KR20220100378A - 블록과 단열재의 조합에 의한 슬래브의 단열 구조물 및 그 시공방법 - Google Patents

블록과 단열재의 조합에 의한 슬래브의 단열 구조물 및 그 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 슬래브(1)의 상부에 형성된 방수층(10); 가장자리를 향하여 하향구배가 형성되도록, 다수의 블록(110)과 다수의 단열재(120)의 결합에 의해 형성된 다수의 조립체에 의해 상기 방수층(10)의 상부에 형성된 구배형성층(100); 상기 구배형성층(100)의 상부에 형성된 마감층(20);을 포함하고, 상기 조립체는, 상기 블록(110)과 그 하면에 결합한 다양한 두께의 상기 단열재(120)에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 블록과 단열재의 조합에 의한 슬래브의 단열 구조물을 제시함으로써, 시공이 용이하고, 공사기간이 단축되며, 구조물의 안정성을 저해하지 않도록 한다.

Description

블록과 단열재의 조합에 의한 슬래브의 단열 구조물 및 그 시공방법{THERMAL INSULATION STRUCTURE FOR SLAB AND CONSTRUCTION METHOD THEREOF}
본 발명은 건설 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 슬래브의 단열 구조물 및 그 시공방법에 관한 것이다.
옥상과 같은 슬래브에 상면에는 단열재가 설치되고, 그 상부를 방수재나 몰탈의 도포에 의해 마감하는 것이 일반적이다.
또한 슬래브에 상면에 대한 물고임 현상을 방지하기 위해서는, 가장자리를 향하여 하향구배가 형성되어야 하는데, 슬래브의 상면에 버림콘크리트 또는 몰탈을 타설하여 하향구배를 형성하거나, 슬래브의 상면에 설치된 단열재의 상면에 버림콘크리트 또는 몰탈을 타설하여 하향구배를 형성하는 방식이 사용되어 왔다.
그런데 이는 다음과 같은 점에서 문제로 지적되어 왔다.
첫째, 경사도가 크지 않은 하향구배를 정밀하게 시공하는 것이 어렵다.
둘째, 하향구배의 형성을 위해 타설된 버림콘크리트 또는 몰탈의 양생을 위하여 장시간이 소요된다.
셋째, 하향구배의 형성을 위해 타설된 버림콘크리트 또는 몰탈의 자중으로 인하여, 슬래브 전체의 자중이 증대하므로, 구조물의 안정성을 저해하는 요인이 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 시공이 용이하고, 공사기간이 단축되며, 구조물의 안정성을 저해하지 않도록 하는 슬래브의 단열 구조물 및 그 시공방법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 슬래브(1)의 상부에 형성된 방수층(10); 가장자리를 향하여 하향구배가 형성되도록, 다수의 블록(110)과 다수의 단열재(120)의 결합에 의해 형성된 다수의 조립체에 의해 상기 방수층(10)의 상부에 형성된 구배형성층(100); 상기 구배형성층(100)의 상부에 형성된 마감층(20);을 포함하고, 상기 조립체는, 상기 블록(110)과 그 하면에 결합한 다양한 두께의 상기 단열재(120)에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 블록과 단열재의 조합에 의한 슬래브의 단열 구조물을 제시한다.
상기 다수의 블록(110)은 동일한 크기를 갖는 제1 블록(111), 제2 블록(112), 제3 블록(113)을 포함하고, 상기 다수의 단열재(120)는 제1 단열재(121), 제2 단열재(122), 제3 단열재(123)를 포함하고, 상기 제1 단열재(121)의 두께에 비해 상기 제2 단열재(122)의 두께가 두껍게 형성되고, 상기 제2 단열재(122)의 두께에 비해 상기 제3 단열재(123)의 두께가 두껍게 형성되고, 상기 구배형성층(100)은, 상기 제1 블록(111)과 그 하면에 결합한 제1 단열재(121)로 구성된 제1 조립체(101); 상기 제2 블록(112)과 그 하면에 결합한 제2 단열재(122)로 구성된 제2 조립체(102); 상기 제3 블록(113)과 그 하면에 결합한 제3 단열재(123)로 구성된 제3 조립체(103);를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 슬래브의 하향구배가 형성되는 방향을 향하여, 상기 제3 조립체(103), 제2 조립체(102), 제1 조립체(101)가 순차적으로 설치된 것이 바람직하다.
상기 단열재(120)는 단열 재질에 의해 동일한 두께로 형성된 다수의 단열판(2)을 포함하고, 상기 제1 단열재(121)는 하나의 상기 단열판(2)에 의해 형성되고, 상기 제2 단열재(122)는 2개의 상기 단열판(2)의 결합에 의해 형성되고, 상기 제3 단열재(123)는 3개의 상기 단열판(2)의 결합에 의해 형성된 것이 바람직하다.
상기 블록(110)의 상면의 가장자리에는 모따기부(3)가 형성된 것이 바람직하다.
상기 마감층(20) 또는 방수층(10)은 하이브리드 방수재 조성물의 도포에 의해 형성된 것이 바람직하다.
상기 하이브리드 방수재 조성물은, 수경화성 폴리우레탄 성분 및 무기질계 분체를 포함하고, 상기 수경화성 폴리우레탄 성분은 폴리우레탄 프리폴리머; 및 선택적으로 가소제, 소포제, 증점제, 산화방지제, 쇄연장제, 습윤분산제, 안료, 칙소성부여제, 내마모성 증진제, 파라핀, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제;를 포함하고, 상기 무기질계 분체는 시멘트, 및 선택적으로 탄산칼슘, 플라이애쉬, 규산, 석회, 알루미나, 카본블랙, 실리카, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 수경화성 폴리우레탄 성분은 폴리올, 이소시아네이트, 및 가소제, 소포제, 증점제, 산화방지제, 쇄연장제 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 첨가제를 혼합하여 폴리우레탄 수지를 제조한 후, 습윤분산제, 안료, 칙소성부여제, 내마모성 증진제, 파라핀, 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 첨가제를 혼합하여 제조할 수 있다.
그리고, 상기 수경화성 폴리우레탄 성분은 고형분 80 % 이상, 90% 이상, 또는 94 % 이상일 수 있다.
그리고, 상기 하이브리드 방수재 조성물은 상기 수경화성 폴리우레탄 성분 100 중량부; 및 무기질계 분체 1 내지 100 중량부, 5 내지 70 중량부, 또는 10 내지 50 중량부;를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 시멘트는 포틀랜드 시멘트일 수 있다.
또한, 물, 아크릴 에멀젼, 아스팔트 에멀젼, 고무라텍스, 액상규산칼륨, 액상규산나트륨, 콜로이드실리카, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 수경화제 용액을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 수경화제 용액은 수경화성 폴리우레탄 성분 100 중량부에 대하여 1 내지 100 중량부, 1 내지 80 중량부, 또는 5 내지 50 중량부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 수경화제 용액은,
상기 물 100 중량부; 및
아크릴 에멀젼 1 내지 30 중량부, 또는 5 내지 20 중량부,
아스팔트 에멀젼 1 내지 30 중량부, 또는 5 내지 20 중량부,
고무라텍스 1 내지 30 중량부, 또는 5 내지 20 중량부,
액상규산칼륨 1 내지 50 중량부, 또는 5 내지 30 중량부,
액상규산나트륨 1 내지 50 중량부, 또는 5 내지 30 중량부,
콜로이드실리카 1 내지 30 중량부, 또는 5 내지 20 중량부, 및 그 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 시멘트의 분말도는 2,000 cm2/g, 2,500 cm2/g, 또는 3,000 cm2/g 이상일 수 있다.
그리고, 상기 첨가제는 폴리우레탄 프리폴리머 100 중량부에 대하여 1 내지 40, 3 내지 36, 또는 5 내지 30 중량부 포함할 수 있다.
그리고, 상기 수경화성 폴리우레탄 성분은,
상기 폴리우레탄 프리폴리머 100 중량부; 및
상기 안료 0.1 내지 10, 0.5 내지 5, 또는 1 내지 4 중량부,
상기 가소제 0.1 내지 10, 0.5 내지 8, 또는 1 내지 5 중량부, 및
상기 소포제 1 내지 20, 2 내지 18, 또는 6 내지 16 중량부 중 적어도 하나 이상;을 혼합하여 제조할 수 있다.
또한, 상기 폴리우레탄 프리폴리머는 폴리올 및 이소시아네이트 화합물을 중합하여 제조한 것으로서 말단에 이소시아네이트기를 가질 수 있다.
그리고, 상기 이소시아네이트 화합물은 톨루엔디이소시아네이트일 수 있다.
그리고, 상기 폴리올은 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
그리고, 상기 폴리프로필렌글리콜은 평균분자량 1000 내지 3000인 2관능 폴리프로필렌글리콜일 수 있다.
또한, 상기 폴리우레탄 프리폴리머는 비이온성일 수 있다.
그리고, 상기 폴리우레탄 프리폴리머는 이소시아네이트기 함량이 2 내지 8 %, 3 내지 6 %, 또는 3.8 내지 5 %일 수 있다.
그리고, 상기 하이브리드 방수재 조성물은 △T/△t 값이 0.3 내지 1.8, 0.4 내지 1.5, 또는 0.6 내지 1.2이고, 상기 △T는 방수재 조성물의 경화에 의한 온도(K)변화이고, 상기 △t는 방수재 조성물 혼합시로부터 최고온도에 도달하는 시간(분)일 수 있다.
그리고, 상기 하이브리드 방수재 조성물은 2 액형 수경화성 하이브리드 방수재 조성물일 수 있다.
한편, 본 발명에 의한 하이브리드 방수재를 이용한 방수공법은,
폴리우레탄 프리폴리머, 및 선택적으로 가소제, 소포제, 증점제, 산화방지제, 습윤분산제, 안료, 칙소성부여제, 내마모성증진제, 파라핀, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 포함하는 수경화성 폴리우레탄 성분 100 중량부,
시멘트, 및 선택적으로 탄산칼슘, 플라이애쉬, 석회, 알루미나, 카본블랙, 실리카, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 무기질계 분체 1 내지 100 중량부, 5 내지 70 중량부, 또는 10 내지 50 중량부, 및
물을 포함하는 수경화제 용액 1 내지 100 중량부, 1 내지 80 중량부, 또는 5 내지 50 중량부를 혼합하여 하이브리드 방수재를 제조하는 단계; 및
상기 하이브리드 방수재를 시공면에 적용하는 단계:를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수경화제 용액은 아크릴 에멀젼, 아스팔트 에멀젼, 고무라텍스, 액상규산칼륨, 액상규산나트륨, 콜로이드실리카, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 하이브리드 방수재의 제조 시 수경화성 폴리우레탄 성분 100 중량부에 대하여 반응촉매 0.05 내지 6 중량부, 0.1 내지 5 중량부, 또는 0.12 내지 4 중량부를 혼합할 수 있다.
그리고, 상기 반응촉매는 디부틸주석 디라우레이트(Dibutyltin dilaurate; DBTDL)일 수 있다.
또한, 상기 수경화성 폴리우레탄 성분, 무기질계 분체, 및 수경화제 용액을 동시에 혼합하여 하이브리드 방수재를 제조할 수 있다.
또한, 상기 무기질계 분체와 수경화제 용액을 혼합하여 프리믹스를 제조한 후, 상기 수경화성 폴리우레탄 성분을 상기 프리믹스와 혼합하여 하이브리드 방수재를 제조할 수 있다.
그리고, 상기 프리믹스 제조 후 10 내지 300 초, 30 내지 240 초, 또는 60 내지 180 초 후에 상기 수경화성 폴리우레탄 성분과 혼합할 수 있다.
그리고, 상기 수경화제 용액에 의한 상기 수경화성 폴리우레탄 성분의 경화 시에 상기 무기질계 분체와 수경화제 용액의 혼합에 의한 수화열을 이용할 수 있다.
그리고, 상기 제조된 하이브리드 방수재는 우레아 결합을 가질 수 있다.
본 발명은 상기 슬래브의 단열 구조물의 시공방법으로서, 다수의 상기 블록(110)과 다수의 상기 단열판(2)의 결합에 의해 상기 제1 조립체(101), 제2 조립체(102), 제3 조립체(103)를 제작하는 단계; 상기 슬래브의 상면에 상기 방수층(10)을 형성하는 단계; 상기 슬래브의 하향구배가 형성되는 방향을 향하여, 상기 방수층(10)의 상부에 상기 제3 조립체(103), 제2 조립체(102), 제1 조립체(101)가 순차적으로 설치함으로써, 상기 구배형성층(100)을 형성하는 단계; 상기 구배형성층(100)의 상부에 상기 마감층(20)을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래브의 단열 구조물의 시공방법을 제시한다.
본 발명은 시공이 용이하고, 공사기간이 단축되며, 구조물의 안정성을 저해하지 않도록 하는 슬래브의 단열 구조물 및 그 시공방법을 제시한다.
도 1 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 1은 단열 구조물의 제1 실시예의 단면도.
도 2는 제1 조립체의 단면도.
도 3은 제2 조립체의 단면도.
도 4는 제3 조립체의 단면도.
도 5는 단열 구조물의 제2 실시예의 단면도.
도 6은 분체의 함유량별 실시예와 비교예에 따라 제조된 하이브리드 방수재 샘플의 경화 과정 중 온도 변화를 관찰한 그래프.
도 7은 수경화 폴리우레탄 하이브리드 방수재 조성물 및 종래의 폴리우레탄 방수재 조성물을 촬영한 사진.
도 8은 폴리우레탄 방수재 표면을 근접 촬영한 사진.
도 9는 종래의 폴리우레탄 방수재 표면을 근접 촬영한 사진.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 1 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 슬래브의 단열 구조물은 기본적으로, 슬래브(1)의 상부에 형성된 방수층(10); 가장자리를 향하여 하향구배가 형성되도록, 다수의 블록(110)과 다수의 단열재(120)의 결합에 의해 형성된 다수의 조립체에 의해 상기 방수층(10)의 상부에 형성된 구배형성층(100); 상기 구배형성층(100)의 상부에 형성된 마감층(20);을 포함하여 구성된다.
여기서 상기 조립체는, 블록(110)과 그 하면에 결합한 다양한 두께의 단열재(120)에 의해 형성된다.
구체적으로, 다수의 블록(110)은 동일한 크기를 갖는 제1 블록(111), 제2 블록(112), 제3 블록(113)을 포함하여 구성된다.
다수의 단열재(120)는 제1 단열재(121), 제2 단열재(122), 제3 단열재(123)를 포함하는데, 제1 단열재(121)의 두께에 비해 제2 단열재(122)의 두께가 두껍게 형성되고, 제2 단열재(122)의 두께에 비해 제3 단열재(123)의 두께가 두껍게 형성된다.
구배형성층(100)은, 제1 블록(111)과 그 하면에 결합한 제1 단열재(121)로 구성된 제1 조립체(101); 제2 블록(112)과 그 하면에 결합한 제2 단열재(122)로 구성된 제2 조립체(102); 제3 블록(113)과 그 하면에 결합한 제3 단열재(123)로 구성된 제3 조립체(103);를 포함하여 구성된다.
슬래브의 하향구배가 형성되는 방향을 향하여, 제3 조립체(103), 제2 조립체(102), 제1 조립체(101)를 순차적으로 설치하는 경우, 자연스럽게 버림 콘크리트나 몰탈의 타설 없이 하향구배구조가 형성된다.
이는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 미리 두께가 서로 상이한 여러 종류의 조립체를 제조하고, 이들을 슬래브 상면에 부착하기만 하면 되므로, 하향구배를 정밀하게 시공하는 것이 용이하다.
둘째, 여러 종류의 조립체의 부착만에 의해 하향구배의 형성작업이 완료되므로, 종래와 같이 타설된 버림콘크리트 또는 몰탈의 양생을 위하여 장시간이 소요되지 않는다.
셋째, 경량 블록을 사용하는 경우, 블록과 단열재의 조립체는 그 중량이 콘크리트나 몰탈의 그것에 비해 무시해도 좋을 정도로 작으므로, 슬래브 전체의 자중에 미치는 영향이 거의 없고, 구조물의 안정성을 저해하는 요인이 되지 않는다.
다수의 단열재(120)는 제1 단열재(121), 제2 단열재(122), 제3 단열재(123)를 포함하는데, 제1 단열재(121)의 두께에 비해 제2 단열재(122)의 두께가 두껍게 형성되고, 제2 단열재(122)의 두께에 비해 제3 단열재(123)의 두께가 두껍게 형성된다.
단열 재질에 의해 동일한 두께로 형성된 다수의 단열판(2)을 활용하여, 제1 단열재(121)는 하나의 단열판(2)에 의해 형성되고, 제2 단열재(122)는 2개의 단열판(2)의 결합에 의해 형성되고, 제3 단열재(123)는 3개의 단열판(2)의 결합에 의해 형성된 것을 구조를 취하는 경우, 쉬운 작업에 의해 정확한 두께를 맞출 수 있다는 장점이 추가된다.
블록(110)의 상면의 가장자리에 모따기부(3)가 형성되는 경우, 조립체의 제작, 운반, 보관 시 파손을 방지할 수 있고, 마감층(20)의 포설 시 더욱 견고한 방수구조의 형성이 가능하다는 효과가 있다.
마감층(20) 또는 방수층(10)은 후술하는 하이브리드 방수재 조성물의 도포에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 의한 슬래브의 단열 구조물의 시공방법에 관하여 설명한다.
먼저, 다수의 블록(110)과 다수의 단열판(2)의 결합에 의해 제1 조립체(101), 제2 조립체(102), 제3 조립체(103)를 제작한다.
슬래브의 상면에 하이브리드 방수재 조성물 등을 도포하여 방수층(10)을 형성한다.
슬래브의 하향구배가 형성되는 방향을 향하여, 방수층(10)의 상부에 제3 조립체(103), 제2 조립체(102), 제1 조립체(101)를 순차적으로 설치함으로써, 구배형성층(100)을 형성한다.
슬래브의 면적, 블록의 크기, 요구되는 구배 등을 고려하여, 복수의 제3 조립체(103), 복수의 제2 조립체(102), 복수의 제1 조립체(101)를 순차적으로 설치할 수도 있다.(도 5)
구배형성층(100)의 상부에 하이브리드 방수재 조성물 등을 도포하여 마감층(20)을 형성한다.
마감층(20)의 상면이 일정한 경사를 갖도록 마감함으로써, 제1 조립체(101), 제2 조립체(102), 제3 조립체(103)의 단차를 충전할 수 있다.
이하, 본 발명에 의한 슬래브의 단열 구조물의 시공방법에 사용되는 하이브리드 방수재 조성물에 관하여 설명한다.
위 하이브리드 방수재 조성물은 폴리우레탄 프리폴리머와 무기질계 분체 성분을 포함하는 수경화성 폴리우레탄 하이브리드 방수재 조성물에 의해 구현될 수 있다.
수용성 또는 수분산성 폴리우레탄 PUD 제품들은 수분산제(Dispersion)를 사용하여 우레탄 수지에 물을 첨가하거나, 또는 물에 우레탄 수지를 첨가하여 고형분 40~50% 전후로 희석된, 일종의 1액형 수용성 에멀젼(Emulsion) 제품으로 바탕면에 도막재를 도포 후 필수적으로 수분이 건조·증발된 후에 비로소 방수 도막재로서의 성능이 발현된다.
반면에, 수경화성 폴리우레탄 제품은 우레탄 프리폴리머 제조과정에서부터 폴리올과 이소시아네이트, 가소제, 소포제, 증점제, 산화방지제, 쇄연장제를 철저히 수분과의 접촉을 차단하기 위한 건조 질소 분위기의 반응기에 투입하여 폴리우레탄 수지를 제조하고 이후 습윤분산제, 안료, 칙소성부여제, 내마모성 증진제 등을 계량 투입하여, 폴리우레탄 프리폴리머가 포함된 고형분 80 % 이상, 90% 이상, 94 % 이상, 또는 약 95 %의 최종적인 수경화성 폴리우레탄 성분을 제조하게 되는 것이다.
상기 폴리우레탄 프리폴리머는 말단에 이소시아네이트기를 갖는 고분자 화합물로서 최종적으로 물을 첨가함에 따라 우레탄 경화반응을 일으켜 도막을 형성할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 하이브리드 방수재 조성물은 2 액형 수경화성 하이브리드 방수재 조성물일 수 있다.
보다 구체적으로, 하이브리드 방수재 조성물은 수경화성 폴리우레탄 성분 및 무기질계 분체를 포함하는 하이브리드 방수재 조성물로서, 상기 수경화성 폴리우레탄 성분은 폴리우레탄 프리폴리머; 및 선택적으로 가소제, 소포제, 증점제, 산화방지제, 쇄연장제, 습윤분산제, 안료, 칙소성부여제, 내마모성증진제, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제;를 포함하고, 상기 무기질계 분체는 시멘트, 및 선택적으로 탄산칼슘, 플라이애쉬, 규산, 석회, 알루미나, 카본블랙, 실리카, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 폴리우레탄 프리폴리머와 무기질계 분체 성분은 시공면 적용시 예정된 방법에 따라 혼합하여 사용한다.
또한, 하이브리드 방수재 조성물은 상기 수경화성 폴리우레탄 성분 100 중량부; 및 무기질계 분체 1 내지 100 중량부, 5 내지 70 중량부, 또는 10 내지 50 중량부;를 포함할 수 있다. 상기 무기질계 분체의 양이 상기 범위를 초과할 경우 방수재의 점도가 높아지고 흐름성이 저하되어 시공부위에 고르게 도포하기 어렵고 급격한 온도상승과 함께 방수재의 경화속도가 급격히 빨라지며 신장률과 인장강도가 저하되어 방수재의 성능이 약화된다. 반면에, 무기질계 분체의 양이 상기 범위 미만인 경우 방수재의 흐름성은 증가하나 원하는 방수재 도막의 두께를 확보하기 위해 여러 번 시공을 해야하며 경화시간이 다소 늘어나고 잉여수분에 의한 수축 및 기포발생과 방수재 사용량이 증가하게 된다.
위 하이브리드 방수재 조성물은, 수경화성 폴리우레탄 성분 및 무기질계 분체와, 물, 아크릴에멀젼, 아스팔트에멀젼, 고무라텍스, 액상규산칼륨, 액상규산나트륨, 콜로이드실리카 등을 포함하는 수경화제 용액을 포함하는 수경화 폴리우레탄 하이브리드 방수재에 의해 구현될 수 있다.
상기 수경화제 용액은 수경화성 폴리우레탄 성분 100 중량부에 대하여 1 내지 100 중량부, 1 내지 80 중량부, 또는 5 내지 50 중량부를 포함할 수 있다. 상기 수경화제 용액의 함량이 상기 범위 미만일 경우 충분한 경화가 이루어지기 어렵고 상기 범위를 초과할 경우에는 도막층의 탄성 및 강도 등이 저하될 수 있다.
특히, 상기 수경화제 용액은, 상기 물 100 중량부에 대하여 수분산 아크릴 에멀젼, 액상규산칼륨, 액상규산나트륨, 콜로이드실리카 및 이들의 혼합물로부터 이루어진 군으로부터 선택되는 성분 4 내지 160 중량부, 10 내지 140 중량부, 또는 20 내지 100 중량부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 수경화제 용액은 물 100 중량부에 대하여 수분산 아크릴 에멀젼 1 내지 30 중량부 또는 5 내지 20 중량부를 포함할 수 있다. 수분산 아크릴 에멀젼이 상기 범위를 초과하여 많을 경우 방수재의 점도가 높아져 시공성이 저하되며 인장강도는 높아지지만 신장률이 낮아지게 된다.
또한, 상기 수경화제 용액은 물 100 중량부에 대하여 액상규산칼륨 1 내지 50 중량부 또는 5 내지 30 중량부를 포함할 수 있고, 물 100 중량부에 대하여 액상규산나트륨 1 내지 50 중량부 또는 5 내지 30 중량부를 포함할 수 있다. 액상규산칼륨 또는 액상규산나트륨이 상기 범위를 초과하여 많을 경우 방수재의 점도가 높아져 시공성이 저하되며 흐름성이 저하되어 방수재를 시공하기 어렵게 된다.
또한, 상기 수경화제 용액은 물 100 중량부에 대하여 콜로이드실리카 1 내지 30 중량부 또는 5 내지 20 중량부를 포함할 수 있다. 콜로이드실리카의 중량부가 상기 범위를 초과하여 많을 경우 방수재의 점도가 높아지고 방수재의 부풀음이 발생하며 시공성이 저하된다.
하이브리드 방수재는 시공면에 적용하기 전 폴리우레탄 프리폴리머, 무기질계 분체, 및 물, 아크릴에멀젼, 아스팔트에멀젼, 고무라텍스 등의 수경화제 용액을 혼합하여 사용한다.
본 발명에 따른 무기질계 분체는 시멘트 및 탄산칼슘, 플라이애쉬, 규산, 석회, 알루미나, 카본블랙, 실리카, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것을 포함할 수 있다.
상기 시멘트는 포틀랜드 시멘트일 수 있고, 포틀랜드 시멘트는 비중이 3.05 이상이며, 분말도는 2,000 cm2/g, 2,500 cm2/g, 또는 3,000 cm2/g 이상인 것이 바람직하다. 높은 분말도를 갖는 포틀랜드 시멘트는 표면적이 커서 칼슘분이 많은 규산칼슘이 물에 분해되어 칼슘이 적고 안정하며 녹기 어려운 규산칼슘 수화물 겔과 수산화칼슘을 형성하는데 유리하며, 이들 성분이 뒤얽히면서 경도가 증가하는 특성을 나타낸다.
무기질계 분체는 물, 아크릴 에멀젼, 아스팔트 에멀젼, 고무라텍스, 액상규산칼륨, 액상규산나트륨, 콜로이드실리카, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 수경화제 용액과 혼합하여 프리믹스를 제조할 수 있다. 폴리우레탄 프리폴리머는 말단에 이소시아네이트기를 갖게 하는 고분자 화합물로서 최종적으로 상기 무기질계 분체와 수경화제 용액을 첨가함에 따라 우레탄 경화반응과 시멘트계 분체와의 수화반응을 일으켜 도막을 형성하게 되는 것이다.
폴리우레탄 프리폴리머 말단의 이소시아네이트기와 경화반응하기 위해 물을 사용하는 것이 가장 바람직하나, 아크릴 에멀젼, 아스팔트 에멀젼, 고무라텍스, 액상규산칼륨, 액상규산나트륨, 콜로이드실리카 등과 같이 무기질계 분체와 안정적으로 혼합될 수 있는 액상의 폴리머를 독립적으로 하나 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
위 하이브리드 방수재 조성물은, 수분이 없는 폴리우레탄 프리폴리머를 주제로 하고, 수 성분을 포함하는 경화제로 구성되는 수경화성 방수재로서, 수 성분에 의해 경화가 진행되므로 종래 폴리올 등 유기용제 경화제를 이용하지 않아 친환경적이며 작업 편의성이 우수하다.
따라서 물, 아크릴에멀젼, 아스팔트에멀젼, 고무라텍스 등의 수경화제 용액과 폴리우레탄 프리폴리머를 혼합하는 이유는 폴리우레탄 프리폴리머를 수분산시켜 이를 희석시키기 위한 것이 아니라 폴리우레탄 프리폴리머와 상기 수경화제 용액과 수경화 반응하여 우레탄 방수도막을 형성하기 위한 것이다.
무기질계 분체와 수경화제 용액을 혼합한 프리믹스를 폴리우레탄 프리폴리머와 함께 사용하면 초기 시멘트의 수화 반응에 의하여 응결 현상이 나타나며, 이어서 우레탄 경화 현상에 의하여 강도가 증가된다. 시멘트 등을 포함한 무기질계 분체는 방수재의 경도를 증가시킬 수 있는 특성이 있을 뿐만 아니라, 수화 반응에 의하여 발생되는 수화열로 인하여 경화 과정 중 온도 상승에 따라 우레탄의 경화반응을 촉진하여 경화 시간이 단축되며, 동계 기간 시공 시 방수재 동결로 인한 경화불량 문제를 감소시킬 수 있다.
따라서 하이브리드 방수재 조성물은 혼합 시의 온도 상승 속도가 매우 향상된 것으로서 △T/△t 값이 0.3 내지 1.8, 0.4 내지 1.5, 또는 0.6 내지 1.2일 수 있다. 상기 △T는 방수재 조성물의 경화에 의한 온도(K)변화이고, 상기 △t는 방수재 조성물 혼합시로부터 최고온도에 도달하는 시간(min)을 의미한다. 이에 의하면 본 발명의 하이브리드 방수재 조성물의 경화가 매우 빠르게 진행될 것임을 예상할 수 있다.
종전의 용제형 폴리우레탄 방수재는 물을 사용하지 않으므로 무기질계 분체를 혼합 사용할 수 없었다. 그러나 수경화성 폴리우레탄 프리폴리머는 필수적으로 우레탄 경화과정에 이소시아네이트와 물이 경화반응하므로 시멘트계 무기분체를 사용할 수 있다. 시멘트의 수화반응과 우레탄 경화반응은 각각 하기 반응식 1 및 2와 같이 표현될 수 있으며, 이소시아네이트와 물이 반응하여 아민 말단기와 이산화탄소를 발생시키고, 최종적으로 형성된 우레아(Urea)결합은 수소결합을 형성하게 되는데 이 때 잉여된 물이 시멘트와의 수화작용에 의해 수화열을 발생시키고, 화학적 변화를 통해 경화되면서 바탕면과의 결합력을 강화시키고 접착부위의 기계적 강도를 높이게 된다.
[반응식 1]
2(3CaO · SiO2) + 6H2O → 3CaO · 2SiO2 · 3H2O + 3Ca(OH)2 + 열(120cal/g)
[반응식 2]
NCO-R-NCO + H2O → NCO-R-NH-CO-NH-R-NCO + 2CO2
(Polyisocyanate) (Water) (Polyurea)
하이브리드 방수재 조성물은 포틀랜드 시멘트 등 무기질계 분체를 포함함에 따라 규산삼칼슘(규산삼석회), 규산이칼슘(규산이석회)을 함유하는데, 상기 반응식 1과 같이 물과의 반응으로 규산칼슘이 분해되어 안정화된 수화물과 수산화칼슘을 만들고, 이에 따라 조직의 결합과 결정화에 의해 도막의 강도를 증가시킬 수 있으며 방수재의 혼합 시 발생하는 이산화탄소를 흡수하여 탄산칼슘을 형성할 수 있어 경도를 증가시킴과 동시에 핀홀을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리우레탄 프리폴리머는 경화와 접착력을 위한 방수재의 기저 성분으로, 1 이상의 폴리올 및 폴리이소시아네이트 화합물을 중합하여 제조한 것으로서 말단에 이소시아네이트기를 갖는 것이면 당업계에서 통상적으로 사용되는 폴리우레탄 프리폴리머 중 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
상기 폴리올은 디올 또는 트리올일 수 있으며, 디올(Diol)은 MW 1000 내지 3000, 1200 내지 2500, 또는 1800 내지 2200, OHV 54 내지 58, 비중(20℃) 0.8 내지 1.2, 0.9 내지 1.1, 0.98 내지 1.01, 점도 260 내지 340 cps/25℃이고, 폴리우레탄 프리폴리머 중 중량비 10 내지 30% 함유되는 것이 바람직하다.
또한, 트리올(Triol)은 MW 4000 내지 6000, 4500 내지 5500, 또는 4700 내지 5000, OHV 31 내지 35, 비중 0.9 내지 1.2, 0.96 내지 1.1, 또는 1 내지 1.04, 점도 260 내지 320 cps/25℃이고, 폴리우레탄 프리폴리머 중 중량비 10 내지 30% 함유되는 것이 바람직하다.
더욱 구체적으로 상기 폴리올은 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 이 때 상기 폴리프로필렌글리콜은 평균분자량 1000 내지 3000인 2관능 폴리프로필렌글리콜인 것이 바람직하다.
상기 폴리이소시아네이트는 바람직하게는 디이소시아네이트이고, 특히 톨루엔 디이소시아네이트(2,4-, 2,6- 이성질체의 혼합물)일 수 있다. 상기 톨루엔 디이소시아네이트(Toluene Diisocyanate; TDI)는 2,4-/2,6-의 비는 3 내지 5, 3.2 내지 4.6, 또는 3.8 내지 4.2일 수 있고, MW이 150 내지 200, 160 내지 190, 또는 170 내지 180, 비중 0.1 내지 2, 0.5 내지 1.8, 또는 1 내지 1.4, 융점 11.2 내지 13.5 ℃, OSHA PEL 0.004 내지 0.006 ppm이고, 폴리우레탄 프리폴리머 중 중량비 3 내지 20%로 함유되는 것이 바람직하다.
이와 같이 생성된 상기 폴리우레탄 프리폴리머는 이소시아네이트기 함량이 2 내지 8 %, 3 내지 6 %, 또는 3.8 내지 5 %일 수 있다.
상기 폴리우레탄 프리폴리머는 비이온성인 것을 특징으로 할 수 있다.
수분산 폴리우레탄의 경우 우레탄 고분자 사슬에 음이온성 또는 양이온성의 이온성기를 도입하여 이온성 우레탄을 갖게 되나, 본 발명에 따른 하이브리드 방수재 조성물의 일 구성요소인 폴리우레탄 프리폴리머는 이소시아네이트와 폴리올 사이의 반응으로 생성된 우레탄이 비이온성으로서 특히 우레탄 기능기 내 질소가 양이온 또는 음이온을 띠지 않는다.
이는 본 발명의 폴리우레탄 프리폴리머는 수분산시킬 필요가 없고 고형분 함량이 높은 것을 특징으로 하기 때문이며 보다 간단하게 프리폴리머를 제조할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 한 구체예에서는, 폴리우레탄 프리폴리머 또는 폴리우레탄 하이브리드 방수재 조성물에 다양한 첨가제를 혼합하여 사용할 수 있다. 첨가제에는 시공면의 도막 성능을 향상시키기 위한 가소제, 소포제, 증점제, 산화방지제, 쇄연장제, 습윤분산제, 안료, 칙소성부여제, 내마모성 증진제 등이 포함되며, 시공면의 위치, 소재, 특성을 고려하여 첨가제를 적절히 조합하여 사용할 수 있다.
따라서 본 발명에서 수경화성 폴리우레탄 성분은, 폴리우레탄 프리폴리머 그 자체 또는 시공면의 도막 성능 향상을 위하여 가소제, 소포제, 탈포제, 증점제, 산화방지제, 습윤분산제, 안료, 칙소성부여제, 내마모성증진제, 쇄연장제 등으로부터 선택되는 다양한 첨가제(additives)를 혼합하여 제조된 폴리우레탄 수지를 통칭하는 것으로 해석된다.
상기 첨가제는 폴리우레탄 프리폴리머 100 중량부에 대하여 1 내지 40, 3 내지 36, 또는 5 내지 30 중량부 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 하이브리드 방수재 조성물은 무기질계 분체를 구성요소로 함으로써 흘러내림성을 조절할 수 있으므로 가소제, 소포제, 증점제 등의 첨가제 사용량은 통상의 방수재에 비하여 사용량을 15% 내지 30% 절감할 수 있다.
또한 상기 폴리우레탄 프리폴리머 100 중량부에 대하여, 상기 안료 0.1 내지 10, 0.5 내지 5, 또는 1 내지 4 중량부, 상기 가소제 0.1 내지 10, 0.5 내지 8, 또는 1 내지 5 중량부, 및 상기 소포제 1 내지 20, 2 내지 18, 또는 6 내지 16 중량부 중 적어도 하나 이상;을 혼합하여 제조하면 방수 도막의 물성을 향상시킬 수 있다.
첨가제로서 상기 쇄연장제는 디프로필렌 글리콜(Dipropylene glycol)일 수 있고, MW 100 내지 160, 110 내지 150, 또는 130 내지 140일 수 있고, 수경화성 폴리우레탄 성분 중 중량비 1 내지 5% 함유되는 것이 바람직하다.
첨가제로서 상기 산화방지제는 힌더드 페놀(Hindered phenol)일 수 있고, 수경화성 폴리우레탄 성분 중 중량비 1 내지 5% 함유되는 것이 바람직하다.
첨가제로서 시공면의 기포발생을 방지하는 역할하는 상기 소포제와 탈포제는 실리콘 계면활성제, 고급알코올, 산화마그네슘, 파라핀탄화수소 등이 사용될 수 있으며, 산화마그네슘, 파라핀탄화수소 등이 바람직하다.
구체적으로 상기 소포제와 탈포제는 N-파라핀(N-paraffin)일 수 있고, 비중 0.6 내지 0.82, 0.7 내지 0.8, 또는 0.74 내지 0.78, 인화점 90 내지 94 ℃, 비점 250 내지 270 ℃, 점도 1.6 내지 1.8 cps/40℃인 것으로서, 수경화성 폴리우레탄 성분 중 중량비 5 내지 20% 함유되는 것이 바람직하다.
첨가제로서 도막에 유연성과 내충격성을 부여하는 상기 가소제는 DINP(Diisononyl phthalate)일 수 있고, 비중 0.82 내지 1, 0.85 내지 0.99, 또는 0.95 내지 0.98, 점도 74 내지 80 cps, 수분 0.1% 이하의 것으로 사용하는 것이 바람직하다.
첨가제로서 상기 증점제(thickners)는 방수재의 흘러내림을 방지하여 작업성을 높일 목적으로 사용할 수 있으며, 메틸 셀룰로오스, 하이드록시 에틸 셀룰로오스, 폴리비닐알코올 등이 있으나, 이에 제한되지 않는다.
첨가제로서 상기 내마모성증진제(wear resistance)는 도막에 인장력을 향상시키고, 수축을 억제하며 점착성과 내마모성을 향상시키는 미분말실리카, 콜로이달실리카, 카본블랙 등이 사용되나, 이에 제한되지 않는다. 카본블랙은 장시간 자외선 노출에 따라 생길 수 있는 우레탄 소재의 황변 현상을 억제하는 효과를 가지므로 방수재의 자외선 안정성 향상에도 효과적이다.
한편, 하이브리드 방수재를 이용한 방수공법은 폴리우레탄 프리폴리머, 및 선택적으로 가소제, 소포제, 증점제, 산화방지제, 습윤분산제, 안료, 칙소성부여제, 내마모성증진제, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 포함하는 수경화성 폴리우레탄 성분 100 중량부, 시멘트, 및 선택적으로 탄산칼슘, 플라이애쉬, 규산, 석회, 알루미나, 카본블랙, 실리카, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 무기질계 분체 1 내지 100 중량부, 5 내지 70 중량부, 또는 10 내지 50 중량부, 및 물을 포함하는 수경화제 용액 1 내지 100 중량부, 1 내지 80 중량부, 또는 5 내지 50 중량부를 혼합하여 하이브리드 방수재를 제조하는 단계; 및 상기 하이브리드 방수재를 시공면에 적용하는 단계:를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 수경화제 용액은 아크릴 에멀젼, 아스팔트 에멀젼, 고무라텍스, 액상규산칼륨, 액상규산나트륨, 콜로이드실리카, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 성분을 포함할 수 있으며, 무기질계 분체와의 혼합안정성을 향상시킨다.
또한, 상기 하이브리드 방수재의 제조 시 수경화성 폴리우레탄 성분 100 중량부에 대하여 폴리우레탄 반응촉매 0.05 내지 6 중량부, 0.1 내지 5 중량부, 또는 0.12 내지 4 중량부를 첨가하면 반응성을 향상시킬 수 있으며, 반응촉매의 종류는 특별히 제한되지 않는다.
폴리우레탄 프리폴리머에 혼합하는 무기질계 분체의 사용량은 수경화제 용액의 사용량과 일정 부분 비례한다.
그러나 무기질계 분체의 양이 상기 범위를 초과하거나 용액의 양 보다 과도하게 많을 경우 방수재의 점도가 높아지고 흐름성이 저하되어 시공부위에 고르게 도포하기 어렵고 급격한 온도상승과 함께 방수재의 경화속도가 급격히 빨라지며 신장률과 인장강도가 저하되어 방수재의 성능이 약화된다.
또한, 무기질계 분체의 양이 상기 범위 미만인 경우 방수재의 흐름성은 증가하나 원하는 방수재 도막의 두께를 확보하기 위해 여러 번 시공을 해야하며 경화시간이 다소 늘어나고 잉여수분에 의한 수축 및 기포발생과 방수재 사용량이 증가하게 된다.
상기 하이브리드 방수재를 제조하는 단계는 무기질계 분체와 수경화제 용액을 혼합하여 프리믹스를 제조한 후, 상기 수경화성 폴리우레탄 성분을 상기 프리믹스와 혼합하여 하이브리드 방수재를 제조하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이 경우 상기 프리믹스 제조 후 10 내지 300 초, 30 내지 240 초, 또는 60 내지 180 초 후에 상기 수경화성 폴리우레탄 성분과 혼합하는 것이 바람직하다. 상기 시간을 초과하면 유동성을 잃고 굳어버릴 수 있다.
이러한 시간 간격을 둠으로써 무기질계 분체와 수경화제 용액의 혼합으로 발생하는 이산화탄소를 미리 배출할 수 있어 도막 형성 시 핀홀 발생을 저감시킬 수 있고, 이 때 발생하는 수화열에 의해 이산화탄소의 배출을 촉진시킬 수 있다.
다만 시공 현장 상황에 따라 상기 수경화성 폴리우레탄 성분, 무기질계 분체, 및 수경화제 용액을 동시에 혼합하여 하이브리드 방수재를 제조할 수 있음은 물론이다.
전술한 바와 같이 상기 하이브리드 방수재를 제조하기 위해 하이브리드 방수재 조성물을 혼합하면 수경화제 용액에 의한 수경화성 폴리우레탄 성분의 경화가 진행되며 이 때 상기 무기질계 분체와 수경화제 용액의 혼합에 의한 수화열을 이용하여 경화시간을 더욱 단축할 수 있다.
또한, 근본적으로 물에 의해 경화가 일어나 시공면에 수분이 존재하여도 도막 형성에 문제가 발생하지 않는다.
또한, 수경화가 진행되어 제조된 하이브리드 방수재는 우레아 결합을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
하이브리드 방수재는 시공면에 도포하거나 분사하는 등의 방법으로 적용할 수 있으며, 다양한 소재의 구조물의 내부, 외부 시공면에 사용할 수 있다.
이하, 위 하이브리드 방수재 조성물의 실시예에 대하여 설명한다.
[실시예]
제조예 1: 폴리우레탄 프리폴리머의 제조
평균분자량 2000의 2관능 폴리프로필렌글리콜 1000g 및 1,3-부탄디올 22g의 폴리올 혼합물과 톨루엔 디이소시아네이트(2,4 및 2,6TDI 80:20 혼합물) 230g을 건조 질소 분위기 하에서 약 80℃로 6시간 반응시켜 이소시아네이트기 함량 4 %인 폴리우레탄 프리폴리머 약 1252g을 제조하였다.
제조예 2: 수경화성 폴리우레탄 수지 조성물의 제조
상기 제조예 1에서 제조된 폴리우레탄 프리폴리머 805g에 산화마그네슘 분말 80g, 산화티타늄 안료 15g, DOP(가소제) 20g 및 C14 ~ C17 혼합물로 구성된 N-파라핀 탄화수소 80g을 혼합하여 수경화성 폴리우레탄 프리폴리머 조성물 1000g을 제조하였다.
실시예 1 내지 3: 수경화성 폴리우레탄 하이브리드 방수재 제조
상기 제조예 2에서 제조된 폴리우레탄 프리폴리머 조성물 100g에 시멘트 20g과 상온의 물 20g, 반응촉매 디부틸주석 디라우레이트(Dibutyltin dilaurate; DBTDL) 2g을 혼합하여 142g의 실시예 1의 수경화성 하이브리드 방수재 샘플을 제조하였다. 또한, 하기 표 1과 같은 배합비로 각각의 실시예 2 내지 4의 수경화성 하이브리드 방수재 샘플을 제조하였다.
성분 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
수경화성
폴리우레탄수지(g)		 100 100 100 100
시멘트(g) 20 30 40 50
물(g) 20 30 40 50
반응촉매(g) 2 2 2 2
계(g) 142 162 182 202
비교예 1: 수경화성 폴리우레탄 방수재 제조상기 제조예 2에서 제조된 폴리우레탄 프리폴리머 조성물 100g에 상온의 물 25g, 반응촉매 2g을 혼합하여 127g의 수경화성 폴리우레탄 방수재 샘플을 제조하였다.
시험예 1: 경화 시 최고온도 및 최고온도 도달시간 측정 시험
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1에서 제조된 방수재 샘플들의 경화 과정 중 온도 변화를 3 회씩 관찰하였으며 각 샘플의 최초온도 및 최고온도까지의 도달시간(분)은 도 6 및 하기 표 2와 같다.
분류 샘플 최초온도(℃) 최고온도(℃) 최고온도 도달시간(분)
비교예1 A 23.0 35.0 45
비교예1 B 23.0 33.2 52
비교예1 C 23.0 34.0 48
실시예1 A 23.0 42.5 29
실시예1 B 23.0 40.2 28
실시예1 C 23.0 42.0 29
실시예2 A 23.0 44.0 22
실시예2 B 23.0 45.2 20
실시예2 C 23.0 43.8 21
실시예3 A 23.0 43.9 23
실시예3 B 23.0 44.8 24
실시예3 C 23.0 42.5 23
실시예4 A 23.0 44.8 24
실시예4 B 23.0 43.5 22
실시예4 C 23.0 43.7 23
※측정오차 (±2℃)시멘트계 무기분체를 혼합한 수경화성 하이브리드 방수조성물 실시예의 경화시의 최고온도가 물과의 수화반응에 의한 1차 수화열과 우레탄 경화반응에 의한 2차 경화열의 발생으로 최초 23℃에서 최고 45℃ 이상 상승하였고 최고온도에 도달하는데 걸리는 시간이 약 20여분이 소요된 반면, 무기분체를 전혀 혼합하지 않은 수경화성 폴리우레탄 방수조성물 비교예의 최고온도에 도달하는 시간은 무기분체를 혼합한 샘플군보다 약 2배 느린 40분 이상이 소요되었다.시멘트계 분체를 혼합함으로서 방수재가 전체적으로 견고하게 경화되어 경화시간을 단축시키며, 2차에 걸친 온도의 상승이 콘크리트 표층에 존재하고 있는 수분의 증발을 촉진하여 부착강도를 증진시키고 도막방수재의 강도를 높일 수 있다.
시험예 2: 물성 측정 시험
상기 실시예 1 내지 4에서 제조된 방수재 샘플에 대하여 KS F 3211 기준치 충족 여부를 확인하기 위하여 인장강도, 신장률, 항장적, 부착성능 등을 시험하였고, 그 결과는 아래 표 3과 같다.
시험항목 기준치
KS F 3211		 시험결과
실시예 1 실시예2 실시예3 실시예4
인장강도 2.5 이상 3.8 3.6 3.2 2.8
신장률 450 이상 650 582 565 537
항장적 294.2 이상 572 539.2 452 382
인열강도 14.7 이상 19.7 30.8 28.2 25.2
부착성능-무처리 0.7 이상 1.0 1.0 1.0 1.0
표 3의 각 시험 항목은 KS F 3211의 기준에 따라 측정되었다.상기 표 3에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 하이브리드 방수재 조성물에 의하면 KS F 3211 기준치를 모두 충족하는 도막을 형성할 수 있다.시험예 3: 경화후 질량 변화 및 기포 발생 시험
상기 실시예 1 내지 4와 비교예 1에서 제조된 방수재 샘플에 대하여 약 20㎜ 깊이의 직경 100㎜인 유리접시에 충전하여 상온에서 24시간 경과 후 질량의 변화를 관찰하였다.
하기 표 4 및 도 7 내지 9와 같이 각각의 실시예 샘플에서는 약 4% 미만의 질량변화와 경화물 단면의 기포 생성이 관찰되지 않았으나, 비교예 1 샘플에서는 약 6% 이상의 질량 변화와 함께 경화물 단면의 기포가 존재하는 것이 확인되었다.
분류 측정전(g) 측정후(g) 차이(g) 비율(%)
비교예 1 127.0 119.2 7.8 6.1
실시예 1 142.0 136.4 5.6 3.9
실시예 2 162.0 156.9 5.1 3.1
실시예 3 182.0 176.2 5.8 3.1
실시예 4 202.0 195.4 6.6 3.2
※측정오차(±0.1%)표 4의 각 시험 항목은 KS F 3211의 기준에 따라 측정되었다.
도 7은 시멘트계 무기분체 30%를 혼합한 실시예 2 샘플을 좌측에, 무기분체를 전혀 혼합합지 않은 비교예 1 샘플을 우측에 배치하여 촬영한 사진으로서, 실시예 2 샘플은 본 발명에 따라 시멘트 분체를 혼합한 수경화성 하이브리드 방수조성물이므로 비교예 샘플에 비하여 색상이 짙다.
도 8은 실시예 1 샘플의 표면을, 도 9는 비교예 1 샘플의 표면을 일반 카메라로 근접 촬영한 사진으로서, 실시예 1 샘플은 기포가 거의 발생하지 않아 표면이 매우 우수하였으나, 이에 비하여 비교예 1 샘플은 육안으로 보일 정도로 다수의 기포가 샘플의 표면에 존재하고 있음을 확인할 수 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
1 : 슬래브 2 : 단열판
3 : 모따기부 10 : 방수층
20 : 마감층 100 : 구배형성층
101,102,103 : 조립체 110,111,112,113 : 블록
120,121,122,123 : 단열재

Claims (8)

  1. 슬래브(1)의 상부에 형성된 방수층(10);
    가장자리를 향하여 하향구배가 형성되도록, 다수의 블록(110)과 다수의 단열재(120)의 결합에 의해 형성된 다수의 조립체에 의해 상기 방수층(10)의 상부에 형성된 구배형성층(100);
    상기 구배형성층(100)의 상부에 형성된 마감층(20);을 포함하고,
    상기 조립체는,
    상기 블록(110)과 그 하면에 결합한 다양한 두께의 상기 단열재(120)에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 블록과 단열재의 조합에 의한 슬래브의 단열 구조물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 블록(110)은 동일한 크기를 갖는 제1 블록(111), 제2 블록(112), 제3 블록(113)을 포함하고,
    상기 다수의 단열재(120)는 제1 단열재(121), 제2 단열재(122), 제3 단열재(123)를 포함하고, 상기 제1 단열재(121)의 두께에 비해 상기 제2 단열재(122)의 두께가 두껍게 형성되고, 상기 제2 단열재(122)의 두께에 비해 상기 제3 단열재(123)의 두께가 두껍게 형성되고,
    상기 구배형성층(100)은,
    상기 제1 블록(111)과 그 하면에 결합한 제1 단열재(121)로 구성된 제1 조립체(101);
    상기 제2 블록(112)과 그 하면에 결합한 제2 단열재(122)로 구성된 제2 조립체(102);
    상기 제3 블록(113)과 그 하면에 결합한 제3 단열재(123)로 구성된 제3 조립체(103);를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록과 단열재의 조합에 의한 슬래브의 단열 구조물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 슬래브의 하향구배가 형성되는 방향을 향하여, 상기 제3 조립체(103), 제2 조립체(102), 제1 조립체(101)가 순차적으로 설치된 것을 특징으로 하는 블록과 단열재의 조합에 의한 슬래브의 단열 구조물.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 단열재(120)는 단열 재질에 의해 동일한 두께로 형성된 다수의 단열판(2)을 포함하고,
    상기 제1 단열재(121)는 하나의 상기 단열판(2)에 의해 형성되고,
    상기 제2 단열재(122)는 2개의 상기 단열판(2)의 결합에 의해 형성되고,
    상기 제3 단열재(123)는 3개의 상기 단열판(2)의 결합에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 블록과 단열재의 조합에 의한 슬래브의 단열 구조물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 블록(110)의 상면의 가장자리에는 모따기부(3)가 형성된 것을 특징으로 하는 블록과 단열재의 조합에 의한 슬래브의 단열 구조물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 마감층(20) 또는 방수층(10)은 하이브리드 방수재 조성물의 도포에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 블록과 단열재의 조합에 의한 슬래브의 단열 구조물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하이브리드 방수재 조성물은,
    수경화성 폴리우레탄 성분 및 무기질계 분체를 포함하고,
    상기 수경화성 폴리우레탄 성분은 폴리우레탄 프리폴리머; 및 선택적으로 가소제, 소포제, 증점제, 산화방지제, 쇄연장제, 습윤분산제, 안료, 칙소성부여제, 내마모성 증진제, 파라핀, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제;를 포함하고,
    상기 무기질계 분체는 시멘트, 및 선택적으로 탄산칼슘, 플라이애쉬, 규산, 석회, 알루미나, 카본블랙, 실리카, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 블록과 단열재의 조합에 의한 슬래브의 단열 구조물.
  8. 제4항의 슬래브의 단열 구조물의 시공방법으로서,
    다수의 상기 블록(110)과 다수의 상기 단열판(2)의 결합에 의해 상기 제1 조립체(101), 제2 조립체(102), 제3 조립체(103)를 제작하는 단계;
    상기 슬래브의 상면에 상기 방수층(10)을 형성하는 단계;
    상기 슬래브의 하향구배가 형성되는 방향을 향하여, 상기 방수층(10)의 상부에 상기 제3 조립체(103), 제2 조립체(102), 제1 조립체(101)가 순차적으로 설치함으로써, 상기 구배형성층(100)을 형성하는 단계;
    상기 구배형성층(100)의 상부에 상기 마감층(20)을 형성하는 단계;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 슬래브의 단열 구조물의 시공방법.
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