KR20230153335A - 방수 보호층을 가지는 옥상 방수 구조 및 그 시공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방수 보호층을 가지는 옥상 방수 구조 및 그 시공법을 개시한다. 이러한 본 발명은 다공층으로 구성된 슬래그로 이루어지는 방수 보호층을 통해 방수 몰탈층을 보호하도록 구성한 것이고, 이에 따라 저발열성으로 냉,난방에 유용하고 혹독한 환경에서도 방수층을 보호할 수 있도록 하는 등 내구 수명이 장기간 유지되는 것이다.

Description

방수 보호층을 가지는 옥상 방수 구조 및 그 시공법 {THE WATERPROOFING STRUCTURE BY PROTECTIVE MORTAR SURFACE'S REINFORCEMENT AND THEREOF METHOD}

본 발명은 건축물의 옥상에 시공되는 방수 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저발열성으로 냉,난방에 유용하고 혹독한 환경에서도 방수층을 보호할 수 있도록 하는 등 내후성과 내구성을 높여 수명을 장기간 유지하는 방수 보호층을 가지는 옥상 방수 구조 및 그 시공법에 관한 것이다.

일반적으로, 건축 구조물상의 옥상이나 바닥면 상 등과 같이 외부(외기)나 습기에 노출되는 콘크리트 슬래브는 통상적으로 방수처리하고 있고 그 방수방법은 콘크리트 슬래브의 상단으로 단열층을 포함하여 하나 이상의 방수층을 건물의 바닥면에 시공하여 사용하고 있는 실정이다.

상기한 바와 같이 외기에 노출된 방수층은 온도의 영향을 많이 받기 때문에 방수층의 하단에 있는 콘크리트 슬래브에서 발생하는 압력에 의해 도막의 들뜸현상(Air Pocket)이 일어나고 동절기에는 결빙되어 물의 체적이 91%까지 팽창하게 됨으로서 동결로 인한 심한 구조물의 미세 균열과 콘크리트 슬래브 및 방수층이 파손되는 경우가 있다.

이에 종래에는 옥상면에 다양한 방수층을 시공하고는 있지만, 이러한 방수층은 내구 수명이 짧으며, 이에 종래에는 짧은 기간에 방수의 재시공이 이루어져야 하는 문제점이 있었다.

등록특허공보 제10-0769929호(공고일 2007.10.24.)

등록특허공보 제10-1502476호(공고일 2015.03.13.)

등록특허공보 제10-1644042호(공고일 2016.07.29.)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 다공층으로 구성된 슬래그로 이루어지는 방수 보호층으로 방수 몰탈층을 보호하도록 구성함으로써, 접착성 강화로 인한 저발열성으로 냉,난방에 유용하고 혹독한 환경에서도 방수층을 보호할 수 있도록 하는 등 내구 수명이 장기간 유지되는 방수 보호층을 가지는 옥상 방수 구조 및 그 시공법을 제공하려는 것이다.

본 발명의 과제 해결 수단인 방수 보호층을 가지는 옥상 방수 구조 시공법은, (a) 옥상 바닥의 콘크리트층을 고르게 정리하고 그 정리된 콘크리트층에 1차 미장면으로서 일정두께로 방수제를 도포하되, 상기 방수제는 방수액(해바실 방수액)와 몰탈을 혼합하여 도포함으로서, 방수 몰탈층을 1차 시공하는 공정; (b) 상기 (a)공정에 의해 1차 시공된 상기 방수 몰탈층을 보호하면서도 방수면을 안정화시키도록 상기 방수 몰탈층의 표면에 2차 미장면으로서 일정두께로 방수 보호재가 도포되는 방수 보호층을 2차 시공하는 공정; 을 포함하며, 상기 방수 보호재는 다공층으로 구성된 슬래그로 이루어지며, 상기 슬래그에 고화재가 첨가되고, 상기 방수 몰탈층을 형성하는 몰탈에 다공층으로 구성된 슬래그를 혼합하여, 슬래그의 기공층을 통해 상기 콘크리트 바닥면과 연결 시공하는 것으로서, 상기 방수액(해바실 방수액)은, 에피클로히드린과 비스페놀 A를 중합시켜 점도가 11,000∼14,000 센티포아즈인 고분자 액상 에폭시 수지와 저점도의 폴리아미드 수지를 주재로하고, 여기에 셀루로즈, 아세톤, 수산화칼륨, 또는 수산화나트륨과 같은 염기성 화합물과 디메틸황산을 반응시켜 얻은 메틸셀루로즈 및 유화제, 그리고 소포제를 조성한 것으로, 에폭시 당량 184∼194, 점도 11,000∼14,000 센티포아즈의 고분자 액상수지에 셀루로즈, 아세톤, 염기성 화합물을 반응시켜 얻은 메틸셀루로즈를 상기 수지에 대하여 0.2∼10중량%의 양으로 첨가하고, 이 혼합액에 에폭시 수지에 대해 2중량%의 물을 가해 충분하게 교반하며. 이 혼합액에 라노린, 로진, 콜레스테린, 레시틴, 다가알코올의 지방산에스테르, 알킬페놀과 에틸렌옥시드나 프로필렌옥시드의 공중합체 등과 같은 냉수 및 유기 용매에 가용성인 유화제를 상기 에폭시 수지에 대하여 2∼5중량%으로 첨가하고 물을 천천히 가하면서 800∼1,200RPM으로 교반하여 균일하게 유화시킨 것을 특징으로 한다.

상기 (b)공정에 의해 2차 시공된 상기 방수 보호층의 표면을 자외선으로부터 보호하면서 방수 기능의 안정화와 함께 구조적 내구성을 높이도록 상기 방수 보호층의 표면에 보호블럭으로 덮는 (c) 공정; 을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 방수제는 방수액(해바실 방수액)와 몰탈을 1:4의 비율로 혼합하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명은 다공층으로 구성된 슬래그로 이루어지는 방수 보호층을 통해 방수 몰탈층을 보호하도록 구성한 것이며, 이를 통해 저발열성으로 냉,난방에 유용하고 혹독한 환경에서도 방수층을 보호할 수 있도록 하는 한편, 빗물에 씻겨 내려가지 않도록 하는 등 내구 수명이 장기간 유지되는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예로 방수 보호층을 가지는 옥상 방수 구조를 보인 단면 개략도.
도 2는 본 발명의 실시예로 방수 보호층을 가지는 옥상 방수 구조 시공법을 보인 흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예로 방수 보호층을 가지는 옥상 방수 구조를 보인 단면 개략도를 도시한 것이다.

첨부된 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 방수 보호층을 가지는 옥상 방수 구조는, 옥상 바닥의 콘크리트층(10) 표면에 적층되어 형성되는 것으로서 방수 몰탈층(20), 방수 보호층(30), 그리고 보호블럭(40)을 포함하는 것이다.

상기 방수 몰탈층(20)은 상기 옥상 바닥의 콘크리트층(10) 표면에 일정두께(예; 10㎜)로 도포되는 방수제에 의해 형성된다.

이때, 상기 방수제는 방수액(해바실 방수액)과 몰탈을 1:4의 비율로 혼합하는 한편, 상기 몰탈에는 특수, 속경, 팽창성, 저발열성, 내산성 시멘트 원료로 사용되는 것으로서 조직이 치밀하고 기공층이 형성되는 다공층으로 구성된 슬래그가 혼합될 수 있는 것이다.

여기서, 상기 방수액(해바실 방수액)은 에피클로히드린과 비스페놀 A를 중합시켜 점도가 11,000∼14,000 센티포아즈인 고분자 액상 에폭시 수지와 저점도의 폴리아미드 수지를 주재로하고, 여기에 셀루로즈, 아세톤, 수산화칼륨, 또는 수산화나트륨과 같은 염기성 화합물과 디메틸황산을 반응시켜 얻은 메틸셀루로즈 및 유화제, 그리고 소포제를 조성시킨 것이며, 이에 따라 상기 방수액(해바실 방수액)은 분산성 및 경화성이 탁월하고 우수한 방수 효과를 나타낼 수 있는 것이다.

즉, 에폭시 당량 184∼194, 점도 11,000∼14,000 센티포아즈의 고분자 액상수지에 셀루로즈, 아세톤, 염기성 화합물을 반응시켜 얻은 메틸셀루로즈를 상기 수지에 대하여 0.2∼10중량%의 양으로 첨가하고, 이 혼합액에 에폭시 수지에 대해 2중량%의 물을 가해 충분하게 교반한다.

그리고, 이 혼합액에 라노린, 로진, 콜레스테린, 레시틴, 다가알코올의 지방산에스테르, 알킬페놀과 에틸렌옥시드나 프로필렌옥시드의 공중합체 등과 같은 냉수 및 유기 용매에 가용성인 유화제를 상기 에폭시 수지에 대하여 2∼5중량%으로 첨가하고 물을 천천히 가하면서 800∼1,200RPM으로 교반하여 균일하게 유화시킨 것이다. 이때 발생되는 기포를 제거하기 위하여 실리콘 오일을 소량 첨가하면, 상기 균일 혼합액은 내수성, 내약품성, 내산성, 내구성 등이 우수하여 방수제로서 탁월한 효과를 나타낼 수 있는 것이다.

따라서, 상기와 같은 방수액(해바실 방수액)을 몰탈과 함께 혼합하여 옥상 바닥의 콘크리트층(10)에 도포하여 방수 몰탈층(20)을 형성하게 되면, 건축물의 표면을 보강함과 동시에 콘크리트의 방수 효과를 극대화시킬 수 있음은 물론, 수중에서 용이하게 분산될 수 있는 저점도의 액체로 시멘트와 배합이 용이하고 시멘트나 모르타르 등 수분 침투가 용이한 다공질의 면에 균일하게 침투되어 완전한 방수 효과를 나타낼 수 있는 것이다.

상기 방수 보호층(30)은 상기 방수 몰탈층(20)의 표면에 다공층으로 구성된 슬래그를 도포하여 형성되는 것으로, 이는 상기 방수 몰탈층(20)을 보호하면서도 방수면을 안정화시킬 수 있는 것이다.

상기 방수 보호층(30)은 상기 방수 몰탈층(20)의 표면에 일정두께(예; 50∼100㎜)로 도포되어 형성되는데, 상기 방수 보호층(30)을 형성하기 위해 도포되는 상기 다공층으로 구성된 슬래그는 상기 몰탈에 혼합되는 슬래그의 기공층에 투입되면서 상기 옥상 바닥의 콘크리트층(10)과 연결될 수 있는 것이다.

즉, 상기 방수 보호층(30)은 옥상 바닥의 콘크리트층(10) 및 상기 방수 몰탈층(20)에 균열이 발생하여 보수를 필요로 할 때 용이하게 걷어내고 재시공이 가능하도록 하기 위하여 시멘트가 혼합되지 않은 상태로 사용되는 것으로서, 이는 하부에 위치하는 방수 몰탈층(20)을 보호하는 기능을 하는 동시에, 방수면의 안정화를 도모하도록 다공층으로 구성된 슬래그 단독으로 또는 여기에 고화재를 혼합하여 사용될 수 있는 것이다.

여기서, 상기 방수 보호층(30)으로 사용되는 상기 다공층으로 구성된 슬래그는, 내부에 다공성을 가지고 있고 거친 표면을 가지고 있어 일정한 다짐이 가해지는 경우 소정의 결합력을 유지하게 되는 것이므로 모래나 다른 충진재료와 달리 부분 침하 현상을 유발하지 않게 되는 것이며, 다공성 구조로 인하여 단열성과 보온성이 우수하고, 따라서 하절기 더운 공기가 하부로 전달되는 것을 차단하는 동시에, 동절기 상부에 눈이 쌓이더라도 찬기운이 하부로 전달되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

한편, 상기 다공층으로 구성된 슬래그에 고화재를 혼합하는 경우, 경도 180 내외의 다짐상태를 유지할 수 있게 되며, 방수면의 재시공을 위해 걷어내고자 하는 작은 충격에도 쉽게 분해되어 입자 상태로 복원되는 것이므로, 본 발명의 실시예에서 목적하고자 하는 방수 보호재로서의 기능을 효과적으로 유지할 수 있는 것이다.

다시말해, 방수 보호재로 사용되는 상기 다공층으로 구성된 슬래그는 내부에 기공층을 형성하고 있어서 통기성을 가지며 저발열성으로 냉.난방에 유용한 효과가 있고, 이로인해 혹독한 환경에서 상기 방수 몰탈층(20)으로 보호하며 내구 수명을 장기간 유지할 수 있으므로 보호재로 적합한 구성물인 것이다.

방수 보호층(30)으로 사용되는 다공성 슬래그는, 철분의 함량이 전체 중량의 4∼8%가 되도록 자력 선별한 후, 입자의 직경이 1∼4mm가 되도록 파쇄한 슬래그가 사용될 수 있다.

상기 슬래그는 철에서 강을 만들기 위해 쇳물에 녹아있는 탄소, 규소성분 등을 제거하는 공정에서 발생하는 것으로서, 고로에서 제조된 쇳물에 고압의 산소를 불어넣어 정련하는 공정에서 생성되는 전로슬래그 (BOF Slag)와 고철 등을 전기로에서 정련할 때 생성되는 전기로슬래그 (EAF Slag)로 크게 구별할 수 있다.

상기 슬래그에는 고로슬래그와는 달리 국내의 경우 여러 철강 및 제강 업체에서 발생하므로 다량의 제강슬래그를 폐기하지 않고 재활용할 수 있으며 수급이 원활하게 이루어질 수 있다는 장점이 있다.

상기 슬래그에는 산화칼슘, 이산화규소, 알루미나, 철분, 산화망간, 황, 이산화티타늄 등이 포함되어 있는데, 본 발명에 적용될 때에는 산화칼슘을 100 기준 중량부로 했을 때, 이산화규소 43∼48중량부, 알루미나 18∼22중량부, 철분 7∼9중량부, 산화 마그네슘 16∼20중량부, 황 0.15∼0.25중량부, 이산화 티타늄 3∼4 중량부를 포함할 수 있다.

일반적으로 강의 제조 공정중에서 생성되는 제강 슬래그에는 산화칼슘을 100 기준 중량부로 할 때, 철분이 70중량부 포함되어 있다. 그러나 철분이 과다하게 함유되어 있는 경우 산화철이 하부에 위치하는 방수몰탈층(20)을 산성화시킬 수 있기 때문에 자력 선별을 통해 철분의 함량이 산화칼슘을 100 기준 중량부로 했을 때, 7∼9 중량부가 되도록 하는 것이 바람직하다.

한편 상기 보호블럭(40)은 상기 방수 보호층(30)의 표면을 덮는 것으로 이는 덮개일 수도 있으며, 상기 방수 보호층(30)의 표면을 자외선(UV)으로부터 보호하면서 중성화 방지 효과와 더불어 방수 기능의 안정화와 함께 구조적 내구성을 높이기 위한 것이다.

상기 보호블럭(40)은 또한, 석탄회, 슬래그 골재, 알칼리 활성화제, 망초를 포함하는 조성물을 이용하여 성형할 수 있으며, 바람직하게 석탄회 10∼30중량%, 다공성 슬래그 골재 60∼80중량%, 알칼리 활성화제 5∼20중량%, 망초 1∼5중량%를 배합하여 사용할 수 있다.

상기 석탄회는 플라이애쉬 또는 바텀애쉬를 이용할 수 있으나, 시멘트 대체용으로 플라이애쉬가 바람직하다. 플라이애쉬는 주요 화학성분으로는 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 산화철(Fe2O3), 산화칼슘(CaO), 산화마그네슘(MgO), 산화칼륨(K2O) 등을 포함한다.

이중에서 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 산화철(Fe2O3)의 성분이 가장 많은 양을 차지하고 있는데, 이 세가지 성분이 90% 이상을 차지한다. 이같은 석탄회는 10∼30중량%로 함유될 수 있다. 이때 석탄회의 함량이 10중량% 미만이면 강도가 낮고, 30중량%를 초과하면 상승된 효과를 가지기 어렵다.

또한, 석탄회를 시멘트 대체물질로 사용하기 위해서는 강한 알칼리성 활성화제를 이용하여 미분말을 경화시키는 것이 바람직하다. 알칼리 활성화제는 물유리, 수산화나트륨, 물을 함유한다. 이같은 알칼리 활성화제는 물에 수산화나트륨과 물유리를 혼합하여 pH 120∼140의 강알칼리성을 갖는 수용액으로 제조한다.

이러한 알칼리 활성화제는 물유리는 석탄회의 활성화를 유도할 뿐만 아니라, 석탄회의 경화시간을 단축시킬 수 있다. 본 발명에서 알칼리 활성화제는 5∼20중량%로 함유될 수 있다.

그리고, 상기 망초는 조기강도 증진을 위해 사용된다. 망초(芒硝)는 제철산업에서 이산화황(SO2)을 제거하는 탈황공정에서 부산물로 발생한다. 탈황공정에서 발생하는 부산물은 주성분인 망초(Na2SO4) 외에도 불순물로 황, 탄산나트륨, 실리카, 철 등을 포함한다. 따라서 다른 불순물을 정제하여 사용할 수 있고, 불순물과 망초가 혼합된 탈황공정의 부산물 자체를 이용할 수 있다.

망초는 1∼5중량%로 함유될 수 있다. 망초의 함량이 1중량% 미만이면 조기 강도가 낮고 고, 5중량%를 초과하면 상승된 효과를 가지기 어렵다.

이와 같이, 본 발명의 실시예는 첨부된 도 1 및 도 2에서와 같이, 우선 (a)공정으로서, 옥상 바닥의 콘크리트층(10)을 고르게 정리한 후 그 정리된 콘크리트층(10)에 1차 미장면으로서 일정두께(예; 10㎜)로 방수제를 도포시켜 방수 몰탈층(20)을 1차 시공한다.

다음의 (b)공정으로서, 상기 (a)공정에 의해 1차 시공된 상기 방수 몰탈층(20)의 표면에 2차 다짐층으로서 다공층으로 구성된 슬래그 및/또는 고화재를 일정두께(예; 50∼100㎜)로 도포시켜 방수 보호층(30)을 2차 시공한다.

그러면, 상기 방수 보호층(30)은 상기 방수 몰탈층(20)을 보호하는 한편, 상기 방수 몰탈층(20)의 방수면을 안정화시킬 수 있는 것이다.

이때, 상기 방수 보호층(30)을 형성하도록 도포되는 상기 다공층으로 구성된 슬래그는 상기 방수 몰탈층(20)을 형성하기 위해 사용되는 몰탈에 혼합된 다공층으로 구성된 슬래그의 기공층에 투입된 후 상기 콘크리트층(10)에 결합되므로, 상기 방수 보호층(30)은 저발열성으로 냉,난방에 유용하고, 이로인해 혹독한 환경에서 상기 방수 몰탈층(20)을 보호하면서도 내구 수명을 장기간 유지시킬 수 있는 것이다.

다음의 (c)공정으로, 2차 시공된 상기 방수 보호층(30)의 표면을 보호블럭(40)을 덮으면, 상기 보호 블럭(40)이 자외선으로부터 상기 방수 보호층(30)을 보호하게 되면서 상기 방수 보호층(30)에 의해 보호되는 방수 몰탈층(20)의 방수 기능 안정화와 함께 구조적 내구성을 높이면서, 내구 수명이 길고, 장시간동안 재시공이 필요로 하지 않는 옥상 방수 구조 시공이 완료되는 것이다.

이상에서 본 발명의 방수 보호층을 가지는 옥상 방수 구조 및 그 시공법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

따라서, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

10; 콘크리트층 20; 방수 몰탈층
30; 방수 보호층 40; 보호블럭

Claims (4)

1. (a) 옥상 바닥의 콘크리트층(10)을 고르게 정리하고 그 정리된 콘크리트층(10)에 1차 미장면으로서 일정두께로 방수제를 도포하되, 상기 방수제는 방수액(해바실 방수액)와 몰탈을 혼합하여 도포함으로서, 방수 몰탈층(20)을 1차 시공하는 공정;
   (b) 상기 (a)공정에 의해 1차 시공된 상기 방수 몰탈층(20)을 보호하면서도 방수면을 안정화시키도록 상기 방수 몰탈층(20)의 표면에 2차 미장면으로서 일정두께로 방수 보호재가 도포되는 방수 보호층(30)을 2차 시공하는 공정; 을 포함하며,
   상기 방수 보호재는 다공층으로 구성된 슬래그로 이루어지며, 상기 슬래그에 고화재가 첨가되고,
   상기 방수 몰탈층(20)을 형성하는 몰탈에 다공층으로 구성된 슬래그를 혼합하여, 슬래그의 기공층을 통해 상기 콘크리트 바닥면과 연결 시공하는 것으로서,
   상기 방수액(해바실 방수액)은, 에피클로히드린과 비스페놀 A를 중합시켜 점도가 11,000∼14,000 센티포아즈인 고분자 액상 에폭시 수지와 저점도의 폴리아미드 수지를 주재로하고, 여기에 셀루로즈, 아세톤, 수산화칼륨, 또는 수산화나트륨과 같은 염기성 화합물과 디메틸황산을 반응시켜 얻은 메틸셀루로즈 및 유화제, 그리고 소포제를 조성한 것으로, 에폭시 당량 184∼194, 점도 11,000∼14,000 센티포아즈의 고분자 액상수지에 셀루로즈, 아세톤, 염기성 화합물을 반응시켜 얻은 메틸셀루로즈를 상기 수지에 대하여 0.2∼10중량%의 양으로 첨가하고, 이 혼합액에 에폭시 수지에 대해 2중량%의 물을 가해 충분하게 교반하며. 이 혼합액에 라노린, 로진, 콜레스테린, 레시틴, 다가알코올의 지방산에스테르, 알킬페놀과 에틸렌옥시드나 프로필렌옥시드의 공중합체 등과 같은 냉수 및 유기 용매에 가용성인 유화제를 상기 에폭시 수지에 대하여 2∼5중량%으로 첨가하고 물을 천천히 가하면서 800∼1,200RPM으로 교반하여 균일하게 유화시킨 것을 특징으로 하는 방수 보호층을 가지는 옥상 방수 구조 시공법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 (b)공정에 의해 2차 시공된 상기 방수 보호층(30)의 표면을 자외선으로부터 보호하면서 방수 기능의 안정화와 함께 구조적 내구성을 높이도록 상기 방수 보호층(30)의 표면에 보호블럭(40)으로 덮는 (c) 공정; 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방수 보호층을 가지는 옥상 방수 구조 시공법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 방수제는 방수액(해바실 방수액)과 몰탈을 1:4의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 방수 보호층을 가지는 옥상 방수 구조 시공법.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항의 시공법에 의해 구성되는 것으로,
   옥상 바닥의 콘크리트층(10) 표면에 1차 미장면으로서 도포되는 방수 몰탈층(20); 상기 방수 몰탈층(20)의 표면에 2차 다짐층으로서 도포되는 방수 보호층(30); 및, 상기 방수 보호층(30)의 표면에 도포되는 보호블럭(40); 을 포함하는 방수 보호층을 가지는 옥상 방수 구조.