는 10~15중량부, 페놀수지는 2~5중량부를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 아스팔트가 5중량부 미만으로 투입되면 접착력이 떨어지고, 20중량부를 초과하여 투입되면 작업성이 악화된다. 또한, 페놀수지의 경우 2중량부 미만으로 투입되면 내알칼리성의 특성을 보장하기 힘들고, 5중량부를 초과하여 투입되면 작업성이 악화되는 문제점이 있다.
이와 같이 제3 용해단계에서 아스팔트와 페놀수지를 순서대로 투입하여 약 40~80분가량 교반하여 용해시킨 다음, 제3 용해단계에 의해 제조된 용해액에 탄산칼슘과 안료를 투입하여 혼합하는 상도제 제조단계를 수행하게 된다. 이때, 전술한 프라이머 제조시 설명한 것과 같이 안료의 분진 방지를 위해 안료를 제2 용해단계에서 에스비에스(SBS)보다 먼저 톨루엔에 투입한 후 에스비에스(SBS)를 투입, 교반하여 용해액을 제조할 수 있다.
한편, 상도제 제조시 투입되는 탄산칼슘과 안료는 전술한 프라이머 제조시 와 동일한 효과를 위해 동일한 양으로 투입되고, 동일한 교반과정을 거쳐 상도제를 제조하게 되므로 여기에서는 설명을 생략한다. 그리고, 상도제 제조시 사용되는 교반기는 프라이머 제조시와 같은 이유로 600rpm 이상 1,000rpm 이하의 교반속도로 동작되는 것이 좋다.
이렇게 제조된 상도제는 프라이머층(20)의 건조상태를 확인한 후 각종 기구를 이용하여 프라이머층(20)의 위에 도포함으로써 상도제층(30)을 형성하게 된다.
그리고, 상도제층(30)이 형성된 다음 상도제층(30)의 위에 포장층(40)을 형성하는 포장층(40) 형성단계를 수행하게 된다.
포장층(40)은 아스팔트, 콘크리트, 아스팔트 콘크리트 중 어느 하나 또는 둘 이상으로 이루어지며, 통상 아스팔트 콘크리트(아스콘)을 사용하게 된다. 이때, 상도제층(30)을 형성한 후 48시간 이내에 아스콘을 포설하는 것이 바람직하다.
한편, 프라이머(제품명 PECKOTE-II G)나 상도제(제품명 PECKOTE-II S)의 사용시 사용환경 등에 따라 톨루엔(희석제)를 사용하여 점도를 낮춰서 사용할 수도 있다.
하기의 표 1은 산업자원부 기술표준원에서 규정한 교면용 도막방수재의 KS F 4932규격에 의한 시험비교표로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 교면용 방수조성물을 이용한 교면용 도막방수재를 시험한 시험성적서의 내용이다.
시험방법은 KS F 4932(2007. 11. 5. 개정)이었다.
Figure pat00001
표 1에 나타나는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 교면보수용 방수조성물을 이용한 교면보수 방수재는 완전히 건조될 때까지의 시간이 6~12시간밖에 걸리지 않아 빠르게 건조됨으로써 작업시간 및 비용을 절감할 수 있고, 교통혼잡을 최소화할 수 있는 것이다.
또한, 각종 시험을 통하여 표 1에 기재된 것과 같은 각종 품질 기준에 적합한 것으로 나타나 방수재로서의 효과가 높음을 알 수 있는 것이다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 콘크리트 교량 20: 프라이머층
30: 상도제층 40: 포장층

Claims (7)

  1. 교면보수용 방수조성물 및 이를 이용한 교면보수 시공방법에 있어서,
    스티렌-부타디엔-스티렌(Styrene Butadiene Styrene)을 톨루엔(Toluene)에 투입하여 용해시키는 제1 용해단계; 및
    상기 제1 용해단계에서 제조된 용해액에 탄산칼슘(Calcium carbonate)과 안료(Pigment)를 투입하고 혼합하여 프라이머(Primer)를 제조하는 프라이머 제조단계;
    를 포함하는 교면보수용 방수조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스티렌-부타디엔-스티렌은 5~20중량부, 상기 톨루엔은 60~90중량부가 사용되는 것을 특징으로 하는 교면보수용 방수조성물.
  3. 교면보수용 방수조성물 및 이를 이용한 교면보수 시공방법에 있어서,
    스티렌-부타디엔-스티렌을 톨루엔에 투입하여 용해시키는 제2 용해단계와;
    상기 제2 용해단계에서 제조된 용해액에 아스팔트(Asphalt)와 페놀수지(Phenol resin)를 투입하여 용해시키는 제3 용해단계; 및
    상기 제3 용해단계에서 제조된 용해액에 탄산칼슘과 안료를 투입하고 혼합하여 상도제(上途劑)를 제조하는 상도제 제조단계;
    를 포함하는 교면보수용 방수조성물.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 스티렌-부타디엔-스티렌은 20~35중량부, 상기 톨루엔은 40~70중량부가 사용되는 것을 특징으로 하는 교면보수용 방수조성물.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 아스팔트는 5~20중량부, 상기 페놀수지는 1~6중량부가 사용되는 것을 특징으로 하는 교면보수용 방수조성물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄산칼슘은 5~20중량부, 상기 안료는 0.5~2.5중량부가 사용되는 것을 특징으로 하는 교면보수용 방수조성물.
  7. 교면보수용 방수조성물 및 이를 이용한 교면보수 시공방법에 있어서,
    교면에 상기 제 6 항에 따른 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 프라이머층 형성단계와;
    상기 프라이머층 위에 상기 제 6 항에 따른 상도제를 도포하여 상도제층을 형성하는 상도제층 형성단계; 및
    상기 상도제층의 위에 아스팔트, 콘크리트, 아스팔트 콘크리트 중 어느 하나 또는 둘 이상으로 이루어지는 포장층을 형성하는 포장층 형성단계;
    를 포함하는 교면보수 시공방법.
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