KR102660241B1 - 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물 및 이를 이용한 교면방수 시공방법 - Google Patents

교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물 및 이를 이용한 교면방수 시공방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물 및 이를 이용한 교면방수 시공방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스트레이트 아스팔트 70 내지 80 중량%, 기능성 수지계 혼화제 5 내지 15 중량%, 기능성 충진제 1 내지 10 중량%, 석유수지 1 내지 10 중량% 및 가소제 0.1 내지 5 중량%를 포함하되, 상기 기능성 수지계 혼화제는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 블록 공중합체 100 중량부, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체 20 내지 30 중량부, t-부틸사이클로헥실 (메타)아크릴레이트 20 내지 30 중량부 및 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라 설파이드(TSS) 1 내지 10 중량부를 함유하고, 상기 기능성 충진제는 실리카 100 중량부, 알루미나 세라믹스 1 내지 30 중량부, 티탄산칼륨위스커 또는 표면 처리된 티탄산칼륨위스커 1 내지 30 중량부 및 고로슬래그 1 내지 10 중량부를 함유하고, 상기 표면 처리된 티탄산칼륨위스커는 티탄산칼륨위스커 100 중량부, 실리콘 오일 100 내지 300 중량부, 헤스페리딘(Hesperidine) 1 내지 10 중량부를 볼 밀링하여 혼합물을 제조하는 단계와, 상기 혼합물을 톨루엔에 분산시킨 후 원심분리기로 분리하여 표면 처리된 티탄산칼륨위스커를 제조하는 단계를 포함하는 방법으로 제조함으로써;
인장 접착강도, 전단접착강도 등의 부착성능과 인장강도, 신장률, 전단접착 변형률(%) 및 내열 치수 안정성 등의 복원력을 향상시킬 수 있고, 온도 변화에 따른 성능 저하를 획기적으로 감소시켜 내한성과 함께 접착성, 복원력, 강도 및 경도 등의 물리적 특성을 우수하게 구현할 수 있고, 방수, 발수 기능, 알칼리, 산에 대하여 내구성이 향상되어, 물리, 화학적 열화에 의한 균열, 변형 등의 손상을 효과적으로 방지할 수 있는 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물 및 이를 이용한 교면방수 시공방법에 관한 것이다.

Description

교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물 및 이를 이용한 교면방수 시공방법{Asphalt-based functional coating waterproofing composition for bridge surfaces and constructing method of bridge surface waterproofing using the same}
본 발명은 인장 접착강도, 전단접착강도 등의 부착성능과 인장강도, 신장률, 전단접착 변형률(%) 및 내열 치수 안정성 등의 복원력을 향상시킬 수 있고, 온도 변화에 따른 성능 저하를 획기적으로 감소시켜 내한성과 함께 접착성, 복원력, 강도 및 경도 등의 물리적 특성을 우수하게 구현할 수 있고, 방수, 발수 기능, 알칼리, 산에 대하여 내구성이 향상되어, 물리, 화학적 열화에 의한 균열, 변형 등의 손상을 효과적으로 방지할 수 있는 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물 및 이를 이용한 교면방수 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로 교량 등에 포장된 콘크리트 포장층 또는 아스팔트 포장층에 대한 시공 또는 보수 방법은 교면의 타설된 콘크리트 슬래브 위에 방수층을 깔아준 다음, 그 위에 도로 표면이 되는 콘크리트 포장층을 시공하거나, 아스팔트 포장층을 시공하는 방법으로 진행되고 있다.
그러나, 교량의 슬래브에서는 우수의 침투와 차량 하중 등의 물리적 및 화학적 열화에 의해 균열 틈새가 발생하여 우수 등의 수분이 콘크리트 슬래브로 침투할 뿐만 아니라, 특히 하절기의 온도상승과 동절기의 동결융해 작용의 반복으로 인한 열화와 제설재의 염화물이 침투하는 현상이 빈발하고 있다.
이로 인해 교면의 골격을 이루는 콘크리트 슬래브의 철근 부식을 촉진시켜 교량의 내구성과 수명을 저하시킬 뿐만 아니라 교량의 안전성에도 악영향을 미치게 된다. 따라서, 교량의 안전성을 위해서는 교면방수가 상당히 중요하며 이를 위한 다양한 방법들이 제시되어 활용되고 있다.
일반적으로 많이 사용되는 교면의 방수시공 방법은 아스팔트 도막 방수재를 도포하는 도막식 방수공법이다. 상기 도막식 방수공법은 액상의 아스팔트계 도막 방수재를 바탕면에 복수 회 도포하여 아스팔트 방수막을 형성하여 재료의 운반 및 시공이 용이하고, 굴곡이 심하거나 복잡한 구조의 바탕면에도 간편한 시공이 가능한 장점이 있다.
이러한 아스팔트계 도막 방수재는 아스팔트에 스티렌 계통의 중합체, 에틸렌-비닐 아세테이트 또는 스티렌-부타디엔 라텍스 등을 혼합하여 아스팔트가 가질 수 없는 성질, 즉 우수한 신장율, 내균열성, 내한성, 접합성등을 가지도록 개질시킨 것이다. 또한, 내열성과 강도 및 경도를 보다 강화시키기 위해 계면활성제나 경화촉진제 등을 첨가하기도 하며, 열가소성 엘라스토머 등을 첨가한 것도 있다.
상기 아스팔트계 도막 방수재는 아스콘과 콘크리트 계면에서의 분리(접착성), 교면에서의 유동(탄성), 계절적 온도차에 의한 수축 균열로 인한 물 또는 수분 침투(방수성)에 취약한 단점을 가지고 있다. 따라서 시공 시 환경조건에 매우 취약하며, 예컨대 우기에는 시공 시 환경조건의 변수 차이가 높아, 시공되는 제품의 방수 효과를 기대하기 어렵다.
특히, 스티렌 부타디엔 고무(styrene butadiene rubber; SBR)를 주성분으로 하는 도막 방수재의 경우 복원력이 매우 약하여 반복적으로 신장될 경우에는 열화현상이 발생되며 고유의 물리적 특성을 잃게 되고, 이는 곧 품질의 저하를 초래하는 문제점이 있다. 또한, SBR을 주성분으로 하는 도막 방수재의 경우 내화학성 등이 약하여 장시간 각종 화학물질에 노출될 경우에 급격히 품질이 저하되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여, 다양한 개선 대책들이 제안되고 있으나 품질 개선 정도가 미흡하여 이에 대한 개발이 절실히 요구되고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1954235호 일본 등록특허 제10-07102138호 대한민국 공개특허 제10-2010-0004159호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 일 구현예는 스티렌 부타디엔계 고무 성분의 사용으로 인한 낮은 복원력, 내화학성 저하 등을 개선할 뿐만 아니라 콘크리트 및 아스콘 포장층과의 접착 결합력, 포장층으로부터 침투되는 물과 염화물에 대한 저항성을 개선한 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물 및 이를 이용한 신설 및 보수의 교면방수 시공방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 구현예는 스트레이트 아스팔트 70 내지 80 중량%, 기능성 수지계 혼화제 5 내지 15 중량%, 기능성 충진제 1 내지 10 중량%, 석유수지 1 내지 10 중량% 및 가소제 0.1 내지 5 중량%를 포함하되,
상기 기능성 수지계 혼화제는
스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 블록 공중합체 100 중량부, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체 20 내지 30 중량부, t-부틸사이클로헥실 (메타)아크릴레이트 20 내지 30 중량부 및 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라 설파이드(TSS) 1 내지 10 중량부를 함유하고,
상기 기능성 충진제는
실리카 100 중량부, 알루미나 세라믹스 1 내지 30 중량부, 티탄산칼륨위스커 또는 표면 처리된 티탄산칼륨위스커 1 내지 30 중량부 및 고로슬래그 1 내지 10 중량부를 함유하고,
상기 표면 처리된 티탄산칼륨위스커는
티탄산칼륨위스커 100 중량부, 실리콘 오일 100 내지 300 중량부, 헤스페리딘(Hesperidine) 1 내지 10 중량부를 볼 밀링하여 혼합물을 제조하는 단계와, 상기 혼합물을 톨루엔에 분산시킨 후 원심분리기로 분리하여 표면 처리된 티탄산칼륨위스커를 제조하는 단계를 포함하는 방법으로 제조되는 것인 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물을 제공한다.
상기 알루미나 세라믹스는
알루미나 분말 100 중량부, 이트륨 분말 0.00005 내지 0.0005 중량부, 비스페놀 A형 에폭시 수지 0.1 내지 1 중량부 및 에탄올 1000 내지 1500 중량부를 혼합하여 습식 슬러리를 제조하는 단계; 상기 습식 슬러리를 분무 건조하여 과립 분말로 제조하는 단계; 상기 과립 분말을 성형하여 압분체를 제조하는 단계; 상기 압분체를 1000 내지 1300 ℃ 온도에서 예비 소결하여 예비 소결체를 제조하는 단계; 상기 예비 소결체를 1000 내지 1300 ℃ 온도 및 100 내지 250 MPa 압력에서 HIP(Hot isostatic press) 처리하여 HIP으로 얻어진 소결체를 제조하는 단계; 및 상기 HIP으로 얻어진 소결체를 700 내지 1100 ℃로 어닐링하여 알루미나 세라믹스를 제조하는 단계;를 포함하는 방법으로 제조되는 것일 수 있다.
상기 습식 슬러리는
황산 바륨 분말 0.1 내지 10 중량부를 추가로 함유하고;
상기 압분체를 제조하는 단계는
과립 분말을 7 내지 13 MPa 압력하에서 프레스 성형하는 1차 성형단계와, 110 내지 170 MPa 압력하에서 냉간 등방압(Cold Isosstatic Pres) 성형하는 2차 성형하는 단계를 포함하는 방법으로 제조된 것일 수 있다.
상기 기능성 수지계 혼화제는
니트록시드기를 갖는 활성수소 함유 화합물 1 내지 10 중량부를 더 함유하고;
상기 니트록시드기를 갖는 활성수소 함유 화합물은 4-하이드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘1-옥실, 4-하이드록시-2,2,6,6-테트라에틸피페리딘1-옥실, 4-아미노-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘1-옥실, 4-아미노-2,2,6,6-테트라에틸피페리딘1-옥실, 3-하이드록시-2,2,5,5-테트라메틸피페리딘1-옥실, 3-하이드록시-2,2,5,5-테트라에틸피페리딘1-옥실, 3-아미노-2,2,5,5-테트라메틸피롤리딘1-옥실 및 3-아미노-2,2,5,5-테트라에틸피롤리딘1-옥실로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 구현예는 상기 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물을 이용한 신설 및 보수의 교면방수 시공방법으로서,
교면 시공대상의 열화부위 및 이물질을 제거한 후 청소하여, 바탕면을 정리하는 단계; 상기 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물을 도포하여 아스팔트 방수층을 형성하는 단계; 보호재를 설치하는 단계; 및 아스콘을 포설 및 다짐하여 교면을 포장함으로써, 아스콘 포장층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 교면방수 시공방법을 제공한다.
상기 교면방수 시공방법은 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계;를 더욱 포함하는 것으로서,
교면 시공대상의 열화부위 및 이물질을 제거한 후 청소하여, 바탕면을 정리하는 단계; 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계; 상기 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물을 도포하여 아스팔트 방수층을 형성하는 단계; 보호재를 설치하는 단계; 및 아스콘을 포설 및 다짐하여 교면을 포장함으로써, 아스콘 포장층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물 및 이를 이용한 교면방수 시공방법에 의하면, 인장 접착강도, 전단접착강도 등의 부착성능과 인장강도, 신장률, 전단접착 변형률(%) 및 내열 치수 안정성 등의 복원력을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 온도 변화에 따른 물성 변화 즉, 온도 변화에 따른 성능 저하를 획기적으로 감소시켜 우수한 부착성능 및 복원력을 구현할 수 있으며, 내한성과 함께 접착성, 복원력, 강도 및 경도 등의 물리적 특성을 우수하게 유지할 수 있는 이점이 있다. 또한, 방수, 발수 기능, 알칼리, 산에 대하여 내구성이 향상되어, 물리, 화학적 열화에 의한 균열, 변형 등의 손상을 효과적으로 방지할 수 있는 이점이 있다. 이상과 같이 본 발명에 따른 고내구성 교면용 개질 아스팔트 도막 방수재 조성물은 수명이 연장이 가능하여 유지/보수에 따른 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 구현예에 따른 교면방수 시공방법의 개략적인 시공순서도를 나타낸 것이다.
도 2는 프라이머층을 형성하는 단계를 더욱 포함하는 본 발명의 다양한 구현예에 따른 교면방수 시공방법의 개략적인 시공순서도를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예는 스트레이트 아스팔트 70 내지 80 중량%, 기능성 수지계 혼화제 5 내지 15 중량%, 기능성 충진제 1 내지 10 중량%, 석유수지 1 내지 10 중량% 및 가소제 0.1 내지 5 중량%를 포함하되,
상기 기능성 수지계 혼화제는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 블록 공중합체 100 중량부, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체 20 내지 30 중량부, t-부틸사이클로헥실 (메타)아크릴레이트 20 내지 30 중량부 및 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라 설파이드(TSS) 1 내지 10 중량부를 함유하고,
상기 기능성 충진제는 실리카 100 중량부, 알루미나 세라믹스 1 내지 30 중량부, 티탄산칼륨위스커 또는 표면 처리된 티탄산칼륨위스커 1 내지 30 중량부 및 고로슬래그 1 내지 10 중량부를 함유하고,
상기 표면 처리된 티탄산칼륨위스커는 티탄산칼륨위스커 100 중량부, 실리콘 오일 100 내지 300 중량부, 헤스페리딘(Hesperidine) 1 내지 10 중량부를 볼 밀링하여 혼합물을 제조하는 단계와, 상기 혼합물을 톨루엔에 분산시킨 후 원심분리기로 분리하여 표면 처리된 티탄산칼륨위스커를 제조하는 단계를 포함하는 방법으로 제조되는 것인 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물 및 이를 이용한 교면방수 시공방법에 의하면, 인장 접착강도, 전단접착강도 등의 부착성능과 인장강도, 신장률, 전단접착 변형률(%) 및 내열 치수 안정성 등의 복원력을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 온도 변화에 따른 물성 변화 즉, 온도 변화에 따른 성능 저하를 획기적으로 감소시켜 우수한 부착성능 및 복원력을 구현할 수 있으며, 내한성과 함께 접착성, 복원력, 강도 및 경도 등의 물리적 특성을 우수하게 유지할 수 있는 이점이 있다. 또한, 방수, 발수 기능, 알칼리, 산에 대하여 내구성이 향상되어, 물리, 화학적 열화에 의한 균열, 변형 등의 손상을 효과적으로 방지할 수 있는 이점이 있다. 이상과 같이 본 발명에 따른 고내구성 교면용 개질 아스팔트 도막 방수재 조성물은 수명 연장이 가능하여 유지/보수에 따른 비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물은 스트레이트 아스팔트 70 내지 80 중량%, 기능성 수지계 혼화제 5 내지 15 중량%, 기능성 충진제 1 내지 10 중량%, 석유수지 1 내지 10 중량% 및 가소제 0.1 내지 5 중량%를 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 본 발명의 스트레이트 아스팔트는 우수한 방수성을 제공하고, 아스콘 포장층과의 상용성이 좋아 점착성, 접착성 및 인장성능을 향상시키는 역할을 한다. 또한, 용융점을 낮추어 유동성을 향상시킴으로써, 우수한 작업성능을 제공할 수 있고, 신도(伸度)가 우수하여, 전단응력에 의한 균열 추종성이 매우 뛰어나, 균열, 들뜸 또는 박리현상을 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
이러한 상기 스트레이트 아스팔트는 AP-3 또는 AP-5의 스트레이트 아스팔트를 사용할 수 있다.
상기 스트레이트 아스팔트는 본 발명의 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물에 70 내지 80 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 스트레이트 아스팔트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 스트레이트 아스팔트의 함량이 너무 많은 경우에는 오히려 접착성능이 감소되고 경도가 지나치게 상승되어 균열에 대한 저항성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 본 발명의 기능성 수지계 혼화제는 온도 변화에 따른 성능 저하없이 우수한 인장 접착강도, 전단접착강도 등의 부착성능과, 인장강도, 신장률, 전단접착 변형률(%) 및 내열 치수 안정성 등의 복원력을 향상시키는 역할을 한다. 또한, 포장층으로부터 침투되는 물과 염화물에 대한 저항성이 우수한 아스팔트 방수층을 제공하고, 바탕면의 균열에 대한 대응성 및 온도 및 기후변화에 따른 구조물의 신축 거동에 대한 추종성을 개선하고, 방수, 발수 기능, 알칼리, 산에 대하여 내구성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 기능성 수지계 혼화제는 본 발명의 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물에 5 내지 15 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 기능성 수지계 혼화제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 기능성 수지계 혼화제의 함량이 너무 많은 경우에는 더 이상의 개선효과는 기대하기 어려워, 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
이러한 상기 기능성 수지계 혼화제는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 블록 공중합체 100 중량부, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체 20 내지 30 중량부, t-부틸사이클로헥실 (메타)아크릴레이트 20 내지 30 중량부 및 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라 설파이드(TSS) 1 내지 10 중량부를 함유하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
보다 구체적으로 상기 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 블록 공중합체는 우수한 방수성, 내수성, 접착성 및 인장 성능을 제공하고, 신율이 높아 탄성, 충격성 및 균열 저항성을 향상시키는 역할을 한다. 또한, 내열성 및 전단접착 변형률(%)이 매우 개선되어 뛰어난 내열 치수 안정성을 제공할 수 있으며, 아스팔트의 저온 특성을 개질하고, 열 안정성, 소성변형저항성, 휨 추정성을 향상시키는 기능을 한다.
이하, 상기 기능성 수지계 혼화제를 구성하는 다른 구성성분들의 함량은 상기 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 블록 공중합체 100 중량부를 기준으로 한다.
상기 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 블록 공중합체와 함께 우수한 방수성, 내수성, 접착성 및 인장 성능을 제공하고, 신율이 높아 탄성, 충격성 및 균열 저항성을 향상시키는 역할을 한다. 또한, 내열성 및 전단 접착 변형률(%)이 매우 개선되어 뛰어난 내열 치수 안정성을 제공할 수 있으며, 특히 내한성(freezing resistance) 및 강도와 경도를 향상시키는 역할을 한다.
상기 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체는 상기 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 블록 공중합체 100 중량부에 대하여, 20 내지 30 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선 효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체의 함량이 너무 많은 경우에는 재료분리 현상이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
상기 t-부틸사이클로헥실 (메타)아크릴레이트는 우수한 방수성, 인장성능을 제공하고, 내열성, 열 안정성 및 전단접착 변형률(%)이 개선되어, 우수한 내열치수 안정성, 소성변형저항성 및 휨 추정성을 제공하는 역할을 한다.
상기 t-부틸사이클로헥실 (메타)아크릴레이트는 상기 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 블록 공중합체 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 t-부틸사이클로헥실 (메타)아크릴레이트의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선 효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 t-부틸사이클로헥실 (메타)아크릴레이트의 함량이 너무 많은 경우에는 오히려 내수성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라 설파이드(TSS)는 상기 기능성 충진제 및 스트레이트 아스팔트와의 혼화성을 개선하여, 우수한 방수 및 발수 기능은 물론, 우수한 인장강도, 신장률, 인장 접착강도, 전단 접착강도, 전단접착 변형률(%) 및 내열치수 안정성을 개선하는 역할을 한다.
상기 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라 설파이드(TSS)는 상기 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 블록 공중합체 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라 설파이드(TSS)의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선 효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라 설파이드(TSS)의 함량이 너무 많은 경우에는 더이상의 성능개선효과는 기대하기 어려워 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 기능성 수지계 혼화제는 니트록시드기를 갖는 활성수소 함유 화합물을 더 함유할 수 있다. 상기 니트록시드기를 갖는 활성수소 함유 화합물은 발수 기능, 내수성, 알칼리, 산에 대한 내구성, 내열성, 물리, 화학적 안정성, 균열, 변형 등에 대한 저항성을 향상시키는 역할을 한다. 또한, 고온 유동성을 조정함으로써 작업성을 개선하고 우수한 부식 및 노화 방지 효과를 제공하는 역할을 한다.
이러한 니트록시드기를 갖는 활성수소 함유 화합물은 4-하이드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘1-옥실, 4-하이드록시-2,2,6,6-테트라에틸피페리딘1-옥실, 4-아미노-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘1-옥실, 4-아미노-2,2,6,6-테트라에틸피페리딘1-옥실, 3-하이드록시-2,2,5,5-테트라메틸피페리딘1-옥실, 3-하이드록시-2,2,5,5-테트라에틸피페리딘1-옥실, 3-아미노-2,2,5,5-테트라메틸피롤리딘1-옥실 및 3-아미노-2,2,5,5-테트라에틸피롤리딘1-옥실로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 니트록시드기를 갖는 활성수소 함유 화합물은 상기 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 블록 공중합체 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다.
본 발명의 기능성 충진제는 도막 방수층 내의 공극을 충전시켜 수밀하고, 안정한 도막을 형성할 수 있도록 하여 뛰어난 방수 성능을 제공하는 역할을 한다. 또한, 방수도막의 고온 및 저온에서의 강도성능, 경도, 내마모성, 내움푹 패임성능 등을 향상시키고, 우수한 내화학성, 염화이온 침투저항성, 방수 및 발수 기능, 내후성, 내투수성, 내열치수 안정성, 저온 굴곡성 등의 내구성을 제공하는 기능을 한다.
상기 기능성 충진제는 본 발명의 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물에 1 내지 10 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 기능성 충진제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 기능성 충진제의 함량이 너무 많은 경우에는 더 이상의 개선효과는 기대하기 어려워, 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
보다 구체적으로, 상기 기능성 충진제는 실리카 100 중량부, 알루미나 세라믹스 1 내지 30 중량부, 티탄산칼륨위스커 또는 표면 처리된 티탄산칼륨위스커 1 내지 30 중량부 및 고로슬래그 1 내지 10 중량부를 함유하는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 실리카(silica)는 도막 방수층 내의 공극을 충전시켜 수밀하고, 안정한 도막을 형성할 수 있도록 하고, 우수한 내화학성, 염화이온 침투저항성, 내후성, 내열치수 안정성, 저온 굴곡성 등의 내구성을 제공하는 역할을 한다.
이러한 상기 실리카(silica)는 평균입경이 1 내지 10 μm인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
이하, 상기 기능성 충진제를 구성하는 다른 구성성분들의 함량은 상기 실리카(silica) 100 중량부를 기준으로 한다
상기 알루미나 세라믹스는 알루미나(Al2O3)를 고도의 기술로 정제하여 만들어 지는 것으로 통상 알루미나(Al2O3)를 80 중량% 이상 함유하는 것을 말한다. 상기 알루미나 세리믹스는 콘크리트 슬래브 바탕면 및 아스콘 포장층과의 일체화가 용이하고, 우수한 기계적 강도, 경도, 내마모성, 내움푹 패임성능 등을 향상시키며, 우수한 내화학성, 염화이온침투저항성, 내후성, 내투수성, 내열치수 안정성, 저온 굴곡성 등의 내구성을 제공하는 역할을 한다.
이러한 알루미나 세라믹스는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으며, 구체적으로 MAKEIT사의 알루미나 세라믹스 제품을 사용할 수 있다.
상기 알루미나 세라믹스는 상기한 역할을 더욱 향상시키면서 온도 변화에 따른 물성 변화와 도막의 부식 방지성능을 개선하기 위하여 하기와 같은 방법으로 제조된 알루미나 세라믹스를 사용할 수 있다.
구체적으로 상기 알루미나 세라믹스는 알루미나 분말 100 중량부, 이트륨 분말 0.00005 내지 0.0005 중량부, 비스페놀 A형 에폭시 수지 0.1 내지 1 중량부 및 에탄올 1000 내지 1500 중량부를 혼합하여 습식 슬러리를 제조하는 단계; 상기 습식 슬러리를 분무 건조하여 과립 분말로 제조하는 단계; 상기 과립 분말을 성형하여 압분체를 제조하는 단계; 상기 압분체를 1000 내지 1300 ℃ 온도에서 예비 소결하여 예비 소결체를 제조하는 단계; 상기 예비 소결체를 1000 내지 1300 ℃ 온도 및 100 내지 250 MPa 압력에서 HIP(Hot isostatic press) 처리하여 HIP으로 얻어진 소결체를 제조하는 단계; 및 상기 HIP으로 얻어진 소결체를 700 내지 1100 ℃로 어닐링하여 알루미나 세라믹스를 제조하는 단계;를 포함하는 방법으로 제조되는 것일 수 있다.
상기 이트륨 분말은 알루미나 소결체의 형성을 용이하게 하며, 제조된 알루미나 세라믹스의 강도를 증가시키는 역할을 한다. 상기 비스페놀 A형 에폭시 수지는 알루미나 분말 및 이트륨 분말을 바인딩하고, 도막층의 내구성 등의 기계적 강도 및 기재와의 부착성이 우수한 효과를 제공한다. 상기 비스페놀 A형 에폭시 수지는 에폭시 당량이 150 내지 350 g/eq인 것으로 예를 들면 비스페놀 A 디글리시딜 에테르, 비스페놀 A 폴리프로필렌 옥시드 디글리시딜 에테르, 비스페놀 A 에틸렌 옥시드 디글리시딜 에테르, 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜 에테르 및 수소 첨가 비스페놀 A 프로필렌 옥시드 디글리시딜 에테르로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 압분체의 예비 소결하는 단계는 알루미나의 입자간의 결합력을 유도하는 작용을 한다. 또한, HIP(Hot isostatic press, 열간 정수압 성형)는 처리될 재료를 고압 베셀 내에 배치하고 고온 및 고압 모두에 노출시켜 가압 가스를 통해 그 재료에 등압으로 가해지도록 하는 방법으로, 이러한 방법으로 얻어진 알루미나 세라믹스는 기공이 없고 고강도를 유지할 수 있다. 이때, 상기 HIP 장치는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않는다.
또한, 상기 알루미나 세라믹스를 제조하는 방법에 있어서, 상기 습식 슬러리는 황산 바륨 분말 0.1 내지 10 중량부를 추가로 함유하고; 상기 압분체를 제조하는 단계는 과립 분말을 7 내지 13 MPa 압력하에서 프레스 성형하는 1차 성형단계와, 110 내지 170 MPa 압력하에서 냉간 등방압(Cold Isosstatic Pres) 성형하는 2차 성형하는 단계를 포함하는 방법으로 제조된 것일 수 있다. 상기 황산 바륨 분말 추가와 순차적으로 2단계 성형을 수행하여, 보다 내구성이 향상되고 내마모성이 우수한 알루미나 세라믹스를 제조할 수 있다.
상기 CIP(냉간 정수압 성형,Cold isostatic press)은 성형체에 형성된 잔존 기공을 최소화할 뿐만 아니라 물 또는 가스 등과 같은 압력매체가 성형체에 침투하는 것을 방지하는 역할을 한다. 이때, 상기 CIP 장치는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않는다.
상기 알루미나 세라믹스는 상기 실리카 100 중량부에 대하여, 1 내지 30 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 알루미나 세라믹스의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선 효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 알루미나 세라믹스의 함량이 너무 많은 경우에는 더이상의 성능개선효과는 기대하기 어려워 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 티탄산칼륨위스커 또는 표면 처리된 티탄산칼륨위스커는 우수한 내화학성, 염화이온 침투저항성, 내후성, 내투수성, 내열치수 안정성, 저온 굴곡성 등의 내구성을 제공하고, 용융점을 낮추어 우수한 작업성을 제공하는 역할을 한다. 특히 표면 처리된 티탄산칼륨위스커는 분산성을 개선하여 상기 기능성 수지계 혼화제 성분과의 혼화성을 향상시켜 보다 균일한 물성을 유지하는 역할을 더 수행할 수 있다.
상기 표면 처리된 티탄산칼륨위스커는 티탄산칼륨위스커 100 중량부, 실리콘 오일 100 내지 300 중량부, 헤스페리딘(Hesperidine) 1 내지 10 중량부를 볼 밀링하여 혼합물을 제조하는 단계와, 상기 혼합물을 톨루엔에 분산시킨 후 원심분리기로 분리하여 표면 처리된 티탄산칼륨위스커를 제조하는 단계를 포함하는 방법으로 제조되는 것일 수 있다.
구체적으로 상기 티탄산칼륨위스커의 표면에 실리콘 오일이 코팅 처리되어 티탄산칼륨위스커 간의 뭉침을 방지하여 균일한 분산을 유도하고, 기능성 수지계 혼화제 성분과의 혼화성을 증가시켜 방수재 도막의 내구성 및 내마모성을 더욱 향상시키는 역할을 한다. 상기 헤스페리딘(Hesperidine)은 온도 변화에 대한 물성 변화를 감소시켜 방수재의 성능 저하를 예방하는 역할을 한다.
상기 티탄산칼륨위스커 또는 표면 처리된 티탄산칼륨위스커는 상기 실리카 100 중량부에 대하여, 1 내지 30 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 티탄산칼륨위스커 또는 표면 처리된 티탄산칼륨위스커의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선 효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 티탄산칼륨위스커 또는 표면 처리된 티탄산칼륨위스커의 함량이 너무 많은 경우에는 내화학성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 고로슬래그는 도막 방수층 내의 공극을 충전시켜 수밀하고, 안정한 도막을 형성할 수 있도록 하고, 수분을 흡수하여 열적 안정성과 작업성을 개선하고, 도막의 강도 및 부식 방지성능을 개선하는 역할을 한다.
상기 고로슬래그는 상기 실리카(silica) 100 중량부에 대하여, 1 내지 10 중량부 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 고로슬래그의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선 효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 고로슬래그의 함량이 너무 많은 경우에는 오히려 강도성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 본 발명의 석유수지는 점성을 줄이고, 폴리머 간의 상용성, 혼합 및 가공성을 증대시켜 작업성을 향상시키고, 내열성을 상승시켜 흘러내림을 방지하고, 온도변화에 관계없이 강력한 점착 성능, 균열방지, 특히, 저온에서의 균열방지 성능, 방수성 및 장기 저장성을 구현하는 역할을 한다.
이러한 상기 석유수지는 C5 석유수지, C9 석유수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.
상기 석유수지는 본 발명의 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물에 1 내지 10 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 석유수지의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 석유수지의 함량이 너무 많은 경우에는 오히려 강도 성능이 감소되거나 가격이 상승되어 가격경쟁력이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
상기 본 발명의 가소제는 점성을 줄이고, 폴리머간의 상용성, 혼합 및 가공성을 증대시켜 작업성을 향상시키고, 저온 굴곡성 및 점착 성능을 더욱 개선하는 역할을 한다.
이러한 상기 가소제는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 제한하지 않으나, 상기 가소제의 비제한적인 예를들면, 디옥틸프탈레이트(DOP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디이소노닐프탈레이트(DINP) 등과 같은 프탈산 에스테르; 글리콜유(Glycol Oil), 미네랄 스프리트 오일(Mireral Sprit Oil) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 가소제는 본 발명의 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물에 0.1 내지 5 중량% 범위로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 가소제의 함량이 너무 적은 경우에는 상기한 개선효과가 미흡할 수 있는 문제점이 있고, 상기 가소제의 함량이 너무 많은 경우에는 오히려 강도 및 내구성이 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 구현예는 상기 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물을 이용한 교면방수 시공방법으로서,
교면 시공대상의 열화부위 및 이물질을 제거한 후 청소하여, 바탕면을 정리하는 단계; 상기 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물을 도포하여 아스팔트 방수층을 형성하는 단계; 보호재를 설치하는 단계; 및 아스콘을 포설 및 다짐하여 교면을 포장함으로써, 아스콘 포장층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 신설 및 보수의 교면방수 시공방법을 제공한다.
보다 구체적으로, 상기 교면 시공대상은 교량 상판의 바탕면으로서 콘크리트 상판, 강상판 모두에 적용 가능하다.
또한, 본 발명의 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물은 바탕면에 대한 충분한 접착력을 구현할 수 있는 바, 프라이머의 도포를 생략할 수 있으나, 바탕면에 대한 더욱 우수한 접착력 개선효과 및 일체화 효과를 구현하기 위하여 당분야에서 일반적으로 사용되는 통상의 프라이머를 도포하는 단계를 더욱 포함할 수 있다. 이로써, 보다 우수한 강도 보강 효과, 수분 상승의 방지, 접착력 강화 효과를 구현할 수 있는 것이다. 이러한 상기 프라이머는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 제한하지 않는다.
상기 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계;를 더욱 포함하는 교면방수 시공방법은 교면 시공대상의 열화부위 및 이물질을 제거한 후 청소하여, 바탕면을 정리하는 단계; 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계; 상기 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물을 도포하여 아스팔트 방수층을 형성하는 단계; 보호재를 설치하는 단계; 및 아스콘을 포설 및 다짐하여 교면을 포장함으로써, 아스콘 포장층을 형성하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.
상기 프라이머의 도포를 생략한 경우, 본 발명의 일 구현예에 따른 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물을 이용한 교면방수 시공방법의 다양한 시공 순서도를 도 1에 도시하였다. 다만, 도 1에 도시된 교면방수 시공방법의 다양한 시공 순서도는 예시로서 제시되는 것일 뿐, 본 발명의 교면방수 시공방법이 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 프라이머층을 형성하는 단계를 포함하는 본 발명의 일 구현예에 따른 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물을 이용한 교면방수 시공방법의 다양한 시공순서도를 도 2에 도시하였다. 다만, 도 2에 도시된 교면방수 시공방법의 다양한 시공순서도는 예시로서 제시되는 것일 뿐, 본 발명의 교면방수 시공방법이 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물을 도포하여 아스팔트 방수층을 형성하는 단계;는 아스팔트 도막방수 가열식 장비를 사용하여 수행될 수 있다. 상기 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물은 180 내지 220 ℃의 온도범위로 가열용융하여 서로 완전하게 혼합한 이후, 도포될 수 있다.
또한, 상기 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물은 상기 아스팔트 방수층이 3 내지 4 mm의 두께를 가질 때까지 1 내지 5회 범위로 다수회 도포될 수 있다.
또한, 보호재를 설치하는 단계에서 상기 보호재는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 제한하지 않으나, 예를들면, 유리섬유, 탄소섬유, 아라미드섬유, 바잘트(Basalt) 섬유 및 이들의 혼합 섬유로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 소재를 기반으로, 망 또는 그리드 형상으로 제작된 것 및/또는 부직포를 사용할 수 있다. 이로써, 아스팔트 방수층의 손상을 최소화하고, 교면의 강도를 더욱 보강하며, 균열진행 및 변형을 더욱 억제하여 내구성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 보호재를 설치하는 단계 이후에는 아스콘을 포설 및 다짐하여 교면을 포장함으로써, 아스콘 포장층을 형성하는 단계를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물 및 이를 이용한 교면방수 시공방법에 의하면, 인장 접착강도, 전단접착강도 등의 부착성능과 인장강도, 신장률, 전단접착 변형률(%) 및 내열 치수 안정성 등의 복원력을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 온도 변화에 따른 물성 변화 즉, 온도 변화에 따른 성능 저하를 획기적으로 감소시켜 우수한 부착성능 및 복원력을 구현할 수 있으며, 내한성과 함께 접착성, 복원력, 강도 및 경도 등의 물리적 특성을 우수하게 유지할 수 있는 이점이 있다. 또한, 방수, 발수 기능, 알칼리, 산에 대하여 내구성이 향상되어, 물리, 화학적 열화에 의한 균열, 변형 등의 손상을 효과적으로 방지할 수 있는 이점이 있다. 이상과 같이 본 발명에 따른 고내구성 교면용 개질 아스팔트 도막 방수재 조성물은 수명 연장이 가능하여 유지/보수에 따른 비용을 절감할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
[제조예 1] 알루미나 세라믹스
알루미나 분말(평균입경 0.2 ㎛, α-Al2O3) 100 중량부, 이트륨 분말(평균입경 30 ㎚, Y2O3) 0.0001 중량부, 비스페놀 A의 디글리시딜에테르(에폭시 당량 170 g/eq) 및 에탄올 1300 중량부를 20 시간 동안 혼합하여 습식 슬러리를 제조하였다. 이후에 상기 습식 슬러리를 분무 건조기에서 분무 건조하여 과립 분말로 제조하였다. 이후에 상기 과립 분말을 약 10 MPa의 압력하에서 프레스 성형하여 압분체를 제조하였다. 이후에 상기 압분체를 1×10-3 Pa의 진공 중에서 승온 속도 150 ℃/hr에서 최고 도달 온도 1200 ℃에서 예비 소결하여 예비 소결체를 제조하였다. 상기 예비 소결체를 Ar가스, 1300 ℃, 100 MPa 조건에서 2 시간 동안 HIP(Hot isostatic press, 열간 정수압 성형) 처리하여 HIP으로 얻어진 소결체를 제조하였다. 이후에 상기 HIP으로 얻어진 소결체를 공기중, 900 ℃에서 6 시간 동안 어닐링하여 알루미나 세라믹스를 제조하였다.
[제조예 2] 알루미나 세라믹스
알루미나 분말(평균입경 0.2μm, α-Al2O3) 100 중량부, 이트륨 분말(평균입경 30 nm, Y2O3) 0.0001 중량부, 황산 바륨 분말 5 중량부, 비스페놀 A의 디글리시딜에테르(에폭시 당량 170 g/eq) 및 에탄올 1300 중량부를 20시간 동안 혼합하여 습식 슬러리를 제조하였다. 이후에 상기 습식 슬러리를 분무 건조기에서 분무 건조하여 과립 분말로 제조하였다. 이후에 상기 과립 분말을 약 10 MPa의 압력하에서 프레스 성형하는 1차 성형한 후, 150 MPa 압력하에서 냉간 등방압(Cold Isosstatic Pres) 성형하는 2차 성형하여 압분체를 제조하였다. 이후에 상기 압분체를 1×10-3 Pa의 진공 중에서 승온 속도 150 ℃/hr에서 최고 도달 온도 1200 ℃에서 예비 소결하여 예비 소결체를 제조하였다. 상기 예비 소결체를 Ar가스, 1300 ℃, 100 MPa 조건에서 2시간동안 HIP(Hot isostatic press, 열간 정수압 성형) 처리하여 HIP으로 얻어진 소결체를 제조하였다. 이후에 상기 HIP으로 얻어진 소결체를 공기중, 900 ℃에서 6시간동안 어닐링하여 알루미나 세라믹스를 제조하였다.
[제조예 3] 표면 처리된 티탄산칼륨위스커
티탄산칼륨위스커 100 중량부, 실리콘 오일(Polydimethylsiloxane, trimethylsiloxy terminated, 점도: 100cSt) 200 중량부, 헤스페리딘(Hesperidine) 7 중량부를 상온 상압에서 24시간동안 볼 밀링하여 혼합물을 제조하였다. 이후에 상기 혼합물을 톨루엔에 분산시킨 후 원심분리기로 분리하여 표면 처리된 티탄산칼륨위스커를 제조하였다.
[실시예 및 비교예]
하기 표 1에 나타낸 바와 같은 성분 및 함량으로 교반한 후, 약 200 ℃의 온도에서 혼합 및 용융함으로써, 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물 및 비교용 조성물을 제조하였다.
구분(중량%) 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2
스트레이트 아스팔트[AP-3] 73 73 73 73 73
기능성 수지계 혼화제 13 13 13 13 13
중
량
부		 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 블록 공중합체 100 100 100 100 100
스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체 22 22 22 - 22
t-부틸사이클로헥실 (메타)아크릴레이트 20 20 20 - -
비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라 설파이드 3 3 3 - -
니트록시드기를 갖는 활성수소 함유 화합물 4-하이드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘1-옥실 - 5 3 - -
4-아미노-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘1-옥실 - - 2 - -
기능성 충진제 7 7 7 7 7
중
량
부		 실리카 100 100 100 50 100
탄산칼슘 - - - 50 -
알루미나 세라믹스 25 25
[제조예1]		 25
[제조예2]		 - -
알루미나 - - - - 25
티탄산칼륨위스커 17 17
[제조예3]		 17
[제조예3]		 - -
고로슬래그 5 5 5 - 5
C5 석유수지 4 4 4 4 4
가소제_미네랄 스프리트 오일(Mireral Sprit Oil) 3 3 3 3 3
스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 블록 공중합체: 크레인튼(KRATON)사, 크레인튼 G1650MU제품
알루미나 세라믹스: MAKEIT사, 알루미나 세라믹스 제품
이하에서는 상기 실시예 1 내지 3에 따라 제조된 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 상기 본 발명에 따른 실시예들과 비교예 1 및 2에 따라 제조된 비교용 조성물의 특성을 비교한 실험결과들을 나타낸 것이다.
<시험예>
상기 실시예 1 내지 3에 따라 제조된 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물 및 비교예 1 및 2에 따라 제조된 비교용 조성물에 대하여, 콘크리트 교면용 도막 방수재 품질기준(KS F 4932)에 따른 물성 시험을 실시하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구분 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2
작업성 양호 양호 양호 양호 양호
불휘발성(%) 87 88 91 67 75
인장
성능		 인장강도
(N/㎟)		 무처리 44 47 48 30 36
알칼리처리 40 40 42 23 30
가열처리 42 43 45 21 31
신장률
(%)		 무처리 557 560 583 191 295
알칼리처리 545 549 564 157 265
가열처리 552 558 561 159 258
전단
접착
성능		 전단접착강도
(N/㎟)		 -20℃ 2.4 2.4 2.6 0.7 1.5
20℃ 1.8 1.9 2.1 0.4 1.1
전단접착
변형률(%)		 -20℃ 0.7 0.8 0.9 0.4 0.6
20℃ 1.6 1.7 1.7 0.5 0.8
인장 접착 강도
(N/㎟)		 -20℃ 1.7 1.8 1.9 0.5 0.7
20℃ 1.0 1.1 1.3 0.4 0.5
내투수성 투수되지
않음		 투수되지
않음		 투수되지
않음		 투수발생 투수되지
않음
염화 이온 침투 저항성(coulombs) 63 61 54 118 94
내약품성(10% 황산) 이상없음 이상없음 이상없음 들뜸발생 들뜸발생
내약품성(10% HCl) 이상없음 이상없음 이상없음 들뜸발생 들뜸발생
내약품성(10% 가성소다) 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음 이상없음
내움푹 패임 이상없음 이상없음 이상없음 구멍발생 이상없음
내열치수
안정성(%)		 150℃30분 1.1 1.0 0.8 2.6 2.1
내피로성 이상없음 이상없음 이상없음 잔금발생 이상없음
내균열성 -20℃ 이상없음 이상없음 이상없음 잔금발생 잔금발생
저온 굴곡성 -10℃ 이상없음 이상없음 이상없음 균열발생 이상없음
수침 7일후의 인장접착성 20℃ 0.8 1.0 1.1 0.3 0.4
상기 표 2에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 3에 따라 제조된 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물은 비교예 1 및 2에 따라 제조된 비교용 조성물과 비교하여, 우수한 성능을 보이는 것을 확인할 수 있었다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (6)

  1. 스트레이트 아스팔트 70 내지 80 중량%, 기능성 수지계 혼화제 5 내지 15 중량%, 기능성 충진제 1 내지 10 중량%, 석유수지 1 내지 10 중량% 및 가소제 0.1 내지 5 중량%를 포함하되,
    상기 기능성 수지계 혼화제는
    스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS) 블록 공중합체 100 중량부, 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체 20 내지 30 중량부, t-부틸사이클로헥실 (메타)아크릴레이트 20 내지 30 중량부 및 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라 설파이드(TSS) 1 내지 10 중량부를 함유하고,
    상기 기능성 수지계 혼화제는 니트록시드기를 갖는 활성수소 함유 화합물 1 내지 10 중량부를 더 함유하고;
    상기 니트록시드기를 갖는 활성수소 함유 화합물은 4-하이드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘1-옥실, 4-하이드록시-2,2,6,6-테트라에틸피페리딘1-옥실, 4-아미노-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘1-옥실, 4-아미노-2,2,6,6-테트라에틸피페리딘1-옥실, 3-하이드록시-2,2,5,5-테트라메틸피페리딘1-옥실, 3-하이드록시-2,2,5,5-테트라에틸피페리딘1-옥실, 3-아미노-2,2,5,5-테트라메틸피롤리딘1-옥실 및 3-아미노-2,2,5,5-테트라에틸피롤리딘1-옥실로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이고;
    상기 기능성 충진제는
    실리카 100 중량부, 알루미나 세라믹스 1 내지 30 중량부, 티탄산칼륨위스커 또는 표면 처리된 티탄산칼륨위스커 1 내지 30 중량부 및 고로슬래그 1 내지 10 중량부를 함유하고,
    상기 표면 처리된 티탄산칼륨위스커는
    티탄산칼륨위스커 100 중량부, 실리콘 오일 100 내지 300 중량부, 헤스페리딘(Hesperidine) 1 내지 10 중량부를 볼 밀링하여 혼합물을 제조하는 단계와,
    상기 혼합물을 톨루엔에 분산시킨 후 원심분리기로 분리하여 표면 처리된 티탄산칼륨위스커를 제조하는 단계를 포함하는 방법으로 제조되는 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 알루미나 세라믹스는
    알루미나 분말 100 중량부, 이트륨 분말 0.00005 내지 0.0005 중량부, 비스페놀 A형 에폭시 수지 0.1 내지 1 중량부 및 에탄올 1000 내지 1500 중량부를 혼합하여 습식 슬러리를 제조하는 단계;
    상기 습식 슬러리를 분무 건조하여 과립 분말로 제조하는 단계;
    상기 과립 분말을 성형하여 압분체를 제조하는 단계;
    상기 압분체를 1000 내지 1300 ℃ 온도에서 예비 소결하여 예비 소결체를 제조하는 단계;
    상기 예비 소결체를 1000 내지 1300 ℃ 온도 및 100 내지 250 MPa 압력에서 HIP(Hot isostatic press) 처리하여 HIP으로 얻어진 소결체를 제조하는 단계; 및
    상기 HIP으로 얻어진 소결체를 700 내지 1100 ℃로 어닐링하여 알루미나 세라믹스를 제조하는 단계;를 포함하는 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 습식 슬러리는
    황산 바륨 분말 0.1 내지 10 중량부를 추가로 함유하고;
    상기 압분체를 제조하는 단계는
    과립 분말을 7 내지 13 MPa 압력하에서 프레스 성형하는 1차 성형단계와,
    110 내지 170 MPa 압력하에서 냉간 등방압(Cold Isosstatic Pres) 성형하는 2차 성형하는 단계를 포함하는 방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물.
  4. 삭제
  5. 제1항 내지 제3항 중에서 선택되는 어느 한항에 따른 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물을 이용한 교면방수 시공방법으로서,
    교면 시공대상의 열화부위 및 이물질을 제거한 후 청소하여, 바탕면을 정리하는 단계; 상기 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물을 도포하여 아스팔트 방수층을 형성하는 단계; 보호재를 설치하는 단계; 및 아스콘을 포설 및 다짐하여 교면을 포장함으로써, 아스콘 포장층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신설 및 보수의 교면방수 시공방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 교면방수 시공방법은 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계;를 더욱 포함하는 것으로서,
    교면 시공대상의 열화부위 및 이물질을 제거한 후 청소하여, 바탕면을 정리하는 단계; 프라이머를 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계; 상기 교면용 아스팔트계 기능성 도막 방수재 조성물을 도포하여 아스팔트 방수층을 형성하는 단계; 보호재를 설치하는 단계; 및 아스콘을 포설 및 다짐하여 교면을 포장함으로써, 아스콘 포장층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신설 및 보수의 교면방수 시공방법.
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