KR20200076768A

KR20200076768A - 규산질계 분말형 도포방수재 및 이를 이용한 방수시공방법

Info

Publication number: KR20200076768A
Application number: KR1020180164712A
Authority: KR
Inventors: 정미숙
Original assignee: 정미숙
Priority date: 2018-12-19
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2020-06-30
Also published as: KR102140500B1

Abstract

본 발명은, 시멘트와 규사(모래)에 고급 지방산계 발수제와, 시멘트와의 융화성이 우수하고 접착성 및 방수성이 뛰어난 분말 형태의 재유화형 방수폴리머를 혼합하여 발수성과 불투수성이 동시에 발현되도록 하고, 방수재를 공장에서 미리 배합하고 현장에서는 물만 섞어서 사용하도록 하여 언제나 균일한 재료 배합이 이루어지고 시공도 용이하고 간편하여 방수층의 품질 및 성능을 확보할 수 있는, 규산질계 분말형 도포방수재 및 이를 이용한 방수시공방법을 제공하기 위한 것이다.

Description

규산질계 분말형 도포방수재 및 이를 이용한 방수시공방법{Silica-based powder-type coating waterproofing material and waterproofing method using the same}

본 발명은 규산질계 분말형 도포방수재에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 무기분말 재료에 재유화형 방수폴리머와 기타 첨가제를 혼합 제조하여 판매되는 방수재에 시공시 물만 섞어서 슬러리 형태로 반죽하여 도포함으로써 항상 균일한 재료 배합이 이루어져서 방수성능이 우수할 뿐만 아니라 시공이 용이하고 간편한, 규산질계 분말형 도포방수재 및 이를 이용한 방수시공방법에 관한 것이다.

방수공법은 다양한 기준으로 분류될 수 있는데, 방수재료에 따른 방수공법 중에서 시멘트를 기본 성분으로 사용하는 시멘트계 방수재료를 사용하는 방수공법은 시멘트 액체방수, 폴리머 시멘트 몰탈방수, 시멘트 혼입 폴리머계 방수로 분류할 수 있다. 시멘트 액체방수는 욕실, 베란다, 발코니, 지하 바닥·벽·천장 등에 시공하여 구체에 대한 누수방지를 도모하는 공법으로, 실내방수 및 지하방수용으로 많이 사용되고 있는 공법임에도 공법의 신뢰성에 대한 문제점이 지적되고 있다.

시멘트 액체방수는 시멘트, 모래, 방수재 등이 주요 자재로 사용되는데, 방수재가 대부분 염화칼슘, 규산소다, 지방산계의 제품을 사용하므로 방수재가 시멘트와의 융합성이 떨어지기 때문에 이런 방수재를 사용할 경우 방수층에 단순히 발수성을 부여하는 것으로 방수효과를 부여하도록 되어 있어서, 방수액을 다량 혼합하면 방수층의 강도(접착 및 압축강도)가 불량하게 되어 오히려 방수효과가 저감된다는 문제가 있다. 또한, 현장에서 방수재에 투입되는 재료를 계량 및 혼합해야 하므로 균일한 배합이 어렵기 때문에 작업자에 따라 방수층의 품질 및 성능에 차이가 많고, 동일한 작업자가 혼합을 하더라도 항상 균일한 배합이 이루어지기 어려우며, 시공 공정이 복잡하기 때문에 시공 하자가 발생하기 쉽다는 문제가 있다.

시멘트 액체방수에 관한 기술은 공개특허 제2006-14452호 "공중합 폴리머와 활성화 규산질 광물을 이용한 방수 시멘트몰탈 조성물", 특허등록 제1793781호 "시멘트 액체 방수제를 이용한 시공방법", 특허등록 제890372호 "폴리머계 시멘트 액체형 방수재 및 그 제조방법" 등과 같은 많은 기술이 출현하였는데, 상기 기술들을 포함한 지금까지 출현했던 시멘트 액체방수 기술은 다음과 같은 문제가 있다.

첫째, 현장에서 방수재료를 계량 및 혼합해야 하므로 균일한 배합이 어렵고, 따라서 혼합되는 방수자재를 규정대로 사용하는지 확인 및 감독해야 하므로 작업할 때마다 현장 관리자가 입회해야 하는데 이는 현실적으로 불가능하며, 시멘트와 모래 및 각종 방수 첨가제를 현장에 보관해야 하므로 많은 적재공간이 필요할 뿐만 아니라 방수자재를 운반 및 보관하는 도중에 자재 손실이 발생하는 등 많은 문제가 있다.

둘째, 현장에서 재료를 배합해야 하므로 균일한 재료 배합이 어렵고, 시공 공정이 복잡하기 때문에 작업자에 따라 방수층의 품질 및 성능에 차이가 많을 뿐만 아니라 시공 하자가 발생하기 쉽다는 등 많은 문제가 있다.

셋째, 기존 방수재는 발수성은 가지고 있지만, 발수성은 수압이 거의 없는 조건이라든지 일시적으로 물이 존재하는 조건에서는 방수기능을 발휘할 수 있지만, 수압이 작용되는 부위에서는 발수성보다는 불투수성의 방수층 형성 유무가 중요한데, 발수성과 불투수성을 동시에 갖고 있지 않다는 문제가 있다.

넷째, 현재 사용되고 있는 규산질계 분말형 도포방수재는, 무기 분말제품에 시공시 액상형 합성수지를 섞어서 슬러리 형태로 반죽하여 사용하는 2액형 형태로 되어 있어서, 현장에서 작업자가 직접 재료를 계량 및 혼합하여 방수재를 조성하기 때문에 작업자 및 숙련도에 따라 혼합 비율에 차이가 나게 되어 균일한 방수재를 만들 수 없게 되면서 방수층의 성능 및 품질에 차이가 발생할 수밖에 없다는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 시멘트와 규사(모래)에 고급 지방산계 발수제와, 시멘트와의 융화성이 우수하고 접착성 및 방수성이 뛰어난 분말 형태의 재유화형 방수폴리머를 혼합하여 발수성과 불투수성이 동시에 발현되도록 하고, 방수재를 공장에서 미리 배합하고 현장에서는 물만 섞어서 사용하도록 하여 언제나 균일한 재료 배합이 이루어지고 시공도 용이하고 간편하여 방수층의 품질 및 성능을 확보할 수 있는, 규산질계 분말형 도포방수재 및 이를 이용한 방수시공방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 규산질계 분말형 도포방수재는, 입도(粒度) 0.05∼3.0㎜의 규사와 시멘트를 중량비로 1:0.8∼1.2 비율로 혼합하여 방수용 베이스 몰탈 조성물을 형성하고, 상기 방수용 베이스 몰탈 조성물 100중량부에 대하여 에틸렌-염화비닐-비닐라우레이트계 재유화형 방수폴리머 5∼10중량부, 소포제 0.2∼0.5중량부, 유동화제 0.02∼0.06중량부, 실리카흄 2∼5중량부, 수축저감제 0.2∼0.6중량부, 경화촉진제 0.2∼0.5중량부, 계면활성제 0.08∼0.5중량부, 하이드록시 에칠메틸셀룰로스 0.1∼0.3중량부 및 조막제 0.02∼0.06중량부를 혼합한 방수조성물을 조성하여, 상기 방수용 베이스 몰탈 조성물에 방수조성물을 혼합해서 제조된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 시멘트는 포트랜드 시멘트와 알루미나 시멘트로 혼합된 것이고, 혼합비율은 포틀랜드 시멘트 100중량부에 알루미나 시멘트 15∼25중량부를 혼합한 것이다.

바람직하게는, 재유화형 방수폴리머는, 비닐아세테이트와 에틸렌의 공중합체에 의한 수지 10∼20중량부와, 에틸렌과 비닐로레이트(Vinyl laurate) 및 비닐클로라이드(Vinyl chloride)의 삼원중합체(Terpolymer)에 기초한 수용성 분말수지 80∼90중량부를 각각 혼합한 것이다.

본 발명에 따른 규산질계 분말형 도포방수재를 이용한 방수시공방법은, 방수시공할 콘크리트 바탕면에 물을 뿌리는 살수(撒水)작업 단계; 살수작업한 바탕면을 건조시키는 단계; 규산질계 분말형 도포방수재에 물을 투입하여 교반한 후, 방수용 무기분말 슬러리를 바탕면에 균일한 두께로 도포하는 단계; 방수용 무기분말 슬러리를 도포한 바탕면을 건조시키는 단계를 거쳐서 시공하며, 일정 수준으로 건조된 후 2회째 무기분말 슬러리를 도포하여 시공할 수도 있다.

본 발명에 따른 규산질계 분말형 도포방수재는, 시멘트와 규사(모래) 등의 무기물에 지방산계 발수제와, 시멘트와의 융화성이 우수하고 접착성 및 방수성이 뛰어난 분말형태의 재유화형 방수폴리머(분말형 합성수지)를 혼합한 것이기 때문에 발수성과 불투수성이 동시에 발현되면서 방수성을 극대화하여 최대의 방수효과가 발현될 수 있다. 또한, 방수재를 공장에서 미리 배합하고 현장에서는 물만 섞어서 슬러리 형태로 사용하도록 되어 있기 때문에 균일한 재료 배합이 이루어지고, 시공도 용이하고 간편하여 비숙련공이 시공을 하더라도 방수층의 품질 및 성능을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 규산질계 분말형 도포방수재를 이용한 방수시공방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.

본 발명에 따른 규산질계 분말형 도포방수재의 기술적 특징은, 무기질 분말 재료에 재유화형 방수폴리머와 기타 첨가제를 혼합한 방수재를 공장에서 혼합하고 시공시 현장에서는 물만 섞어서 슬러리 형태로 사용하게 함으로써, 균일한 재료 배합이 이루어지고 발수성과 불투수성이 동시에 발현되도록 하며, 시공도 용이하고 간편하여 방수층의 품질 및 성능을 확보할 수 있게 했다는 점이다.

본 발명에 따른 규산질계 분말형 도포방수재는, 입도(粒度) 0.05∼3.0㎜의 규사와 시멘트를 중량비로 1:0.8∼1.2 비율로 혼합하여 방수용 베이스 몰탈 조성물을 형성하고, 상기 방수용 베이스 몰탈 조성물에 기(旣)혼합된 방수조성물을 혼합하여 공장에서 분말 형태로 제조된 것이다.

방수조성물은 방수용 베이스 몰탈 조성물 100중량부에 대하여, 에틸렌-염화비닐-비닐라우레이트계 재유화형 방수폴리머 5∼10중량부, 소포제 0.2∼0.5중량부, 유동화제 0.02∼0.06중량부, 실리카흄 2∼5중량부, 수축저감제 0.2∼0.6중량부, 경화촉진제 0.2∼0.5중량부, 계면활성제 0.08∼0.5중량부, 하이드록시 에칠메틸셀룰로스 0.1∼0.3중량부 및 조막제 0.02∼0.06중량부를 혼합하여 조성한 것이다. 다시 말해서, 상기 방수용 베이스 몰탈 조성물(무기 분말재료)에 재유화형 방수폴리머와 기타 첨가제를 혼합하여 미리 제조해 둔 방수조성물을 혼합해서 제조된 것이다.

이와 같이 규산질계 분말형 도포방수재는 공장에서 혼합하여 제조되기 때문에 균질하게 제조되게 되며, 시공시에는 구입한 규산질계 분말형 도포방수재에 물만 섞어서 슬러리 형태로 반죽하여 사용하게 된다. 그러므로 시공 현장에서 작업자가 분말형 도막방수재의 구성 성분을 계량하여 혼합하지 않기 때문에 언제나 균일한 재료 배합이 이루어지게 된다.

방수용 베이스 몰탈 조성물은 규사(모래)와 시멘트를 혼합한 것인데, 규사는 입도(粒度) 0.05∼3.0㎜의 규사를 사용하고, 규사는 5호사(표준체: 20∼30메쉬) 45∼58중량부, 6호사(표준체: 30∼60메쉬) 37∼45중량부, 7호사(표준체: 60∼80메쉬) 5∼10중량부를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하며, 규사의 수분함량은 0.3% 이하인 것이 적절하다. 또한, 시멘트는 포트랜드 시멘트와 알루미나 시멘트로 혼합된 것을 사용하는데, 혼합비율은 포틀랜드 시멘트 100중량부에 알루미나 시멘트 15∼25중량부를 혼합한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

재유화형 방수폴리머는 내후성에 강한 에틸렌-염화비닐-비닐라우레이트계를 사용하는데, 시멘트가 포함된 콘크리트나 몰탈은 압축강도는 강하나 취성과 탄성저하로 인하여 경화 도중 또는 경화후 들뜸과 균열이 발생하는 단점을 극복하고 부착성능과 방수성능을 극대화하기 위하여 재유화형 방수폴리머를 첨가한다. 재유화형 방수폴리머를 사용하면 물에 녹아 시멘트와 수화물간, 시멘트와 규사간 공극을 치밀하게 채워서 시멘트 수화물과 폴리머상이 일체화된 결합조직을 형성시켜 방수성능은 물론 부착성능, 탄성과 취성을 강화시켜 물성 개선 뿐만 아니라 작업성을 개선할 수 있다.

재유화형 방수폴리머는 비닐아세테이트(Vinyl acetate)와 에틸렌의 공중합체에 의한 수지 10∼20중량부와, 에틸렌과 비닐로레이트(Vinyl laurate) 및 비닐클로라이드(Vinyl chloride)의 삼원중합체(Terpolymer)에 기초한 수용성 분말수지 80∼90중량부를 각각 혼합한 것을 사용한다. 비닐아세테이트와 에틸렌의 공중합체에 의한 수지는 접착력과 내마모성과 유동성을 현저히 증가시키는 역할을 하고, 에틸렌과 비닐로레이트 및 비닐클로라이드의 삼원중합체에 기초한 수용성 분말수지는 방수성을 확실하제 부여하여 물의 흡수를 현저하게 감소시키는 역할을 한다. 따라서 방수몰탈 조성물에 재유화형 방수폴리머를 첨가하여 물과 혼합후 콘크리트에 방수몰탈을 발랐을 때 접착력 증진은 물론 내마모성, 충격강도, 방수성 및 작업성이 향상되며, 물과 혼합되면 균질한 분산 특성을 나타낸다.

소포제는 무기 탄화물에 액체 탄화수소와 폴리글리콜을 혼합한 파우더 형상으로, 몰탈 내의 공기량 조절 및 기포 감소, 강도 증진, 표면 기포 제거 및 제품 표면 개선, 품질의 안정성 확보 등의 역할을 한다. 몰탈 내의 안정적인 미세한 공기는 작업성을 좋게 하고 균열 형성을 저감시키게 된다. 소포제가 적게 들어가면 방수용 무기분말과 물과 혼합할 때 의도하지 않은 공기가 연행되어 공기로 인해 밀도의 변화와 강도저하를 가져오게 되며, 소포제가 지나치게 많이 들어가면 오히려 강도저하 및 단가상승을 가져온다.

유동화제는 멜라민 포름알데히드 고유동화제로, 결합제 및 미세한 모래 등에 강력한 분산효과를 나타내며, 표면 활성 특성이 있어서 물질의 표면에 흡착되며, 고유동화제는 입자 사이에 윤활막을 형성하여 각 성분들 사이의 상호 부착력을 저감시켜, 개선된 유동특성과 큰 감수효과로 초기 및 종결 강도를 현저히 증가시키면서 강도증가 효과를 가져온다. 유동화제를 지나치게 많이 사용하면 낮은 온도 조건에서 급격한 지연현상의 발생으로 응결지연, 재료분리 현상이 발생할 수 있다.

실리카흄은 실리콘, 페로실리콘, 실리콘 메탈을 생산할 때 발생되는 부산물로, 가스형태로 포집된 비정질 산화실리콘(SiO₂)이다. 실리카흄은 강도 및 내구성 증진 등에 효과적인 역할을 하게 된다. 또한, 분말형 수축저감제는 소성수축 또는 건조축소에 효과적인 기능을 하게 되는데 5-에틸-1,3-디옥산-5메탄올을 사용하는 것이 바람직하다. 또, 경화촉진제(Calcium formate)는 시멘트 몰탈에 첨가되어 몰탈의 경화를 촉진시키는 첨가제로써 에트링자이트(ettringite) 형성을 촉진시켜 초기 강도 발현을 개선시키며, 특히 가사시간 연장, 접착력 증가, 내수성 향상, 작업성 개선 등에 효과적인 기능을 하게 되는데, 포름산이나 칼슘염(calcium salt)을 사용하고, 경화촉진제를 지나치게 많이 투입하면 방수몰탈이 양생되는 과정에서 지나치게 경화속도가 빨라지게 되어 크랙이 발생될 우려가 있다.

계면활성제는 물의 표면장력을 감소시켜 바인더가 쉽게 젖고 잘 분산되도록 도와주고, 뭉치는 현상을 감소시키며, 내부의 마찰을 감소시켜 유동성과 이동성을 개선시키고, 특히 안료의 색상 발현 증진 및 색 뭉침 개선에 효과적인 역할을 하는데, 계면활성제로는 폴리글리콜 에스터(polyglycol ester)와 규산(amorphous silicic acid)으로 구성된 혼화제를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 조막제는 분말 수지의 결합력을 증진시켜 원활한 필름 형성 및 부착강도를 증진시키는 역할을 하는데, 지나치게 많이 들어가면 재료분리 현상과 표면 크랙이 발생하게 되며, 지방족 알코올과 비정형의 실리카로 구성된 혼화제를 사용하는 것이 바람직하다.

하이드록시 에칠메틸셀룰로스는 보수성 및 접착성 확보를 위한 것으로, 비이온성이며, 점도는 10,000∼20,000cps인 것을 사용하는데, 점도가 20,000cps 이상의 제품을 사용하면 분말형 도포방수재 슬러리의 점도가 상승되어 모체 콘크리트의 모세관 공극에 침투 및 충전하지 못하고 작업성이 급격히 떨어진다. 반면, 점도가 10,000cps 이하의 제품을 사용하게 되면 점도가 너무 약해서 재료간의 재료 분리가 발생될 수 있고, 또한 수직부 작업시 흘러내려 균질한 두께 확보가 불가능하여 품질 확보가 어렵다.

본 발명에 따른 규산질계 분말형 도포방수재를 이용한 방수시공방법은, 방수시공할 콘크리트 바탕면에 물을 뿌리는 살수(撒水)작업 단계(S1), 살수작업한 바탕면을 건조시키는 단계(S2), 규산질계 분말형 도포방수재에 물을 투입하여 교반한 후 방수용 무기분말 슬러리를 바탕면에 균일한 두께로 도포하는 단계(S3), 방수용 무기분말 슬러리를 도포한 바탕면을 건조시키는 단계(S4)를 기본적으로 거쳐서 시공하며, S4 단계를 거쳐 일정 수준으로 건조된 후에 무기분말 슬러리를 바탕면에 균일한 두께로 2회째 도포하는 단계를 더 거칠 수도 있다.

콘크리트 바탕면의 먼지나 이물질을 제거한 후에 바탕면에 물을 뿌리는 살수작업을 하는 이유는, 바탕면에 도포하는 무기분말 슬러리에 물이 혼합되어 있기 때문에 바탕면이 건조한 상태에서 무기분말 슬러리를 도포하게 되면, 무기분말 슬러리에 혼합된 물이 바탕면에 흡수되게 되어 무기분말 슬러리가 푸석푸석하게 되어 방수 기능을 제대로 수행할 수 없게 되므로, 바탕면에 물을 뿌려준 후에 도포하여야 한다. 무기분말 슬러리를 도포하기 전에 물을 뿌려준 바탕면을 손으로 만져서 손에 물이 묻어나지 않을 정도로 건조시킨 다음 무기분말 슬러리를 도포하면 된다.

무기분말 슬러리는 방수용 무기분말 100㎏에 대하여 물은 20∼28ℓ를 투입하여 교반하는 것이 적절하며, 바탕면 1㎡당 1.5∼2.0㎏의 무기분말 슬러리를 균일한 두께로 도포하는데, 도포할 때는 쇠흙손을 사용하는데 롤러 또는 방수비를 사용할 수도 있다. 도포할 방수용 무기분말 슬러리의 점도가 높거나 두껍게 도포할 때는 쇠흙손을 사용하는 것이 바람직하고, 점도가 낮거나 여러번 도포할 때는 롤러를 사용하는 것이 바람직하다.

무기분말 슬러리를 도포하는 것은 1회 도포하는 것으로 시공할 수도 있지만, 2회 도포해 줄 수도 있으며, 2회 도포할 때는 1회 도포한 방수용 무기분말 슬러리가 손가락으로 눌러 묻어나지 않는 상태가 되었을 때 2회 도포하는 것이 적절하고, 1회 도포후 24시간 이상의 간격을 두고 시공할 때는 2회 도포전에 1회 도포면에 물 뿌리기 작업을 한 후에 2회째 도포를 해줘야 한다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

입도(粒度) 0.05∼3.0㎜의 규사와 시멘트를 중량비로 1:0.8∼1.2 비율로 혼합하여 방수용 베이스 몰탈 조성물을 형성하고,
상기 방수용 베이스 몰탈 조성물 100중량부에 대하여
에틸렌-염화비닐-비닐라우레이트계 재유화형 방수폴리머 5∼10중량부, 소포제 0.2∼0.5중량부, 유동화제 0.02∼0.06중량부, 실리카흄 2∼5중량부, 수축저감제 0.2∼0.6중량부, 경화촉진제 0.2∼0.5중량부, 계면활성제 0.08∼0.5중량부, 하이드록시 에칠메틸셀룰로스 0.1∼0.3중량부 및 조막제 0.02∼0.06중량부를 혼합한 방수조성물을 조성하여,
상기 방수용 베이스 몰탈 조성물에 방수조성물을 혼합해서 제조된 것을 특징으로 하는 규산질계 분말형 도포방수재.
제1항에 있어서,
상기 시멘트는 포트랜드 시멘트와 알루미나 시멘트로 혼합된 것이고, 혼합비율은 포틀랜드 시멘트 100중량부에 알루미나 시멘트 15∼25중량부를 혼합한 것을 특징으로 하는 규산질계 분말형 도포방수재.
제1항에 있어서,
상기 재유화형 방수폴리머는, 비닐아세테이트와 에틸렌의 공중합체에 의한 수지 10∼20중량부와,
에틸렌과 비닐로레이트(Vinyl laurate) 및 비닐클로라이드(Vinyl chloride)의 삼원중합체(Terpolymer)에 기초한 수용성 분말수지 80∼90중량부를 각각 혼합한 것인 것을 특징으로 하는 규산질계 분말형 도포방수재.
방수시공할 콘크리트 바탕면에 물을 뿌리는 살수(撒水)작업 단계;
살수작업한 바탕면을 건조시키는 단계;
규산질계 분말형 도포방수재에 물을 투입하여 교반한 후, 방수용 무기분말 슬러리를 바탕면에 균일한 두께로 도포하는 단계;
방수용 무기분말 슬러리를 도포한 바탕면을 건조시키는 단계:
를 거쳐서 시공하는 것을 특징으로 하는 규산질계 분말형 도포방수재를 이용한 방수시공방법.