KR20200013283A - 교면방수층의 도막식 방수재 위에 시공되는 보호부재와 이를 이용한 복합식 방수층 및 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교면방수층의 도막식 방수재 위에 시공되는 보호부재와 이를 이용한 복합식 교면방수층 및 시공방법을 개시한다. 본 발명은, 콘크리트 슬래브 표면에 도포되는 프라이머; 이 프라이머 위에 도포되는 도막방수층; 폴리에스터 장섬유 부직포로 이루어진 시트상의 중심보강재와, 이 중심보강재의 양쪽면에 각각 함침되어 우수 침투를 방지하는 SBS개질아스팔트층과, 각 SBS개질아스팔트층 위에 도포되어 접착력을 증대시키는 규사층을 포함하여 도막방수층 위에 깔리는 보호부재;를 포함하되, 보호부재 위에 아스콘이 포설될 때의 열에 의하여 보호부재가 아스콘과 도막방수층을 일체화시키며, 보호부재의 표면에는 접착강도를 더욱 높이기 위해, 물 50~60중량부와, 부틸아크릴레이트 15~20중량부와, 스티렌 3~5중량부와, 아크릴산 2~4중량부와, 메타 아크릴산 2~4중량부와, 계면활성제 4~6중량부와, 첨가제 1~3중량부와, 과황산암모늄 1~2중량부로 이루어진 접착보조제 더 도포된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 우수한 방수성능를 발휘할 수 있고, 교면 방수층의 전체적인 전단강도를 법규에 맞게 유지시킬 수 있음은 물론 인장접착강도와 전단접착강도를 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 시공비용도 크게 절감할 수 있게 된다.

Description

교면방수층의 도막식 방수재 위에 시공되는 보호부재와 이를 이용한 복합식 방수층 및 시공방법{Waterproofing sheet, double layer waterproof for bridge and method for construction using the same}

본 발명은 교면방수층의 도막식 방수재 위에 시공되는 보호부재와 이를 이용한 복합식 교면방수층 및 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지오그리드 대신 시트상의 중심보강재 양면에 방수재인 SBS개질아스팔트와 보호재인 규사가 각각 적층된 보호부재를 이용하여 교면방수층을 형성함으로써 방수성능을 크게 향상시키면서 콘크리트 슬래브와 아스콘간의 인장 및 전단접착강도를 크게 향상시킬 수 있도록 된 교면방수층의 도막식 방수재 위에 시공되는 보호부재와 이를 이용한 복합식 교면방수층 및 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로 교량의 콘크리트 슬래브 표면 즉, 교면에 빗물 등이 침투하는 경우 콘크리트 재료의 결합력을 저하시키고, 온도변화에 의한 물의 체적변화에 따른 공극 균열이 발생되며, 시간이 지남에 따라 균열이 확대되어 콘크리트 슬래브 자체의 강도 및 수명 저하를 초래한다.

특히, 교면의 경우 차량이 통과함에 따라 그 자체 하중 및 충격에 의해 아스팔트 포장층에 미세균열이 발생하여, 교면과 아스팔트 포장층과의 분리가 발생하는 동시에 우수나 결로수 등이 교면 상판인 콘크리트 슬래브에 침투하여 균열을 촉진시키고, 철근을 부식시켜 교면 콘크리트 슬래브의 수명 단축 및 붕괴 위험을 초래할 수 있다.

이에, 콘크리트 슬래브내의 철근 부식 방지 및 콘크리트 중성화에 의한 열화 및 균열 방지 등을 위한 교면 방수공법으로서, 종래에는 실리콘 계열의 침투성 교면방수제, 고무계열의 도막방수제, 고무아스팔트 시트 등을 이용한 방수 공법 등이 시행되어 왔다.

한편, 최근에는 방수성능이 우수하고 콘크리트 슬래브와 아스콘간의 접착력도 향상된 복합식 교면 방수공법이 널리 시공되고 있다.

이러한 복합식 교면 방수공법은, 콘크리트 슬래브 위에 일종의 접착제인 프라이머를 도포하는 단계와, 프라이머 위에 도막식 방수재인 실런트를 도포하는 단계와, 실런트 위에 아스팔트와의 접착 결합을 위하여 저면에 방수고무층(부틸 고무재)이 접합된 메쉬 구조의 지오그리드를 깔아주는 단계와, 지오그리드 위에 아스팔트 포장층을 포설하는 단계로 이루어진다.

이에 따라 종래의 복합식 교면 방수층은 교면을 이루는 콘크리트 슬래브 위에 프라이머와, 방수제인 실런트로 이루어진 도막방수층과, 저면에 방수고무층이 접합된 메쉬 구조의 지오그리드가 차례로 적층된 구조를 이루게 되는 바, 결국 방수층으로서 도막방수층 외에 지오그리드에 일정 두께의 방수고무층이 더 접합됨에 따라 복합식 교면 방수층으로 불리운다.

이때, 프라이머는 콘크리트 슬래브와 도막방수층 간을 접착 결합시키는 기능을 하고, 도막방수층을 구성하는 실런트는 아스팔트 포장층으로부터 콘크리트 슬래브쪽으로 우수 등이 침투하는 것을 차단하는 메인 방수층 역할을 하며, 지오그리드는 아스팔트 포장시 아스팔트 포장장비가 도막방수층인 실런트에 접촉하는 것을 차단하는 동시에 아스팔트 포장시 고온에 의하여 녹으면서 도막방수층인 실런트와 아스팔트를 일체화시키는 역할을 하며, 지오그리드에 접합된 방수고무층은 도막방수층과 함께 우수 등이 침투하는 것을 이중으로 차단하는 역할을 한다.

그러나, 이와 같은 종래의 복합식 교면 방수층은 다음과 같은 문제점을 내포하고 있다.

첫째, 교면 방수를 위하여 프라이머 및 실런트를 도포한 후, 그 위에 깔아주는 지오그리드는 교면 방수층의 전단강도를 증대시키는 효과는 있으나, 그 형상 자체가 가로 및 세로 형태의 메쉬 구조로 제작됨에 따라 제작 공정이 복잡하고, 제작 비용이 매우 비싼 단점이 있다.

둘째, 지오그리드가 메시 형태를 가지므로 교면의 전부위에서 균일하고 안정된 전단강도를 구현하기 곤란할 뿐 아니라, 지오그리드의 한쪽면에 고무방수층이 구비되기 때문에 콘크리트 슬래브와 아스팔트 포장층과의 충분한 접착강도를 보장하기 어렵다.

한국 등록특허 10-1286630

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 기존의 지오그리드를 대신하여 시트상의 중심보강재 양쪽면에 방수재인 SBS개질아스팔트와 보호재인 규사가 각각 적층된 보호부재를 사용함으로써 방수성능의 향상과 더불어 콘크리트 슬래브와 아스콘간의 인장 및 전단접착강도가 전체적으로 균일하면서 크게 향상됨은 물론 제조비용 절감도 도모할 수 있는 교면방수층의 도막식 방수재 위에 시공되는 보호부재와 이를 이용한 복합식 교면방수층 및 시공방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 교면방수층의 도막식 방수재 위에 시공되는 보호부재는, 폴리에스터 장섬유 부직포로 이루어진 시트상의 중심보강재; 이 중심보강재의 양쪽면에 각각 함침되어 우수 침투를 방지하며, 아스콘이 포설될 때의 열에 의해 아스콘과 도막방수층을 일체화시키는 SBS개질아스팔트층; 각 SBS개질아스팔트층 위에 도포되어 접착력을 증대시키는 규사층;을 포함하되, 각 규사층의 표면에는 접착강도를 더욱 높이기 위해, 물 50~60중량부와, 부틸아크릴레이트 15~20중량부와, 스티렌 3~5중량부와, 아크릴산 2~4중량부와, 메타 아크릴산 2~4중량부와, 계면활성제 4~6중량부와, 첨가제 1~3중량부와, 과황산암모늄 1~2중량부로 이루어진 접착보조제 더 도포된 것을 특징으로 한다.

또, 위와 같은 교면방수층의 도막식 방수재 위에 시공되는 보호부재를 이용한 본 발명의 복합식 교면 방수층은, 콘크리트 슬래브 표면에 도포되는 프라이머; 이 프라이머 위에 도포되는 도막방수층; 폴리에스터 장섬유 부직포로 이루어진 시트상의 중심보강재와, 이 중심보강재의 양쪽면에 각각 함침되어 우수 침투를 방지하는 SBS개질아스팔트층과, 각 SBS개질아스팔트층 위에 도포되어 접착력을 증대시키는 규사층을 포함하여 도막방수층 위에 깔리는 보호부재;를 포함하되, 보호부재 위에 아스콘이 포설될 때의 열에 의하여 보호부재가 아스콘과 도막방수층을 일체화시키며, 보호부재의 표면에는 접착강도를 더욱 높이기 위해, 물 50~60중량부와, 부틸아크릴레이트 15~20중량부와, 스티렌 3~5중량부와, 아크릴산 2~4중량부와, 메타 아크릴산 2~4중량부와, 계면활성제 4~6중량부와, 첨가제 1~3중량부와, 과황산암모늄 1~2중량부로 이루어진 접착보조제 더 도포된 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명 복합식 교면 방수층의 한 바람직한 특징에 의하면, 보호부재의 두께는 1~2㎜ 범위로 형성되고, 상기 규사층은 상기 중심보강재의 1평방미터당 0.6kg ~ 10kg 포설된다.

또한, 상술한 교면방수층의 도막식 방수재 위에 시공되는 보호부재를 이용한 본 발명의 복합식 교면 방수층 시공방법은, 중심보강재로 기능하는 폴리에스터 장섬유 부직포를 SBS개질아스팔트액 함침수단과 규사 도포수단에 연속으로 통과시켜 중심보강재의 양면에 SBS개질아스팔트층과 규사층이 각각 형성된 보호부재를 제작하는 단계; 보호부재의 규사층 표면에 접착강도 향상을 위해, 물 50~60중량부와, 부틸아크릴레이트 15~20중량부와, 스티렌 3~5중량부와, 아크릴산 2~4중량부와, 메타 아크릴산 2~4중량부와, 계면활성제 4~6중량부와, 첨가제 1~3중량부와, 과황산암모늄 1~2중량부로 이루어진 접착보조제를 스프레이 방식으로 더 도포하는 단계; 콘크리트 슬래브 표면에 프라이머를 도포하는 단계; 프라이머 위에 도막방수층을 도포하는 단계; 및 보호부재를 상기 도막방수층 위에 깔아주는 단계;를 포함하고, 보호부재 위에 아스콘을 포설할 때의 열에 의하여 상기 보호부재가 아스콘과 도막방수층을 일체화시키도록 한 것을 특징으로 한다.

여기서, 보호부재를 제작하는 단계와 접착보조제의 도포 단계는 사전에 미리 진행된 상태로 보호부재가 제공된다.

이와 같은 본 발명에 의한 교면방수층의 도막식 방수재 위에 시공되는 보호부재와 이를 이용한 복합식 교면 방수층 및 시공방법에 의하면, 기존의 방수고무층을 갖는 지오그리드를 대신하여 폴리에스터 장섬유 부직포로 이루어진 중심보강재 양면에 SBS개질아스팔트층과 규사층이 각각 적층된 보호부재를 도막방수층의 표면에 깔아줌으로써, 교면 방수층의 방수성능을 크게 향상시킬 수 있음은 물론 전단 및 접착강도를 크게 향상시키면서 전체적으로 균일하게 유지할 있어 모든 법규를 만족시킬 수 있다.

즉, 보호부재는 물리적 기계적 성질이 우수한 SBS개질아스팔트가 폴리에스터 섬유에 함침된 것인 바, 아스콘 포장 시 도막방수층을 안전하게 보호하면서 아스콘과 도막방수층을 견고하게 접착시킴과 함께 전단강도를 향상시킬 수 있는 것이며, 방수성능 역시 크게 향상되는 것이다. 더욱이, SBS개질아스팔트 위에 접착보조제가 도포된 규사가 도포되어 있어 아스콘 포장 시 규사가 도막방수층과 아스콘에 침입함으로써 대폭 향상된 접착력을 얻을 수 있는 것이다.

또, 기존 지오그리드 대비 폴리에스터 부직포의 단가가 저렴할 뿐만 아니라 SBS개질아스팔트액과 규사를 간단한 방법으로 부직포에 함침시킬 수 있어 기존의 지오그리드 대비 제조 방법이 간단하고 제조비용도 크게 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 도막식 방수재 위에 시공되는 보호부재를 도시한 부분 확대 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 보호부재에 접착보조제를 도포하는 예를 개략적으로 측면도,
도 3은 본 발명에 의한 보호부재를 이용한 복합식 교면방수층을 도시한 부분확대 사시도,
도 4는 본 발명에 의한 보호부재를 이용하여 복합식 교면방수층을 시공하는 방법을 나타낸 블록도이다.

이와 같은 본 발명에 의한 교면방수층의 도막식 방수재 위에 시공되는 보호부재와 이를 이용한 복합식 교면 방수층 및 시공방법의 구체적 특징과 다른 이점들은 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시 예의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.

먼저, 본 발명은 기존의 지오그리드를 대신하여 중심보강재로 기능하는 시트상의 부직포 양면에 SBS개질유화아스팔트액이 함침됨과 함께 SBS개질아스팔트 위에 규사가 도포된 보호부재를 사용하여 복합식 교면 방수층을 구축할 수 있도록 함으로써, 교면 방수층의 전체적인 전단강도와 접착강도를 법규에 맞게 유지시키는 동시에 제조비용을 크게 절감할 수 있도록 한 점에 주안점이 있음을 밝혀둔다.

도 1에서, 본 발명에 따른 교면방수층의 도막식 방수재 위에 시공되는 보호부재(10)는, 소정크기를 갖는 시트상의 중심보강재(11)와, 이 중심보강재(11)의 양쪽면에 각각 함침되어 우수 침투를 방지하는 SBS개질아스팔트층(12)과, 이들 SBS개질아스팔트층(12) 위에 도포되어 접착력 증대를 도모하는 규사층(13)을 포함하여 구성된다.

이러한 본 발명 보호부재(10)는 전체 두께가 1mm~2mm 두께 범위로 구성되는 바람직하다. 이는 보호부재(10)의 두께가 1mm 미만이면 아스콘 포장시 하중 등으로 인하여 쉽게 손상되어 접착불량을 야기할 수 있고, 2mm를 초과하면 아스콘과 도막방수층 간의 간격이 멀어져 양자간의 결합력을 떨어뜨리는 원인이 될 수 있기 때문이다.

중심보강재(11)는 여러 가지가 채택될 수 있으나, 바람직하기로는 흡수성이 매우 낮으면서 인장강도 등의 물리적 기계적 성질이 우수한 폴리에스터 장섬유 부직포로 구성되는 것이 좋다. 이는 보호부재(10)가 아스콘의 포장 시 도막방수층을 보호하면서 도막방수층과 아스콘을 접착시키고, 동시에 방수성도 고려해야 하기 때문이다.

본 발명의 폴리에스터 장섬유 부직포의 두께는 1~20mm이고, 섬유의 섬도는 10~30 데시텍스가 바람직하다. 상기와 같이 수치한정한 이유는 본 발명자가 다수의 시험 결과, 상기 수치 범위에서 최적의 효과를 얻었기 때문이다.

SBS개질아스팔트층(12)은 주지하다시피 고무계열 개질재인 SBS를 첨가제와 반응시켜 아스팔트와 SBS간 안정적인 분자결합을 유지시킨 것으로, 동적 안정성, 소성변형 저항성, 피로균열 저항성, 수분저항성 및 접착성 등 각종 물리적 기계적 성능이 탁월한 바, 아스콘 포장 시의 열에 의해 도막방수층과 아스콘을 단단하게 일체화시키면서 도막방수층에 적층된 상태로 실질적인 2차 방수층 역할도 겸하게 된다.

이러한 SBS개질아스팔트층(12)은 여러 가지 방법으로 중심보강재(11)에 함침될 수 있는데, 예를 들어 중심보강재(11)를 이송시키면서 그 양쪽면에 SBS개질아스팔트액을 분사하는 스프레이 방식으로 함침시킬 수도 있고, 또는 SBS개질아스팔트액이 담긴 용기에 중심보강재(11)가 잠기도록 통과시킴으로써 함침시킬 수도 있다.

여기서, 중심보강재(11)에 대한 SBS개질아스팔트액의 함침량은 중심보강재(11)의 단위면적(㎡)당 0.3L 이상 함침되는 것이 바람직한데, 이는 0.3L 미만이면 중심보강재(11)에 대한 SBS개질아스팔트액)의 함침이 제대로 이루어지지 않기 때문이다.

규사층(13)은 SBS개질아스팔트층(12)이 아스콘 포장 시 건설장비의 하중으로 인하여 손상되는 것을 방지하면서 동시에 규사(13)가 아스콘과 도막방수층에 침입함으로써 도막방수층과 아스콘의 접착력을 증대시키기 위한 것으로서, 중심보강재(11)의 1평방미터당 0.6kg ~ 10kg 정도 포설되는 것이 바람직하다.

이는 0.6kg 미만이면 SBS개질아스팔트층(12) 보호 효과가 미미하게 되고, 10kg 이상이면 아스콘이 규사층(13)과 접촉하는 면적이 떨어져 아스팔콘의 결합력이 약화될 수 있기 때문이다.

이러한 규사층(13)은 예컨대 스프레이 방식으로 SBS개질아스팔트층(12) 위에 도포될 수 있는데, 중심보강재(11)에 대한 SBS개질아스팔트액의 함침공정에 연이어서 이송되는 중심보강재(11)에 대한 스프레이로 도포하는 것이 바람직하다.

한편, 이와 같이 구성된 본 발명에 의한 보호부재(10)의 규사층(13)들 표면에는 더욱 바람직하기로 도 2에 도시한 바와 같이, 콘크리트 슬래브와 아스콘간의 접착강도를 더 향상시키기 위해 액상의 접착보조제(14)가 추가로 도포될 수 있다.

접착보조제(14)는 전체 100 중량부에 대하여 물 50~60 중량부와, 부틸 아크릴레이트 15~20 중량부와, 스티렌 3~5 중량부와, 아크릴산 2~4 중량부와, 메타 아크릴산 2~4 중량부와, 계면활성제 4~6중량부와, 첨가제 1~3중량부와, 과황산암모늄 1~2중량부의 혼합으로 이루어진다.

여기서, 용매인 물은 전체 100 중량부에 대하여 50 중량부 미만으로 첨가할 경우 전체 농도가 높아져 스프레이 작업이 어렵게 되며, 61 중량부 이상 첨가할 경우 농도가 묽어 스프레이 작업은 용이하나 흘러내리는 현상이 발생되므로 50~60 중량부 범위내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

부틸 아크릴레이트는 전체 100 중량부에 대하여 15 중량부 미만으로 첨가할 경우 접착성, 내수성이 저하되며, 전체 100 중량부에 대하여 21 중량부 이상 첨가할 경우 내수성, 접착성은 높아지게 되나, 전체 점도 상승의 요인이 되어 스프레이 작업이 어렵게 되므로 15~20 중량부 범위 내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

스티렌은 전체 100 중량부에 대하여 3 중량부 미만으로 첨가할 경우 적정한 강도를 유지할 수 없고 응집력이 저하되는 문제점이 있으며, 전체 100 중량부에 대하여 6 중량부 이상 첨가할 경우 점도 상승의 요인이 되어 스프레이 작업이 어렵게 되므로 3~5 중량부 범위내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

아크릴산은 전체 100 중량부에 대하여 2 중량부 미만으로 첨가할 경우 접착력과 응집력이 저하되며, 전체 100 중량부에 대하여 5 중량부 이상 첨가될 경우 접착력과 응집력을 증대되나, 점도 상승의 요인이 되므로 2~4 중량부 범위내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

메타 아크릴산은 전체 100 중량부에 대하여 2 중량부 미만으로 첨가할 경우 벽지 외에 콘크리트, 고무, 합성수지 등의 접착력과 응집력이 저하되며, 전체 100 중량부에 대하여 5 중량부 이상 첨가될 경우 접착력과 응집력은 상승되나, 역시 점도 상승의 요인이 되므로 2~4 중량부 범위내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

계면활성제는 음이온형, 비이온형을 같이 사용하며 물에 모노머를 분산시켜 균일하게 혼합하는 일반적으로 알려진 통상의 물질을 사용한 것으로서, 전체 100 중량부에 대하여 4 중량부 미만으로 첨가할 경우 용매인 물과 모노머 간의 친수성과 친유성이 저하되어 혼합 및 균질화가 어려우며, 전체 100 중량부에 대하여 7 중량부이상 첨가될 경우 용매인 물과 모노머 간의 친수성과 친유성의 효과를 기대할 수 어려우므로 4~6 중량부 범위내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

첨가제는 제품의 지속적인 물성 특성을 유지하게 도와주는 일반적인 안정제로서, 1~3 중량부 범위내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

과황산암모늄은 촉매제로서 전체 100 중량부에 대하여 1 중량부 미만으로 첨가할 경우 모노머 간에 반응이 원활하게 일어나지 않아 양호한 물성을 얻기 어려우며, 전체 100 중량부에 대하여 3 중량부 이상 첨가될 경우 과반응이 일어나게 되어 인해 오히려 물성 저하를 가져오는 요인이 될 수 있으므로 1~2 중량부 범위내에서 첨가하는 것이 바람직하다.

이와 같은 액상의 접착보조제(14)는 소정의 반응단계를 거쳐 제조되며, 용매로 사용되는 물이 50~60중량부가 포함되어 있어 농도가 낮기 때문에 스프레이 방식으로 간편한 도포가 가능하게 되는 것이며, 후술한 바와 같이 규사(13)에 의한 결합력을 더욱 향상시킨다.

다음, 이와 같은 보호부재(10)를 이용한 복합식 교면방수층 및 시공방법에 대하여 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.

도 3에서, 본 발명에 의한 복합식 교면 방수층은, 교면을 이루는 콘크리트 슬래브(1)의 표면에 도포되는 일종의 접착제인 프라이머(2)와, 이 프라이머(2) 위에 도포되는 실런트 방수제인 도막방수층(3)과, 이 도막방수층(3) 위에 깔리는 보호부재(10)를 포함하여 구성된다.

여기서, 프라이머(2)는 콘크리트 슬래브(1)와 도막방수층(3)을 상호 접착 결합시키는 기능을 하고, 도막방수층(3)을 구성하는 실런트는 아스콘(4)으로부터 콘크리트 슬래브(1) 쪽으로 우수 등이 침투하는 것을 차단하는 메인 방수층 역할을 한다.

그리고, 보호부재(10)는 그 위에 아스콘(4)을 포설할 때 포장장비가 도막방수층(3)인 실런트에 접촉하지 못하도록 차단하여 보호함과 동시에, 아스콘(4) 포장 때의 열에 의하여 아스콘(4)과 도막방수층(3)을 일체화시키는 매개물 역할을 하면서 도막방수층(3)과 함께 우수 등이 침투하는 것을 이중으로 차단하는 방수층으로도 기능하게 된다.

즉, 본 발명의 보호부재(10)는 중심보강재(11)의 양쪽면에 SBS개질아스팔트층(12)이 함침되어 있고, 이 SBS개질아스팔트층(12) 위에 규사층(13)이 각각 도포되어 있는 바, 보호부재(10) 위에 아스콘(4) 포설 시 포장장비에 의한 손상을 규사층(13)이 효과적으로 억제시킴과 동시에 아스콘(4) 포설 시의 열에 의하여 각 SBS개질아스팔트층(12)이 녹으면서 도막방수층(3)과 아스콘(4)을 일체적으로 접착시키게 되는 것이다.

이때, 각 SBS개질아스팔트층(12) 위에 도포된 규사층(13)이 아스콘(4)과 도막방수층(3)으로 침입하게 됨으로써 아스콘(4)과 도막방수층(3)간의 접착력이 더욱 증대되어 강한 결합력을 보장할 수 있게 된다.

더욱이, 본 발명 보호부재(10)의 규사층(13) 표면에는 액상의 접착보조제(14)가 추가로 도포되기 때문에 더욱더 강고한 접착 결합력을 달성할 수 있어 아스콘(4)과 도막방수층(3)간의 접착강도를 극대화시킬 수 있다.

또한, 본 발명 보호부재(10)는 물리적 기계적 특성이 우수한 폴리에스터 장섬유 부직포로 이루어져 교면의 전부위에 깔리고, 동적 안정성과 균열저항성 및 수분저항성 등의 각종 성능이 탁월한 SBS개질아스팔트층(12)이 그 양쪽면에 함침되어 있으므로 종래의 지오그리드와 달리 접착면 전부위에서 균일한 접착강도를 보유하면서 전단접착강도와 인장접착강도가 크게 향상됨은 물론이고, 우수한 방수능력을 발휘하여 도막방수층(3)과 더불어 이중으로 방수층을 형성함으로써 방수성능 또한 대폭 향상된다.

이에 따라 계절변화, 크랙 및 진동 등에 매우 우수하게 대처할 수 있으면서 우수 침투에 의한 교량의 부식 등도 효과적으로 방지할 수 있어 교량의 포장품질향상과 수명연장 등에 크게 기여할 수 있다.

여기서, 보호부재(10)를 이용한 복합식 교면 방수층에 대한 시공방법을 순서대로 살펴하면 다음과 같다.

먼저, 노후된 콘크리트 슬래브(1)의 표면층을 일정 두께 파내어 절삭하는 단계와, 절삭된 표면의 면처리 및 크리닝 단계가 선행된다.

단계(100)에서, 폴리에스터 장섬유 부직포로 이루어진 중심보강재(11)의 양쪽에 함침수단를 이용하여 SBS개질아스팔트층(12)을 각각 형성시킨 후, 각 SBS개질아스팔트층(12) 위에 도포수단을 이용하여 규사층(13)을 형성하여 보호부재(10)를 제작한다.

여기서, 함침수단은 별도로 도시하지는 않았으나 스프레이건으로 구성될 수도 있고, 또는 SBS개질아스팔트가 충진되는 용기 및 이 용기내에 중심보강재(11)가 잠기도록 이송시키는 롤러유닛으로 구성될 수도 있다.

그리고 규사층(13)을 도포하는 도포수단으로는 스프레이건이 사용될 수 있다.

다음, 단계(110)에서, 보호부재(10)의 양쪽에 형성된 규사층(13) 위에 접착력 향상을 위한 접착보조제(14)를 스프레이 방식으로 도포한다.

이와 같이 보호부재(10)가 준비되고 나면, 단계(120)에서, 면처리 및 크리닝 된 콘크리트 슬래브(1) 표면에 도막방수층(3)을 접착하기 위한 일종의 접착제인 프라이머(2)를 도포한다.

다음, 단계(130)에서, 프라이머(2) 위에 콘크리트 슬래브(1)로 우수 등이 침투하는 것을 방지하기 위한 도막방수층(3)을 일정 두께로 도포하여 접착시킨다.

다음, 단계(140)에서, 폴리에스터 장섬유 부직포로 이루어진 중심보강재(11)의 양쪽면에 SBS개질아스팔트층(12)과 규사층(13)이 각각 적층되어 있는 보호부재(10)를 도막방수층(3) 위에 깔아준다.

다음, 단계(150)에서, 보호부재(10) 위에 아스팔트 포장장비에 의하여 아스콘(4)이 포설된다. 이때, 보호부재(10)는 아스콘(4)을 포장할 때 도막방수층(3)의 밀림 및 찢김을 방지하면서 아스콘 포장 시 열(아스팔트 포장재 포설시 온도 약 130~160℃)에 의하여 아스콘(4)과 도막방수층(3)을 일체로 결합시키게 된다.

즉, 아스콘(4)을 포설할 때의 고온에 의하여 보호부재(10)의 양쪽면에 함침된 SBS개질아스팔트층(12)이 녹으면서 아스콘(4)과 도막방수층(3)을 일체로 접합시키게 되는 것인데, 이때 SBS개질아스팔트층(12) 위에 도포되어 있는 규사층(13)이 아스콘(4)과 도막방수층(3)으로 침입하게 됨으로써 더욱 견고하게 결합될 수 있게 된다.

이와 같이, 콘크리트 슬래브(1) 위에 프라이머(2), 도막방수층(3), SBS개질아스팔트층(12)과 규사층(13)이 양쪽면에 각각 적층되어 있는 보호부재(10)를 차례로 적층한 후, 아스콘(4)을 시공함으로써, 본 발명에 의한 복합식 교면 방수층이 완성된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 보호부재(10)의 양쪽면에 함침된 SBS개질아스팔트층(12)이 도막방수층(3)과 함께 방수 역할을 수행하는 복합식 교면 방수층을 이루게 되므로, 콘크리트 슬래브(1)로 우수 등이 침투되는 것을 완전하게 차단할 수 있게 된다.

특히, 기존의 지오그리드를 대신하여 물리적 기계적 특성이 우수한 폴리에스터 장섬유의 양쪽면에 SBS개질아스팔트액이 함침되고 규사로 마감된 보호부재(1)를 도막방수층(3)의 표면에 깔아줌으로써, 교면 방수층의 전체적인 전단강도를 법규에 맞게 유지시킬 수 있음은 물론 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 시공비용도 크게 절감할 수 있게 된다.

한편, 콘크리트 슬래브(1)에는 대기 중의 미세먼지나 각종 매연에 함유되어 대기 중에 방사된 유기물로부터 구조물 표면이 오염되는 것을 방지하도록 슬래브보호층이 도포될 수 있다.

슬래브보호층은, 콘크리트 슬래브(1) 오염 방지용 도장재 조성물로 이루어지며, 오염 방지용 도장재 조성물은, 66.42-66.58 중량%로 함유되는 아미노실란 화합물, 13.24-13.41 중량%로 함유되는 암모늄 화합물, 3.21-3.38 중량%로 함유되는 용제 및 16.76-16.93 중량%로 함유되는 첨가제를 포함한다.

일반적으로 콘크리트 슬래브(1)의 표면은 구조물의 완성 후 시간이 지남에 따라 대기 중의 미세먼지나 매연에 함유된 유기물로 인해 오염되게 된다. 특히 구조물의 표면에 이러한 오염물질이 흡착되게 되면 추가적으로 이들에 의한 정전기가 발생하여 누적되고, 상기 오염물질의 흡착도 더욱 가속화되게 된다.

본 발명에 따른 콘크리트 슬래브(1) 표면의 오염 방지용 도장재 조성물은 정전기 발생을 억제하여 미세먼지 또는 유기물 등의 오염물질로부터 구조물의 표면이 누적적으로 오염되는 것을 방지하는 효과가 있다.

이렇게 되면 구조물 표면을 세척하는 횟수가 감소되어 구조물의 유지 비용을 감소시키게 된다. 또한 도장재 조성물은 기존 구조물 표면의 오염 방지용 도장재에 비해 부착력과 차폐성이 우수하기 때문에 철근 콘크리트 구조물을 염소 이온의 침투로부터 효과적으로 보호하고, 이를 통해 철근의 부식으로 인한 철근 콘크리트 구조물의 손상을 방지하게 된다.

또한 본 발명에 따른 구조물 표면의 오염 방지용 도장재 조성물은 동결융해 저항성이 우수하고, 내구성이 우수하다.

아미노실란 화합물은 도장의 표면에 발수성을 부여하고, 미세먼지 또는 염소이온이 포함된 수분의 접촉각을 크게 하여 미세먼지 또는 염소이온이 콘크리트 내부로 침투하는 것을 방지하는 역할을 수행한다. 또한 구조물의 자가 세정을 가능하게 한다.

도장재 조성물에서 아미노실란 화합물은 66.42-66.58 중량%인 것이 바람직한데, 아미노실란 화합물이 66.42 중량% 미만인 경우에는 발수성이 미흡하여 수분의 흡수에 의해 오염물질이 축적될 우려가 있어 바람직하지 않으며, 아미노실란 화합물이 66.58 중량%를 초과하는 경우에는 조성물 내에서 다른 조성물질의 함량을 제한하여 조성물의 도막 형성을 방해하여 바람직하지 않다.

또한 아미노실란 화합물은 3-아미노프로필메틸디에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란 및 3-아미노프로필트리에 톡시실란으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.

암모늄 화합물은 도장재의 표면에 정전기 발생을 방지하여 대기 중의 미세먼지 또는 유기물이 구조물의 표면에 흡착하는 것을 방지하는 역할을 한다. 또한 암모늄 화합물은 정전기가 발생되는 것을 방지하는 대전방지(Antistatic) 효과가 우수한 제4급 암모늄화합물인 것이 바람직한데, 제4급 암모늄화합물은 질소원자 1개에 4개의 탄화수소기가 결합하여 생긴 제4급의 암모늄 이온염과 결합된 화합물이다,

또한, 도장재 조성물에서 암모늄 화합물은 13.24-13.41 중량%로 함유되는 것이 바람직한데, 암모늄 화합물이 13.24 중량% 미만으로 포함되면 대전 방지 기능이 미흡하여 표면에 오염 물질이 흡착될 우려가 있어 바람직하지 않고, 암모늄 화합물이 13.41 중량%를 초과하게 되면 도장재의 표면에 핀홀이 발생하여 오염물질 및 염소이온이 콘크리트나 강재 내부로 쉽게 침투하게 되어 바람직하지 않다.

또한 암모늄 화합물은 폴리아크릴산에스테르 제4급 암모늄염, 히드록시알킬 제4급 암모늄염 및 아실로일히드록시알킬 제4급 암모늄염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.

용제는 도장재 조성물 내에서 조성물의 점도를 조절하는 역할을 한다. 또한 용제는 도장재조성물에서 3.21-3.38 중량%로 함유되는 것이 바람직한데, 용제가 3.21 중량% 미만으로 함유되면 도장재 조성물의 점도가 높아져 작업성이 불량해지기 때문에 바람직하지 않으며, 용제가 3.38 중량%를 초과하여 함유되면 도장재 조성물의 점도가 너무 낮아 과도한 흐름이 발생하여 바람직하지 않다. 또한 용제는 에탄올, 이소프로필알콜 및 이소부틸알콜로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.

첨가제는 도장재 조성물의 전체적인 물성을 개량하기 위하여 도장재 조성물에 함유된다. 도장재 조성물에서 상기 첨가제는 16.76-16.93 중량%로 함유되는 것이 바람직한데, 첨가제가 16.76 중량% 미만으로 함유되면 도장재 조성물의 전체적인 물성을 향상시키기 어려워 바람직하지 않으며, 첨가제가 16.93 중량%를 초과하여 함유되면 도장재 조성물의 도막 형성이 원활하지 못해 바람직하지 않다. 또한 첨가제는 흐름방지제, 가소제, 소포제 및 침강방지제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.

특히, 흐름방지제는 지방산 아미드계, 폴리에스테르계 및 아크릴계로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것이 바람직하다. 또한 가소제는 아디핀산계, 프탈레이트계 및 말레인산염계로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것이 바람직하다. 또한 소포제는 실리콘계, 광물계 및 알콜계로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것이 바람직하다. 또한 침강방지제는 유기벤토나이트계 또는 실리카계인 것이 바람직하다.

한편 본 발명에 따른 도장재 조성물에는 특별한 제한이 있는 것은 아니지만, 안료를 더 포함하는 것이 바람직하다. 안료는 도막에 색상을 구현하여 구조물의 외적 미관을 향상시키기 위해 상기 도장재 조성물에 함유하는 것이 바람직하다.

또한. 도장재 조성물에서 안료는 도장재 조성물 100 중량부에 대하여 10-20 중량부로 포함되는 것이 바람직한데, 안료가 10 중량부 미만으로 포함되면 은폐력이 떨어져 구조물의 외적 미관이 저하되어 바람직하지 않으며, 안료가 20 중량%를 초과하게 되면 도장재 조성물의 점도가 높아져 작업성이 불량해지므로 바람직하지 않다. 또한 안료는 당업계에 안료로서 사용되는 것이라면 특별한 제한 없이 모두 포함될 수 있으며, 바람직하게는 유기안료 또는 무기안료일 수 있다.

또한, 유기안료는 아조계 또는 프탈로시아닌계인 것이 바람직하다. 또한 무기안료는 티타늄계, 아연계, 구리계 및 크로뮴계로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.

이와 같이 콘크리트 슬래브(1)에 본 발명의 슬래브보호층이 도포될 수 있으므로 대기 중의 미세먼지나 각종 매연에 함유되어 대기 중에 방사된 유기물로부터 콘크리트 슬래브(1) 표면이 오염되는 것을 방지한다.

또한, SBS개질아스팔트층(12) 위에는 오염물질의 부착방지 및 제거를 효과적으로 달성할 수 있도록 오염 방지도포용 조성물로 이루어진 오염방지도포층이 도포될 수 있다.

상기 오염 방지 도포용 조성물은 알킬레이트 폴리글루코사이드 및 아미노알킬 슬로베타인이 1:0.01 ~ 1:2 몰비로 포함되어 있고, 알킬레이트 폴리글루코사이드와 아미노알킬 슬로베타인의 총함량은 전체 수용액에 대해 1 ~10 중량%이다.

상기 알킬레이트 폴리글루코사이드 및 아미노알킬 슬로베타인는 몰비로서 1:0.01 ~ 1:2가 바람직한 바, 몰비가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 기재의 도포성이 저하되거나 도포후 표면의 수분흡착이 증가하여 도포막이 제거되는 문제점이 있다.

상기 알킬레이트 폴리글루코사이드 및 아미노알킬 슬로베타인는 전제 조성물 수용액중 1 ~ 10 중량%가 바람직한 바, 1 중량% 미만이면 기재의 도포성이 저하되는 문제점이 있고, 10 중량%를 초과하면 도포막 두께의 증가로 인한 결정석출이 발생하기 쉽다.

한편, 본 오염 방지 도포용 조성물을 SBS개질아스팔트층(12) 상에 도포하는 방법으로는 스프레이법에 의해 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 기재 상의 최종 도포막 두께는 500 ~ 2000Å이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1000 ~ 2000Å이다. 상기 도포막의 두께가 500Å 미만이면 고온 열처리의 경우에 열화되는 문제점이 있고, 2000Å을 초과하면 도포 표면의 결정석출이 발생하기 쉬운 단점이 있다.

또한, 본 오염 방지 도포용 조성물은 알킬레이트 폴리글루코사이드 0.1 몰 및 아미노알킬 슬로베타인 0.05몰을 증류수 1000 ㎖에 첨가한 다음 교반하여 제조될 수 있다.

또한. 도막방수층(3)은, 인열강도가 길이 방향으로 75~95N이고, 너비 방향으로 105~125N이다.

인열강도가 길이 방향으로 75N 미만이거나 너비 방향으로 105N 미만일 경우, 도막방수층(3)가 외력에 의해 너무 쉽게 찢어지는 등의 문제가 발생된다. 인열강도가 길이 방향으로 95N를 초과하거나 너비 방향으로 125N을 초과할 경우, 인열강도가 그만큼 향상되는 반면에 제조 단가가 크게 상승되는 문제점이 발생된다.

따라서 본 발명의 도막방수층(3)는 인열강도가 길이 방향으로 75~95N이고, 너비 방향으로 105~125N 정도가 바람직하다.

또한, 본 발명의 도막방수층(3)은 대기의 온도가 60℃일때 인장 강도가 길이 방향으로 24~32N/mm이고, 대기의 온도가 60℃일때 인장 강도가 너비 방향으로 20~28N/mm이다.

도막방수층(3)의 인장 강도를 측정할 때에 대기 온도를 60℃로 하여 측정한 이유는 가장 더운 한여름철의 대기열, 복사열을 감안한 것이다.

대기의 온도가 60℃일때 인장 강도가 길이 방향으로 24N/mm 미만이거나 대기의 온도가 60℃일때 인장 강도가 너비 방향으로 20N/mm 미만일 경우, 외부 열에 의해 도막방수층(3)이 과도하게 늘어나게 되며, 도막방수층(3) 중 취약 부위가 발생되면 울게 되는 문제점이 발생된다.

대기의 온도가 60℃일때 인장 강도가 길이 방향으로 32N/mm을 초과하거나 대기의 온도가 60℃일때 인장 강도가 너비 방향으로 28N/mm를 초과할 경우, 외부 열에 의해 도막방수층(3)이 과도하게 늘어나는 것이 방지되지만, 도막방수층(3)의 두께가 불필요하게 두꺼워지며, 이에 따라 시공성, 운반성이 저하되고 제품의 가격이 크게 상승되는 문제점이 발생된다.

따라서, 본 발명의 도막방수층(3)은 대기의 온도가 60℃일때 인장 강도가 길이 방향으로 24~32N/mm이고, 대기의 온도가 60℃일때 인장 강도가 너비 방향으로 20~28N/mm가 바람직하다.

1: 콘크리트 슬래브 2 : 프라이머
3: 도막방수층 4 : 아스콘
10 : 보호부재 11 ; 중심보강재
12 : SBS개질아스팔트층 13 : 규사층
14 : 접착보조제

Claims (4)

1. 폴리에스터 장섬유 부직포로 이루어진 시트상의 중심보강재;
   상기 중심보강재의 양쪽면에 각각 함침되어 우수 침투를 방지하며, 아스콘이 포설될 때의 열에 의해 아스콘과 도막방수층을 일체화시키는 SBS개질아스팔트층;
   상기 각 SBS개질아스팔트층 위에 도포되어 접착력을 증대시키는 규사층;을 포함하되,
   상기 각 규사층의 표면에는 접착강도를 더욱 높이기 위해, 물 50~60중량부와, 부틸아크릴레이트 15~20중량부와, 스티렌 3~5중량부와, 아크릴산 2~4중량부와, 메타 아크릴산 2~4중량부와, 계면활성제 4~6중량부와, 첨가제 1~3중량부와, 과황산암모늄 1~2중량부로 이루어진 접착보조제가 더 도포된 것을 특징으로 하는 교면방수층의 도막식 방수재 위에 시공되는 보호부재.
   
2. 콘크리트 슬래브 표면에 도포되는 프라이머;
   상기 프라이머 위에 도포되는 도막방수층;
   폴리에스터 장섬유 부직포로 이루어진 시트상의 중심보강재와, 상기 중심보강재의 양쪽면에 각각 함침되어 우수 침투를 방지하는 SBS개질아스팔트층과, 상기 각 SBS개질아스팔트층 위에 도포되어 접착력을 증대시키는 규사층;을 포함하여 상기 도막방수층 위에 깔리는 보호부재;를 포함하되,
   상기 보호부재 위에 아스콘이 포설될 때의 열에 의하여 보호부재가 아스콘과 도막방수층을 일체화시키며,
   상기 보호부재의 표면에는 접착강도를 더욱 높이기 위해, 물 50~60중량부와, 부틸아크릴레이트 15~20중량부와, 스티렌 3~5중량부와, 아크릴산 2~4중량부와, 메타 아크릴산 2~4중량부와, 계면활성제 4~6중량부와, 첨가제 1~3중량부와, 과황산암모늄 1~2중량부로 이루어진 접착보조제가 더 도포된 것을 특징으로 하는 복합식 교면방수층.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 보호부재의 두께는 1~2㎜ 범위로 형성되고, 상기 규사층은 상기 중심보강재의 1평방미터당 0.6kg ~ 10kg 포설되는 것을 특징으로 하는 복합식 교면 방수층.
   
4. 상기한 청구항 2에 기재된 복합식 교면 방수층을 시공하는 방법으로서,
   중심보강재로 기능하는 폴리에스터 장섬유 부직포를 SBS개질아스팔트액 함침수단과 규사 도포수단에 연속으로 통과시켜 중심보강재의 양면에 SBS개질아스팔트층과 규사층이 각각 형성된 보호부재를 제작하는 단계;
   상기 보호부재의 규사층 표면에 접착강도 향상을 위해, 물 50~60중량부와, 부틸아크릴레이트 15~20중량부와, 스티렌 3~5중량부와, 아크릴산 2~4중량부와, 메타 아크릴산 2~4중량부와, 계면활성제 4~6중량부와, 첨가제 1~3중량부와, 과황산암모늄 1~2중량부로 이루어진 접착보조제를 스프레이 방식으로 더 도포하는 단계;
   콘크리트 슬래브 표면에 프라이머를 도포하는 단계;
   상기 프라이머 위에 도막방수층을 도포하는 단계; 및
   상기 보호부재를 상기 도막방수층 위에 깔아주는 단계;를 포함하고,
   상기 보호부재 위에 아스콘을 포설할 때의 열에 의하여 상기 보호부재가 아스콘과 도막방수층을 일체화시키도록 한 것을 특징으로 하는 복합식 교면 방수층 시공방법.
   

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