KR102293741B1 - 건축 구조물의 외벽 균열 보수 방법 - Google Patents

건축 구조물의 외벽 균열 보수 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 건축 구조물의 외벽 균열 보수 방법은,
시공대상면의 불순물을 제거하고 전처리를 수행하는 단계; 상기 시공대상면에 부식방지재를 도포하여 부식방지층을 형성하는 단계; 상기 부식방지층의 상면에 방수재를 도포하여 방수층을 형성하는 단계; 상기 시공대상면의 균열 발생 부위에 폴리에스터 나노섬유를 포함하는 섬유시트를 부착하는 단계; 상기 섬유시트의 상면에 방수재를 도포하여 상기 섬유시트에 상기 방수재를 함침시키는 단계; 방수재가 함침된 상기 섬유시트의 상면을 포함한 상기 방수층의 상면에 칼사이트(calcite)를 포함하는 균열보수재를 도포하여 보수층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

건축 구조물의 외벽 균열 보수 방법{CRACK REPAIR METHOD FOR BUILDING STRUCTURE}
본 발명은 건축 구조물의 균열 보수용 프라이머 및 이를 이용한 건축 구조물의 균열 보수 공법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 건축 구조물의 외관 및 내부 등에 발생한 균열에 충진 및 경화되기 용이하여 효과적으로 균열을 보수하고 누수를 방지할 수 있는, 건축 구조물의 외벽 균열 보수 방법에 관한 것이다.
콘크리트는 일반적으로 물, 시멘트, 모래, 자갈 등의 골재를 구성성분으로 하여, 시멘트와 물이 반응하여 굳어지는 수화 반응을 통해 건조되며 건축 구조물을 형성하는데 이용된다.
콘크리트 구조물의 균열은 재료적 균열, 구조적 균열로 나뉘며 이와 같은 균열들의 원인은 재료적 원인, 시공적 원인, 사용환경에 따른 원인 및 외력에 따른 원인 등 다양한 원인에 기인한다.
이때, 균열을 방치할 시 하중, 진동이 강도가 약한 균열 부위에 집중되어 균열이 확대될 수 있는 문제와 균열 부위로 수분 및 산소가 스며들어 알칼리성을 유지해야 하는 콘크리트의 pH를 낮추게 되는 문제가 따른다.
이러한 균열을 보수하기 위해 균열을 메꾸는 물질을 충진시키는 퍼티 공법이 적용되고 있는바, 기존의 퍼티 공법은 균열 충진용 퍼티와 상층 형성용 프라이머를 별도로 구비하여 준비 과정이 복잡해지기 때문에 다양한 경력을 보유하고 숙련된 시공자가 요구된다.
이에 대한 선행기술로 한국 등록 특허 제 10-2037809호(발명의 명칭: 콘크리트 구조물의 외부 균열 보수 방법)가 등록되어 있다.
상기 선행기술은 보수할 부위에서 이물질을 제거하면서 세척하는 단계; 상기 보수할 부위의 파임 또는 균열 부위를 복구하는 단계; 및 상기 보수할 부위에 외부용 수성페인트를 도장하여 마감하는 단계;를 포함하며, 상기 복구하는 단계는, 상기 보수할 부위에 몰탈을 충전하고 경화시켜 단면을 복구하는 단계;와, 상기 보수할 부위에 퍼티재를 도포하는 단계; 중에서 적어도 어느 한 단계를 실시하며, 상기 몰탈은, 아세트아세틸화 폴리비닐알코올을 포함한 에틸렌-비닐아세테이트(EVA) 수지 에멀젼, 탄산칼슘 및 수용성 히드라진 유도체를 포함한 몰탈 강화제와 레미탈을 혼합한 것이며, 상기 퍼티재는 에틸렌-비닐아세테이트 수지 에멀젼 30~40 중량%, 유기 티타늄 화합물로 표면처리가 된 탄산칼슘 40~50 중량%, 음이온성 수성 폴리우레탄 에멀젼 5~10 중량%, 부식억제제 0.05~0.3 중량%, 경화지연제 1~5 중량% 및 증점제 13~20 중량%를 포함한 조성물로 이루어지며, 상기 유기 티타늄 화합물로 표면처리가 된 탄산칼슘은, 유기 티타늄 화합물 1 중량부, 유기용매 1~1,000 중량부 및 계면활성제 0.05~0.3 중량부를 포함하여 이루어진 표면처리제;와 수계 탄산칼슘;을 혼합하고 건조하여 제조되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 외부 균열 보수 방법을 제시하고 있다.
상기 선행기술에 따르면 균열 부위에 몰탈 또는 퍼티를 주입하여 보수하는 공법 및 퍼티의 조성을 제시하고 있으나, 이와 같이 몰탈 또는 퍼티를 균열 부위에 주입하는 방식에 있어 주입을 일정시간 동안 동일한 압력으로 주입해야 하는 문제가 있었으며, 더욱 큰 균열에 사용되는 충전 공법의 경우, 균열을 따라 콘크리트를 일부 절단해야 하는바, 보수를 위한 단계가 매우 복잡하고 시간이 오래 걸리는 문제점이 있었다.
따라서 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 균열 부위에 대한 보수를 수행하면서도 건축 구조물의 방수성 및 수밀성을 높인, 건축 구조물의 외벽 균열 보수 방법을 개발할 필요성이 대두되는 실정이다.
본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 균열 보수 단계에 있어 퍼티 주입 방식의 문제점을 해결하고, 보수성 및 수밀성을 극대화한 균열 보수 방법을 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 도막강도를 극대화할 수 있는 균열보수재의 조성을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 건축 구조물의 내부 부식을 방지할 수 있는 방수재의 조성을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 방수성을 극대화하면서도 내구성을 높인 방수재의 조성을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 건축 구조물의 외벽 균열 보수 방법은, 시공대상면의 불순물을 제거하고 전처리를 수행하는 단계; 상기 시공대상면에 부식방지재를 도포하여 부식방지층을 형성하는 단계; 상기 부식방지층의 상면에 방수재를 도포하여 방수층을 형성하는 단계; 상기 시공대상면의 균열 발생 부위에 폴리에스터 나노섬유를 포함하는 섬유시트를 부착하는 단계; 상기 섬유시트의 상면에 방수재를 도포하여 상기 섬유시트에 상기 방수재를 함침시키는 단계; 방수재가 함침된 상기 섬유시트의 상면을 포함한 상기 방수층의 상면에 칼사이트(calcite)를 포함하는 균열보수재를 도포하여 보수층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으 한다.
또한, 상기 균열보수재는, 칼사이트(calcite) 파우더 40 내지 60 중량부, 아크릴 에멀젼 25 내지 35 중량부, 이산화티타늄 파우더 3 내지 15 중량부, 정제수 5 내지 10 중량부, 폴리실록산 1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 부식방지재는, 에틸렌 비닐 아세테이트 40 내지 55 중량부, 정제수 25 내지 40 중량부, 폴리 비닐 아세테이트 5 내지 15 중량부, 라텍스 1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
추가적으로, 상기 방수재는, 에틸렌 비닐 아세테이트 50 내지 70 중량부, 아크릴 에멀젼 15 내지 25 중량부, 폴리 비닐 아세테이트 10 내지 20 중량부, 비닐 아세테이트 1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 건축 구조물의 외벽 균열 보수 방법에 의하면,
1) 퍼티를 주입하지 않고 칩 타입의 섬유시트를 부착시켜 퍼티 주입 없이도 균열을 보수하며 내부의 부식을 방지할 수 있는 신규한 외벽 균열 보수 방법을 제공하고,
2) 칼사이트 파우더를 포함하는 균열보수재를 통해 보수층의 강도를 높임과 동시에 내산화성, 내약품성을 극대화하였으며,
3) 항곰팡이성이 뛰어난 부식방지재의 구성을 통해 콘크리트 구조물 내부에 수분이 침투하는 것을 방지함과 동시에 구조물 내부의 철근의 부식을 방지할 수 있을 뿐 아니라,
4) 방수성과 수밀성을 높이면서도 내약품성, 내산화성, 도막의 내구성을 극대화한 방수재의 조성을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 건축 구조물의 외벽 균열 보수 방법을 도시한 순서도.
도 2는 균열 보수 공법으로 적층된 보수 도막을 도시한 단면도.
도 3은 물성 강화제를 제조하는 방법을 도시한 순서도.
도 4는 표면개질제를 제조하는 방법을 도시한 순서도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 건축 구조물의 외벽 균열 보수 방법을 도시한 순서도이며, 도 2는 균열 보수 공법으로 적층된 보수 도막을 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 건축 구조물의 외벽 균열 보수 방법은, 전처리 수행 단계, 부식방지층 형성 단계, 방수층 형성 단계, 섬유시트 부착 단계, 방수재 함침 단계, 보수층 형성 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
(S11) 전처리 수행 단계
가장 처음으로, 표면에 균열이 발생한 구조물의 표면, 즉 균열 발생 부위(2)를 포함하는 시공대상면(1)에 대한 전처리를 수행한다. 이때 전처리라 함은 시공대상면(1)의 불순물을 제거하고, 고르지 못한 표면을 평탄하게 정리하는 과정이라 할 수 있다.
따라서 전처리로써 시공대상면(1)에 존재할 수 있는 먼지, 콘크리트 조각 등을 제거할 수 있으며, 이때 블로잉, 브러싱 등의 다양한 방법으로 불순물을 제거할 수 있다. 더불어 표면이 고르지 않은 경우 표면에 별도의 평탄화 처리를 함께 수행하여 평탄하고 고르지 못한 표면에 대한 정리를 수행할 수 있다.
더불어 시공대상면(1)에 포함된 균열 발생 부위(2)에 수분이 포함되어 있는 경우, 균열 발생 부위(2)의 수분을 제거하는 것이 바람직하다 할 수 있으며, 그 외에도 공지의 표면 전처리 과정 등이 수행될 수 있음은 물론이다.
(S12) 부식방지층 형성 단계
다음으로, 시공대상면(1)에 부식방지재를 도포하여 균열 부위 및 균열 보수가 시행되는 시공대상면(1) 전체에 곰팡이가 피거나, 콘크리트 구조물 내에 매설되어 있는 철골 구조물에 부식이 일어나는 것을 방지한다. 부식방지재는 바람직하게는 시공대상면(1)의 표면, 즉 균열 발생 부위(2)를 포함한 시공대상면(1) 전체에 도포 처리되며, 도포 후 소정 시간의 건조를 통해 부식방지재가 시공대상면(1)의 표면에 부식방지층(3)을 형성하게 된다.
이때 부식방지재는 수밀성 및 구조물의 내산화성을 높일 수 있는 것이라면 그 성분 조성에 별도의 제한을 두지 않으나, 바람직하게는 에틸렌 비닐 아세테이트 40 내지 55 중량부, 정제수 25 내지 40 중량부, 폴리 비닐 아세테이트 5 내지 15 중량부, 라텍스 1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
에틸렌 비닐 아세테이트(Ethylene-Vinyl Acetate)는 투명성, 접착성, 유연성이 우수한 에틸렌과 아세트산의 공중합 수지로써, 광선 투과율이 높고 항장력과 신장력이 크며 부착 시 먼지가 적게 발생한다. 저온에 굳지 않고 고온에 흐물대지 않아 모든 계절에 사용할 수 있으며, 내산화성이 강하고 독성이 없다.
폴리 비닐 아세테이트(Poly(vinyl acetate))는 접착성을 높이기 위해 일반적으로 이용되며, 코팅제, 또는 아크릴 라텍스 페인트에서의 라텍스 재료로써 이용된다. 본 발명에서는 접착성과 코팅성을 높이기 위해 포함된다.
라텍스(Latex)는 천연 라텍스와 합성 라텍스를 모두 포함하며, 바람직하게 라텍스라 함은 미세한 고분자 입자가 수용액 상에 분산되어 있는 형태의 물질을 의미한다. 더불어 천연 라텍스는 식물의 표피에 상처를 내어 추출되는 유액에서 정제 가공된 고무를 의미하며, 합성 라텍스는 스타이렌과 뷰타다이엔 등의 석유화학 유래 바이닐 단량체를 기반으로 하여 제조하는 합성 고무의 분산 제품을 의미한다. 바람직하게는 코팅층의 접착성을 높이고 코팅 효율을 증대시켜 부식방지층의 내산성을 높이기 위해, 스타이렌-뷰타다이엔을 기반으로 하는 SB 라텍스가 본 발명의 라텍스로써 이용될 수 있다.
이러한 에틸렌 비닐 아세테이트, 폴리 비닐 아세테이트, 라텍스는 정제수를 매개로 하여 용해되어 수성 부식방지재를 이루게 된다.
따라서 이와 같은 부식방지재를 도포하여 부식방지층(3)을 형성함으로써, 균열 부위를 포함하는 시공대상면(1)의 표면을 부식방지재로 코팅함으로써 수밀성을 높일 뿐 아니라 후술할 방수재가 보다 잘 접착될 수 있는 환경을 제공하며, 균열 부위에서 드러날 수 있는 철골 구조물의 부식을 방지하고 습기 등에 노출했을 시 발생할 수 있는 곰팡이 등의 생성을 억제할 수 있다.
(S13) 방수층 형성 단계
다음으로, 부식방지층(3)의 상면에 방수재를 도포하여 방수층(4)을 형성한다. 여기서 바람직하게 방수재라 함은 높은 점도와 함께 탄성이 있는 도막을 형성할 수 있는 방수재일 수 있다. 부식방지층의 상면에 방수재는 1 내지 5회 도포될 수 있으며, 도포 후 건조 처리를 통해 방수재가 방수층(4)을 형성하게 된다.
여기서 방수재의 조성에 대해서는 별도의 제한을 두지 않으나, 바람직하게는 에틸렌 비닐 아세테이트 50 내지 70 중량부, 아크릴 에멀젼 15 내지 25 중량부, 폴리 비닐 아세테이트 10 내지 20 중량부, 비닐 아세테이트 1 내지 5 중량부를 포함하는 방수재가 이용될 수 있다.
에틸렌 비닐 아세테이트는 상술한 설명에서와 같이 투명성, 접착성, 유연성이 우수한 에틸렌과 아세트산의 공중합 수지로써, 광선 투과율이 높고 항장력과 신장력이 크며 부착 시 먼지가 적게 발생하는 특징이 있다고 하였다.
폴리 비닐 아세테이트 역시 상술한 설명에서와 같이 접착성을 높이기 위해 일반적으로 이용되며, 코팅제, 또는 아크릴 라텍스 페인트에서의 라텍스 재료로써 이용된다고 하였다. 본 발명에서는 접착성과 코팅성을 높이기 위해 포함된다.
아크릴 에멀젼(Acrylic Emulsion)은 접착성이 뛰어난 아크릴 계열 수지이다. 기본적으로 아크릴산 에스테르나 메타크릴산 에스테르, 나아가 불포화 카르복실산, 아크릴 단량체 등을 포함하여 구성될 수 있다. 불포화 카르복실산으로서는 아크릴릭애씨드, 메타크릴릭애씨드, 크로토닉애씨드, 이타코닉애씨드, 말레익애씨드 중 적어도 하나 이상이 이용될 수 있다. 아크릴 단량체로써는 아크릴로니트릴, 아크릴아마이드, N-하이드록시아크릴아마이드, N-뷰톡시 메틸아크릴아마이드, 스티렌, 비닐아세테이트 중 적어도 어느 하나가 이용될 수 있다. 옥외에 노출시켜도 변색하지 않고, 내약품성도 좋으며, 전기절연성, 내수성이 모두 양호한 특성을 보인다.
비닐 아세테이트(Vinyl Acetate)는 플라스틱과 필름 제조에 일반적으로 이용되는 중합체로써, 접착제, 페인트, 직물, 종이, 추잉검의 베이스 등 다양한 용도로 활용되고 있다. 첨가 시 접착성 향상에 도움이 되며, 점도 조절의 역할을 수행할 수 있다.
따라서 이와 같은 방수재를 통해 접착성이 높으며 내산성, 내약품성이 뛰어난 방수층(4)을 형성할 수 있어 콘크리트 구조물의 표면 보호 뿐 아니라 균열 부위 표면에 치밀한 내수성 피막을 형성하도록 할 수 있다.
(S14) 섬유시트 부착 단계
이어서, 시공대상면(1)의 균열 발생 부위(2), 즉 균열 부위에 섬유시트(5)를 부착하여 균열 발생 부위(2)를 보강하고 추가적인 균열을 방지한다. 이때 섬유시트(5)를 균열 발생 부위에 부착한다는 것은 다시 말해, 균열 발생 부위(2)에 섬유시트(5)를 채워 넣는 것이라 할 수 있다. 여기서 섬유시트(5)는 넓은 패널 타입으로 형성되어 시공대상면(1)의 균열 발생 부위(2)를 충진할 수도 있으나, 바람직하게는 칩(chip)과 같은 작은 크기의 섬유시트(5)를 시공대상면(1)의 균열 발생 부위(2)에 채워 넣어 균열 발생 부위(2)에 섬유시트(5)를 부착 처리할 수 있다.
여기서 섬유시트(5)의 재질에 대해서는 별다른 제한이 없으나, 바람직하게는 폴리에스터 나노섬유로 이루어질 수 있다. 이러한 섬유시트(5)는 상술한 방수층(4)이 완전 건조 처리되기 전에 부착되어 별도의 접착제 없이 부착될 수도 있으나, 섬유시트(5) 부착을 위해 별도의 접착제를 더 이용할 수도 있다. 혹은 완전 건조 처리되지 않은 방수층(4)의 상면에 칩 타입의 폴리에스터 나노섬유로 이루어진 섬유시트(5)를 부착하고 고압의 물을 분사하여 워터펀칭(water punching)의 방식으로 섬유시트(5)를 부착 처리할 수도 있다.
여기서 섬유시트(5)로 이용되는 폴리에스터 나노섬유는 경제성이 뛰어나고 강도가 높으며, 마모에 강하고 흡습성, 흡수성이 거의 없으며 내약품성이 뛰어나며, 항곰팡이성 역시 뛰어난 특징을 가진다. 따라서 이와 같은 섬유시트(5)를 균열 발생 부위(2)에 부착, 충진 처리하여 균열 발생 부위(2)를 보호하고 추가적인 균열 발생을 억제할 수 있다.
(S15) 방수재 함침 단계
다음으로, 부착된 섬유시트(5)의 상면에 방수재를 도포하여 섬유시트(5)에 방수재를 함침시키는 방수재 함침 단계가 전개된다. 섬유시트(5)는 미세한 기공을 포함하고 있는 만큼, 기공 사이사이에 방수재를 도포하여 섬유시트(5)에 방수재가 함침되도록 하는 것이다. 이때 섬유시트(5)에 방수재를 함침시키기 위해서는 섬유시트(5)의 표면에 방수재를 도포 처리할 수도 있으나, 균열 발생 부위(2)가 넓어 다량의 섬유시트(5)가 부착된 경우 액상의 방수재를 섬유시트(5) 위에 부어 방수재를 함침시킬 수도 있다.
여기서 방수재는 상술한 방수층(4)과 동일한 방수재일 수도 있으나, 혹은 상술한 방수재에 점도조절제를 첨가하여 점도를 일부 낮춤으로써 함침에 용이하게 방수재를 개질 처리한 것일 수도 있다.
더불어 이와 같이 방수재가 함침되는 경우 상온에서 소정의 건조 과정이 수행되어 섬유시트(5)에 함침된 방수재가 건조될 수 있는 충분한 시간을 제공해야 함은 물론이다.
(S16) 보수층 형성 단계
마지막으로, 방수층(4)의 상면 및 방수재가 함침된 섬유시트(5)의 상면, 즉 시공대상면(1)의 전면에 균열보수재를 도포하고 건조시켜 보수층(6)을 형성하고 외벽 균열 보수를 마무리한다. 여기서 균열보수재는 상술한 방수재 함침 과정을 통해 방수재가 함침된 섬유시트(5)의 상면 뿐 아니라 시공대상면(1) 전면, 즉 상술한 방수층(4)의 상면 전체에 도포된다.
이러한 균열보수재는 일종의 탑코트라고도 할 수 있으나, 바람직하게는 탄성이 높고 피막강도가 높은 균열보수재로 표면을 마감하여 앞으로 발생할 누수를 최소화하고 유지관리의 효율을 극대화할 수 있다.
이를 위해 균열보수재는 바람직하게는 칼사이트(calcite) 파우더를 포함하는 것을 특징으로 하는데, 여기서 칼사이트(calcite)는 석회암·대리석·백악의 주성분으로써, 무기 필러의 역할을 수행함과 동시에 높은 기계적 강도를 나타내어 균열보수재가 보다 단단한 피막을 형성할 수 있도록 하는 역할을 수행한다.
따라서 칼사이트 파우더를 포함하는 균열보수재를 방수층(4)의 상면 및 방수재가 함침된 섬유시트(5)의 상면에 도포하고 건조 처리하여 보수층(6)을 형성함으로써, 높은 기계적 강도와 내부식성, 내산화성을 겸비한 보수층을 형성할 수 있다.
더불어 이러한 균열보수재는 바람직하게 칼사이트 파우더 40 내지 60 중량부, 아크릴 에멀젼 25 내지 35 중량부, 이산화티타늄 파우더 3 내지 15 중량부, 정제수 5 내지 10 중량부, 폴리실록산 1 내지 5 중량부를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서 칼사이트 파우더는 상술한 바와 같이 무기 필러의 역할을 수행함과 동시에 높은 기계적 강도를 나타낸다고 하였으며, 정제수의 경우 균열보수재에 포함된 물질들의 혼합성을 높임과 동시에 점도를 조절하기 위해 첨가된다.
아크릴 에멀젼은 상술한 설명에서와 같이 옥외에 노출시켜도 변색하지 않고, 내약품성도 좋으며, 전기절연성, 내수성이 모두 양호한 특징을 보이는 아크릴 계열 수지이다. 아크릴 에멀젼에 대한 설명은 상술한 설명을 참조하면 되므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
이산화티타늄 파우더는 티타니아 파우더라고도 하며, 은폐력이 우수한 특성이 있어 일반적으로 수성 도료로 사용된다. 이러한 이산화티타늄 첨가에 따라서 피막강도가 향상되는 효과를 기대할 수 있다.
폴리실록산(polysiloxane)은 도전성을 갖는 유기물질로써, 단단한 피막을 형성할 수 있어 균열보수재의 유효 성분으로 첨가 시 내구성을 높이고, 방오성을 향상시킴과 동시에 안티블로킹(anti-blocking)효과를 기대할 수 있게 된다. 더불어 맑고 투명한 코팅막을 형성하도록 하여, 코팅된 시공면의 외관을 향상시킬 수도 있다.
따라서 이와 같은 균열보수재를 통해, 도막강도가 뛰어나면서도 접착력이 좋고, 나아가 안티블로킹효과 및 방오성을 기대할 수 있으며 외관 역시 수려한 보수층(6)을 형성할 수 있게 된다.
더불어 이러한 부식방지재는 비닐아세테이트-부틸아크릴레이트 공중합체(Vinyl acetate-Butyl acrylate Copolymer)를 포함하는 물성 강화제 5 내지 10 중량부를 더 포함할 수 있다.
물성 강화제의 유효성분인 비닐아세테이트-부틸아크릴레이트 공중합체는 균열보수재의 기계적 강도를 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 첨가 시 균열보수재의 접착력을 향상시킬 수 있어, 형성된 보수층(6)의 내구성을 향상시키는 효과가 있다.
그러나 여기서 물성 강화제는 비닐아세테이트-부틸아크릴레이트 공중합체 뿐 아니라 추가적인 다른 성분들을 더 포함할 수 있는데, 이에 대해 도면과 함께 설명하면 다음과 같다.
도 3은 물성 강화제를 제조하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명의 물성 강화제는, 제 1 용액을 제조하는 단계, 제 2 용액을 제조하는 단계, 물성 강화제를 완성하는 단계를 통해 제조되는 것을 특징으로 한다.
(S21) 제 1 용액을 제조하는 단계
먼저, 비닐아세테이트-부틸아크릴레이트 공중합체(Vinyl acetate-Butyl acrylate Copolymer) 30 내지 60 중량부와 아크릴릭 애씨드(Acrylic acid) 5 내지 20 중량부, 폴리비닐알코올 30 내지 65 중량부를 혼합하여 제 1 용액을 제조한다.
상술한 바와 같이 비닐아세테이트-부틸아크릴레이트 공중합체는 물성 강화제로써 첨가 시 형성되는 보수층의 기계적 강도를 향상시킬 뿐 아니라 접착력을 강화하는 효과가 있다고 하였다.
아크릴릭 애씨드(Acrylic Acid)는 카복실산과 비닐기를 포함하는 가장 간단한 불포화카복실산이며, 첨가 시 제조되는 물성 강화제의 점도를 높일 뿐 아니라 부착력을 향상시키는 효과가 있다.
폴리비닐알코올은 제 1 용액의 용매로써 첨가되며, 열가소성이며 내유성이 있고, 접착제 및 코팅제로써도 사용된다. 따라서 폴리비닐알코올 첨가에 따라 아크릴릭 애씨드, 비닐아세테이트-부틸아크릴레이트 공중합체의 혼합성이 증대될 뿐 아니라 접착성을 높임과 동시에 코팅성을 향상시키는 효과가 있다.
(S22) 제 2 용액을 제조하는 단계
다음으로, 제 1 용액 60 내지 80 중량부와, 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트) 10 내지 30 중량부 및, 테트라데실트리메틸암모늄 브로마이드(tetradecyl trimethylammonium bromide) 3 내지 10 중량부를 혼합하여 제 2 용액을 제조한다.
여기서 첨가되는 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)(poly(2-ethylhexyl acrylate))는 가공성 향상을 위해 첨가되는 고분자로써 탄성계수가 기존의 열가소성 탄성체에 비해 뛰어나며 외부에서 압력을 가할 시에도 파괴되지 않고 저항성이 뛰어난 특성을 가진다. 따라서 이와 같은 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트)가 첨가될 시 표면의 압력가공성이 향상되어 보수층(6) 표면이 외부에서 압력이 가해지더라도 표면이 탈락되는 것을 방지할 수 있다.
테트라데실트리메틸암모늄 브로마이드(Tetradecyl Trimethyl Ammonium Bromide)는 계면활성제의 역할을 수행하여 제 1 용액 및 제 2 용액에 포함된 다양한 수지 성분들에 대한 혼합성을 높이는 효과가 있다.
(S23) 물성 강화제를 완성하는 단계
마지막으로, 제 2 용액 75 내지 90 중량부와, 폴리이소부틸렌(Polyisobutylene) 5 내지 15 중량부 및, 세륨옥사이드 나노입자(Cerium oxide nano particles)를 포함하는 표면개질제 3 내지 10 중량부를 혼합하여 물성 강화제를 완성한다.
폴리이소부틸렌은 2-메틸-1-프로펜의 중합체로 이루어진 합성고무이다. 무색 또는 엷은 노란색의 끈기가 있고 탄력성 있는 고무 모양의 반고체이며 껌에 첨가할 수 있을 정도로 친환경적이며 인체에 무해하다. 더불어 폴리이소부틸렌이 첨가되는 경우 춥고 차가운 날씨에 딱딱해지고 더운 날씨에 물러지는 결점을 막을 수 있어 첨가된 보수층(6)의 표면이 적당한 수준의 경도를 유지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
세륨옥사이드 나노입자(Cerium oxide nano particles)를 포함하는 표면개질제는 물성 강화제에 첨가시 형성되는 보수층의 경도 향상을 기대할 수 있으며, 나아가 세륨옥사이드 나노입자는 표면적이 넓고 우수한 산화/환원 작용을 통해 표면에 치밀한 피막을 형성함으로써 피막을 통한 내부 보호 효과가 높으므로 균열보수재에 첨가될 시 내구성 증대 효과가 뛰어난 특징이 있다.
따라서 이와 같은 물성 강화제 첨가를 통해 부착력을 높임과 동시에 생성되는 보수층의 강도를 높이고, 표면의 경도를 조절하여 외부의 압력이 가해지더라도 보수층이 파괴되는 것을 방지할 수 있음과 동시에 내구도 역시 뛰어난 특성이 있다.
더불어 표면개질제는 세륨옥사이드 나노입자 외에도 추가적인 조성을 더 포함할 수 있는데, 이러한 표면개질제를 제조하는 방법에 대해 도면과 함께 설명하면 다음과 같다.
도 4는 표면개질제를 제조하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 표면개질제는, 1차 용액을 제조하는 단계, 2차 용액을 제조하는 단계, 표면개질제를 완성하는 단계를 통해 제조되는 것을 특징으로 한다.
(S31) 1차 용액을 제조하는 단계
세륨옥사이드 나노입자 15 내지 25 중량부, 폴리디메틸디페닐 실록세인(Polydimethyldiphenyl siloxane) 5 내지 15 중량부, 정제수 60 내지 80 중량부를 혼합하여 1차 용액을 제조한다.
세륨옥사이드 나노입자는 상술한 바와 같이 표면적이 넓고 우수한 산화/환원 작용을 통해 표면에 치밀한 피막을 형성함으로써 피막을 통한 내부 보호 효과가 높으므로 균열보수재에 첨가될 시 내구성 증대 효과가 있다 하였다.
폴리디메틸디페닐 실록세인(Polydimethyldiphenyl siloxane)은 경화성 실록산으로서 수지의 표면을 개질할 수 있는 특성이 있다. 더불어 첨가 시 피막의 부착력을 증대시킬 수 있다.
이러한 세륨옥사이드 나노입자와 폴리디메틸디페닐 실록세인은 정제수를 매개로 하여 분산된 1차 용액을 형성하며, 여기서 세륨옥사이드 나노입자의 원활한 분산을 위해 교반기를 통한 분산이 가해지는 것이 바람직하다.
(S32) 2차 용액을 제조하는 단계
다음으로, 1차 용액 85 내지 90 중량부와, 2,4,6-트리메틸-2,4,6-트리비닐시클로트리실라잔(2,4,6-trimethyl-2,4,6-trivinylcyclo trisilazane) 3 내지 10 중량부와, 세스퀴테르펜(sesquiterpene) 3 내지 5 중량부를 혼합하여 2차 용액을 제조한다.
2,4,6-트리메틸-2,4,6-트리비닐시클로트리실라잔(2,4,6- trimethyl -2,4,6- trivinyl cyclo trisilazane)는 무기실라잔고분자의 일종으로, 무기 구조에 탄소가 없이 수소 원자만 결합되어 있어 경화되더라도 황변 현상이 없고 매우 투명한 네트워크를 형성하는 특징이 있어 균열보수재에 첨가시 외관이 수려하고 깨끗한 보수층(6) 코팅막을 형성하는데 도움이 된다.
세스퀴테르펜(sesquiterpene)은 세 개의 이소프렌 단위로 구성되어 15개의 탄소를 가지는 테르펜류로서 모노테르펜과 함께 식물에서 추출되는 방향유의 주성분이다. 병원균에 대한 저항성을 제공하며, 파르네신(farnesene), 진기베렌(zingiberene), 비사볼렌(bisabolene), 후물렌(humulene), 파촐리(Patchouli) 등으로 이루어지며 미생물에 대한 방어물질로 잘 알려져 있다. 더불어 상쾌한 특유의 향기를 가져 상쾌한 사용감을 느낄 수 있도록 함은 물론이다. 따라서 세스퀴테르펜을 유효 물질로서 포함하는 경우 제조된 보수층(6)이 미생물에 대한 방어 기능을 제공할 수 있어 항균성을 겸비할 수 있게 된다.
(S33) 표면개질제를 완성하는 단계
마지막으로, 2차 용액 90 내지 95 중량부, 3-아미노프로필트라이메톡시실란(3-Aminopropyl trimethoxysilane) 3 내지 5 중량부, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르(1,6-Hexanediol diglycidyl ether) 1 내지 5 중량부를 혼합하여 표면개질제를 완성한다.
3-아미노프로필트라이메톡시실란(3-Aminopropyl trimethoxysilane)은 접착성 향상을 위해 첨가되는 물질로서, 3-아미노프로필트라이메톡시실란 첨가시 피막의 코팅성이 증대됨은 물론 부착성이 향상되는 효과가 있다.
1,6-헥산디올디글리시딜에테르(1,6-Hexanediol diglycidyl ether)는 분자 내에 2개 이상의 에폭시기를 갖는 화학물질로써 접착성을 높이고, 높은 내약품성 및 내화학성을 보임과 동시에 표면개질제에 첨가시 보수층에 유연성을 제공하는 역할을 수행한다.
따라서 이와 같은 표면개질제 첨가시, 피막의 코팅성을 증대시키고 내약품성, 내화학성을 높임과 동시에 보수층에 일정 수준의 경도 뿐 아니라 유연성을 함께 제공하며, 피막의 내수성을 높이는 효과가 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 건축 구조물의 외벽 균열 보수 방법을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.
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1: 시공대상면 2: 균열 발생 부위
3: 부식방지층 4: 방수층
5: 섬유시트 6: 보수층

Claims (9)

  1. 건축 구조물의 외벽 균열 보수 방법으로서,
    시공대상면의 불순물을 제거하고 전처리를 수행하는 단계;
    상기 시공대상면에 부식방지재를 도포하여 부식방지층을 형성하는 단계;
    상기 부식방지층의 상면에 방수재를 도포하여 방수층을 형성하는 단계;
    상기 시공대상면의 균열 발생 부위에 폴리에스터 나노섬유를 포함하는 섬유시트를 부착하는 단계;
    상기 섬유시트의 상면에 상기 방수재를 도포하여 상기 섬유시트에 상기 방수재를 함침시키는 단계;
    상기 방수재가 함침된 상기 섬유시트의 상면을 포함한 상기 방수층의 상면에 칼사이트(calcite) 파우더 40 내지 60 중량부, 아크릴 에멀젼 25 내지 35 중량부, 이산화티타늄 파우더 3 내지 15 중량부, 정제수 5 내지 10 중량부, 폴리실록산 1 내지 5 중량부를 포함하는 균열보수재를 도포하여 보수층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 외벽 균열 보수 방법.
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  3. 제 1항에 있어서,
    상기 부식방지재는,
    에틸렌 비닐 아세테이트 40 내지 55 중량부, 정제수 25 내지 40 중량부, 폴리 비닐 아세테이트 5 내지 15 중량부, 라텍스 1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 건축 구조물의 외벽 균열 보수 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 방수재는,
    에틸렌 비닐 아세테이트 50 내지 70 중량부, 아크릴 에멀젼 15 내지 25 중량부, 폴리 비닐 아세테이트 10 내지 20 중량부, 비닐 아세테이트 1 내지 5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 건축 구조물의 외벽 균열 보수 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 균열보수재는,
    비닐아세테이트-부틸아크릴레이트 공중합체(Vinyl acetate-Butyl acrylate Copolymer)를 포함하는 물성 강화제 5 내지 10 중량부를 더 포함하되,
    상기 물성 강화제는,
    비닐아세테이트-부틸아크릴레이트 공중합체(Vinyl acetate-Butyl acrylate Copolymer) 30 내지 60 중량부와 아크릴릭 애씨드(Acrylic acid) 5 내지 20 중량부, 폴리비닐알코올 30 내지 65 중량부를 혼합하여 제 1 용액을 제조하는 단계;
    상기 제 1 용액 60 내지 80 중량부와, 폴리(2-에틸헥실 아크릴레이트) 10 내지 30 중량부 및, 테트라데실트리메틸암모늄 브로마이드(tetradecyl trimethylammonium bromide) 3 내지 10 중량부를 혼합하여 제 2 용액을 제조하는 단계;
    상기 제 2 용액 75 내지 90 중량부와, 폴리이소부틸렌(Polyisobutylene) 5 내지 15 중량부 및, 세륨옥사이드 나노입자(Cerium oxide nano particles)를 포함하는 표면개질제 3 내지 10 중량부를 혼합하여 물성 강화제를 완성하는 단계;를 통해 제조되는 것을 특징으로 하는, 건축 구조물의 외벽 균열 보수 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 표면개질제는,
    세륨옥사이드 나노입자 15 내지 25 중량부, 폴리디메틸디페닐 실록세인(Polydimethyldiphenyl siloxane) 5 내지 15 중량부, 정제수 60 내지 80 중량부를 혼합하여 1차 용액을 제조하는 단계;
    상기 1차 용액 85 내지 90 중량부와, 2,4,6-트리메틸-2,4,6-트리비닐시클로트리실라잔(2,4,6-trimethyl-2,4,6-trivinylcyclo trisilazane) 3 내지 10 중량부와, 세스퀴테르펜(sesquiterpene) 3 내지 5 중량부를 혼합하여 2차 용액을 제조하는 단계;
    상기 2차 용액 90 내지 95 중량부, 3-아미노프로필트라이메톡시실란(3-Aminopropyl trimethoxysilane) 3 내지 5 중량부, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르(1,6-Hexanediol diglycidyl ether) 1 내지 5 중량부를 혼합하여 표면개질제를 완성하는 단계;를 통해 제조되는 것을 특징으로 하는, 건축 구조물의 외벽 균열 보수 방법.
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