KR100551722B1 - 침투성 아크릴에멜젼과 무기계 폴리머 방수모르타르를이용한 콘크리트의 구조물의 2중층 복합방수공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 침투성 아크릴에멜젼과 무기계 폴리머 방수모르타르를 이용한 콘크리트의 구조물의 2중층 복합방수공법에 관한 것으로, 특히 아크릴에멜젼과 무기계 폴리머 방수모르타르를 사용하여 토목 및 건축용 콘크리트 구조물인 교량, 지하철, 지하구조물, 건축물 등의 콘크리트 구조물을 방수하는 공법에 관한 것이다.

상기의 본 발명은 방수될 콘크리트 구조물(3)에 대한 먼지제거 및 청소, 동해 등으로 인해 파손된 콘크리트를 제거하고 물로 세척한 후 건조시키는 단계와, 상기 세척, 건조된 콘크리트 구조물(3) 침투성 변성아크릴 에멜젼(2)을 콘크리트 구조물(3)위에 일정하게 살포하여 침투시키는 단계와, 상기 침투성 변성아크릴 에멜젼(2)을 살포한 후 20∼1시간 정도 침투되도록 방치하는 단계와, 상기 방치후 무기계 폴리머 방수모르타르를 배합하여 3∼10mm 정도 스프레이 또는 미장하는 단계와, 상기 무기계 폴리머 방수모르타르(1)를 시공한 후 양생포에 의해 직사광선을 피할 수 있도록 양생하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

침투성 아크릴에멜젼과 무기계 폴리머 방수모르타르를 이용한 콘크리트의 구조물의 2중층 복합방수공법{Two layers waterproofing method of concrete structure using polymer cement waterproofing mortar and penetrative acryle emulsion}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 침투성 변성아크릴 에멜젼과 무기계 폴리머 방수모르타르를 이용한 콘크리트의 구조물의 2중층 하이브리드 방수공법을 설명하기 위한 설명도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 폴리머 방수모르타르 2 : 침투성 변성아크릴 에멜젼

3 : 콘크리트 구조물

본 발명은 침투성 아크릴에멜젼과 무기계 폴리머 방수모르타르를 이용한 콘크리트의 구조물의 2중층 복합방수공법에 관한 것으로, 특히 아크릴에멜젼과 무기계 폴리머 방수모르타르를 사용하여 토목 및 건축용 콘크리트 구조물인 교량, 지하철, 지하구조물, 건축물 등의 콘크리트 구조물을 방수하는 공법에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 콘크리트 구조물 방수공법은 아스팔트계 또는 에폭시수지, 폴리우레탄수지, 불포화폴리에스테르수지, 비닐수지 등 유기계를 사용하여 콘크리트표면에 코팅하여 방수층을 형성함으로서 수분의 침투를 억제하여 방수하는 방법을 주로 사용하였다.

이러한 종래의 일반적인 방수공법은 시공초기에는 방수층이 콘크리트와 큰 접착강도를 나타내지만 시간이 지날수록 콘크리트의 건조수축과 열팽창 등에 따른 콘크리트와의 이질적인 성능 때문에 장기적인 접착성능이 저하되어 콘크리트와의 접착면에서 탈락이 발생되거나 콘크리트구체의 미세한 변형에도 방수막이 파괴되어 누수가 발생되는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라 이들 재료는 함수상태에 있는 콘크리트에 시공할 경우 접착이 되지 않아 방수막의 들뜸현상에 의한 하자가 발생되기 때문에 콘크리트를 완전히 건조하여 시공을 해야 하는 문제점도 있었다.

또한 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 방안으로 복합화 방수공법을 개발하여 사용하고 있으며, 주로 시트와 도막재의 조합, 아스팔트와 시트의 조합, 무기재료와 유기재료의 조합 등 다양하게 적용하고 있다.

그러나 상기의 복합화 방수공법 또한 여러 가지 문제점이 발생되고 있는데, 복합화 방수공법에 사용된 서로 이질적인 재료 상호간에 완전한 일체화가 되지 않아 조인트 부분에서의 수밀성을 확보하기가 어렵고, 시공이 복잡하여 비용이 많이 발생하는 등 현질적으로 적용하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 콘크리트의 미세균열은 물론 모세관공극 속으로 침투하는 성능이 우수한 수용성 변성아크릴 에멜젼과 탄성력이 있고, 내구성 및 방수성능이 탁월한 시멘트계 폴리머 모르타르를 복합적으로 이용하여 콘크리트에 2중의 방수층을 형성함으로서 콘크리트 구조물의 방수를 위한 복합화 방수공법 및 그 무기계 폴리머 방수모르타르을 제공하는데 있다.

본 발명에서는 콘크리트의 미세한 공극 및 균열을 통해 침투가 용이하고 열팽창계수가 콘크리트와 동일하며, 수용성으로 침투성능이 우수한 변성아크릴 에멜젼를 콘크리트표면에 살포하여 침투시킴으로서 방수를 실시할 콘크리트속의 미세한 공극을 완전히 메워 그 자체만으로 방수층을 형성할 뿐만아니라 콘크리트 표면의 강도도 증진시킨다.

또한 기존콘크리트에 내부에 침투방수층을 형성하고 난 후, 무기계 폴리머방수모르타르를 사용하여 3∼10mm 정도 스프레이 또는 미장을 실시하여 방수층을 형성함으로서 콘크리트의 내부와 외부에 2중층의 방수막을 형성하는 방수공법이다.

본 공법에서 사용된 무기계 폴리머 방수모르타르는 폴리머로 사용된 특수 변성이크릴수지가 수용성으로 무기계의 주성분인 시멘트와 복합반응하여 치밀한 메트릭스구조를 형성함으로서 방수는 물론 모르타르 방수층의 강도를 증진시키고, 내구성과 표면마모저항성을 향상시킨다.

주요성분으로 포틀랜드시멘트, 비표면적이 큰 슬래그미분말, 공극이 치밀한 바륨 등을 사용함으로서, 콘크리트와 같은 무기질계 방수재료이기 때문에 콘크리트 와의 역학적 성능이 일치한 모르타르 방수층을 형성하여 콘크리트에 유해한 염분, 탄산가스, 아황산가스 및 기타 화학약품 등의 침투를 억제하여 콘크리트의 성능저하를 방지할 수 있는 공법을 제공하는데 있다.

또한 본 공법에 사용된 무기계 폴리머 방수모르타르를 구성하는 재료중에 탄성과 고인성을 가진 셀루로우스섬유를 혼화재로 사용함으로서 방수층의 균열에 대한 저항성을 증진시켜주는 공법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 침투성 변성아크릴 에멜젼과 무기계 폴리머 방수모르타르를 이용한 콘크리트의 구조물의 2중층 복합 방수공법을 가장 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 콘크리트 구조물을 방수할 부위에 침투성이 우수한 특수 변성아크릴 에멜젼을 살포하여 기존의 콘크리트 내부에 방수층을 형성하는 과정; 보통포틀랜드시멘트 10 내지 30중량비, 슬래그미분말 5 내지 15중량비, 규사 15 내지 35중량비, 바륨 5 내지 15중량비, 팽창성 칼슘실리케이트알루미네이트분말 3 내지 10중량비, 셀루로우스섬유 0.1 내지 0.2중량비, 특수 변성아크릴수지 5 내지 10중량비, 물 15 내지 25중량비를 포함하는 무기계 폴리머 방수모르타르로 기존 콘크리트 표면에 방수층을 형성하는 과정; 및 상기의 침투성 변성아크릴 에벨젼의 도포와 무기계 방수 모르타르를 시공하고 양생하는 과정을 포함하는 콘크리트 구조물의 2중층 방수방법을 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 침투성 변성아크릴 에멜젼과 무기계 폴리머 방수모르타르를 이용한 콘크리트의 구조물의 2중층 하이브리드 방수공법 및 무기계 폴리머 방수모르타르 조성물에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 침투성 변성아크릴 에멜젼과 무기계 폴리머 방수모르타르를 이용한 콘크리트의 구조물의 2중층 하이브리드 방수공법을 설명하기 위한 도면으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 구조물을 방수하기 위해서는, 먼저, 방수될 콘크리트(3) 구조물에 대한 조사를 실시하고, 먼지제거 및 청소, 동해 등으로 인해 파손된 콘크리트를 제거하고 물로 세척한 후 건조시킨다. 다음으로, 침투성 변성아크릴 에멜젼(2)을 콘크리트(3)위에 일정하게 살포하여 침투시킨다. 방수할 부위에 전부 침투성 변성아크릴 에멜젼을 살포한 후 1시간∼20시간 정도 침투되도록 방치한 후, 무기계 폴리머 방수모르타르를 배합하여 3∼10mm 정도 스프레이 또는 미장을 실시한다. 다음으로 무기계 폴리머 방수모르타르(1)를 시공한 후 양생포 등에 의해 직사광선을 피할 수 있도록 하여 충분히 양생한다. 상기에 사용된 무기계 폴리머 방수모르타르(1)는 보통포틀랜드시멘트 10 내지 30중량비, 바람직하게는 15 내지 20중량비, 슬래그미분말 5 내지 15중량비, 바람직하게는 7 내지 10중량비, 규사 15 내지 35중량비, 바람직하게는 20 내지 30중량비, 바륨 5 내지 15중량비, 바람직하게는 7 내지 10중량비, 팽창성 칼슘실리케이트알루미네이트분말 3 내지 10중량비, 바람직하게는 5 내지 7중량비, 셀루로우스섬유 0.1 내지 0.2중량비, 바람직하게는 0.12중량비, 특수 변성아크릴수지 5 내지 15중량비, 바람직하게는 8 내지 10중량비, 물 15 내지 25중량비, 바람직하게는 18 내지 23중량비를 포함한다. 또한, 상기 폴리머 방수모르타르(1)는 필요에 따라, 셀프레벨링(self-leveling)성능을 부여하여 시공성을 향상시키기 위하여 메틸셀룰로우스 증점제를 시멘트중량에 대해 0.1 내지 0.2중량비와 멜라민계 고성능 감수제를 시멘트중량에 대해 0.1 내지 0.2중량비 포함할 수도 있다.

여기서, 상기 보통포틀랜드시멘트, 규사, 실리카흄, 팽창성 칼슘실리케이트 알루미네이트 및 물은 통상적으로 사용되는 모르타르 성분들로서, 이들의 함량이 상기 범위보다 작거나 큰 경우에는 방수모르타르의 강도, 내구성 등 기계적 성질이 저하될 우려가 있다. 또한 상기 무기계 폴리머 방수모르타르(1)에 포함되는 슬래그말분말은 비표면적인 6,000cm²/g 이상되는 것을 사용하여야 방수모르타르(1)의 공극을 치밀하게 하여 방수기능을 향상시키고, 황산염에 대한 내구성을 증진시키는 기능을 한다. 또한, 바륨은 비표면적인 4,000cm²/g 이상되는 것을 사용하여야 방수모르타르(1)의 공극을 치밀하게 하여 방수기능을 향상시키며, 콘크리트의 차음효과도 나타낸다. 또한, 상기 셀루로우스섬유는 방수모르타르의 인성을 증진시켜 미세균열을 방지하는 기능을 하는 것이다. 상기 변성아크릴 에멜젼은 시멘트계 분말과 하이브리드(Hibrid) 작용을 하여 방수모르타르(1) 내부의 미세공극조차도 완전히 메우는 메트릭스구조를 형성하는 기능을 하는 것이다.

다음으로 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐이며, 본 발명을 한정하 는 것은 아니다.

[실시예]

강도가 240kgf/cm², 크기가 가로 100cm, 세로 100cm, 높이 20cm의 콘크리트 판을 방수하기 위하여 콘크리트 판의 방수부위를 쇠부러쉬로 표면의 먼지 등을 제거한 다음, 물로 세척하여 약 1시간정도 공기중에 건조시켰다. 그 다음으로 침투성 변성아크릴 에멜젼을 1m²당 0.25리터를 살포하여 90분 동안 침투시킨 다음, 보통포틀랜드시멘트 21중량비, 슬래그미분말 10중량비, 규사 29중량비, 바륨 10중량비, 팽창성 칼슘실리케이트알루미네이트분말 6중량비, 셀루로우스섬유 0.1중량비, 특수 변성아크릴수지 8중량비, 물 15.9중량비, 별도로 시멘트중량에 대해 증점제 0.12중량비와 고성능감수제 0.15중량비 포함하여 제조한 무기계 폴리머 방수모르타르를 5mm 두께로 시공한 다음 상온에서 7일 동안 양생하여 방수시공을 실시하였다.

이상 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 침투성 변성아크릴 에멜젼과 무기계 폴리머 방수모르타르를 이용한 콘크리트의 구조물의 2중층 하이브리드 방수공법과 모르타르 구체방수공법과의 물리적, 역학적성능을 시험을 통하여 비교하면 다음 표 1과 같다.

상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 방수공법은 종래의 모르타르 구체방수공법에 비해 따른 아연희생양극을 이용한 전기 방식 보수 공법은 종래의 티타늄 메쉬를 이용한 전기 방식 보수방법에 비해, 투수에 대한 저항성이 우수할 뿐만 아니라 내구성의 요소인 수축성, 염분침투저항성, 중성화에 대한 저항성능이 우수하고, 부착강도가 재령 7일에 23kgf/cm²을 나타내어 장기적인 접착성능을 유지하는 장점이 있음을 알 수 있다.

또한, 본 공법과 타 방수공법과의 경제성을 비교한 것이 표 2와 같다.

상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 하이브리드 방수공법은 종래의 다른 복합화 방수공법에 비해 시공 시간 및 시공 비용이 매우 적게 소요되는 장점이 있음을 알 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 콘크리트의 미세균열은 물론 모세관공극 속으로 침투하는 성능이 우수한 수용성 변성아크릴 에멜젼과 탄성력이 있고, 내구성 및 방수성능이 탁월한 시멘트계 폴리머 모르타르를 복합적으로 이용하여 콘크리트에 2중의 방수층을 형성함으로서 토목 및 건축용 콘크리트 구조물인 교량, 지하철, 지하구조물, 건축물 등의 콘크리트 구조물의 방수를 위한 복합화 방수공법으로서 본 공법은 접착성이 뛰어나고 성능이 우수하여 콘크리트 구조물의 방수성능 및 내구성을 향상시켜 구조물의 수명을 증대함으로서 사회간접자본을 보호하는 데 큰 효과가 있다.

또한, 본 발명에서는 콘크리트표면에 탄성이 있고, 콘크리트와 같은 무기질계인 방수재료이기 때문에 콘크리트와 변형이 일치한 방수막을 형성하여 염분, 염 화칼슘, 탄산가스 및 기타 콘크리트에 유해한 물질의 침투를 막아 콘크리트 속의 철근의 부식을 방지하고 품질이 우수한 완벽한 방수를 할 수 있는 효과가 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (2)

1. 방수될 콘크리트 구조물(3)에 대한 먼지제거 및 청소, 동해 등으로 인해 파손된 콘크리트를 제거하고 물로 세척한 후 건조시키는 단계와,

   상기 세척, 건조된 콘크리트 구조물(3) 침투성 변성아크릴 에멜젼(2)을 콘크리트 구조물(3)위에 일정하게 살포하여 침투시키는 단계와,

   상기 침투성 변성아크릴 에멜젼(2)을 살포한 후 1시간∼20시간 정도 침투되도록 방치하는 단계와,

   상기 방치후 무기계 폴리머 방수모르타르를 배합하여 3∼10mm 정도 스프레이 또는 미장하는 단계와,

   상기 무기계 폴리머 방수모르타르(1)를 시공한 후 양생포에 의해 직사광선을 피할 수 있도록 양생하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 침투성 아크릴에멜젼과 무기계 폴리머 방수모르타르를 이용한 콘크리트의 구조물의 2중층 복합방수공법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 무기계 폴리머 방수모르타르는

   보통 포틀랜드시멘트 10 내지 30중량비, 슬래그미분말 5 내지 15중량비, 규사 15 내지 35중량비, 바륨 5 내지 15중량비, 팽창성 칼슘실리케이트알루미네이트분말 3 내지 10중량비, 셀루로우스섬유 0.1 내지 0.2중량비, 특수 변성아크릴수지 5 내지 10중량비, 물 15 내지 25중량비의 성분으로 되는 것을 특징으로 하는 침투성 아크릴에멜젼과 무기계 폴리머 방수모르타르를 이용한 콘크리트의 구조물의 2중층 복합방수공법.

Images