KR20200079044A - 친환경 액상 방수제, 이의 제조방법 및 이를 이용한 방수 도포 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기 지방산 4 내지 15 중량%; 알칼리 1 내지 4 중량%; 소포제 0.5 내지 1.5 중량%; 방부제 0.5 내지 1.5 중량%; 유화제 2 내지 4 중량%; 및 잔량의 물;을 포함하는 액상 친환경 방수제를 제공한다.
따라서 고가의 합성수지나 규산칼륨 또는 실리카 등의 무기계 물질을 사용을 배제하고 구입하기 용이한 유기 지방산과 알칼리의 혼합으로 콘크리트 또는 모르타르의 구체방수에서 방수층을 형성하여 구조체의 투수성 및 흡수성을 감소시킬 수 있다.

Description

친환경 액상 방수제, 이의 제조방법 및 이를 이용한 방수 도포 방법{Eco-friendly liquid waterproofing composition, preparing method for thereof and waterproofing method using the same}

본 발명은 액상 방수제 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 친환경 액상 방수제, 이의 제조방법 및 이를 이용한 방수 도포 방법에 관한 것이다.

일반적으로 건물의 옥상이나 기타 토목 구조물에서는 습기가 침투하거나 수압의 영향을 받을 수 있으며, 특히 콘크리트 또는 모르타르를 주재로 하는 건축 구조물은 그 표면의 방수를 필요로 하고 있다. 콘크리트는 방수력이 약하며, 콘크리트 구조물에 물이 통과하거나 스며들지 못하도록 차단하는 방수 작업이 필수적이다.

방수 작업은 시멘트를 이용하는 액상방수, 합성고분자를 이용하는 시트방수, 도막방수, 팔트방수 등으로 구별되며, 특히 시멘트를 이용하는 액상방수는 욕실, 베란다, 발코니, 다용도실, 지하실 등에 많이 시공하는데, 시멘트를 이용한 액상방수공법은 투수·흡수에 대한 저항 성능을 가진 액상형 방수제를 시멘트 모르타르 또는 시멘트에 혼합하여 제조한 방수 시멘트 모르타르 또는 방수 시멘트를 바닥, 벽, 천장을 이루는 콘크리트 구조체 위에 방수층을 시공하여 구조체의 누수를 방지하는 것이다.

특히, 시멘트 액상방수공법은 구성 재료가 물, 시멘트, 방수액으로 시멘트와 물이 반응하는 특성을 가지고 있기 때문에 습윤하거나 다소의 요철이 있는 바탕면에도 시공이 가능하고 마감이 간단하다는 장점이 있지만, 방수층 자체가 균열이 생기기 쉽다는 단점이 있다.

한편 최근 건축되는 구조물들은 콘크리트 구조체를 양생한 후 거푸집을 떼어내고 나면, 구조체의 표면이 거칠거칠한 것이 아니라 매끈매끈하기 때문에 구조체의 표면에 시멘트 모르타르로 미장 또는 방수층 형성을 위한 방수시공을 수행하기 매우 어렵다.

지금까지 출현한 액상 방수제는 부착력이 약하기 때문에 시멘트 액상방수공법으로 바닥면에 방수시공을 하면 시공 당시에는 방수층이 구조체의 표면에서 떨어지지는 않지만 시공 후에는 방수층이 구조체의 표면에서 박리 또는 들뜸 현상이 잘 발생한다는 문제가 있고, 벽이나 천장에 방수시공을 하면 시멘트 모르타르가 매끈매끈한 구조체의 표면에 붙지 않고 떨어져 버리기 때문에 시공작업에 많은 애로가 있어서, 방수시공 전에 정이나 망치와 같은 연장으로 매끈매끈한 구조체의 표면에 흠집을 내는 별도의 작업을 요구하는 문제가 있다.

액상 방수제는 물에 희석하여 사용하므로 분말 형태보다는 분산성이 양호하지만, 대부분이 발수성이 높은 지방산 금속염 용해물을 주재로 하기 때문에 지방산계의 특성상 시멘트와 교반 시 다량의 기포가 발생하여 조직이 다공질화 될 우려가 있으며, 시멘트의 수화를 지연시켜 강도저하, 응결지연 현상이 나타나게 되고, 무엇보다도 부착력이 약해서 방수층과 콘크리트 구조체 간 박리 또는 들뜸 현상이 발생할 뿐만 아니라 방수 시공된 구조체의 강도와 수밀성 및 부착력을 증진시키기 위하여 경화촉진제, 보수제, 분산제, 지수제, 접착제, 방동제 등과 같은 많은 보조재료를 첨가하여 제조되기 때문에 다양한 화학물질이 요구되며 제조과정이 복잡한 문제가 있다.

또한 액상 방수제의 방수 성능 및 접착력을 증가시키기 위하여 메틸 메타아크릴레이트와 비닐 아세테이트 단량체를 중합한 합성수지를 혼합하는 방법도 소개되고 있으나, 원료에 따라 가격 변동이 심하고 합성수지라는 점에서 환경 친화적이지 못한 문제 또한 있다.

유기 지방산을 주재로 사용하지 않고, 실리카, 규산칼륨, 및 규산나트륨과 같은 무기계 물질을 주재로 하는 액상 방수제의 경우 무기계 물질이 첨가되면 점도를 조절하기기 어려워 작업공수가 증가하는 문제가 있으므로, 현장에서 점도를 즉시로 조절하여 도수방수 또는 시공면에 액상 방수제를 바르는 작업만으로 방수 성능을 나타낼 수 있는 액상 방수제가 요구된다.

따라서 보다 환경 친화적이고 액상으로 방수 도포 과정에서 시공의 편의성을 증가시킬 수 있는 액상 방수제의 개발이 매우 시급하다.

대한민국 공개특허공보 제10-2001-0064300호(2001.07.09. 공개)

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 유기 지방산을 주재로 하여 방수 성능을 나타낼 수 있고, 방수 작업 현장에서 즉시로 점도를 조절하고 분산성이 향상시켜 도포 시공의 작업성이 증가되며, 합성수지나 무기계 첨가제의 사용을 배제하여도 건설공사품질시험 기준에 적합한 방수 성능을 나타낼 수 있는 친환경 액상 방수제를 제공하는데, 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따른 액상 친환경 방수제는, 유기 지방산 4 내지 15 중량%, 알칼리 1 내지 4 중량%, 소포제 0.5 내지 1.5 중량%, 방부제 0.5 내지 1.5 중량%, 유화제 2 내지 4 중량%, 잔량의 물을 포함한다.

또한, 상기 유기 지방산은 올레인산, 스테아린산, 팜유 및 동물성 오일로 이루어지는 군에서 선택할 수 있다.

또한, 상기 알칼리는 암모니아, AMP-95, 트리에탄올아민(triethanolamine) 및 가성소다(NaOH)로 이루어지는 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액상 친환경 방수제 제조방법은, (a) 유기 지방산에 알칼리를 일정 비율로 첨가하여 반응시키는 단계와, (b) 비누화 반응으로 생성물의 색상이 변화되는 때까지 교반하여 점도를 조절하는 단계와, (c) 소포제를 첨가하여 기포를 제거하는 단계와, (d) 물을 첨가하여 점도를 조절하는 단계를 포함한다.

또한, (a) 단계는, 상기 유기 지방산 100 중량부에 대하여 알칼리를 14 내지 50 중량부로 첨가할 수 있다.

본 발명에 따른 친환경 액상 방수제에 의하면, 고가의 합성수지나 규산칼륨 또는 실리카 등의 무기계 물질을 사용을 배제하고 구입하기 용이한 유기 지방산과 알칼리의 혼합하여 방수층을 형성할 수 있으므로 콘크리트 또는 모르타르의 구체방수에서 구조체의 투수성 및 흡수성을 감소시켜 방수 성능을 증가시킬 수 있다.

또한 유기 지방산에 알칼리를 정량으로 첨가하여 염(salt)을 형성하는 조건을 확인하고, 상기 염의 소수성을 이용하여 방수 대상면에 방수층 형성하도록 하여 도막방수 시공 과정의 작업성을 증가시키고, 시공면에 도포하는 공법으로 건설공사품질시험 기준에 부합하는 방수 효과를 나타낼 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 액상 방수제 제조방법의 공정순서도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액상 친환경 방수제를 이용한 방수 도포 방법의 공정순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액상 친환경 방수제의 첨가량에 따른 압축강도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액상 친환경 방수제를 이용한 방수 도포 방법에 있어서, 점증제의 첨가량에 따른 시공대상면의 건조수축변화를 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 사용되는 용어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 후술하는 실시예들에서 사용된 용어의 의미는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.

본 발명에 따른 친환경 액상 방수제는 유기 지방산 4 내지 15 중량%, 알칼리 1 내지 4 중량%, 소포제 0.5 내지 1.5 중량%, 방부제 0.5 내지 1.5 중량%, 유화제 2 내지 4 중량% 및 잔량의 물을 포함한다.

상기 유기 지방산은 올레인산, 스테아린산, 팜유 및 동물성 오일로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.

상기 유기 지방산은 천연 재료로 구체방수 또는 도막방수 시 작업자의 안전을 유지할 수 있고, 무기계 방수제 조성물에 비하여 매우 저렴하여 제조 공정의 비용이 감소되며, 구체 방수 또는 도막 방수시 점도를 조절하기 용이하여 방수 시공의 작업성을 증가시킨다.

상기 유기 지방산이 이외에는 염을 형성하는 알칼리를 조합하기가 용이하지 않아서 바람직하지 않다.

상기 유기 지방산은 무기계 방수제에 첨가되는 무기조성물에 비하여 가격이 저렴하고, 팜유 및 동물성 오일은 폐기되는 부산물을 재활용할 수 있기 때문에 구입하기가 매우 용이하다.

상기 유기 지방산 이외에는 알칼리를 첨가하여 염을 형성하여 수분이 투과되지 않은 방수층을 형성하기 어려우며, 제조되는 구조체의 크기가 증가하여 방수제의 사용량이 증가하는 경우 이를 효과적으로 대처할 수 없다.

상기 유기 지방산 중 올레인산 및 스테아린산은 카르복시기(-COOH)를 함유하고 있으며, 특히 올레인산은 암모니아의 암모늄 이온(NH4+)과 화학 결합하여 지방산 암모늄염을 형성한다.

상기 암모늄 염은 콘크리트 또는 모르타르에 혼합되는 경우에도 제조된 공시체의 압축강도를 감소시키지 않고, 투수성 및 흡수성을 감소시켜 종래에 액상 구체방수제에 첨가되는 무기계 조성물을 첨가하지 않아도 건설공사품질시험 기준(KS F 4926)을 만족할 수 있다.

상기 유기 지방산은 4 내지 15 중량%로 함유될 수 있다.

상기 중량범위에 미치지 못하는 경우에는 충분한 염을 생성하지 못하여 구조체의 방수 성능이 감소되며, 상기 범위를 초과하는 경우 구조체의 압축강도 등의 물성이 저하될 우려가 있다.

상기 알칼리는 암모니아, AMP-95, 트리에탄올아민(triethanolamine) 및 가성소다(NaOH)로 이루어지는 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.

상기 암모니아 및 트리에탄올아민은 유기 지방산과 반응하여 염을 형성하면서 반응 과정 중의 pH를 7 내지 12로 조절하여 염의 생성을 조절할 수 있으므로 매우 효과적이다.

상기 AMP-95는 유기 지방산에 부식을 방지하는 효과를 더 나타낼 수 있다.

상기 알칼리는 상기 유기 지방산에 첨가하고 가열하여 반응시켜 비누화 반응으로 염을 형성할 수 있다.

상기 염은 유기 지방산이 포함하는 에스터(-COO-)에 가성소다(NaOH)와 같은 강염기가 반응하여 형성되는 비누화 반응에 따른 염일 수 있다.

상기 염은 콘크리트 또는 모르타르에 혼합되는 구체 방수제에서는 구조체의 압축밀도를 감소시키지 않으면서 투수성을 감소시켜 방수 효과를 증가시킬 수 있다.

상기 염은 도막 방수 시 구조체의 표면에 방수막을 형성하여 수분의 투수성을 감소시킬 수 있으며, 2 회 이상으로 방수 처리 시에도 구조체의 물성을 변화시키지 않고 방수층을 형성하여 방수 효과를 나타내며, 친환경 액상 방수제의 점도를 조절하여 방수 시공의 편의성을 매우 증가시킬 수 있다.

상기 알칼리는 1 내지 4 중량%로 함유될 수 있다.

상기 알칼리가 상기 중량 범위 미만인 경우에는 유기 지방산과 화학 반응하여 구조체의 방수 성능을 나타내기 위한 충분한 염을 생성하지 못하며, 상기 중량범위를 초과하는 경우에는 구조체의 압축강도를 감소시키고 알칼리 성분으로 인하여 콘크리트에 포함되어 있는 내부 구조물의 부식을 촉진시킬 우려가 있다.

상기 소포제는 0.5 내지 1.5 중량%로 포함될 수 있다.

상기 중량범위에 미치지 못하는 경우 상기 유기 지방산과 알칼리를 혼합하고 교반하여 화학반응 시켜 염을 생성하는 과정에서 발생하는 기포를 효과적으로 제거하지 못하여 구조체의 압축강도 등의 물성을 저하시킬 우려가 있고 소포 효과의 지속성이 떨어진다.

상기 중량범위를 초과하는 경우에는 제조되는 구조체의 압축강도 등의 물성을 저하시킬 우려가 있다.

상기 소포제는 비실리콘계 유기 고분자인 것이 바람직하다.

실리콘계 무기물은 소포 효과는 뛰어나나 가격이 고가이므로 액상 방수제를 대량으로 생산하는 경우 적합하지 않으며, 유기 지방산이 주재로 사용되는 액상 방수제에 첨가되는 경우 비실리콘계 유기 고분자보다 소포 효과가 떨어지는 문제가 있다.

상기 친환경 액상 방수제는 전체 100 중량부에 대하여 50 내지 100 중량부의 아크릴수지(acrylic resin)를 더 포함할 수 있다.

상기 아크릴수지는 상기 친환경 액상 방수제를 사용하여 2차 도막방수에 사용하는 경우 방수층 상에 코팅층을 더 생성하여 구조체에 대한 수분의 투수성을 매우 감소시킬 수 있다.

상기 아크릴수지가 상기 범위 미만으로 첨가되는 경우 방수층 대비 코팅층 형성에 따른 투수성 감소에 대한 효과가 크지 않고, 상기 범위를 초과하여 첨가되는 경우에는 친환경 액상 방수제의 제조비용을 증가시킨다.

또한 도막 방수시 상기 액상 친환경 방수제의 점도를 조절하기 어려워 전체 공수를 증가시킬 수 있고, 형성된 코팅층은 표면의 불필요한 광택을 형성시킬 우려가 있다.

상기 유화제는 프로필렌글리콜에 대해 디옥틸소듐설포쑥시네이트(dioctyl Sodium Sulfosuccinate)가 1 : 1 ~ 2 의 중량비 이루어질 수 있다.

상기 유화제는 상기 친환경 액상 방수제의 분산성을 증가시키기 때문에 구조체의 2차 도막 방수 시 첨가되는 것이 바람직하다.

상기 중량비 내에서 프로필렌글리콜과 디옥틸소듐설포쑥시네이트가 혼합되는 경우 친환경 액상 방수제의 점도를 쉽게 조절할 수 있으며 프로필렌글리콜의 함량이 상기 중량비보다 더 다량으로 포함되는 경우에는 점도가 급격하게 증가되어 분산성이 감소되는 문제가 발생할 수 있다.

상기 유화제가 첨가되는 경우 친환경 액상 방수제의 분산성이 증가되며 도포되는 시공면을 증가시킬 수 있어서 작업성을 증가시킬 수 있다.

상기 방부제는 5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸린-3-온일 수 있다.

상기 방부제를 첨가하는 경우 유기 지방산과 알칼리의 비누화 반응으로 형성된 염의 보존성을 증가시킬 수 있으며, 유기 지방산의 변질 및 부패를 방지할 수 있다.

상기 5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸린-3-온은 살균성이 있으며, 중금속이 없어서 환경 친화적이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상 친환경 방수제 제조방법의 순서를 나타낸 공정흐름도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명은 (a) 유기 지방산에 알칼리를 일정 비율로 첨가하여 반응시키는 단계; (b) 비누화 반응으로 생성물의 색상이 변화되는 때까지 교반하여 점도를 조절하는 단계; 및 (c) 소포제를 첨가하여 기포를 제거하는 단계;를 포함하는 친환경 액상 방수제 제조방법을 제공한다.

우선 유기 지방산에 알칼리를 일정 비율로 첨가하여 반응시킨다(S10).

상기 유기 지방산은 올레인산, 스테아린산, 팜유 및 동물성 오일로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.

상기 유기 지방산은 천연 재료로 대량 공정에 유리하고, 무기계 방수제 조성물에 비하여 무기 매우 저렴하여 제조 공정의 비용이 감소될 수 있으며, 위험물이 관리 대상이 아니므로 취급이 용이하고 알칼리와 반응은 중화반응으로 안전하여 작업자의 안전을 도모함과 동시에 알칼리 첨가량에 따라 반응속도를 제어할 수 있어 작업성을 크게 증가시킬 수 있다.

상기 알칼리는 암모니아, AMP-95, 트리에탄올아민(triethanolamine) 및 가성소다(NaOH)로 이루어지는 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.

상기 암모니아 및 트리에탄올아민은 유기 지방산과 반응하여 염을 형성하면서 반응 과정 중의 pH를 조절하여 염의 생성 반응 속도를 조절할 수 있으므로 매우 효과적이다.

상기 AMP-95는 유기 지방산에 부식을 방지하는 효과를 더 나타낼 수 있다.

상기 유기 지방산에 100 중량부에 대하여 알칼리를 14 내지 50 중량부로 첨가할 수 있다.

상기 알칼리는 상기 유기 지방산에 첨가하고 가열하여 반응시켜 비누화 반응으로 염을 형성할 수 있다.

상기 알칼리 첨가량이 상기 중량 범위 미만인 경우에는 유기 지방산의 카르복시기 또는 에테르와 알칼리가 반응하여 염을 충분하게 생성하지 못하여 구조체의 투수성이 감소되지 못한다.

상기 알칼리 첨가량이 상기 중량 범위를 초과하는 경우에는 과도한 알칼리에 의하여 제조된 구조체의 압축강도 등의 물성을 감소시킬 우려가 있다.

상기 유기 지방산에 대하여 알칼리의 첨가량을 상기 중량 범위로 첨가하고 교반하여 점도를 조절할 수 있으며,

비누화 반응으로 생성물이 색상이 변화되는 때까지 교반하여 점도를 조절한다(S20).

상기 유기 지방산이 에테르를 포함하는 경우 강염기와 반응하여 비누화 반응으로 염을 생성한다.

상기 교반은 비누화 반응을 가속시킬 수 있으며, 성물의 점도를 40,000 내지 80,000 cps에 달하는 경우 비누화 반응으로 생성물이 색상이 변화된다.

본 발명의 일 실시예에서 올레인산에 암모니아를 첨가하여 교반하는 경우 비누화 반응으로 황색에서 백색으로 변화된다.

상기 교반을 통하여 점도를 증가시키고, 생성물 색상의 변화만으로 점도를 확인하여 반응을 중지할 수 있다.

상기 유기 지방산과 알칼리를 정량으로 첨가하고 교반하여 점도를 조절하는 경우 비누화 반응을 촉진하고 반응을 육안으로 확인하여 염이 생성되는 것으로 확인할 수 있기 때문에 현장의 작업 편의성이 매우 증가된다.

상기 비누화 반응으로 생성된 염은 상술한 바와 같이 구조체 내 또는 표면에 방수층을 형성하여 투수성을 매우 감소시킬 수 있다.

이 때 35 내지 45 ℃로 가열하여 교반할 수 있다.

상기 범위 내로 가열하는 경우에 생성물의 점도를 40,000 내지 80,000 cps로 효과적으로 변화시킬 수 있다.

상기 가열은 교반을 통한 비누화 반응의 효율을 매우 증가시킨다.

상기 S20 이후에 유화제를 첨가하여 점도를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 유화제는 상기 친환경 액상 방수제의 분산성을 증가시키기 때문에 구조체의 2차 도막 방수 시 첨가되는 것이 바람직하다.

소포제를 첨가하여 기포를 제거한다(S30).

상기 소포제는 비누화 반응에 따른 기포를 효과적으로 제거할 수 있으며, 대량으로 액상 친환경 방수제를 제조하는 경우 작업성을 증가시킬 수 있어서 도막 방수 시 매우 유리하다.

상기 S30 이후에 생성된 친환경 액상 방수제 전체 100 중량부에 대하여 50 내지 100 중량부의 아크릴수지(acrylic resin)를 더 첨가할 수 있다.

상기 알칼리 첨가량이 상기 중량 범위 미만인 경우에는 유기 지방산의 카르복시기 또는 에테르와 알칼리가 반응하여 염을 충분하게 생성하지 못하여 구조체의 투수성이 감소되지 못할 수 있다.

상기 액상 친환경 방수제를 도막 방수 시공 후 2차 시공하는 경우에 상기 아크릴수지를 더 첨가하는 경우 외부에 코팅층이 형성되어 투수성을 크게 감소시킬 수 있다.

상기 아크릴 수지의 첨가량이 상기 범위에 미치지 못하는 경우 투수성을 감소시켜 방수 성능을 증가시키지 못하며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 시공 비용이 증가할 뿐만 아니라 코팅층에 광택이 발생할 수 있고, 점도가 증가하여 도막 방수의 공수가 증가되고, 2차 방수 시공이 어려운 단점이 있다.

이후에는 물을 첨가하여 점도를 조절한다(S40).

상기 물을 첨가하여 액상 친환경 방수제의 점도를 80 내지 120 cps까지 조절할 수 있다.

상기 점도로 조절하여 구체방수 시 콘크리트 및 모르타르와 혼합하여 방수 효과를 나타내는 구조체를 제조할 수 있으며, 도막방수 시 직접 스프레이 도포하거나 시공면에 바르는 작업으로 방수 효과를 나타낼 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 본 발명은

(1) 유기 지방산에 알칼리를 일정 비율로 첨가하여 반응시키는 단계;

(2) 비누화 반응으로 생성물의 색상이 변화되는 때까지 교반하여 점도를 조절하는 단계;

(3) 소포제를 첨가하여 기포를 제거하는 단계;

(4) 물을 첨가하고 점도를 조절하여 친환경 액상 방수제를 제조하는 단계; 및

(5) 차수 시공면을 정리하고 상기 친환경 액상 방수제를 도포한 이후 건조하는 단계;를 포함하는 친환경 액상 방수제를 이용한 방수 도포 방법을 제공한다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액상 친환경 방수제를 이용한 방수 도포 방법의 공정순서도이다.

도 2를 참조하면, 액상 친환경 방수제를 이용한 방수 도포 방법은 우선 유기 지방산에 알칼리를 일정 비율로 첨가하여 반응시킨다(S100).

상기 유기 지방산에 100 중량부에 대하여 알칼리를 14 내지 50 중량부로 첨가할 수 있다.

상기 알칼리는 상기 유기 지방산에 첨가하고 가열하여 반응시켜 비누화 반응으로 염을 형성할 수 있다.

상기 알칼리 첨가량이 상기 중량 범위 미만인 경우에는 유기 지방산의 카르복시기 또는 에테르와 알칼리가 반응하여 염을 충분하게 생성하지 못하여 구조체의 투수성이 감소되지 못한다.

상기 (2) 단계는 상기 유기 지방산과 알칼리 혼합물 총 100 중량부에 대하여 유화제를 15 내지 20 중량부로 더 첨가할 수 있다.

상기 중량범위 내에서 유화제를 첨가하는 경우 액상 친환경 방수제의 분산성이 증가하여 구조체를 제조하고 난 이후에 2차 방수에 매우 유리하다.

비누화 반응으로 생성물의 색상이 변화되는 때까지 교반하여 점도를 조절한다(S200).

상기 유기 지방산과 알칼리를 혼합하는 경우 염을 생성하여 구체방수 시 구조체 내부에 공극에 염이 생성되어 투수성이 감소되고, 발수성을 나타낼 수 있다.

또한 도막방수 시 구조체 외부에 도포하는 것만으로 외부에 방수층을 형성하여 방수 효과를 나타낼 수 있다.

상기 교반은 비누화 반응을 가속시킬 수 있으며, 성물의 점도를 40,000 내지 80,000 cps에 달하는 경우 비누화 반응으로 생성물이 색상이 변화된다.

상기 교반을 통하여 점도를 증가시키고, 생성물 색상의 변화만으로 점도를 확인하여 반응을 중지할 수 있다.

상기 유기 지방산과 알칼리를 정량으로 첨가하고 교반하여 점도를 조절하는 경우 비누화 반응을 촉진하고 반응을 육안으로 확인하여 염이 생성되는 것으로 확인할 수 있기 때문에 현장의 작업 편의성이 매우 증가된다.

소포제를 첨가하여 기포를 제거한다(S300).

소포제를 첨가하여 기포를 제거하는 경우 제도된 구조체의 방수효과를 증가시킬 수 있으며, 대량으로 액상 친환경 방수제를 제조하는 경우 작업성을 증가시킬 수 있어서 도막 방수 시 매우 유리하다.

물을 첨가하고 점도를 조절하여 액상 친환경 방수제를 제조한다(S400).

상기 액상 친환경 방수제의 구체적인 구성은 상술한 액상 친환경 방수제 제조방법과 동일하므로 반복되는 내용은 생략하기로 한다.

상기 S400에서 물을 첨가하여 점도를 90 내지 110 cps로 조절할 수 있다.

상기 S400에서 물을 첨가하여 점도를 조절하되, 차수 시공면이 수직면인 경우에는 증점제로 셀룰로오스(cellulose), 폴리알킬렌옥사이드(polyalkylene oxide) 및 다당류(polysaccharide)로 이루어지는 군에서 선택된 하나 또는 하나 이상을 더 첨가할 수 있다.

상기 증점제를 첨가하는 경우 액상 친환경 방수제의 점도를 매우 효과적으로 증가시켜 방수 시공 대상면이 고르지 못하거나 수직면인 경우에도 스프레이 도포 또는 직접 바르는 공법으로 방수층을 형성할 수 있다.

상기 S400에서 상기 친환경 액상 방수제는 유기 지방산 4 내지 15 중량%, 알칼리 1 내지 4 중량%, 소포제 0.5 내지 1.5 중량%, 방부제 0.5 내지 1.5 중량% 및 잔량의 물을 포함할 수 있다.

차수 시공면을 정리하고 상기 액상 친환경 방수제를 도포하고 건조한다(S500).

도막방수 시 액상 친화경 방수제를 도포하여 방수 효과를 증가시키기 위하여 차수 시공면을 정리하는 것이 매우 바람직하다.

상기 시공면에 부착되어 있는 흙, 유지분, 목재 등은 모두 제거하고, 콘크리트 균열이 있는 경우 에폭시 등으로 균열을 복구하여 정리할 수 있다.

상기 건조는 ℃ 이상에서 7일 이상 건조하여 수행하며, 상기 S100 내지 S500 은 2회 이상 반복 수행될 수 있다.

상기 액상 친환경 방수제는 현장에서 즉시로 제조가 가능하여 도막 방수 시 반복 수행되어 시공면의 방수 능력을 쉽게 증가시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 방수 공시체 제조

구체방수 시 구조체에 대한 방수효과를 확인하기 위하여 시멘트 공시체를 제조하였다.

우선 유기 지방산인 올레인산 40 g에 암모니아 20 g을 혼합하고 교반하여 반응물의 색상이 변화될 때까지 반응시켰다.

점도계를 사용하여 점도가 40,000에서 80,000 cps까지 급격하게 증가하는 것을 확인하여 교반을 중지하였다.

상용 소포제 및 5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸린-3-온을 각각 1 g을 첨가하고 잔량의 물 약 900 g을 첨가하여 액상 친환경 방수제 1 kg을 제조하였다.

건설공사품질시험 기준(KS F 4926)에 따라 재령 28일에서 압축강도 24 MPa을 나타내는 표준 배합비를 이용하여 포틀랜드시멘트 3 kg, 잔골재 7 kg, 굵은 골재 1 kg, 물 1.5 kg, 및 AE제를 포틀랜드시멘트 중량 대비 0.5 %로 첨가하여 대조군인 공시체를 제조하였다.

AE제 첨가량 = [C(시멘트 중량) × 0.5 %]

실험예 1: 친환경 액상 방수제 방수 효능

실시예 1에 따른 대조군 공시체를 대상으로 액상 친환경 방수제를 시멘트 중량 대비 0.5 내지 1 %로 첨가하여 친환경 액상 방수제의 방수 효능을 확인하였다.

친환경 액상 방수제 첨가량 = [C(시멘트 중량) × (0.5 ~ 1) %]

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액상 친환경 방수제의 첨가량에 따른 압축강도를 나타낸 것이다.

도 3을 참조하면, 친환경 액상 방수제를 첨가하지 않은 대조군(0 %)은 재령 14일째 건설공사품질시험 기준(24 MPa)을 초과하였으며, 이와 비교하여 0.5 wt%에서 1 wt%까지 친환경 액상 방수제 첨가량을 증가한 경우에는 0.7 wt%의 경우는 14일, 1 wt%를 첨가하는 경우에는 재령 28일 압축강도가 건설공사품질시험 기준에 만족하는 것을 확인하였다.

친환경 액상 방수제의 첨가량이 증가할수록 압축강도가 감소되는 경향이 있으나, 1 wt% 미만으로 첨가된 공시체의 경우 재령 28일에서 압축강도는 모두 25 MPa를 초과하여 공시체의 압축강도를 건설공사품질 시험기준을 초과하여 감소시키지 않아서 구체방수제로 적합한 것을 확인하였다.

한편 친환경 액상 방수제를 첨가하지 않은 대조군과 액상 친환경 방수제를 1 wt%로 첨가한 재령 28일의 공시체에 대하여 방수 효과를 확인하기 위하여 시멘트계 액체형 방수제에 대한 건설공사품질 시험방법(KS F 4925)에 따라 흡수성 및 투수성을 측정하였다.

구분	흡수비	투수비
대조군	0.8	0.75
0.5 wt%	0.65	0.66
0.7 wt%	0.48	0.49
1.0 wt%	0.4	0.42

상기 표 1를 참조하면, 친환경 액상 방수제가 첨가되는 경우 흡수성 및 투수성이 감소되어 방수 효과가 나타내는 것을 확인하였으며, 종래에 규산칼슘과 같은 무기계 물질을 사용하지 않아도 재령 14일 이후에는 건설공사품질 시험기준에 만족하는 방수 효과를 낼 수 있어서, 구체방수 시 유기 지방산을 주재로 하여 방수 효과를 매우 효과적으로 나타낼 수 있는 것을 확인하였다.

실시예 2: 친환경 액상 방수제를 이용한 도막 방수

실시예 1에 따라 친환경 액상 방수제를 제조하되, 도막방수의 시공으로 뿜칠 장비에 의하여 스프레이 도포가 가능한지 확인하였다.

포틀랜드시멘트 3 kg, 잔골재 7 kg, 굵은 골재 1 kg, 및 AE제를 포틀랜드시멘트 중량 대비 0.5 %로 첨가하고, 물-시멘트비(water/cement ratio)를 50 %로 맞추어 숏크리트를 제조하였다.

상기 실시예 1에 따른 친환경 액상 방수제에 프로필렌글리콜에 대해 디옥틸소듐설포쑥시네이트(dioctyl Sodium Sulfosuccinate)가 1 : 1 내지 2의 중량비로 혼합된 유화제 30 g를 더 첨가하였으며, 수직 벽면을 시공면으로 하는 경우 셀룰로오스(cellulose) 300 g 내지 1 kg을 더 첨가하였다.

실험예 2: 도막 방수 시공

시공 대상면을 평면과 수직면을 구분하여 뿜칠장비로실시예 2에 따라 제조된 숏크리트를 분사 도포하고 초결시간과 비누화반응속도 및 시공대상면의 건조수축변화를 확인하였다.

구분 (프로필렌글리콜:디옥틸소듐설포쑥시네이트 중량비)	초결시간	반응속도
1 : 1	12분	8분
1 : 1.5	8분	5분
1 : 2	5분	3분

상기 표 2는 유화제의 함량에 따른 숏크리트의 초결시간을 나타낸 것이다.

표 2를 참조하면, 유화제를 더 첨가하여 제조된 친환경 액상 방수제는 숏크리트로 제조되어 뿜칠장치로 시공면에 용이하게 도포할 수 있어서 작업성을 매우 증가시킬 수 있으며, 특히 디옥틸소듐설포쑥시네이트를 프로필렌글리콜에 대하여 1 : 2 중량비로 첨가하여 교반하는 경우 친환경 액상 방수제의 색상 변화로 확인할 수 있는 반응 속도가 매우 증가하고, 시공면에 도포된 방수층의 초결시간이 크게 감소하여 유화제의 첨가로 효과적인 도막방수를 수행할 수 있는 것을 확인하였다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액상 친환경 방수제를 이용한 방수 도포 방법에 있어서, 점증제의 첨가량에 따른 시공대상면의 건조수축변화를 나타낸 것이다.

도 4를 참조하면, 수직면에 숏크리트를 도포하고 시간에 따라 건조수축변화율을 확인한 결과 셀룰로오스를 친환경 액상 방수제 중량대비 100 중량부까지 증가시켜 점증제로 첨가하는 경우 20분까지 건조수축변화가 -0.06% 이하인 것으로 확인되어 점도를 조절하여 수직면에 대하여 방수층을 효과적으로 형성할 수 있는 것을 확인하였다.

따라서 본 발명에 따른 액상 친환경 방수제는 풍부한 유기 지방산을 주재로하여 무기계 조성물을 배제하고 방수 효과를 나타낼 수 있으며, 액상 친환경 방수제 제조방법은 점도를 조절하고 비누화 반응을 촉진하는 방법으로 대량으로 액상 친환경 방수제를 제조할 수 있으며, 액상 친환경 방수제를 이용한 방수 도포 방법은 점도를 조절하여 수직면을 포함하는 다양한 시공면에 방수층을 효과적으로 생성할 수 있다.

이상에서 본 발명은 도면을 참조하면서 기술되는 바람직한 실시예를 중심으로 설명되었지만 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명은 기재된 실시예로부터 도출 가능한 자명한 변형예를 포괄하도록 의도된 특허청구범위의 기재에 의해 해석되어져야 한다.

Claims (5)

1. 유기 지방산 4 내지 15 중량%;
   알칼리 1 내지 4 중량%;
   소포제 0.5 내지 1.5 중량%;
   방부제 0.5 내지 1.5 중량%;
   유화제 2 내지 4 중량%; 및
   잔량의 물;을 포함하는 액상 친환경 방수제.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 유기 지방산은
   올레인산, 스테아린산, 팜유 및 동물성 오일로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 액상 친환경 방수제.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 알칼리는
   암모니아, AMP-95, 트리에탄올아민(triethanolamine) 및 가성소다(NaOH)로 이루어지는 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 액상 친환경 방수제.
4. (a) 유기 지방산에 알칼리를 일정 비율로 첨가하여 반응시키는 단계;
   (b) 비누화 반응으로 생성물의 색상이 변화되는 때까지 교반하여 점도를 조절하는 단계;
   (c) 소포제를 첨가하여 기포를 제거하는 단계; 및
   (d) 물을 첨가하여 점도를 조절하는 단계를 포함하는 액상 친환경 방수제 제조방법.
5. 청구항 4에 있어서,
   (a) 단계는
   상기 유기 지방산 100 중량부에 대하여 알칼리를 14 내지 50 중량부로 첨가하는 것을 특징으로 하는 액상 친환경 방수제 제조방법.

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