2017년 10월 22일, 주일  

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작성자 김정현 기자        
작성일 2017-03-07 (화) 15:07
분 류 건설신기술
첨부#2 신기술신공법.pdf (1,679KB) (Down:7)
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경화시간을 다변화한 폴리우레아 활용 옥상노출방수 KSC공법

 
경화시간을 다변화한 폴리우레아를 활용한 옥상노출 방수·방식기술이 나왔다. 이 기술은 수분경화형 프라이머를 적용해 부착력을 올리고 후경화 시스템과 맥동주기 제로화, 적정온도 유지로 균질한 도막 형성이 가능한 옥상노출 방수기술이다.

경화시간을 다변화한 폴리우레아와 비산분진 저감형 건이 장착된 맥동주기 제로화 국산도장장치를 적용한 옥상노출 방수기술 KSC 공법(KCL Spray Coating 공법)은 먼저 시공현장 바탕면의 요철이나 균열 등 이물질을 제거하고 고압수로 세정한 다음 바탕면의 미건조된 수분을 제거하는 수분경화형 프라이머와 무기질계 분말을 혼합하여 도포하게 된다.
 
이어서 고성능 폴리우레아를 국산기술로 개발된 분진저감형 스프레이건과 2액형 도료 도장장치를 활용하여 바탕면을 균일하게 도포하는 기술이다. 이 기술을 활용하면 균일한 품질과 비산분진 발생 최소화 등 시공성과 경제성을 확보할 수 있다. KSC 공법은 이러한 기술력을 바탕으로 건설신기술 제791호로 지정되었다.
 
■ 기술개발자
 · 한국건설생활환경시험연구원 (원장 김경식)
   서울시 서초구 남부순환로319길 7 (서초동)
   www.kcl.re.kr
 · 강남화성㈜ (대표이사 서재진)
   서울시 서초구 서운로1길 12 (서초동)
   www.kangnam.co.kr
 · 엠유컨스㈜ (대표이사 남용호)
   서울시 영등포구 국제금융로6길 33, 1027호 (여의도동)  
■ 보호기간 : 2016. 5. 26 ~ 2021. 5. 25 (5년)
 
건축물의 장수명화와 안전 유지관리를 위하여 옥상노출 방수기술의 필요성이 증대되고 있다. 건축물의 옥상은 햇볕과 강우, 결빙 등 다양한 환경변화에 장시간 노출되기 때문에 시간이 지남에 따라 열화현상이 발생하게 된다. 때문에 구조물의 안전성을 확보하기 위하여 옥상 슬래브 콘크리트 방수·방식공법이 활용되고 있다.

기존기술은 에폭시, 폴리우레탄, 복합 방수재, 폴리우레아 등이 활용되고 있다.
그중에서 에폭시는 망상구조를 가지고 있어 부착력과 내약품성, 내수성 등은 우수한 편이지만 내충격성과 굴곡성에 취약하여 바탕 콘크리트의 수축팽창이나 진동 등에 코팅층이 파단되는 단점이 있다.
또한 폴리우레탄은 상온에서 폴리올과 이소시아네이트가 결합하여 일정한 방수층을 형성하는 기술로 가격이 저렴하고 평면부의 시공이 용이하지만 측면부 흘러내림 처리와 도막 두께의 확보가 어렵고 수작업으로 재료를 배합해 균질한 품질 확보가 어렵다는 단점이 있다.

아울러 복합방수재는 시트 방수재에 도막재를 시공하는 기술로 시공성이 우수하고 일정한 도막 두께 확보가 가능하지만 연결부의 접착 불량 및 이음부의 파단이나 방수층의 박리, 크랙 등이 발생하기도 한다.
 
 
 
시공절차 단순화, 공사기간 단축
한편, 이러한 에폭시와 우레탄 등 유기코팅제는 환경과 인체에 유해한 중금속과 톨루엔, 자일렌, 케톤류 등 유기용제를 포함하고 있다. 반면 폴리우레아 코팅재는 무용제 무촉매 시스템으로 환경친화적이다.

폴리우레아 공법은 초속경으로 시공하기 때문에 단시간에 일정한 두께의 도막을 확보할 수 있으며 내구성 및 내화학성이 우수하다는 장점이 있다. 그러나 기존기술은 콘크리트 바탕면의 수분으로 인하여 미경화가 발생하거나 도막의 부착성능이 떨어지게 되며 일정 온도 이상 가열하여 고압 분사하기 때문에 비산 분진이 다량 발생되는 문제점이 존재하였다. 또한 협소한 공간에서는 시공성이 떨어져 수지의 미경화를 비롯하여 에어포켓이 발생하거나 도막의 들뜸현상이 발생하기도 한다.

이에 한국건설생활환경시험연구원과 강남화성㈜, 엠유컨스㈜는 경화시간을 다변화한 폴리우레아와 비산분진 저감형 건이 장착된 맥동주기 제로화 국산도장장치를 적용한 옥상 노출 방수기술 KSC 공법을 개발하였다.
 
 
 
KSC 공법은 기존의 폴리우레아 공법을 개선한 것으로 옥상 콘크리트 바탕체의 잔존 수분으로 인한 부착력 저하를 개선하기 위해 수분경화형 프라이머 공법을 적용한 것이 특징이다. 또한 폴리우레아 재료의 초속경성으로 인한 도막의 미경화 및 평활성 저하를 개선하기 위하여 후경화시스템을 통해 경화시간을 다변화한 고성능 폴리우레아를 적용하였다. 아울러 맥동주기 제로화 및 적정온도 유지로 균질한 도막 형성이 가능한 시공장비와 로스 저감형 스프레이 건을 개발하여 시공성을 향상시켰다.

신기술은 바탕면을 정리하고 프라이머를 도포한 후 고성능 폴리우레아 도막 기계화 시공, 탑코트 도포로 시공이 완료된다. 기존기술에서는 드라이머 도포 후 바탕조정재를 도포하였으나 신기술에서는 별도의 바탕조정재 도포 단계를 생략하여 공정을 단순화하였다. 또한 코너부에서는 경사재를 이용하여 균일한 도막 형성으로 시공성을 향상시켜 공사기간을 단축할 수 있다. 공사 시 시공면적 200㎡, 도막두께 2㎜, 스프레이 장비로 시공할 경우 공사기간은 약 8일로 기존기술보다 2일에서 5일까지 공사기간을 단축할 수 있다.
 
수분경화형 프라이머 활용…시공성 높여
KSC 공법의 특징은 수분경화형 프라이머, 고성능 폴리우레아, 2액형 스프레이 건, 정온유지 및 맥동주기 제로화 기술로 구분할 수 있다.

수분경화형 프라이머는 콘크리트 바탕면을 시공할 때 무수화 수분반응 흡수제를 포함한 프라이머를 말한다. 이를 이용하면 수분으로 인하여 단단하게 굳지 않거나, 경계면의 부착력이 떨어지는 기존 기술의 단점을 개선할 수 있다. 때문에 콘크리트 바탕면이 절건상태 뿐만 아니라 표건상태일 경우에도 시공이 가능하다.

또한 KSC 공법은 경화시간을 다변화하여 물리적 성능 및 내열성능 등을 향상시킨 후경화 타입의 고성능 폴리우레아를 적정비율로 배합하여 시공한다. 변성 3관능 HDI를 도입하여 경화시간을 3분에서 30분까지 지연이 가능하다. 이러한 지연시간은 화학 조성에서 방향족 화합물의 조성함량을 최소화하고 분자량이 큰 지방족 및 지환족 화합물을 사용하여 분자간 이동을 용이하게 한다. 아울러 2차 화학적 반응속도 및 고분자화가 되기 위한 시간을 충분히 제공하기 때문에 도막의 화학적 결합력 증가로 강인한 분자 구조를 형성하게 된다. 이는 표면의 평활성을 향상하는데 도움을 주며, 경화시간 다변화로 유동성을 확보하여 물리적 내열성능을 향상시킨다.
 
맥동주기 제로화 기술, 비산분진 저감
이러한 고성능 폴리우레아를 분사할 때 적정비율로 배합이 가능하도록 정온유지 및 맥동주기 제로화 기술의 시공장비를 활용하게 된다. 이 장비는 주제와 부제의 압력맥동을 감소시켜 균일한 1:1 혼합을 유도하는 장비다. 이러한 히팅시스템과 어큐물레이터 등 시공장비를 통해 정적 점도와 압력, 적정 온도를 유지하게 되는 것이다.

이어서 변형된 +형 노즐공과 비충돌형 관로를 적용한 스프레이 건을 이용하여 분사한다. 이 스프레이 건은 두 액상 시료의 직접적인 충돌을 방지하고 중앙부 유동 관로의 와류 형성으로 균일하게 혼합하는 비산분진 저감형 스프레이 건으로 기존 기술보다 비산분진을 53% 저감할 수 있으며 평평하면서도 균일한 도막의 두께를 형성할 수 있다.
 
우리나라의 건설경기가 성숙기에 접어든 가운데 전 세계적으로 저탄소 녹색성장 건설기술이 주목을 받고 있다. 건설분야에서 탄소발생 저감을 위하여 사회기반시설 장수명화를 위한 고성능 방수·방식이 개발되고 있으며 환경부에서는 환경친화형 도료의 기술 개발을 위하여 환경보전법을 개정하여 기준치 이상의 휘발성유기화합물이 함유된 도료를 제조·판매할 수 없도록 하였다.

그러나 기존의 방수·방식 기술은 다량의 휘발성유기화합물과 분진을 배출하게 되고 작업성과 시공성이 떨어지는 단점이 있었다. 이에 폴리우레아 코팅기술은 우수한 기계적 물성을 바탕으로 각종 열화와 유해인자로부터 건축구조물을 보호할 수 있는 기술로 각종 건설현장에서 장기내구성 확보와 유지관리 비용 절감을 위하여 방수·방식 기술로 활용되고 있다.

또한 폴리우레아 코팅재는 최근 사회적으로 문제가 되고 있는 유기용제 및 중금속 촉매를 함유하지 않아 친환경적이며 음용수를 비롯한 상수도 관련 시설물 보호 코팅재로 사용이 가능하다. 이에 따라 경화시간을 다변화한 폴리우레아와 수분경화형 프라이머를 적용해 시공성을 올리고 국산 시공장비를 활용하여 균질한 품질과 경제성을 확보한 KSC 공법은 국내외 방수·방식 건설공사 현장에서 활발히 활용될 것으로 기대된다.
 
글 · 김정현 기자(jhkim@ltm.or.kr)
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