KR20230148870A - 콘크리트 구조물의 벽체를 위한 재도장층 - Google Patents
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Abstract
콘크리트 구조물의 벽체와의 부착력을 유지하고 보수된 크랙에서의 틈새가 발생하지 않도록 하는 콘크리트 구조물의 벽체를 위한 재도장층을 제시한다. 그 재도장층은 콘크리트 구조물 및 크랙 상에 도포된 프라이머층과, 크랙에 충진되고 옹기다공체를 포함하는 퍼티층 및 프라이머층과 퍼티층 상에 순차적으로 도포된 코트층 및 외장도료층을 포함하고, 퍼티층은 우레탄(urethane)계, 에폭시(epoxy)계 및 아크릴(acryl)계와 같은 합성수지 또는 마이크로 시멘트 중의 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어지며, 옹기다공체는 다수의 기공을 포함하고 퍼티층 전체중량에 대하여 1~5중량%를 포함한다.
Description
본 발명은 재도장층에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘크리트 구조물의 벽체를 재도장하기 위해, 보강 및 방수가 충분하게 이루어지도록 하는 재도장층에 관한 것이다.
도장작업은 대개 하도, 중도, 상도 등으로 이루어지는 도장단계에 따라 도료가 도포되어 도장층을 형성하게 된다. 이러한 도장층은 소정기간이 경과하게 되면, 도장층에 크랙이 발생되고 상도층이 벗겨지고 내부로 수분이 유입된다. 수분이 유입되면, 콘크리트 구조물의 부식을 초래하게 되므로 수차례 덧칠을 하지만, 내구연한에 도달되면 기존의 도장층을 벗겨내고 전면적으로 재도장을 시행한다. 한편, 콘크리트 구조물은 시공불량, 물리적인 손상, 철근부식 및 충격 등으로 인한 성능저하 등으로부터 기인하는 구조적인 크랙(structural crack)과, 소성수축 및 침하, 건조수축, 동결융해 등의 비구조적인 크랙(nonstructural crack)이 발생한다. 이러한 크랙은 콘크리트 구조물의 구조적 결함, 내구성 저하, 외관 손상, 방수성능 저하 등과 같은 문제를 초래하므로, 크랙 발생에 대하여 신속하고 적절한 대처가 필요하다.
종래의 재도장 방법은 고압세척 등으로 소지처리를 하고, 국내등록특허 제2,072,939호, 국내등록특허 제2,259,894호 등과 같이 크랙을 보수한다. 그후, 부착강화를 위한 바인더를 도포하고, 수성페인트 등으로 도장을 한다. 그런데, 종래의 방법은 시간이 지남에 따라 보수된 크랙과 바인더 사이의 열화가 일어나고 미세한 틈새가 발생한다. 그 틈새로 수분 및 공기가 유입되어, 콘크리트의 열화 및 철근의 부식이 일어나고 재도장층의 부착력이 떨어진다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 콘크리트 구조물의 벽체와의 부착력을 유지하고 보수된 크랙에서의 틈새가 발생하지 않도록 하는 콘크리트 구조물의 벽체를 위한 재도장층을 제공하는 데 있다.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 콘크리트 구조물의 벽체를 위한 재도장층은 콘크리트 구조물 및 크랙 상에 도포된 프라이머층과, 상기 크랙에 충진되고 옹기다공체를 포함하는 퍼티층 및 상기 프라이머층 및 상기 퍼티층 상에 순차적으로 도포된 코트층 및 외장도료층을 포함한다. 이때, 상기 퍼티층은 우레탄(urethane)계, 에폭시(epoxy)계 및 아크릴(acryl)계와 같은 합성수지 또는 마이크로 시멘트 중의 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어지며, 상기 옹기다공체는 다수의 기공을 포함하고 상기 퍼티층 전체중량에 대하여 1~5중량%를 포함한다.
본 발명의 재도장층에 있어서, 상기 옹기다공체는 다공성 탄화규소 분말을 포함하고, 상기 탄화규소 분말은 상기 옹기다공체 전체중량에 대하여 5~50중량% 함유할 수 있다. 상기 퍼티층은 다수의 기공을 포함하는 티탄산칼륨다공체 1~5중량%를 더 포함할 수 있다. 상기 프라이머층 및 상기 콘크리트 구조물 사이에 위치하며, 표면강화제를 포함하는 완충층을 포함할 수 있다.
본 발명의 재도장층에 있어서, 상기 퍼티층에는 상기 퍼티층과의 접착력을 향상시키는 접합층을 포함할 수 있다. 상기 접합층은 옹기다공체를 포함할 수 있다. 상기 접합층은 다수의 기공을 포함하는 티탄산칼륨다공체를 더 포함할 수 있다. 상기 접합층은 공극(G)을 형성하면서 적어도 하나의 층을 이루는 판형 세라믹을 포함할 수 있다. 상기 판형 세라믹은 서로 평행하게 배치되거나 경사지게 배치되거나 또는 서로 조합된 형태로 배치될 수 있다. 상기 접합층은 하부층, 통공 및 상부층으로 구분되고, 상기 통공은 완충격자가 제공하는 공간이다.
본 발명의 콘크리트 구조물의 벽체를 위한 재도장층에 의하면, 프라이머층을 도포한 후에 크랙보수를 실시함으로써, 콘크리트 구조물의 벽체와의 부착력을 유지하고 보수된 크랙에서의 틈새가 발생하지 않도록 한다.
도 1은 본 발명에 의한 제1 재도장층을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 제1 재도장층에 적용되는 티탄산칼륨다공체를 나타내는 사진들이다.
도 3은 본 발명에 의한 제2 접합층을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 제3 접합층을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 제2 재도장층을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 제1 재도장층에 적용되는 티탄산칼륨다공체를 나타내는 사진들이다.
도 3은 본 발명에 의한 제2 접합층을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 제3 접합층을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 제2 재도장층을 설명하기 위한 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 도면에서는 설명의 편의를 위하여 과장되게 표현하였다. 한편, 도면들에 있어서, 막(층, 패턴) 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장될 수 있다. 또한, 막(층, 패턴)이 다른 막(층, 패턴)의 상, 상부, 하부, 일면에 있다고 언급되는 경우에, 그것은 다른 막(층, 패턴)에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 다른 막(층, 패턴)이 개재될 수도 있다.
본 발명의 실시예는 프라이머층을 도포한 후에 크랙보수를 실시함으로써, 콘크리트 구조물의 벽체와의 부착력을 유지하고 보수된 크랙에서의 틈새가 발생하지 않도록 하는 콘크리트 구조물의 벽체를 위한 재도장층을 제시한다. 이를 위해, 기능성 바인더와 크랙보수를 포함하는 재도장층에 대하여 자세하게 알아보고, 상기 재도장층을 구현하는 방법에 의한 물성 개선을 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명의 재도장층은 콘크리트 구조물의 벽체에 적용되며, 콘크리트 구조물은 지하, 옥상, 외벽, 터널 등과 같이 다양하게 존재한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 제1 재도장층(100)을 설명하기 위한 단면도이다. 다만, 엄밀한 의미의 도면을 표현한 것이 아니며, 설명의 편의를 위하여 도면에 나타나지 않은 구성요소가 있을 수 있다.
도 1에 의하면, 제1 재도장층(100)은 콘크리트 구조물(CT)에 형성된 크랙(10)에 퍼티층(30) 및 제1 접합층(40)을 포함한다. 콘크리트 구조물(CT) 및 크랙(10) 상에는 프라이머층(20)이 도포된다. 프라이머층(20) 및 퍼티층(30) 상에는 코트층(50) 및 외장도료층(60)이 순차적으로 위치한다. 종래에는 퍼티층(30)을 형성한 이후에, 프라이머층(20)을 도포하였으나, 이렇게 되면, 퍼티층(30)과 콘크리트 구조물(CT) 사이에는 시간이 지남에 따라 콘크리트 구조물(CT) 및 퍼티층(30) 사이의 열화가 일어나고 미세한 틈새가 발생한다. 그 틈새로 수분 및 공기가 유입되어, 콘크리트 구조물(CT)의 열화 및 철근의 부식이 일어나고 제1 재도장층(100)의 결속력이 떨어진다. 이에 반해, 제1 재도장층(100)은 프라이머층(20)을 도포한 후에 퍼티층(30)을 형성함으로써, 상기 틈새의 발생을 억제할 수 있다.
크랙(10)은 건물의 지하, 옥상, 터널 등에서의 콘크리트 구조물(CT)의 바닥, 천장, 외벽에 발생된다. 콘크리트 구조물(CT)에 발생하는 크랙(10)은 시공불량, 물리적인 손상, 철근부식 및 충격 등으로 인한 성능저하 등으로부터 기인하는 구조적인 크랙(structural crack)과, 소성수축 및 침하, 건조수축, 동결융해 등의 비구조적인 크랙(nonstructural crack)이 존재한다. 실질적으로 크랙(10)은 보수를 위하여 고압세척, 연삭, 절삭 등을 통하여 소정의 정비된 형상을 가지며, 도면에서는 하나의 사례를 제시한 것이다.
프라이머층(20)은 바람직하게는 기존의 도장층을 박리한 후에 형성한다. 경우에 따라, 기존의 도장층을 박리하지 않을 수도 있지만, 일반적으로 기존의 도장층을 박리하는 것이 좋다. 기존의 도장층의 박리는 공지된 방법, 예컨대 그라인딩에 의한 박리 등이 적용될 수 있다. 그후, 기존의 도장층이 제거된 벽체의 표면을 고압세척 등으로 소지처리를 한다. 소지처리가 완료되면, 콘크리트 구조물(CT) 및 크랙(10)에 프라이머층(20)을 도포한다. 프라이머층(20)에는 부착력 강화를 위한 바인더, 방수, 방청 및 표면강화제 등을 포함할 수 있다.
프라이머층(20)의 바인더는 이미 알려진 조성물이 사용될 수 있다. 예를 들어, 물 100중량%에 대하여, 초산비닐(EVA), 아크릴 에멀젼, 비닐아세테이트, 폴리우레탄, 우레아, 폴리비닐아세테이트, 안료가 포함된 아크릴 에멀젼 등을 적절하게 혼합한 수지일 수 있다. 이때, 상기 바인더는 각각의 조성물의 함량을 변화시켜 점도를 달리하여, 점도가 다른 층을 적층하여 부착력을 높일 수 있다. 또한, 상기 조성물이외에도, 부틸아크릴레이트 에멀젼, 프탈산에스테르 에멀젼, 에폭시 에멀젼, 페놀 에멀젼 및 폴리옥시에틸렌옥티페닐에테르 에멀젼 중에서 선택된 적어도 어느 하나가 부가될 수 있다.
상기 방수는 굳이 이에 제한되지는 않으나, 방수를 위한 소수성 물질인 수산기, 아미노기, 카르복실기 등과 같이 극성이 없어서 물분자와 친화성이 없는 관능기를 갖는 물질과 같이 물을 투과하지 않는 재질을 활용할 수 있다. 상기 방청은 특히 철근의 부식을 방지하도록 이미 잘 알려진 물질이면 모두 가능하며, 예컨대, 알려져 있는 크로뮴산염, 인산염, 규산염, 알킬알릴설폰산염 등이 있다. 필요에 따라, 유기질소, 황화합물, 지방족 고급아민, 석유설폰산염, 금속비누 등이 사용될 수 있다.
상기 표면강화제는 알칼리규산염을 포함하는 무기질 강화제, 수용성 수지, 유기바인더가 혼합된 것이 바람직하고, 상기 유기바인더는 특히, 퍼티층(30)과의 접착력을 향상시킨다. 콘크리트 구조물(CT)의 미세기공으로 침투하여, 시멘트 수화반응으로 생성된 수산화칼슘과 불용성의 규산칼슘수화물을 생성시켜 미세기공을 충전하여 강도를 증진한다.
상기 알칼리규산염은 규산나트륨에 규산칼륨 또는 규산리튬 중의 적어도 어느 하나를 혼합하여 이루어지며, SiO2/R2O(여기에서 R은 K, Li, Na) 몰비가 1.5~4.0이고, SiO2의 함량은 10~30중량%가 좋다. 또한, 상기 알칼리규산염은 전체중량에 대하여, 5~50중량%가 좋다. 알칼리규산염의 함량이 5중량% 미만이면, 알칼리규산염의 농도가 너무 낮아서, 염해, 중성화 등 방지와 같은 콘크리트 구조물(CT) 표면강화 효과가 떨어진다. 50중량%를 초과하면, 점도가 너무 높아져서 콘크리트 구조물(CT) 내부로 침투하기가 어려워지고, 콘크리트 구조물(CT)의 표면강도가 떨어지며, 다른 조성물과의 결합력이 저하된다. 상기 표면강화제에는 상기 알칼리규산염 이외에도 표면강화 효과를 개선하기 위한 무기물질이 추가될 수 있다.
상기 수용성 수지는 내수성을 부여하며, 콘크리트 구조물(CT) 표면에의 침투성이 우수하여 콘크리트 구조물(CT) 내의 공극을 충진시키며 수밀성을 향상시킬 수 있어, 콘크리트 구조물(CT)의 표면강화에 유용하다. 한편, 상기 알칼리규산염으로 표면강화를 하면, 콘크리트 구조물(CT)의 수축 또는 팽창으로 인한 응력에 의한 프라이머층(20)의 균열이 일어나고, 또한, 외부의 충격에 의해 균열이 발생할 수 있다. 상시 수용성 수지는 상기 응력에 의한 프라이머층(20)의 균열을 방지하고, 외부의 충격을 완화시킬 수 있다. 상기 수용성 수지는 수용성의 아크릴 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 비닐 수지 등이 있다. 상기 수용성 수지의 함량은 프라이머층(20)의 전체중량에 대하여, 10~30중량%가 바람직하다. 상기 함량이 10중량% 미만이면, 염해, 중성화 등 방지와 같은 콘크리트 구조물(CT) 표면강화 효과가 떨어지고, 30중량% 초과하면 알칼리규산염에 의한 표면강화 효과가 저하된다.
상기 유기바인더는 조성물 간의 결합력을 증진시키며 경시경화가 가능하여, 콘크리트 구조물(CT) 내부의 수밀성을 높임과 동시에 내수성, 내화학성, 내마모성, 내구성 및 강도 등의 기계적 물성을 향상시킨다. 상기 유기바인더는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리디메틸실록산 수지, 페놀 수지, 폴리우레탄 수지, 아미노 수지, 폴리에스테르 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함한다. 상기 유기바인더의 함량은 프라이머층(20) 전체중량에 대하여, 1~5중량%가 바람직하다.
본 발명의 프라이머층(20)에는 안료, 안료분산제, 표면개질화제, 난연제, 항균제, 항곰팡이제, 평활제, 습윤제, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 등과 같은 동결방지제 등과 같은 첨가제가 필요에 따라 첨가될 수 있다. 상기 첨가제는 공지된 것이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 첨가제의 함량은 프라이머층(20)의 전체중량을 고려하여, 적절하게 조절될 수 있다.
퍼티층(30)의 바인더(31)는 우레탄(urethane)계, 에폭시(epoxy)계 및 아크릴(acryl)계와 같은 합성수지 또는 마이크로 시멘트 등이 있다. 상기 우레탄계는 가수분해를 시작하면 주입한 퍼티층(30)의 형상이 변형된다. 상기 에폭시계는 수분에 부착성이 없어서 실질적으로 우레탄계를 혼합하여 사용한다. 상기 아크릴계는 발포보수제가 많이 사용되며, 누수로 인한 하자를 줄이기 위하여 아크릴 겔(gel) 타입이 적용된다. 상기 마이크로 시멘트는 시멘트와 수성 에멀젼 수지와 상호보완을 위해 혼합된 것이며, 경화속도가 느리다는 단점이 있다. 또한, 퍼티층(30)의 바인더(31)는 이액형과 같이 다액형을 적용할 수도 있다. 퍼티층(2)에는 필요에 따라 유화제, 소포제, 분산제, 방부제, 증점제, 안료, 물 등을 혼합할 수 있다. 퍼티층(30)의 바인더(31)는 우레탄(urethane)계, 에폭시(epoxy)계 및 아크릴(acryl)계와 같은 합성수지 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 공지의 고탄성 퍼티층이 바람직하다. 상기 고탄성 퍼티층에는 탄산칼슘, 실란커플링제, 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 수산화바륨, 실리카 등과 같은 충진제를 포함할 수 있다.
퍼티층(30)에는 옹기다공체(32)를 포함하며, 선택적으로 티탄산칼륨다공체(33)를 더 포함할 수 있다. 옹기다공체(32)는 퍼티층(30)과의 결합력을 높이고, 퍼티층(30)의 통기성 및 단열성을 향상시킨다. 옹기다공체(32)는 주로 점토를 소성하여 제조하는 데, 점토는 지름이 0.004mm 이하인 미세한 흙입자를 말하고, 암석이 풍화, 분해되면 주로 규소, 알루미늄과 물이 결합하여 점토광물이 이루어진다. 점토는 모래나 실트에 비해서 단위무게당 표면적이 훨씬 넓으므로 토양 중에서는 부식과 함께 가장 활동적인 부분이며 수분 및 양분의 보유력이 강하다. 옹기다공체(32)는 인체에 무해하고, 독성이 없으며 오랜 시간동안 사용할 수 있다. 또한, 옹기다공체(32)는 자연상태에서 우수한 내환경성을 유지하며, 생산하는 가격이 저렴하다. 나아가, 옹기다공체(32)를 제조하는 과정에서 생기는 미세한 기공은 공기는 통과하게 하고 물은 차단하는 천연필터의 기능을 보유한다.
옹기다공체(32)에서 겉보기 밀도를 조절하기 위하여, 탄화규소(SiC) 분말이 혼합된다. 상기 탄화규소 분말은 옹기다공체(32)에 포함되는 형태로 존재하며, 옹기다공체(32)를 제조하는 과정에서, 분위기 가스와 열에 의해 화학반응을 일으켜 가스를 발생한다. 예컨대, 상기 탄화규소 분말은 열에 의해 산소와 반응하여 산소화합물을 발생하면서, 다공체로 전환된다. 여기서, 산소화합물은 CO2일 수 있으며, CO2는 옹기의 겉보기 밀도(Apparent Density;AD)를 조절하는 역할을 한다. 겉보기 밀도는 g/cc의 단위로 표시하며, 단위 체적당 질량을 말한다. 겉보기 밀도는 옹기다공체(32) 내에 포함된 기공의 수와 기공의 크기에 따라 달라지며, 기공이 차지하는 상대적인 부피가 클수록 겉보기 밀도는 작아진다.
옹기다공체(32)의 함량은 퍼티층(30) 전체중량에 대하여, 옹기다공체(32)의 분산성, 통기성, 단열성을 고려하여 1~5중량%가 바람직하다. 옹기다공체(32)의 함량이 1중량% 미만이면 통기성, 단열성의 효과가 떨어지고, 5중량% 초과하면 퍼티재 성분이 감소하여 크랙보수 효과가 감소된다. 또한, 옹기다공체(32)에서의 상기 탄화규소 분말의 함량은 옹기다공체(32) 중량에 대하여, 5~50 중량%의 함량을 갖는다. 옹기다공체(32)에서 다공체인 탄화규소 분말의 함량이 증가하면, 옹기다공체(32)의 겉보기 밀도는 낮아진다. 상기 탄화규소 분말의 함량이 커지면서 기공의 수가 상대적으로 증가하고, 기공의 크기도 커진다. 이와 같이, 탄화규소 분말은 옹기다공체(32)를 기공의 수와 크기를 조절하여, 통기성을 조절할 수 있다.
선택적으로, 퍼티층(30)은 티탄산칼륨다공체(33)를 더 포함할 수 있다. 티탄산칼륨다공체(33)는 퍼티층(30)의 결합력을 높이고, 퍼티층(30)의 통기성 및 단열성을 향상시킨다. 티탄산칼륨다공체(33)는 도 2와 같이 섬유(a), 분말(b) 등을 소결한 것으로 각각에는 기공(Vg)가 존재한다. 티탄산칼륨다공체(33)의 기공율은 공지의 방법에 의해 조절될 수 있다. 티탄산칼륨다공체(33)는 기계적인 성능이 우수할 뿐 아니라, 특히 자체 터널구조로 인하여 독특한 물리화학적 특성을 지니고 있다. 예를 들어, 높은 적외선반사율, 저열전도율, 단열성, 고내열성, 고내마모성, 고전기절연성 및 저유전율, 화학안정성 등이 있다.
티탄산칼륨다공체(33)의 함량은 퍼티층(30) 전체중량에 대하여, 티탄산칼륨다공체(33)의 분산성, 통기성, 단열성을 고려하여 1~5중량%가 바람직하다. 티탄산칼륨다공체(33)의 함량이 1중량% 미만이면 통기성, 단열성의 효과가 떨어지고, 5중량% 초과하면 퍼티재 성분이 감소하여 크랙보수 효과가 감소된다.
옹기다공체(32) 및 티탄산칼륨다공체(33)는 수분을 머금고 있다가 서서히 증발시켜서 수분에 의한 열화를 방지한다. 또한, 옹기다공체(32) 및 티탄산칼륨다공체(33)의 기공은단열성을 부여한다. 3차원 네트워크 형태로 연결된 상기 기공은 수분 및 공기를 흡입하여, 퍼티층(30)의 열전도도를 낮춘다. 다공체(32, 33)의 단열성은 퍼티층(30)에서의 급격한 온도변화를 억제하여, 퍼티층(30)의 수축과 팽창을 억제한다. 즉, 다공체(32, 33)는 수분을 서서히 증발시키고, 급격한 온도변화를 억제하여 퍼티층(30)의 균열을 효과적으로 방지하는 데에 기여한다.
한편, 크랙(10)의 크기가 크면, 일부 영역, 특히 중심부에서 퍼티층(30)의 고화가 제대로 일어나지 않는다. 이렇게 되면, 퍼티층(30)의 고화가 전체에 걸쳐 균일하게 이루어지지 않으므로, 시간이 지남에 따라서 퍼티층(30)의 열화가 일어나고 미세한 틈새가 발생한다. 상기 틈새가 생기면, 그 틈새로 수분 및 공기가 흡수되어서 보수제의 기능이 저하되어 퍼티층(30)의 역할을 제대로 하지 못한다. 구체적으로, 시공 후에 퍼티층(30)에 수분이 침투하는 경우, 상기 수분이 햇볕에 의해 열을 받아 수증기가 되어 증발하지 못하고 상기 틈새에 머물러 증기압이 커진다. 상기 증기압이 커지면, 상기 틈새에서 증기압으로 밀고 올라오는 부풀음 현상이 발생한다.
다공체(32, 33)는 퍼티층(30)의 내부에 골고루 분포되어, 퍼티층(30)의 고화가 크랙(10) 전체에 걸쳐서 균일하게 일어난다. 왜냐하면, 다공체(32, 33)의 균일한 분포는 액상의 퍼티층(30)이 응집되는 것을 방지하기 때문이다. 다공체(32, 33)는 퍼티층(30)의 고화가 제대로 일어나지 않은 문제를 해결할 수 있다. 또한, 다공체(32, 33)는 앵커 역할을 하므로, 퍼티층(30)이 치밀한 상태를 계속 유지하도록 한다. 퍼티층(30)의 고화가 크랙(10) 전체에 걸쳐 균일하게 이루어지면, 시간이 지남에 따라서 발생할 수 있는 퍼티층(30)의 열화를 차단하여 미세한 틈새의 발생을 억제한다. 상기 틈새가 억제되면, 그 틈새로 수분 및 공기가 흡수되는 것을 차단하여 퍼티층(30)의 역할을 충분하게 수행하게 한다. 이와 같이, 퍼티층(30)의 고화가 전체적으로 균일하게 이루어지고 치밀성이 계속 유지되면, 외부로부터의 수분 흡수가 방지되어 수분이 햇볕에 의해 열을 받아 발생하는 증기압을 원천적으로 차단하여, 부풀음 현상을 제거할 수 있다.
제1 접합층(40)은 퍼티층(30)에 내부에 위치하여, 퍼티층(30)의 접착력을 향상시키고, 퍼티층(30)으로 수분이나 이물질이 침투하는 것을 방지하여 방수특성을 부여한다. 제1 접합층(40)은 퍼티층(30)의 결속력을 향상시켜 퍼티층(30)의 강도를 향상시킨다. 이와 같이. 제1 접합층(40)의 존재는 퍼티층(30)의 수명에 큰 영향을 미친다. 제1 접합층(40)은 바인더(31)를 유화제, 안정제 등을 용액 중에 분산시킨 에멀젼 형태의 접합층 바인더(41)를 포함하고, 본 발명의 실시예는 옹기다공체(32)를 포함하며, 선택적으로 티탄산칼륨다공체(33)를 더 포함할 수 있다. 접합층 바인더(41)는 공지된 것이면 제한 없이 적용될 수 있다. 다공체(32, 33)는 앞에서 설명한 바와 같다.
다공체(32, 33)는 제1 접합층(40)의 내부에 골고루 분포되어, 제1 접합층(40)의 고화가 제1 접합층(40) 전체에 걸쳐서 균일하게 일어난다. 왜냐하면, 다공체(32, 33)의 균일한 분포는 액상의 제1 접합층(40)이 응집되는 것을 방지하기 때문이다. 다공체(32, 33)는 제1 접합층(40)의 고화가 제대로 일어나지 않은 문제를 해결할 수 있다. 또한, 다공체(32, 33)는 앵커 역할을 하므로, 제1 접합층(40)이 치밀한 상태를 계속 유지하도록 한다. 제1 접합층(40)의 고화가 전체에 걸쳐 균일하게 이루어지면, 시간이 지남에 따라서 발생할 수 있는 제1 접합층(40)의 열화를 차단하여 미세한 틈새의 발생을 억제한다. 상기 틈새가 억제되면, 그 틈새로 수분 및 공기가 흡수되는 것을 차단하여 제1 접합층(40)의 역할을 충분하게 수행하게 한다. 이와 같이, 제1 접합층(40)의 고화가 전체적으로 균일하게 이루어지고 치밀성이 계속 유지되면, 외부로부터의 수분 흡수가 방지되어 수분이 햇볕에 의해 열을 받아 발생하는 증기압을 원천적으로 차단하여, 부풀음 현상을 제거할 수 있다.
제1 접합층(40)은 수분의 경로를 우회하도록 하여, 상기 수분이 다공체(32, 33)에 보다 서서히 흡수되고 증발되도록 하여, 제1 접합층(40)의 크랙을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 제1 접합층(40)의 내부에는 판형 세라믹(42), 예컨대 조대 티탄산칼륨, 탈크 등으로 이루어진 판형 세라믹(42)이 적어도 2층 이상으로 적층되며, 도면에서는 3층의 판형 세라믹(42)의 사례를 나타내었다. 판형 세라믹(42)으로 이루어진 층은 하나로 이루어지 않고, 판형 세라믹(42)이 공극(G)을 이루면서 층을 이룬다. 다공체(32, 33)는 판형 세라믹(42)의 사이에 분산된다.
판형 세라믹(42)은 조대 티탄산칼륨을 예로 들면, 길이(L)은 평균길이 1~10㎛가 바람직하다. 1㎛보다 작으면, 길이가 짧아서 공극(G)을 형성하면서 층을 이루기 어렵다. 10㎛보다 크면, 길이가 길어서 다공체(32, 33)가 판형 세라믹(42) 사이의 공간으로 들어가 제대로 충진되기 어렵다. 다공체(32, 33)의 충진이 제대로 이루어지지 않으면, 제1 접합층(40)의 밀도 저하로 수분을 조절하는 정도가 감소된다. 도면에서는 판형 세라믹(42)이 평행하게 적층된 것으로 표현되었으나, 실질적으로 각각의 판형 세라믹(42)은 전체 또는 일부가 경사지면서 적층될 수 있다. 다공체(32, 33)가 판형 세라믹(42) 사이의 공간에 충진되면, 제1 접합층(40)의 외부로부터 유입되는 수분의 유입경로를 차단하거나 최대한으로 저지한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 제2 접합층(70)을 설명하기 위한 단면도이다. 이때, 제2 접합층(70)은 완충격자(71) 및 층구조를 제외하고 제1 접합층(40)과 동일하다. 설명의 편의를 위하여, 완충격자(71)를 평면적으로 표현하였다.
도 3에 의하면, 제2 접합층(70)은 매트릭스(matrix) 형태의 완충격자(71)를 포함한다. 완충격자(71)는 콘크리트 구조물(CT)에 하중이 가해질 때, 다공체(32, 33)가 훼손되지 않도록 한다. 완충격자(71)는 다양한 물질이 가능하나, 합성수지로 이루어진 메쉬(mesh)가 바람직하다. 완충격자(71)는 상기 하중을 견디고, 완충격자(71)가 메쉬라면 정도의 차이는 있지만, 앞에서 설명한 다공체(32, 33)의 특성을 발휘한다. 다공체(32, 33)는 완충격자(71)가 제공하는 공간(71a)에 충진된다. 이에 따라, 제2 접합층(70)은 하부층(70a), 통공(70b) 및 상부층(70c)으로 구분된다. 통공(70b)은 수분을 흡수하고 서서히 방출함으로써, 제2 접합층(70)은 부풀음을 방지하여 퍼치층(30)과의 부착력을 유지시킨다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 제3 접합층(80)을 설명하기 위한 단면도이다. 이때, 제3 접합층(80)은 완충격자(71) 및 층구조를 제외하고 제2 접합층(70)과 동일하다. 설명의 편의를 위하여, 완충격자(71)를 평면적으로 표현하였다.
도 4에 의하면, 제3 접합층(80)은 매트릭스(matrix) 형태의 완충격자(71)를 포함한다. 완충격자(71)는 콘크리트 구조물(CT)에 하중이 가해질 때, 다공체(32, 33)가 파손되지 않도록 한다. 완충격자(71)는 다양한 물질이 가능하나, 합성수지로 이루어진 메쉬가 바람직하다. 완충격자(71)는 상기 하중을 견디고, 완충격자(71)가 메쉬라면 정도의 차이는 있지만, 앞에서 설명한 다공체(32, 33)의 특성을 발휘한다. 다공체(32, 33)는 완충격자(71)가 제공하는 공간(71a)에 충진된다. 이에 따라, 제3 접합층(80)은 하부층(80a), 통공(70b) 및 상부층(80b)으로 구분된다. 통공(70b)은 수분을 흡수하고 서서히 방출함으로써, 제3 접합층(80)은 부풀음을 방지하여 퍼티층(30)과의 부착력을 유지시킨다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 제2 재도장층(200)을 설명하기 위한 단면도이다. 이때, 제2 재도장층(200)은 완충층(90)을 제외하고, 제1 재도장층(100)과 동일하다. 이에 따라, 중복되는 부분에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5에 의하면, 제2 재도장층(200)은 프라이머층(20) 및 콘크리트 구조물(CT) 사이에 완충층(90)을 포함할 수 있다. 완충층(90)은 표면강화제, 예컨대 알칼리규산염을 포함하여, 침투성 및 충격완화 특성이 부족한 점을 보완한다. 완충층(90)은 침투력이 우수한 수용성 수지로 이루어지거나, 상기 수용성 수지에 모르타르 또는 시멘트와 같은 시멘트계 수경성 무기질 물질을 혼합할 수 있다. 이때, 상기 수용성 수지는 아크릴 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 비닐 수지 등이 있다. 상기 수용성 수지는 완충층(90)의 수용성 수지, 유기바인더와의 결합력이 높아져서, 완충층(90)의 균열을 방지한다. 완충층(90)은 콘크리트 구조물(CT)의 침투력을 높이고, 완충층(90)의 균열을 방지하면서 알칼리규산염을 포함하는 콘크리트 구조물(CT)의 표면강화 효과를 장기간 유지하게 한다.
이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
10; 크랙 20; 프라이머층
30; 퍼티층 31; 퍼티층 바인더
32; 옹기다공체 33; 티탄산칼륨다공체
40, 70, 80; 제1 내지 제3 접합층
41; 접합층 바인더 42; 판형 세라믹
50; 코트층 60; 외장도료층
71; 완충격자 90; 완충층
30; 퍼티층 31; 퍼티층 바인더
32; 옹기다공체 33; 티탄산칼륨다공체
40, 70, 80; 제1 내지 제3 접합층
41; 접합층 바인더 42; 판형 세라믹
50; 코트층 60; 외장도료층
71; 완충격자 90; 완충층
Claims (10)
- 콘크리트 구조물 및 크랙 상에 도포된 프라이머층;
상기 크랙에 충진되고 옹기다공체를 포함하는 퍼티층; 및
상기 프라이머층 및 상기 퍼티층 상에 순차적으로 도포된 코트층 및 외장도료층을 포함하고,
상기 퍼티층은 우레탄(urethane)계, 에폭시(epoxy)계 및 아크릴(acryl)계와 같은 합성수지 또는 마이크로 시멘트 중의 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어지며, 상기 옹기다공체는 다수의 기공을 포함하고 상기 퍼티층 전체중량에 대하여 1~5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 벽체를 위한 재도장층. - 제1항에 있어서, 상기 옹기다공체는 다공성 탄화규소 분말을 포함하고, 상기 탄화규소 분말은 상기 옹기다공체 전체중량에 대하여 5~50중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 벽체를 위한 재도장층.
- 제1항에 있어서, 상기 퍼티층은 다수의 기공을 포함하는 티탄산칼륨다공체 1~5중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 벽체를 위한 재도장층.
- 제1항에 있어서, 상기 프라이머층 및 상기 콘크리트 구조물 사이에 위치하며, 표면강화제를 포함하는 완충층을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 벽체를 위한 재도장층.
- 제1항에 있어서, 상기 퍼티층에는 상기 퍼티층과의 접착력을 향상시키는 접합층을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 벽체를 위한 재도장층.
- 제5항에 있어서, 상기 접합층은 옹기다공체를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 벽체를 위한 재도장층.
- 제5항에 있어서, 상기 접합층은 다수의 기공을 포함하는 티탄산칼륨다공체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 벽체를 위한 재도장층.
- 제5항에 있어서, 상기 접합층은 공극(G)을 형성하면서 적어도 하나의 층을 이루는 판형 세라믹을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 벽체를 위한 재도장층.
- 제8항에 있어서, 상기 판형 세라믹은 서로 평행하게 배치되거나 경사지게 배치되거나 또는 서로 조합된 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 벽체를 위한 재도장층.
- 제5항에 있어서, 상기 접합층은 하부층, 통공 및 상부층으로 구분되고, 상기 통공은 완충격자가 제공하는 공간인 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 벽체를 위한 재도장층.
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