KR20210053272A - 콘크리트 바닥 균열 방지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타설 및 양생 후의 콘크리트 바닥 내부 미세 기공을 제거하여 하자 발생의 근본적 원인을 제거하는 방법으로, 바닥의 모르타르층을 제거하여 미세 기공을 노출시킨 후, 밀봉 단계를 통해 콘크리트 내부의 미세 기공을 밀봉하는 콘크리트 내부 미세 기공 밀봉 방법에 관한 것으로, 균열, 박리 등 콘크리트 바닥 하자 발생의 원천적인 원인을 제거하는 시공 방법이다.

Description

콘크리트 바닥 균열 방지 방법{Method for prevent concrete cracking}

본 발명은 콘크리트 바닥 균열 방지 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 매트 기초의 레이턴스층을 제거하여 바닥 균열을 방지한 콘크리트 바닥 균열 방지 방법에 관한 것이다.

주차장, 창고, 주차장, 물류센터, 건물옥상, 오피스텔, 상가, 빌딩 등의 모든 건물의 바닥은 콘크리트를 이용하여 마감, 형성되어 있다.

바닥은 외압에 영향을 가장 많이 받는 부분으로, 종래 이러한 콘크리트 바닥을 보호하기 위하여, 콘크리트 바닥 위에 에폭시, 우레탄, 폴리싱, 하이브리드 필름 등의 도막형 바닥 마감재를 도포, 시공하는 공법, 무기화합물계의 침투성 표면 강화제를 사용하여 표면을 강화하는 공법, 폴리싱 공법 등이 적용되어 왔다.

먼저, 도막형 바닥 마감재를 도포, 시공하는 공법은, 콘크리트 표면을 단순정리 또는 단순 면처리의 과정만 거친 후, 마감재 도포를 통해 바닥을 보호하는 방법이다. 이 공법은 대부분 바닥 마감재의 성능에 의존하여 콘크리트 바닥을 보호하는 것인데, 바닥 마감재는 일정 시간이 경과한 후 하자가 발생하여 많은 소송과 분쟁의 원인이 되고 있다. 하지만 이러한 하자의 원인은 바닥 마감재나 시공에 있는 것이 아니라 콘크리트 또는 공법에 있다.

콘크리트를 타설하는 과정에서 작업성을 향상시키기 위해 콘크리트에 연행 공기(Entrained Air)를 생성하는 AE제를 첨가하여 유동성을 향상시키는데, 유동성이 향상되면 콘크리트 양생 과정에서 무거운 골재 등은 가라앉고 가벼운 시멘트와 물 등은 떠올라 블리딩, 재료분리 현상이 심해진다. 또한 콘크리트의 강도가 급격히 떨어지게 되며, 콘크리트 내부의 에어포켓과 크렉 등의 원인이 된다. 즉, 콘크리트 타설 및 양생 과정에서 콘크리트층과 콘크리트층 상부에 형성된 모르타르층이 분리되고, 모르타르층 상부에 바닥 마감재가 도포되어 바닥이 시공되는 것이다. 콘크리트층과 모르타르층의 강도와 밀도는 동일하지 않기 때문에 바닥의 사용, 콘크리트의 수축, 이완, 압축 등 외압에 의해 분리되거나 균열, 박리 등이 발생하는데 이것이 대부분의 하자의 원인이다. 요약하여 설명하면, 콘크리트층은 밀도와 강도가 낮지만 모르타르층은 밀도와 강도가 높아 수축 이완에 의해 분리되거나 균열 등 하자가 발생하는 것이다.

이러한 하자로 인해 대부분의 바닥에서 바닥 시공 후 2년 이내에 하자 발생으로 문제가 생기게 되고, 재시공 방법으로는 시공되어있던 기존 바닥 마감재를 철거한 후에 다시 바닥 마감재를 도포하여 시공하는 것이다. 그러나 하자의 원인은 바닥 마감재가 아니라 모르타르층과 콘크리트층의 층 분리와 콘크리트층의 기공이기 때문에 동일한 문제가 반복적으로 발생하는 것이다.

또 다른 공법인 콘크리트 바닥의 광을 내는 폴리싱(Polishing) 공법은 몇 단계의 연마 단계 후에 표면강화제를 침투시키는 방법인데, 광을 내는 것이 핵심 목적인 공법인만큼 모르타르층을 제거할 필요가 없기 때문에 제거하지 않고 시공한다. 침투성 표면강화제는 침투성이라고는 하지만, 모르타르층의 높은 밀도에 의해 콘크리트 내부 깊숙히 침투되지 않고, 콘크리트 표면만의 강도만 증가 및 향상시킬 뿐이다. 즉, 표면만 강화되어 마감재와 동일하게 모르타르층 또는 표면과 콘크리트층과의 강도와 밀도 차이로 인해 하자가 발생한다. 또한, 광을 내는 방법은 모르타르층을 연마하는 것인데, 이 과정에서 모르타르층의 두께가 얇아지기 때문에 모르타르층 탈락에 의한 하자 발생이 증가한다.

따라서, 앞서 설명한 도막형 바닥 마감재를 사용하는 공법(에폭시, 우레탄, 하이브리드 필름 등)에서 발생하는 하자와 무기화합물계의 침투성 표면강화제를 사용하는 공법과 폴리싱 공법에서 발생하는 하자의 원인은 큰 차이가 없다.

이러한 상황 속에서 종래 하자 발생을 최소화하기 위하여 도막형의 바닥 마감재 또는 비도막형 바닥 마감재의 기술 개발에 집중되어 왔으나, 근본적 원인 제거 방법이 아니기 때문에 문제 해결이 되지 않고 있다.

본 발명의 목적은 하자의 원인이 되는 콘크리트 내부에 존재하는 미세 기공을 밀봉하여 콘크리트 밀도를 치밀하게 함으로써, 기존 바닥의 미세 기공에 의한 문제점인 바닥 마감재의 들뜸, 탈락, 무기화합물계의 침투성 표면강화제를 사용하는 공법 및 콘크리트 바닥의 광을 내는 폴리싱(Polishing) 공법의 균열, 탈락 등의 원인을 근본적으로 제거하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 콘크리트 내부 미세 기공 제거 방법으로 인하여, 에폭시, 우레탄 등의 최종 바닥 마감재 등의 시공 시 소량의 재료 사용과 쉽고 빠른 시공이 가능하게 하는데 있다. 또한, 재시공시 철거되는 과정에서 발생하는 분진의 양을 획기적으로 감소시켜 환경오염을 최소화하는데 있다.

콘크리트 내부 미세 기공을 밀봉함으로써, 콘크리트 내부로 이산화탄소, 물 등의 이물질이 침투되는 것을 방지하여 철근의 부식, 체적 증가 등의 원인을 제거할 뿐만 아니라 기공에 의한 수축, 이완율 감소, 미세 균열 방지 등을 통해 하자를 방지할 수 있다.

콘크리트 내부 미세 기공을 제거하는 콘크리트 내부 미세 기공 밀봉 단계, 콘크리트 표면 핀홀을 제거하는 콘크리트 표면 핀홀 제거 단계로 구성되며, 콘크리트 내부 미세 기공 밀봉 단계는 기공 밀봉제와 희석제를 배합한 혼합액을 콘크리트 내부로 침투시켜 밀봉하며, 희석제는 기공 밀봉제보다 점도가 낮은 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 산업용 콘크리트 바닥의 미세 기공이 제거되어 강도, 내구성, 조직의 치밀성 등이 우수하며, 이로 인한 바닥 마감재의 내구성과 지속성이 연장될 수 있다는 장점이 있다.

또한 기초 바닥의 하자발생 원인이 근본적으로 제거됨으로써, 산업용 바닥재의 하자 보수비용, 유지 및 관리비용이 획기적으로 절감될 수 있다는 장점이 있다.

또한 사용자의 입장에서 비용과 용도를 고려하여 바닥 마감재를 자유롭게 선택할 수 있으며, 재시공시 발생하는 분진의 양이 대폭 절감되어 환경보호에 기여할 수 있다는 장점이 있다.

또한 바닥 마감재를 자유롭게 선택할 수 있어, 소비자의 선택 범위를 증가시킬 수 있도록 하는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 콘크리트 내부 미세 기공 제거 방법의 실시예에 따른 순서도이다.
도 2는 본 발명에 의한 콘크리트 내부 미세 기공 제거 방법의 실시예에 따른 콘크리트 내부 밀봉 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명에 의한 콘크리트 내부 미세 기공 제거 방법의 실시예에 따른 콘크리트 표면 밀봉 방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명에 의한 콘크리트 내부 미세 기공 제거 방법의 실시예에 따른 콘크리트 폴리싱(Polishing) 마감 방법의 순서도이다.
도 5는 본 발명에 의한 콘크리트 내부 미세 기공 제거 방법의 실시예에 따른 기존의 바닥 시공 과정의 순서도이다.
도 6은 본 발명에 의한 콘크리트 내부 미세 기공 제거 방법의 실시예에 따른 본 발명의 실시예를 적용하여 바닥을 시공하는 과정의 순서도이다.
도 7은 기존의 도막형 마감을 적용한 바닥의 단면도이다.
도 8은 본 발명에 의한 콘크리트 내부 미세 기공 제거 방법의 실시예에 따른 본 발명의 실시예를 적용하여 도막형 마감을 시공한 바닥의 단면도이다.
도 9는 기존의 폴리싱(Polishing) 공법을 적용한 바닥의 단면도이다.
도 10은 또 다른 기존의 폴리싱(Polishing) 공법으로 마감 시공한 바닥의 단면도이다.
도 11은 본 발명에 의한 콘크리트 내부 미세 기공 제거 방법의 실시예에 따른 본 발명의 실시예를 적용하여 폴리싱(Polishing) 공법으로 마감 시공한 바닥의 단면도이다.
도 12는 또 다른 본 발명에 의한 콘크리트 내부 미세 기공 제거 방법의 실시예에 따른 본 발명의 실시예를 적용하여 폴리싱(Polishing) 공법으로 마감 시공한 바닥의 단면도이다.
도 13은 콘크리트 미장 단계 직후의 바닥 단면도이다.
도 14는 본 발명에 의한 콘크리트 내부 미세 기공 제거 방법의 실시예에 따른 모르타르층 제거 단계 직후의 바닥 단면도이다.
도 15는 본 발명에 의한 콘크리트 내부 미세 기공 제거 방법의 실시예에 따른 콘크리트 내부 밀봉 단계 직후의 바닥 단면도이다.
도 16은 본 발명에 의한 콘크리트 내부 미세 기공 제거 방법의 실시예에 따른 콘크리트 표면 핀홀 제거 단계 직후의 바닥 단면도이다.
도 17은 기존 바닥 시공 방법을 통한 도막형 마감 시공 바닥의 단면이다.
도 18은 하자가 발생한 기존 도막형 마감 시공 바닥의 단면이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 또한, 사용된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 참여자 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본직이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수 있다고 이해되어야 할 것이다.

종래 바닥 마감재가 도포된 콘크리트 바닥은, 예시적으로 도 7, 도 17, 도 18과 같이 콘크리트층, 모르타르층, 마감제층으로 구성된다. 이 때, 바닥 마감제층 하자의 원인은 대부분 모르타르층과 콘크리트층에 있다.

본 발명은 모르타르층을 제거한 후, 콘크리트 내부의 미세 기공과 표면의 핀홀, 크렉 등을 밀봉하여 치밀한 밀도를 확보하는 등의 적절한 가공을 통해 하자의 원인을 제거하고, 이에 기능성 및 심미성을 확보하기 위해 얇은 코팅개념으로 바닥 마감재를 도포 또는 폴리싱과 같은 표면 마감 공법을 적용하는 방법에 관한 것이다.

종래 바닥 마감재로 바닥을 보호하기 위해서는 에폭시, 우레탄, 하이브리드 필름 등의 바닥 마감재가 3mm 이상의 두께로 도포되어야 했지만, 본 발명의 콘크리트 내부 미세 기공 제거 방법에 따라 가공된 콘크리트 바닥에는 0.2mm 전후의 코팅 두께만으로 충분한 기능성 및 심미성을 구현할 수 있다.

그러므로 본 발명에 의하면, 종래 사용되는 바닥 마감재의 10% 이하만으로도 콘크리트 바닥을 마감할 수 있어, 재료 절감효과가 우수하며, 유지보수 시간이 절약되고 용이하며, 철거 시에도 폐기물이 적게 나오기 때문에 환경보호 효과 역시 우수하다는 장점이 있다. 또한, 이러한 콘크리트 내부 미세 가공 밀봉을 통해 콘크리트 바닥의 강도, 치밀성, 내구성 등을 개선함으로써, 최종 마감재의 선택이 자유롭고 시공이 용이하며, 하자발생이 최소화되어 하자보수비용, 유지보수관리비용 등이 절감된다는 장점도 있다.

이러한 본 발명의 콘크리트 내부 미세 기공 제거 방법은 첨부된 도 1과 같이, 콘크리트 내부 미세 기공 밀봉 단계, 콘크리트 표면 핀홀 제거 단계로 구성된다.

콘크리트의 재료는 시멘트, 골재, 혼화제, 플라이애쉬, 고로슬래그 등 다양하며, 필요와 용도에 따라 사용량과 종류, 크기 모두 달라진다. 또한, 사용되는 재료가 화학적 반응에 의해 하나의 성분으로 변형되어 존재하는 것이 아니라, 골재, 시멘트 등 다양한 재료가 공존한다. 제조한 콘크리트를 타설 및 양생하는 과정에서 콘크리트의 운반 시간, 작업자의 숙련도, 장비, 환경 등도 결과에 많은 영향을 주기 때문에 동일한 품질을 만드는 것은 불가능하다. 즉, 아무리 우수한 재료와 공법을 사용하여 콘크리트를 제조하더라도 반드시 하자가 발생할 수밖에 없다.

하자는 주로 균열, 재료분리, 박리 등이 있으며, 양생 직후뿐만 아니라 시간이 지남에 따라 환경의 영향을 받아 발생하기도 한다.

대부분의 콘크리트의 제조 과정에서 작업성을 향상시키기 위해 유동성을 향상시키는 공정이 포함된다. 유동성 증가는 작업성이 증대되는 효과가 있지만, 블리딩 및 재료 분리 현상이 가속화되어 콘크리트층, 모르타르층, 레이턴스층으로 분리시키고, 콘크리트의 내구성을 저하시키는 문제가 있다.

콘크리트층은 골재가 다량 포함되어 있으며, 모르타르층은 골재가 소량 포함되어 있거나 전혀 없는 층이다. 더 나아가 모르타르층은 기공이 적어 밀도와 강도가 높으나, 콘크리트층은 대량의 기공이 포함되어 밀도와 강도가 낮다. 각 층들은 모든 영역에서 균일한 두께를 형성하는 것이 아니며, 경계선이 명확하지 않을 수 있다. 모르타르층은 누름미장을 할 경우 두께, 밀도와 강도가 증가하지만, 콘크리트층과의 차이로 인해 여전히 하자가 발생한다.

도 18을 통해 바닥 마감 공법의 하자 원인을 설명한다.

도 18은 하자가 발생한 에폭시 라이닝 마감 바닥을 근접 촬영한 것으로, 에폭시의 하단에는 모르타르층이 접착되어 있으나, 모르타르층은 바닥으로부터 분리되어 있다. 즉, 마감재가 바닥으로부터 분리된 것이 아니라 에폭시에 접착되어 있는 모르타르층이 분리되어 하자가 발생한다는 것을 알 수 있다. 도 18은 하자의 예시이며, 대부분의 바닥 하자는 도 18과 동일한 이유로 발생한다. 모르타르층이 분리되는 이유는 콘크리트과 모르타르층의 밀도와 강도가 다르기 때문이다.

바닥 하자의 원인을 제거하기 위해서는 모르타르층을 제거하고, 콘크리트층의 미세 기공을 제거하여 수축, 이완을 최소화하고, 콘크리트층의 강도를 향상시켜야 한다. 모르타르층을 제거하는 과정에서 콘크리트가 양생하는 동안 발생된 박리, 재료 분리 등 하자가 보수되며, 콘크리트층의 미세 기공을 밀봉하는 과정에서 수축, 이완이 최소화 및 콘크리트의 강도가 향상되고, 표면을 밀봉하는 과정에서 표면의 핀홀, 크렉 등이 보수되는 동시에 마감 가능한 바닥이 형성된다.

이 과정을 통해 모르타르층이 제거되어 강도가 향상되고 수축, 이완에 의한 하자가 최소화되어 하자 발생을 방지한 콘크리트층이 탄생하게 되며, 하자가 발생하지 않는 바닥을 만들 수 있게 되는데, 이것이 본 발명의 목적이다.

레이턴스층 제거 단계.

콘크리트로 벽, 기둥 등을 형성하는 등의 바닥이 하중을 많이 받는 상가, 아파트 등의 건물은 하중 분산을 위한 공법을 사용한다. 이러한 현장에서는 콘크리트를 타설하여 매트 기초를 형성하고 그 위에 기둥, 벽 등을 형성한 후, 다시 콘크리트를 타설하여 바닥을 완성한다.

배수로가 있는 지하시설, 출입구의 높이가 정해진 시설 등에서는 바닥의 높이를 배수로 또는 출입구의 높이와 동일하게 시공해야 한다. 하지만 두께가 두꺼운 경우 콘크리트의 양생 과정에서 수축 및 이완되는 과정으로 인해 한 번에 타설하여 맞추는 것은 매우 어렵다. 이러한 경우 두 차례의 콘크리트 타설 단계를 거쳐 바닥을 형성하는데, 첫 번째로 타설된 콘크리트가 양생된 후에 두 번째 콘크리트를 타설하여 높이를 맞춰야 한다.

상기와 같은 시공 공법은 두 번에 걸쳐 콘크리트를 타설하여 바닥을 형성하기 때문에 각각의 콘크리트가 단층 분리될 수가 있다. 콘크리트는 하나의 물질로 구성되는 것이 아니기 때문에 양생 과정에서 재료 분리 현상에 의해 상층부에 이물질을 포함하는 레이턴스층이 형성된다. 레이턴스층은 콘크리트에서 탈락되기도 쉬우며, 그 위에 타설되는 콘크리트와 접착되는 것 또한 어렵다. 위에 타설되는 콘크리트는 평균적으로 100mm 이내의 얇은 두께로 형성되어, 균열이 발생하기 쉽기 때문에 하단의 콘크리트와 접착시켜 일체화시킬 필요가 있다. 이를 위해 접착을 방해하는 레이턴스층을 제거하는 것이다.

필요에 따라 바닥의 균열을 최소화하기 위해 레이턴스층 제거 단계 뿐만 아니라, 레이턴스층의 하단에 위치한 시멘트 페이스트층 제거 단계를 추가적으로 실시할 수 있으며, 이보다 더 균열을 방지하고 싶을 경우 매트 기초 모르타르층 제거 단계까지 실시할 수 있다.

레이턴스층 제거 방법으로는 쇼트 블라스터를 이용한 쇼트 볼 타격 방식, 그라인딩 장비를 활용하여 그라인딩 하는 방식, 고압의 물을 분사하여 제거하는 방식 등이 있다.

만약 시멘트 페이스트층 또는 모르타르층까지 제거할 경우, 그라인딩을 통해 제거하는 것이 바람직하다.

모르타르층 제거 단계.

콘크리트의 타설 및 양생 과정에서 무거운 골재가 가라앉고 가벼운 시멘트가 떠올라 층이 분리되는데, 상단에 골재가 전혀 없거나 일부 포함되어 있는 층이 모르타르층이다. 모든 영역에서 두께가 동일하지는 않으며, 콘크리트층과 모르타르층의 경계가 명확하지 않을 수 있다. 모르타르층은 미세 기공이 적기 때문에 치밀하고 강도가 높다. 미세 기공은 일반적으로 지름 2mm 이하의 작은 기공을 의미한다.

모르타르층 제거 단계는 하자의 원인인 모르타르층을 제거하는 공정이며, 더 나아가 다음 단계인 콘크리트 내부 미세 기공 밀봉 단계에서 기공 밀봉제의 침투를 효과적으로 하기 위해 미세 기공을 콘크리트 표면상으로 노출시킬 수도 있다. 미세 기공의 표면 노출도에 따라 기공 밀봉제의 침투 깊이가 달라지며, 침투 깊이가 깊을수록 콘크리트층의 강도 향상 효과가 커진다. 즉, 모르타르층 제거 단계는 골재의 노출을 목적으로 하는 것이며, 추가적으로 미세 기공의 충분한 표면 노출을 목적으로 할 수도 있는 것이다.

또한, 모르타르층을 충분히 제거한 후에는 콘크리트 표면에 남아있는 콘크리트 분진을 제거하는 크리닝 단계를 포함할 수 있다. 콘크리트 분진은 표면에 노출된 핀홀, 에어 포켓 등에 침투하여 콘크리트 내부 미세 기공 밀봉 단계에서 기공 밀봉제 침투에 악영향을 끼치기 때문에 제거되어야 한다.

모르타르층 제거 단계의 실시예로는, 먼저 콘크리트 바닥을 그라인딩하여 모르타르층을 제거한다. 또는 마감재가 시공되어 있을 경우 모두 제거한다. 이 단계는 그라인딩을 실시하여 콘크리트 바닥의 모르타르층을 제거하는 동시에, 콘크리트의 타설시 발생된 미세 균열, 요철, 배부름 현상, 표면 부식 부분 등의 구조적 결함은 물론, 각종 수분, 유분 및 레이턴스 등과 같은 이물질을 제거하는 것이다. 이 과정에서 장비와 방법에는 그 종류를 제한하지 않으나, 십자 교행 및 교차 그라인딩 방식으로 바닥의 평탄을 유지, 확보하며, 약 2~8회 정도의 반복 그라인딩으로 모르타르층을 제거하는 것이 효율적이다. 그라인딩은 #16 ~ #40 정도의 메탈을 사용하는 적절하며, 바람직하게는 평탄도를 유지하며 모르타르층 제거가 가능한 #30 ~ 40을 사용한다. 그라인딩 과정에서 발생한 대량의 분진은 주기적으로 제거해야 그라인딩 효율과 작업성이 증대되며, 모르타르층을 제거한 후 크리닝 단계에서는 고성능 청소기로 바닥의 분진을 흡입 제거하거나 고압의 물을 분사하여 분진을 제거하는 것이 효과적이다.

모르타르층 제거 단계로 인해 바닥의 높이가 낮아져 출입구 등에서의 단차가 발생할 수 있으나, 이 경우 모르타르층 제거 단계 이전에 콘크리트를 타설할 때 콘크리트의 양을 증가시켜 바닥의 높이를 높게 형성한 후, 모르타르층 제거 단계에 단차를 제거하면 된다.

콘크리트 내부 미세 기공을 제거하는 콘크리트 내부 미세 기공 제거 단계.

모르타르층 제거 단계가 완료되면 기공 밀봉제를 살포하여 콘크리트층 내부의 미세 기공을 밀봉하여 수축 이완율을 낮추고, 시멘트를 강화하여 강도를 향상시킨다. 이 단계를 통해 바닥의 강도, 밀도, 내구성 등을 개선하여 외부로부터의 물, 염화이온, 이상화탄소 등의 침입 및 흡수되는 것을 방지할 뿐만 아니라 하자 발생을 방지하고, 콘크리트층의 강도를 증가시킬 수 있다. 콘크리트 내부 미세 기공 제거 단계를 실시하지 않으면 공장, 주차장, 상가 등의 건물에서 중량물이 이동할 때 압력에 의하여 콘크리트층이 수축, 이완을 반복하게 되면서 미세 기공, 균열, 깨짐 등 하자의 원인이 된다. 비록 미세한 수축 이완 반복일지라도 수많은 반복을 통해 하자가 발생하게 된다.

기공 밀봉제는 희석제와 배합된 혼합액 상태로 살포되며, 각각의 재료의 종류와 공정 진행, 현장 상황, 바닥의 용도 등에 따라 배합비가 달라진다. 기공 밀봉제는 시간이 지남에 따라 경화되기 때문에 미세 기공으로 침투하여 경화되면 밀봉이 되는 것이다.

혼합액을 살포한 후, 충분히 침투할 수 있도록 일정 시간 습윤 유지 단계가 필요하며, 혼합액이 콘크리트 내부로 침투되어 표면에 남아있지 않을 경우 추가로 살포하며, 충분히 침투될 수 있도록 일정 시간 습윤 상태를 유지한다. 습윤 유지 시간이 부족할 경우 밀봉이 충분하지 않을 수 있으므로 주의해야 한다. 습윤 유지에 실패해 기공 밀봉제를 충분히 침투시키지 못할 경우, 최대한 빠르게 희석제만을 추가로 살포하여 습윤을 유지할 수 있다. 콘크리트층의 밀봉 두께는 콘크리트의 종류, 바닥의 사용 목적 등에 따라 다르지만 일반적으로 5 ~ 50mm가 바람직하며, 많이 침투되어 밀봉 깊이가 깊을수록 강도와 내구성이 좋고 하자가 발생하지 않는 바닥이 탄생한다.

습윤 유지 후에는 양생 단계를 통해 기공 밀봉제를 경화시켜야 하며, 양생 후에는 표면에 잔류한 기공 밀봉제가 경화되어 있을 수 있으므로 표면 잔유물을 제거한다.

또한, 기공 밀봉제는 콘크리트 바닥 내외 수산화 칼슘과의 화학 반응을 통해 콘크리트 성분과 융합되고, 중성화된 콘크리트를 알칼리성으로 전환시킴으로써, 강도, 내구성 등을 개선해준다. 강도 증가 효과는 양생 과정에서 급격히 증가한 후에도, 수 년에 걸쳐 추가로 지속적으로 증가하여 시간이 지날수록 강도 높은 바닥이 형성된다.

대부분의 기공 밀봉제는 점도가 높기 때문에 단독으로 콘크리트층 깊게 침투하는 것은 어렵기 때문에 희석제를 배합하여 점도를 낮춰 깊게 침투할 수 있도록 하는 것이며, 습윤 유지 단계 이후 양생 과정에서 경화되면서 미세 기공이 밀봉되는 것이다. 그러므로 희석제의 점도는 기공 밀봉제보다 낮아야하며, 기공 밀봉제와 희석제의 비중 차이로 인해 기공 밀봉제가 떠오를 경우 콘크리트 내부 깊히 밀봉되지 않을 수 있기 때문에 희석제의 비중이 기공 밀봉제보다 낮아야 한다. 또한, 배합 과정에서 화학적 반응으로 기공 밀봉제의 성분이 변화하면 밀봉 및 강화 효과를 낼 수 없을 가능성이 있으므로 기공 밀봉제와 화학 반응을 일으키지 않는 재료를 사용해야 한다. 희석제의 증발이 용이할수록 밀봉 시간을 감소시킬 수 있으나, 휘발성 액체와 같이 급격한 증발을 특징으로 하는 액체를 사용할 경우 습윤 유지가 어려울 수 있기 때문에 주의해야 한다.

대표적인 희석제로는 기공 밀봉제보다 점도와 비중이 낮으며, 화학적 반응을 하지 않는 모든 액체가 가능하기 때문에 물이 있다. 일반적으로 바닥을 시공하는데 있어서 어떠한 화학제에 물을 희석하기도 하는지만, 이 경우는 화학제의 사용량을 줄이거나 증발 또는 경화시간을 늦추기 위한 것일 뿐, 화학제가 깊게 침투하여 바닥의 특성에 어떠한 영향을 미치기 위함은 아니다. 즉, 기존의 바닥 시공 공법에서는 물을 희석할 때는 화학제의 침투 깊이가 0~1.5mm 수준밖에 되지 않으나, 본 발명에 의한 물을 희석제로 사용하는 경우에는 0~50mm까지도 침투가 가능하다.

콘크리트 내부 미세 기공 밀봉 단계의 실시예로는, 먼저 실리케이트 기공 밀봉제와 희석제를 1:0.5~5 체적비로 혼합하여 혼합액을 제조한 후, 바닥에 살포하여 희석액이 바닥에 충분히 흡수되도록 한다. 이 때, 바닥의 밀도 차이에 의해서 흡수가 많이 되는 부분과 적게 되는 부분이 발생할 수 있는데, 흡수가 많은 부분은 추가로 혼합액을 살포하여 바닥 전체가 최소 2시간 이상 습윤상태가 유지되도록 하여 충분한 밀봉 및 강화가 이루어지도록 한다. 살포 방법 및 장비는 제한되지 않으나, 바람직하게는 살포 후에는 상온 20℃ 기준에서 0~48시간 양생한다. 양생 후에는 표면에 잔류한 기공 밀봉제가 경화되어 있을 수 있으므로 그라인딩을 통해 표면 잔유물을 제거한다. 표면 제거 단계에서 사용되는 메탈은 제한이 없으나, 표면의 조도를 향상시키는 효과를 함께 나타내기 위해 #60 ~ 80이 바람직하며, 너무 늦게 실시할 경우 바닥의 강도가 증가하여 조도 확보에 어려움이 있을 수 있다. 또한, 표면 잔유물 제거 단계에서 발생한 분진을 제거해야 한다. 제거하지 않을 경우, 다음 단계인 콘크리트 표면 핀홀 제거 단계에서 어려움을 겪을 수 있다.

콘크리트 보수 단계.

콘크리트 타설, 미장 및 양생 과정에서 하자가 반드시 발생하며, 모르타르층 제거 단계에서 대부분의 하자가 제거되지만, 콘크리트 내부에서 발생한 하자는 남아있을 수 밖에 없다. 특히 모르타르층 제거를 통해 표면에 노출된 에어 포켓, 크렉 등이 남아있으며, 큰 하자의 경우 보수를 해야 한다. 큰 보수는 콘크리트를 커팅하여 제거한 후, 다시 제조하여 보수할 수 있으며, 보수용 모르타르를 이용하여 보수할 수도 있다. 보수를 위한 모르타르 또는 시멘트 제조에서는 AE제를 사용하지 않기 때문에 미세 기공이 없이 치밀한 밀도로 제조되므로 콘크리트 내부 미세 기공 밀봉 단계 이후에 밀봉해야 한다. 보수 후에 콘크리트 내부 미세 기공 밀봉 단계를 실시하면 치밀한 보수 영역에서는 콘크리트 내부가 밀봉되지 않을 수 있다.

콘크리트 표면 핀홀을 제거하는 콘크리트 표면 핀홀 제거 단계.

모르타르층 제거 단계로 인해 노출된 에어 포켓, 핀홀, 균열 등은 바닥의 심미성과 기능성에 악영향을 끼치며, 콘크리트 내부 미세 기공과 동일하게 외부로부터 물, 염화이온, 이산화탄소 등의 콘크리트층 침입 가능한 통로가 되기 때문에 밀봉해야 한다. 핀홀은 콘크리트 표면에 노출된 미세 기공을 포함한 기공을 뜻한다. 콘크리트 내부 미세 기공 제거 단계에서 표면에 잔류한 기공 밀봉제에 의해 표면의 일부가 함께 밀봉되지만, 밀봉되지 않은 영역은 콘크리트 표면 핀홀 제거 단계에서 밀봉한다.

콘크리트 표면 핀홀 제거 단계는 표면 밀봉제 도포 단계, 그라인딩 단계, 표면 밀봉제 양생 단계, 표면 잔유물 제거 단계로 구성된다. 표면 밀봉제는 콘크리트 내부 미세 기공 제거 단계에서 사용되는 기공 밀봉제와 다른 접착성 액체의 밀봉제로, 수지, 본드 성분의 액체 등이 될 수 있다. 표면 밀봉제는 그라인딩 단계에서 발생한 분진과 섞여 에어 포켓, 크렉 등에 채워져 핀홀이 제거된다. 표면 밀봉제는 희석제와 혼합된 혼합액 상태로도 도포될 수 있다. 대표적인 희석제로는 물이 있다.

그라인딩 단계 후에는, 표면 밀봉제 양생 단계가 포함될 수 있다. 표면 밀봉제가 그라인딩 단계에서 발생한 콘크리트 분진과 혼합되어 표면의 핀홀과 크렉 등을 제거한 직후에 경화되지 않을 경우 약한 외압에도 탈락될 가능성이 있기 때문에 표면 밀봉제 양생 시간이 필요할 수 있다. 바람직한 양생 시간으로는 온도, 습도 등에 따라 다르지만 일반적으로 5분 이상을 권장한다.

표면 밀봉제 양생 단계 후에는 표면 잔유물 제거 단계를 통해 표면에 잔류한 표면 밀봉제를 제거해야 한다. 콘크리트 표면 핀홀 제거 단계에서의 표면 잔유물 제거는 #120 ~ 150의 메탈 또는 레진 사용이 바람직한데, 표면 잔유물을 제거하는 동시에 마감 단계가 가능한 조도를 확보할 수 있기 때문이다.

이러한 이유로 콘크리트 표면 핀홀 제거 단계 이전 크리닝 단계에서 분진 제거가 되지 않을 경우 표면 밀봉제의 사용량을 예측하는 것이 어렵기 때문에 분진 제거가 중요하다. 표면 밀봉제 사용량이 적으면 표면 밀봉된 부위가 탈락하거나 밀봉되지 않을 수 있으며, 반대로 사용량이 많으면 작업에 어려움이 있다.

콘크리트 보수 단계 이후에 콘크리트 표면 핀홀 제거 단계를 진행하는 것은 보수 단계에서 보수한 부분이 부풀어 오르거나 가라앉는 경우, 본 단계에서 보완할 수 있기 때문이다.

마감 단계.

마감 단계를 세부적으로 설명하면 크리닝 단계, 도막형 마감 단계 또는 폴리싱 마감 단계 등으로 구성된다. 크리닝 단계는 도막형 마감을 실시할 때와 폴리싱 마감을 실시할 때 일부 차이가 있다. 도막형 마감은 에폭시, 세라믹, 우레탄 등이 포함되며, 이러한 마감제가 콘크리트층에 접착되어 콘크리트를 보호하거나 사용함에 있어서 기능, 심미적 특징을 나타내는 것이다. 크리닝 단계에서 콘크리트의 분진을 제거하지 못하면 도막형 마감제의 접착을 방해하여 하자의 원인이 될 수 있다. 즉, 이 단계에서의 크리닝은 IPA와 같은 휘발성 액체, 물 등을 사용하여 분진을 완벽히 제거해야 하며, 반드시 완전히 증발한 후에 도막형 마감 단계를 진행해야 한다.

폴리싱 단계에서의 크리닝은 도막형 마감 단계를 하기 위한 크리닝 단계와 차이가 있다. 폴리싱 마감은 광택도를 최대한 끌어올리기 위해 그라인딩을 반복 실시하기 때문에 공정이 종료되는 순간까지 분진이 발생하므로 청소기로 바닥의 분진을 직접 흡입하거나 하는 공정을 통해 분진을 일정 수준으로만 유지한다.

본 발명에서는 모르타르층을 제거하고 콘크리트층을 밀봉 및 강화하는 공정을 통해 하자의 원인을 근본적으로 제거하였으므로, 기존에 마감제 도포를 3mm 이상 하였으나, 본 발명에서는 0.2mm 수준의 얇은 코팅 개념으로 도포할 수 있다. 즉, 재료의 사용량이 급격히 감소하였으며, 마감제가 수명을 다하더라도 평탄도를 잃지 않기 때문에 바닥 사용에 불편함이 없다.

폴리싱 마감은 콘크리트 자체를 노출시키고 바닥의 광택을 최대한 끌어올리는 바닥 마감 공법이다. 침투성 표면 강화제를 도포하여 표면을 강도를 추가로 강화하는 공정을 거친 후, 그라인딩 장비에 사용되는 레진 패드를 순차적으로 작은 다이아몬드가 사용되는 것으로 변경하며 그라인딩한다. 조도와 광택도가 일정 수준 이상으로 올라오면, 씰러 또는 바닥 보호제 등을 도포하고 그라인딩하여 광택도를 급격히 증가시키거나 바닥 보호 효과를 나타낼 수 있다. 또한 폴리싱을 할 경우 본 특허의 실시예에 따른 공법을 적용하여 콘크리트 내부의 미세 기공과 표면을 밀봉하였기 때문에 작은 입자 단위의 오염물이 침투되는 것을 방지해주므로 청결 유지에 탁월하다.

본 발명의 실시예에 따르면 도막형 마감과 폴리싱 마감 모두 하자 발생의 원인이 근본적으로 제거되었다. 특히 폴리싱 마감에서는 부가적으로 바닥의 밀도와 강도가 증가하여 기존에 시공 후 1년 이내에 광택 효과가 사라지는 문제를 해결하여 심미성을 살릴 수 있고, 바닥의 밀도를 확보하여 오염물질이 스며들지 않기 때문에 용이하게 청소가 가능한 효과가 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 짓기을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 마감제층 110: 폴리싱 바닥 보호제층
120: 침투성 표면 강화제층 200: 모르타르층
201: 하자로 인해 탈락된 모르타르층 210: 도막형 바닥 마감제층
300: 콘크리트층 310: 강화된 콘크리트층
300: 미세 기공 410: 밀봉된 미세 기공
500: 골재

Claims (3)

1. 매트 기초 형성 단계;
   마감 콘크리트 타설 단계; 로 구성되며,
   상기 매트 기초 형성 단계 이후에,
   레이턴스층 제거 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 바닥 균열 방지 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 레이턴스층 제거 단계; 이후에,
   시멘트 페이스트층 제거 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 바닥 균열 방지 방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 레이턴스층 제거 단계; 이후에,
   매트 기초 모르타르층 제거 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 바닥 균열 방지 방법.
   

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