KR102532638B1 - 고탄소성 아스팔트 도막 방수재 조성물 및 이를 이용한 도막 방수재 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 아스팔트(asphalt), EVA(Ethylene-Vinyl Acetate), SBS(Styrene Butadiene Styrene), LDPE(Low-density polyethylene), SIS(Styrene Isoprene Styrene) 및 합성 고분자를 포함하고, 상기 합성 고분자는 폴리스티렌(Polystyrene), 폴리부타디엔(Polybutadiene), 폴리메틸메타크릴산(Polymethylmethacrylate) 및 아크릴레이트 고무(Acrylate rubber)로 구성되는 군에서 선택되는 2종 이상을 합성한 고분자를 포함하는 아스팔트 도막 방수재 조성물으로서, 이를 이용하여 콘크리트 구조물 상에 아스팔트계 도막 방수재를 형성하여 추가적 보호막을 형성할 수 있고, 외부하중이나 충격 등으로 손상받기 쉬운 아스팔트 콘크리트 교면과 방수재 계면의 결합을 공고히 할 수 있을 뿐만 아니라 내투수 저항성을 향상시킬 수 있어 아스팔트 콘크리트 교면의 내구성을 대폭 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 고탄소성 아스팔트 도막 방수재 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도로, 교량, 교면, 아스팔트 콘크리트 구조물 등의 미세균열 및 모세관 공극으로의 침투성능이 우수한 고탄소성 아스팔트 도막 방수재 및 이의 시공방법에 관한 것이다.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다.
일반적으로 콘크리트 교면은 교통 차량에 의한 반복하중, 진동, 충격 및 전단 등의 작용과 온도 변화에 의한 수축 팽창 등이 복잡하게 작용하고 있다. 이러한 콘크리트 교면의 공용년수가 증가하면 빗물 침투와 제설재의 침투, 누적된 하중 등에 의해 재료간의 결합력이 저하되고 온도변화에 의한 물의 체적변화에 따라 균열 등의 손상이 발생한다. 이러한 손상은 시간경과에 따라 균열 및 변형이 확대되어 구조물의 강도저하 및 수명저하를 초래하며, 우수 등이 아스팔트 공극 균열부분과 중앙분리대 및 조인트 부위의 틈새를 통해 침투함으로써 콘크리트 내부의 철근을 부식시켜 구조물의 수명단축 및 붕괴를 초래할 수 있다.
따라서 콘크리트 교면에 적용되는 방수시공은 이러한 손상을 방지하고자 적용되는 것으로, 아스팔트 포장으로부터 침투되는 물과 염화물에 의한 바닥판 콘크리트의 열화 및 철근의 부식 등을 방지하기 위하여 필수적으로 수행되어야 한다.
본 발명은 콘크리트 구조물의 포장면 상부 표면에 가열식 도막 방수를 목적으로 적용할 수 있고 현장에 적용시에는 상부 표면에 가열식 고탄소성 아스팔트 도막 방수재를 도포하고 상면에 부직포를 덮어 차량 및 건설장비 진입시 아스팔트 도막의 손상을 예방할 수 있는 고탄소성 아스팔트 도막 방수재 조성물 및 이의 시공방법 제공하고자 한다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 아스팔트(asphalt), EVA(Ethylene-Vinyl Acetate), SBS(Styrene Butadiene Styrene), LDPE(Low-density polyethylene), SIS(Styrene Isoprene Styrene) 및 합성 고분자를 포함하고, 상기 합성 고분자는 폴리스티렌(Polystyrene), 폴리부타디엔(Polybutadiene), 폴리메틸메타크릴산(Polymethylmethacrylate) 및 아크릴레이트 고무(Acrylate rubber)로 구성되는 군에서 선택되는 2종 이상을 합성한 고분자를 포함하는 아스팔트 도막 방수재 조성물을 제공한다.
또한 상기 조성물 전체 중량에 대해 상기 아스팔트는 78.5 내지 95.7 wt%, 상기 EVA는 0.5 내지 2.5 wt%, 상기 SBS는 0.5 내지 2.5 wt%, 상기 LDPE는 1.5 내지 4.5 wt%, 상기 SIS는 1.5 내지 4.5 wt%, 상기 합성 고분자는 0.2 내지 7 wt% 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 합성 고분자는 폴리부타디엔 및 폴리스티렌을 합성한 제1 합성 고분자와 폴리메틸메타크릴산 및 아크릴레이트 고무를 합성한 제2 합성 고분자를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제1 합성 고분자는 상기 폴리부타디엔을 30 내지 40 wt%, 상기 폴리스티렌을 60 내지 70wt% 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 합성 고분자는 AIBN(Azo-bisisobutyronitrile; 아조비스이소부티로니트릴) 또는 BPO(Benzoyl peroxide; 벤조일퍼옥사이드)를 포함하는 개시제를 사용하여 합성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 가열 용융된 아스팔트에 EVA(Ethylene-Vinyl Acetate), SBS(Styrene Butadiene Styrene), LDPE(Low-density polyethylene) 및 SIS(Styrene Isoprene Styrene)를 혼입하여 용융시키는 단계; 및 상기 합성 고분자를 중합하여 상기 아스팔트 혼합물에 혼입하는 단계;를 포함하는 아스팔트 도막 방수재 조성물의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 조성물을 포함하여 형성된 아스팔트 도막 방수재를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 조성물을 가열 용융된 상태로 콘크리트 구조물 표면에 도포하고 상면에 부직포를 덮는 아스팔트 도막 방수재의 시공방법을 제공한다.
본 발명은 일반 아스팔트에 개질 성분을 첨가하여 고온에서 강한 탄성 유지로 변형 저항성이 우수하고 저온 균열에 강한 고탄소성 아스팔트(Super Elasto-plastic Asphalt : SEPA) 도막 방수재 조성물 및 이를 이용한 도막형 방수재 시공방법을 제공한다.
이에 적용하고자 하는 표면, 예를 들면 도로, 교량, 교면, 아스팔트 콘크리트 구조물의 미세균열 및 모세관 공극 등으로의 침투성능이 우수한 아스팔트계 도막 방수재를 적용함으로써 추가적 보호막을 형성할 수 있고, 외부하중이나 충격 등으로 손상받기 쉬운 아스팔트 콘크리트 교면과 방수재 계면의 결합을 공고히 할 수 있을 뿐만 아니라 내투수 저항성을 향상시킬 수 있어 아스팔트 콘크리트 교면의 내구성을 대폭 향상시킬 수 있다.
본 명세서에 사용되는 모든 기술용어 및 과학용어는 다른 언급이 없는 한은 기술적으로 통상의 기술을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 또한 본 명세서 및 청구범위의 전반에 걸쳐, 다른 언급이 없는 한 포함(comprise, comprises, comprising)이라는 용어는 언급된 물건, 단계 또는 일군의 물건, 및 단계를 포함하는 것을 의미하고, 임의의 어떤 다른 물건, 단계 또는 일군의 물건 또는 일군의 단계를 배제하는 의미로 사용된 것은 아니다.
이하에 본 발명을 상세하게 설명하기에 앞서, 본 명세서에 사용된 용어는 특정의 실시예를 기술하기 위한 것일 뿐 첨부하는 특허청구의 범위에 의해서만 한정되는 본 발명의 범위를 한정하려는 것은 아님을 이해하여야 한다.
한편, 본 발명의 여러 가지 실시예들은 명확한 반대의 지적이 없는 한 그 외의 어떤 다른 실시예들과 결합될 수 있다. 특히 바람직하거나 유리하다고 지시하는 어떤 특징도 바람직하거나 유리하다고 지시한 그 외의 어떤 특징 및 특징들과 결합될 수 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 및 이에 따른 효과를 설명하기로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 고탄소성 아스팔트 도막 방수재 조성물은 아스팔트(asphalt), EVA(Ethylene-Vinyl Acetate), SBS(Styrene Butadiene Styrene), LDPE(Low-density polyethylene), SIS(Styrene Isoprene Styrene) 및 합성 고분자를 포함한다. 상기 고탄소성 개질 아스팔트 도막 방수재는 고탄소성 성능을 좀 더 향상시키고 도막의 성능을 개선하기 위해 EVA, SBS, LDPE, SIS와의 결합력을 증진시킬 목적으로 합성 고분자를 포함하며, 아스팔트, EVA, SBS, LDPE, SIS와 구조적 안정성을 확보하기 위해 개시제를 사용하여 합성 고분자를 중합한다.
상기 아스팔트는 석유를 구성하고 있는 성분 중에서 경질 유분이 제거되고 남은 최종 잔사물로서 천연 아스팔트와 원유 정제 후 얻어지는 석유 아스팔트로 구분할 수 있다. 아스팔트는 상온에서 흑갈색 반고체 성질을 가진 점탄성이 우수하며, 접착력 및 방수성능이 탁월한 물질이다. 또한 각종 탄화수소가 주성분이고 그밖에 유황, 질소, 산소와 미량의 금속화합물로 이루어진 화학적으로 매우 복잡한 구조를 가진다. 아스팔트의 주성분은 포화탄화수소, 방향족 화합물, 수지, 아스팔텐으로서 아스팔텐을 제외한 세가지 성분을 말텐으로 분류한다. 순수 아스팔트 자체의 물성은 저온에서 유리화 되어 쉽게 깨지며, 고온에서 흘러내림이 커서 사용상의 주의가 필요하다. 이로 인해 아스팔트를 기반으로 한 도막 방수재는 합성 고분자를 활용하여 재료의 물리적 성질을 개선할 필요가 있다.
본 발명에서의 고탄소성 아스팔트 도막 방수재 조성물은 상기 아스팔트를 조성물 전체 중량에 대해 78.5 내지 95.7 wt%로 포함한다. 더욱 바람직하게는 83.2 내지 91.2 wt% 포함되는 것이 좋다.
상기 EVA는 고압반응기에서 에틸렌(Ethylene)과 비닐 아세테이트(Vinyl acetate; VA)이 자유라디칼(Free-radical) 첨가 중합을 통해서 연속공정(Continuous process)으로 생산된다. 예를 들어, LDPE에 VA를 첨가하여 중합 가능하며 VA의 함량에 따라 성질이 달라질 수 있다. 예를 들어 VA의 함량이 증가시 강도, 결정화도, 녹는점, 화학적 내구성이 감소하며, 충격강도, 투명도, 마찰계수는 증가 할 수 있다.
EVA의 종류에는 비닐 아세테이트의 비율이 약 2%로 낮은 비닐 아세테이트 변성 폴리머 에틸렌이 있으며 열가소성 에틸렌-아세트산비닐 공중합체로 비닐 아세테이트가 4~15% 포함된 가황되지 않은 열가소성 엘라스토머 소재가 있다. 마지막으로 에틸렌-비닐 아세테이트(Ethylene-Vinyl Acetate) 고무는 비닐 아세테이트 함량이 20% 이상인 EVA 공중합체이다.
본 발명에서의 고탄소성 아스팔트 도막 방수재 조성물은 VA 함량이 6 내지 10 wt%인 EVA을 사용하고, 상기 EVA를 조성물 전체 중량에 대해 0.5 내지 2.5 wt% 포함하여 도막 방수재의 강성증진의 효과를 제공한다. 더욱 바람직하게는 1 내지 2 wt% 포함되는 것이 좋다.
상기 SBS는 스티렌(Styrene)과 부타디엔(Butadiene)이 연결된 블록 공중합체로서 유연한 폴리부타디엔 매트릭스(Polybutadiene matrix)의 연속상과 경질 폴리스티렌 도메인(Polystyrene domain) 분산상의 이중형태를 가진 스티렌-부타디엔-스티렌(Styrene-butadiene-styrene) 삼중블록 체인(triblock chain)들로 구성된다. 여기에서 폴리스티렌과 폴리부타디엔 블록들 간의 화학적 연결은 매트릭스 내 도메인들을 효과적으로 고정시킬수 있다. SBS에서 폴리스티렌 사슬은 강하고 딱딱하여 내구성을 증진시키는 역할을 하는 반면 폴리부타디엔은 고무처럼 거동할 수 있다. 폴리스티렌 사슬은 서로 덩어리지려는 경향이 있어, SBS에 있는 하나의 스티렌기가 하나의 덩어리로 뭉치면 같은 SBS에 있는 다른 폴리스티렌 사슬은 다른 덩어리들을 형성한다. 결국 서로 다른 각각의 덩어리들이 폴리부타디엔과 함께 묶여짐으로써, SBS에 힘을 가해 늘린 후에도 힘을 풀면 원상태로 복원할 수 있게 된다.
본 발명에서의 고탄소성 아스팔트 도막 방수재 조성물은 상기 SBS를 조성물 전체 중량에 대하여 0.5 내지 2.5 wt% 포함하여 도막방수재의 강성증진의 효과를 제공하며, 고온에서 아스팔트와 용융함으로써 고탄성 및 복원성능이 부여될 수 있으며 구조물에 도막 방수재로 시공 시 구조물의 신축에 쉽게 적응하여 표면균열에 대한 저항성능을 확보할 수 있다. 더욱 바람직하게는 1.5 내지 2.4 wt% 포함되는 것이 좋다.
상기 LDPE는 밀도가 0.910~0.92g/cm3인 분자구조가 가장 간단한 수지 중의 하나로 LLDPE(Linear low-density polyethylene)나 HDPE(high-density polyethylene)가 전이금속계 촉매를 이용하여 중·저압에서 중합하는 방식으로 제조되는 반면, LDPE는 고압라디칼 중합방식에 의해 제조되기 때문에 장쇄 분지가 많은 것이 특징이라 할 수 있다. 폴리에틸렌은 자유라디칼중합 공정을 통해 고압조건(1,000~3,000 기압, 80~300℃)에서 생산되며 분자는 4,000~40,000개의 정도의 탄소원자로 구성되며 측쇄를 구성하는 사슬은 짧은 가지가 많다.
본 발명에서의 고탄소성 아스팔트 도막 방수재 조성물은 상기 LDPE를 조성물 전체 중량에 대하여 1.5 내지 4.5 wt% 포함하여 도막 방수재의 강성을 보강하는 효과를 제공한다. 더욱 바람직하게는 2.5 내지 3.5 wt% 포함되는 것이 좋다.
상기 SIS는 열가소성 3-블록공중합체이며 폴리스타이렌 블록이 폴리이소프렌 블록의 사슬꼬임에 분산된 구조를 이루며, 스티렌 함량은 15~40% 사이에서 다양하다. 융점이하로 냉각시 모든 폴리스티렌 블록 고분자 중에서 우수한 열가소성 공정성을 가진다.
본 발명에서의 고탄소성 아스팔트 도막 방수재 조성물은 스티렌 함량이 15 내지 20 wt%인 SIS을 사용하고, 상기 SIS를 조성물 전체 중량에 대하여 1.5 내지 4.5 wt% 포함하여 가열 아스팔트에 적용시 부착성능이 우수하여 도막 방수재의 구조물 부착성능을 향상시키는 효과를 제공한다. 더욱 바람직하게는 2.5 내지 4 wt% 포함되는 것이 좋다.
상기 합성 고분자는 고탄소성 성능을 향상시키고 EVA, SBS, LDPE, SIS 와의 결합력을 증진시키는 역할을 하는 화합물로서, 폴리스티렌(Polystyrene), 폴리부타디엔(Polybutadiene), 폴리메틸메타크릴산(Polymethylmethacrylate) 및 아크릴레이트 고무(Acrylate rubber)로 구성되는 군에서 선택되는 2종 이상을 합성한 고분자를 포함한다. 본 발명에서의 고탄소성 아스팔트 도막 방수재 조성물은 상기 합성 고분자를 조성물 전체 중량에 대하여 0.2 내지 7 wt% 포함하여 고탄소성 성능을 향상시키고 EVA, SBS, LDPE, SIS 와의 결합력을 증진시킬 수 있다. 더욱 바람직하게는 1 내지 4.5 wt% 포함되는 것이 좋다.
상기 합성 고분자는 바람직하게는 폴리부타디엔 및 폴리스티렌을 합성한 제1 합성 고분자와 폴리메틸메타크릴산 및 아크릴레이트 고무를 합성한 제2 합성 고분자를 포함한다.
상기 제1 합성 고분자는 폴리부타디엔 및 폴리스티렌을 합성한 고분자로써 자유 라디칼(Free radical)을 이용하여 단량체를 중합하는 방법으로 합성된다. 더욱 구체적으로 스티렌 단량체를 중합하는 도중, 같은 반응기에 이미 중합된 폴리부타디엔 고무를 섞어 놓으면 폴리부타디엔의 주사슬에는 중합될 수 있는 이중결합이 남게 된다. 폴리부타디엔을 스티렌 단량체와 함께 공중합시키면 그라프트 공중합체(graft copolymer)라 부르는 공중합체가 얻어지고, 이는 폴리스티렌의 주사슬에 폴리부타디엔 사슬이 결합되어 얻어진 형태가 될 수 있다. 여기서 폴리부타디엔은 30 내지 40 wt%, 폴리스티렌은 60 내지 70wt% 포함된다.
이렇게 폴리스티렌 주사슬에 결합된 폴리부타디엔 고무는 폴리스티렌에게 중요한 능력을 부여한다. 여기서, 폴리스티렌과 폴리부타디엔은 서로 섞이지 않는다는 점에 집중해야 한다. 따라서 폴리부타디엔 가지는 폴리스티렌과 가능하면 멀리 떨어져 있으려고 하여 상분리를 유도함으로써 자신만의 공간을 만들고자 한다. 그러나 공간은 주성분인 폴리스티렌에 의해 단단히 갇혀 있다. 이렇게 특수한 구조로 되어 있는 그라프트 공중합체에 힘을 가하면 그 에너지는 고무 상인 폴리부타디엔이 먼저 흡수하게 된다. 폴리부타디엔은 폴리스티렌이 갖지 못한 고무 탄성을 공중합체에 부여하여 공중합체는 더욱 강해질 수 있어 도막 방수재의 탄성력을 증가시킬 수도 있다.
본 발명에서의 고탄소성 아스팔트 도막 방수재 조성물은 상기 제1 합성 고분자를 조성물 전체 중량에 대하여 0.1 내지 3 wt% 포함하여 도막 방수재에서 요구하는 고탄성 능력을 부여할 수 있다. 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1.5 wt% 포함되는 것이 좋다.
상기 제2 합성 고분자는 폴리메틸메타크릴산 및 아크릴레이트 고무를 합성한 고분자이다. 폴리메틸메타크릴산(Polymethylmethacrylaye)은 가볍고 강도가 우수하며 가공성과 내구성이 우수하여 자동차, 항공기 등의 바람막이, 광학용 제품, 디스플레이, 조명기구, 화장품, 의약품, 건축, 전기전자, 장신구, 잡화 등 다양한 산업분야에 적용되고 있다.
메타크릴산의 에스테르인 폴리메틸메타크릴산은 중요한 아크릴 수지계열에 속하며 프로필렌과 벤젠이 함께 반응하여 큐멘 또는 이소프로필 벤젠을 형성한다. 큐멘은 산으로 처리되어 아세톤을 형성하는 큐멘 하이드로퍼 옥사이드로 산화되고 아세톤은 3단계 공정을 거쳐 메틸메타크릴레이트 인화성 액체가 된다. 이를 자유 라디칼 개시제의 영향으로 중합되어 고체 폴리메틸메타크릴레이트 형태로 존재할 수도 있다.
폴리메틸메타크릴산(Polymethylmethacrylaye)은 탁월한 투명성과 내후성을 지니고 있지만, 충격에 쉽게 손상이 되는 특징으로 본 발명에서는 아크릴레이트 고무를 이용하여 도막 방수재가 내후성과 더불어 충격 손상에 대한 저항성이 향상될 수 있다.
여기서 사용된 아크릴레이트 고무의 주성분이 아크릴산 알킬에스터인데 이중 에틸 아크릴레이트나 n-부틸 아크릴레이트 또는 그 외의 아크릴레이트와 아크릴로니트릴의 공중합물을 ANM라 하고 에틸아크릴레이트나 n-부틸 아크릴레이트 또는 그 외의 아크릴레이트와 소량의 염소원자를 포함하는 단량체의 공중합물을 ACM라는 약어로 부르며 이들 고무는 매우 뛰어난 내열성과 내유성을 가지며 150~175℃의 고온에서 사용이 가능할 수 있다. 아크릴 고무는 염소를 포함하는 ACM(acrylic alkyl ester와 2-chloroethyl vinyl ether의 공중합체)와 염소를 포함하지 않은 ANM(acrylic alkyl ester와 acrylonitrile의 공중합체)로 분류될 수 있다. ACM은 가공성이 현저히 개선과 더불어 내수성, 내한성 및 금속부식성이 개선이 가능할 수 있고 가황시간도 단축시킬 수 있다.
여기서 폴리메틸메타크릴산은 30 내지 40 wt%, 아크릴레이트 고무는 60 내지 70wt% 포함된다.
본 발명에서의 고탄소성 아스팔트 도막 방수재 조성물은 상기 제2 합성 고분자를 조성물 전체 중량에 대하여 0.1 내지 4 wt% 포함하여 도막 방수재로서 필요한 접착성을 개선시킬 수 있다. 더욱 바람직하게는 0.5 내지 3 wt% 포함되는 것이 좋다.
본 발명에 따른 합성 고분자는 단량체 중합을 돕기 위한 개시제를 이용하여 합성된 것을 사용할 수 있다. 상기 개시제는 AIBN(Azo-bisisobutyronitrile; 아조비스이소부티로니트릴) 또는 BPO(Benzoyl peroxide; 벤조일퍼옥사이드)를 포함한다. AIBN은 열 또는 자외선에 의해 질소 가스(N2)와 2분자의 이소부틸니트릴(isobutylnitrile) 라디칼로 분리될 수 있고, Benzoyl peroxide는 2분자의 이산화탄소(CO2)와 페닐(phenyl) 라디칼로 분리될 수 있다.
이 라디칼은 하나의 전자를 가지고 있으므로 굉장히 불안정하다. 따라서 전자 하나를 받아들여 안정한 상태를 이루려고 하므로, 근처에 공유받을 수 있는 전자가 존재하면 바로 반응하고자 한다.
즉, 에틸렌과 같은 비닐 단량체에 있는 C=C 이중결합의 π전자들은 이 자유라디칼과 쉽게 반응할 수 있다. 라디칼이 이중결합 근처로 오면 이중결합에 있는 전자 하나가 라디칼과 반응하게 된다. 이처럼 개시제가 외부 자극에 의해 분해되어 생긴 라디칼이 비닐계 단량체를 공격하고, 단량체 한 분자가 포함된 새로운 라디칼을 형성하는 과정이 진행될 수 있다.
단량체 라디칼 역시 안정하지 않으므로 같은 반응을 일으킨다. 새로운 단량체가 결합하며 라디칼이 새로운 말단으로 이전되고, 이러한 반응이 반복되며 사슬의 길이가 성장(Chain reaction)할 수 있다.
사슬 말단의 탄소 라디칼이 다른 사슬의 C-H 결합의 전자와 반응하고, 새로이 생성된 사슬 중간의 탄소 라디칼이 단량체와 반응하는 경우 가지형 고분자(branched polymer) 형태를 가질 수 있어 분자 간의 결합력을 증대시켜 도막 방수재의 강성이 보강될 수 있다.
상기 개시제는 합성 고분자 중량 대비 8 내지 20wt% 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 고탄소성 아스팔트 도막 방수재 조성물은 가열 용융된 아스팔트에 EVA, SBS, LDPE 및 SIS를 혼입하여 용융시키는 단계 및 합성 고분자를 중합하여 상기 아스팔트 혼합물에 혼입하는 단계를 포함하여 제조된다. 상기 합성 고분자를 아스팔트 혼합물에 혼입할 때 충분한 혼합시간을 갖는 것이 좋다.
상기 합성 고분자를 중합하여 상기 아스팔트 혼합물에 혼입하는 단계는 더욱 구체적으로 제1 합성 고분자 및 제2 합성 고분자를 중합하여 상기 아스팔트 혼합물에 각각 혼입하며, 각각 100 내지 150분간 혼합시간을 갖거나 한꺼번에 투입 후 100 내지 150분간 혼합시간을 갖는 것이 좋다.
상기와 같이 제조된 도막 방수재 조성물을 가열 용융된 상태로 콘크리트 구조물 표면에 도포하고 상면에 부직포를 덮음으로써 건설기계 이동시 발생되는 타이어 손상으로부터 도막재를 보호할 수 있다. 또한, 물리적 부착성능이 우수하여 콘크리트 구조물 상에 도막 방수재 시공이 가능하다.
실시예
하기 표 1에 나타낸 것과 같은 조성으로 도막 방수재 조성물을 제조하였다. EVA는 VA 함량이 6~10 wt% 인 것을 사용하였고, SIS 는 스티렌 함량이 15~18 wt% 인 것을 사용하였고, 화합물 ①은 폴리부타디엔 30~40 wt% 및 폴리스티렌 60~70 wt% 포함하고, 화합물 ②는 폴리메틸메타크릴산 30~40 wt% 및 아크릴레이트 고무(ACM) 60~70wt% 포함한다.
| (단위: wt%) | 비교예 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | |
| 아스팔트 | 93 | 91.2 | 86.7 | 83.2 | |
| EVA | 2 | 1 | 1.8 | 2 | |
| SBS | 2 | 1.5 | 2.2 | 2.4 | |
| LDPE | 1 | 2.5 | 3 | 3.5 | |
| SIS | 2 | 2.5 | 3 | 4 | |
| 화합물-① | 폴리스티렌 + 폴리부타디엔 | - | 0.5 | 1 | 1.5 |
| 화합물-② | 폴리메틸 메타크릴산 + 아크릴레이트 | - | 0.6 | 2 | 3 |
| 개시제 | - | - | 0.2 | 0.3 | 0.4 |
180℃로 가열 용융된 아스팔트에 상기와 같은 함량으로 EVA, SBS, LDPE 및 SIS를 혼입하여 용융시키고, 개시제를 이용하여 화합물 ①, ②를 각각 중합한 후 상기 아스팔트 혼합물에 혼입 후 2시간 이상 혼합하였다.
실험예
하기와 같은 물성을 측정하기 위하여 상기 제조된 도막 방수재 조성물을 이용하여 시험용 밑판 위에 방수재를 도포한 후 아스팔트 포장용 역청 혼합물 50mm 두께로 포설 다짐하여 168시간 표준양생 후 100*100mm의 상부 및 하부 인장용 지그를 접착제로 접착한 후 충분히 경화 시켜 인장 및 전단시험용 시편을 제작하였다.
제조된 도막 방수재에 대하여 도막 방수재에 요구되는 성능(인장성능, 전단접착성능, 인장접착강도, 내투수성, 내열치수 안정성)에 대한 평가를 실시하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
| 항목 | 기준 | 비교예 | 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | ||
| 인장성능 | 인장강도 (N/㎟) |
무처리 | 1.5이상 | 1.6 | 1.7 | 1.7 | 2.0 |
| 알칼리처리 | 무처리 80%이상 | 1.3 | 1.5 | 1.6 | 1.8 | ||
| 가열처리 | 무처리 80%이상 | 1.3 | 1.5 | 1.7 | 1.8 | ||
| 신장률 (%) |
무처리 | 100이상 | 102 | 102 | 104 | 105 | |
| 알칼리처리 | 무처리 80%이상 | 94 | 96 | 97 | 99 | ||
| 가열처리 | 무처리 80%이상 | 88 | 90 | 92 | 95 | ||
| 전단접착성능 | 전단접착 강도(N/㎟) |
-20℃ | 0.8 이상 | 0.5 | 0.8 | 0.9 | 1.1 |
| 20℃ | 0.15 이상 | 0.08 | 0.17 | 0.2 | 0.25 | ||
| 전단접착 변형률(%) |
-20℃ | 0.5 이상 | 0.3 | 0.6 | 0.7 | 0.7 | |
| 20℃ | 1.0 이상 | 0.5 | 1.0 | 1.1 | 1.3 | ||
| 인장접착강도 | -20℃ | 1.2 이상 | 1.0 | 1.4 | 1.4 | 1.6 | |
| 20℃ | 0.6 이상 | 0.6 | 0.6 | 0.8 | 0.9 | ||
| 내투수성 | 투수되지 않을것 | 투수되지 않음 | 투수되지 않음 | 투수되지 않음 | 투수되지 않음 | ||
| 내열치수 안정성(%) | 150℃, 30분 | ±2.0 이내 | 1.5 | 0.5 | 0.9 | 1.5 | |
상기 표 2에 나타나는 것과 같이, 비교예의 경우 아스팔트의 기본적 성능으로 인해 인장강도 및 신장률에 대한 기준은 만족할 수 있지만 접착강도가 기준을 겨우 상회하거나 미달하였다. 하지만 본 특허의 제조방법을 적용시에는 실시예1, 실시예2와 같이 인장성능을 충분히 만족하면서도 방수재에 필요한 접착성능을 기준치 이상 만족하도록 조절이 가능하다.
전술한 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (8)
- 아스팔트(asphalt), EVA(Ethylene-Vinyl Acetate), SBS(Styrene Butadiene Styrene), LDPE(Low-density polyethylene), SIS(Styrene Isoprene Styrene) 및 합성 고분자를 포함하고,
상기 합성 고분자는 폴리부타디엔 30~40 wt% 및 폴리스티렌 60~70 wt%를 합성한 제1 합성 고분자와 폴리메틸메타크릴산 30~40 wt% 및 아크릴레이트 고무 60~70 wt%를 합성한 제2 합성 고분자를 포함하고,
상기 조성물 전체 중량에 대해 상기 아스팔트는 78.5 내지 95.7 wt%, 상기 EVA는 0.5 내지 2.5 wt%, 상기 SBS는 0.5 내지 2.5 wt%, 상기 LDPE는 1.5 내지 4.5 wt%, 상기 SIS는 1.5 내지 4.5 wt%, 상기 제1 합성 고분자는 0.1 내지 3 wt%, 상기 제2 합성 고분자는 0.1 내지 4 wt% 포함하는 아스팔트 도막 방수재 조성물.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 합성 고분자는 AIBN(Azo-bisisobutyronitrile; 아조비스이소부티로니트릴) 또는 BPO(Benzoyl peroxide; 벤조일퍼옥사이드)를 포함하는 개시제를 사용하여 합성된 것을 특징으로 하는 아스팔트 도막 방수재 조성물.
- 가열 용융된 아스팔트에 EVA(Ethylene-Vinyl Acetate), SBS(Styrene Butadiene Styrene), LDPE(Low-density polyethylene) 및 SIS(Styrene Isoprene Styrene)를 혼입하여 용융시키는 단계; 및
폴리부타디엔 30~40 wt% 및 폴리스티렌 60~70 wt%을 합성한 제1 합성 고분자와 폴리메틸메타크릴산 30~40 wt% 및 아크릴레이트 고무 60~70 wt%를 합성한 제2 합성 고분자를 중합하여 상기 아스팔트 혼합물에 각각 혼입하는 단계;를 포함하고,
상기 혼입 비율은 조성물 전체 중량에 대해 상기 아스팔트는 78.5 내지 95.7 wt%, 상기 EVA는 0.5 내지 2.5 wt%, 상기 SBS는 0.5 내지 2.5 wt%, 상기 LDPE는 1.5 내지 4.5 wt%, 상기 SIS는 1.5 내지 4.5 wt%, 상기 제1 합성 고분자는 0.1 내지 3 wt%, 상기 제2 합성 고분자는 0.1 내지 4 wt% 인 것을 특징으로 하는 아스팔트 도막 방수재 조성물의 제조방법.
- 제1항 또는 제5항에 따른 조성물을 포함하여 형성된 아스팔트 도막 방수재.
- 제1항 또는 제5항에 따른 조성물을 가열 용융된 상태로 콘크리트 구조물 표면에 도포하고 상면에 부직포를 덮는 아스팔트 도막 방수재의 시공방법.
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-
2022
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