低溫環境이 自着式 防水시트의 自着力에 미치는 影響에 관한 實驗的 硏究 = An Experimental Study on the Influence of a Low Temperature Environment on Adhesiveness of the Self Adhesion Waterproofing Sheets.
저자
발행사항
서울: 서울산업대학교 산업대학교, 2010
학위논문사항
학위논문(석사)-- 서울산업대학교 산업대학교: 건축공학과 2010. 8
발행연도
2010
작성언어
한국어
주제어
KDC
543.9992 판사항(5)
발행국(도시)
서울
형태사항
vii, 60p: 삽도; 26 cm.
일반주기명
지도교수: 오상근
참고문헌 : p. 52-53
소장기관
현재 건설구조물 등에는 수많은 시트계 방수재료 및 공법이 적용되어왔으나, 재료 및 공법에 있어서 누수 하자 방지를 위한 요구 기술은 방수재와 콘크리트 바탕면과의 부착성능을 개선하는 것이다.
기존의 시트계 방수는 접착제를 사용하여 콘크리트와 시트 방수재를 일체화시켜 방수층을 형성키는 공법이다. 하지만 최근 건설현장에서는 접착제 종류에 따른 품질변화 요인을 제거하기 위하여, 시트 자체에 콘크리트 바탕과 접착하는 기능을 갖는 소재를 부착시켜, 별도의 접착제를 사용하지 않고 방수층 형성이 가능한 자착식(自着形) 방수시트를 개발하여 사용하고 있다.
자착식 방수시트는 성능 면에 있어서도 콘크리트 바탕균열의 거동에 대응하는 유연성, 습윤면에 부착되는 성능, 바탕 청결도에 영향을 받지 않는 성능, 바탕 표면 온도 변화에 영향을 받지 않는 성능 등을 보유하고 있는 것으로 알려져 있다. 하지만 이러한 성능에 대한 객관적 검증은 부족한 실정이며, 특히 이들 영향 요인 중 바탕의 습도 및 청결상태에 따른 품질관리는 방수공사 표준 시방서 등에서 규정하고 있지만, 바탕 콘크리트의 표면 온도 변화에 따른 부착성능의 품질관리에 대해서는 규정되어 있지 않다.
자착식 방수시트는 우리나라에서의 사용 초기에 품질관리 기준이나, 공사 시방서가 명확하지 않았고, 2000년대 이후 자착식 시트의 현장 적용 확대에 따라 2003년도에서야 KS규격으로『자착형 고무화 아스팔트 방수시트 KS F 4934』가 제정되었다. 이후 시트 재료에 대한 기본 품질은 관리되어졌으나, 시공 현장의 다양한 환경 조건에 따른 방수층 설치 규정이 명확하지 않아 부착력에 큰 영향을 주는 바탕 콘크리트 표면 온도 조건의 관리가 불명확하였다. 현재 현장에서는 현장 시공 조건인 대기 및 바탕온도 5℃이상일 때 시공 가능이란 통상적 시방 기준을 일률적으로 적용하고 있으나, 실제 현장에서의 바탕 표면 온도는 저온(5℃이하)에서도 작업이 이루어지고 있어서 시트 작업이 가능한 저온 온도를 명확히 관리할 필요가 있다.
따라서 이 연구에서는 현재 국내에 사용되고 있는 자착식 방수 시트에 대한 저온 환경 하에서의 부착력을 평가하여 부착 한계 온도를 확인하고, 이를 토대로 사용 가능 온도에 관한 품질관리 기준 및 시방 기준을 명확히 할 수 있는 근거를 마련 하고자 하였다.
이에 이 연구에서는 국내에 사용되어지는 자착식 시트들을 재료의 특징별로 자착식 시트를 선별하여 시험체를 선정하였고, 자착식 시트의 현장 시공 시 요구되어지는 요구 성능을 파악하여 저온환경에서 부착력을 검증할 수 있는 시험 항목을 아래와 같이 선정하여 상온 23±3℃에서 최저온도 -20℃까지로 하여 상온 25℃부터 저온으로 5℃단위로, -1℃부터는 저온 특성을 좀 더 정확히 확인하고자 1℃단위로 시험을 진행하였으며, 자착식 시트들이 점착력을 잃어 부착력 측정이 불가능한 온도까지 시험을 진행하였다.
(1) 인장 및 신장 성능
인장 및 신장 성능은 방수시트가 면방향에 대한 물리적 외력에 저항하는 능력의 정도로써, 바탕체(콘크리트 등)의 거동특성에 상대적으로 대응해야 하는 성능을 의미한다. 또한 하절기와 동절기의 다양한 환경변화 및 온도 환경 하에서 일정한 인장 및 신장 성능이 유지되어야만 한다. 이에 따라 저온 환경 하에서 자착식 시트의 기본 물성을 확인하기 위하여 시험을 진행하였다.
(2) Peel-out
동절기 시공 및 미건조된 바탕면에 방수층을 시공할 때 국부적으로, 혹은 전체적으로 부풀어 오르는 방수층 하자 사례가 빈번히 발생한다.
따라서 저온 환경 하에서 자착식 시트가 바탕체에 접착되는 부착력을 확인하기 위하여 자착식 시트를 각각의 온도별로 시험을 진행하였다.
(3) 벗김 저항성
자착식 시트와 바탕체와의 부착력과 함께 시트와 시트간의 접합되어지는 접합부의 접착력 또한 방수 안전성 측면에서 매우 중요하며, 이에 따라 저온 선행 시험의 결과를 토대로 확인된 접착 한계 온도에서 자착식 시트의 접합부에 대한 접착력을 확인하기 위하여 시험을 진행하였다.
(4) 계면 투수성(누수 확산성)
시트가 바탕체에 접착되어져도 밀실이 시공되어지지 않는다면 우수 침투 시 시트와 바탕체 사이의 계면을 따라 물이 이동하게 되고 누수 등의 하자 등을 발생할 수 있다. 이에 따라 자착식 시트와 바탕체의 부착력 결과에 따른 온도를 대상으로 자착식 시트와 바탕체의 부착력과 계면 투수성과의 상관성을 확인하기 위하여 시험을 진행하였다.
이 논문에서는 상기 4항목의 시험을 진행하여 다음과 같은 결론을 도출하였다.
(1) 저온 환경 하에서 인장 및 신장 성능을 평가한 결과 모든 시험체는 인장 성능 시험에서 KS성능 기준인 3N/㎜이상으로 나타났으며, 신장 성능 시험에서 또한 KS성능 기준을 만족하였다.
(2) 저온 환경 하에서 각 재료별 부착 특성을 평가한 결과 복합형 자착시트는 -4℃, 고무 아스팔트계 자착시트는 -1℃, 부틸고무계 자착시트는 -15℃까지 부착이 가능한 것으로 나타났다. 하지만 KS표준의 성능 기준값(1.5N/㎜) 이상을 나타내는 온도는 복합형 자착시트
Currently, lots of sheet type waterproof materials and methods have been applied structures but a demand technique for preventing flaw of leak in the materials and methods is to improve a adhesiveness of the waterproofing and the concrete surface.
An existing sheet waterproofing is a method which forms waterproof layer by using an adhesives between the concrete and waterproof sheet. On the other side, recently, for eliminating a factor of quality change according to the type of adhesives, a self adhesion sheet which is made from attaching the waterproof sheet and a material having adhesiveness and can form the waterproof layer without the adhesives, have been developed and it is being used in a construction site.
The self adhesion sheet becomes known to have some performance such as a pliability which can be coped with moving crack of construction, a adhesion performance which can be adhered to a moisture surface of concrete, a performance which is not affected with cleanliness of surface and a performance which is not affected with a temperature change of surface. However, an objective investigation about these performance is short. Especially, it is not prescribed about quality control of the adhesion performance according to the temperature change of the concrete surface, even though quality control of the cleanliness of surface and the moisture condition of surface are prescribed in The Standard Specification of Waterproof Works in Korea.
A standard of quality control and The Standard Specification of Waterproof Works for the self adhesion sheet were not definite when it was used early. KS F 4934 was established in 2003 according as the use of the self adhesion sheet was expanded since 2000. Since then the standard quality for the self adhesion sheet has been controled, but a prescription of the waterproof layer works for a various environmental conditions of a construction field is not still definite, so a control of the temperature condition of the concrete surface which is to have a strong influence on the adhesion is indefinite. Currently, a common specification standard which the construction is possible when the temperature of the atmosphere and concrete surface is at temperatures above 5℃, is being applied in the construction field. However, construction is being done at temperatures below 5℃ practically, so it is needed to definitely control a low temperature which can be possible to construct.
Therefore, in this study, the self adhesion sheet which is being used in Korea, would be examined its adhesion in low temperature environment, and a limits temperature of adhesion would be confirmed. On the basis of result, a basis which can be definite the standard of quality control and the standard specification about a possible temperature of use, would be accomplished.
Consequently, in this study, the self adhesion sheet which is being used in Korean, was selected into a feature of the materials and specimens were selected. Thereafter, test items were selected as below, and were tested from temperatures of 23±3℃ to temperatures of 20℃ below zero. It was tested until the adhesion of the self adhesion sheet was lost.
(1) Tensile strength and Elongation performance.
A tensile strength and a elongation performance are an extent in ability which waterproof sheet makes resistance to external force and it means a performance which must cope with the movement properties of the concrete. Also, a tensile strength and a elongation performance must be maintained uniformly in the various environment and temperature in the summer season and the winter season. For this reason, the test was progressed for confirming a basis performance of the self adhesion sheet in the low temperature environment.
(2) Peel-out performance.
a defection case of the waterproof which waterproof layer expands sectional or generally, is occurred frequently when the waterproof is constructed on the concrete surface which dose not dry perfectly, and it is done in the winter season. For this reason, peel-out test was progressed into the temperature for confirming the adhesion(performance) which the self adhesion sheet adhere to the concrete surface.
(3) Peel resistibility
An adhesive strength of a joint which is joined with sheet and sheet, is very important in waterproof safety respect. For this reason, the test was progressed for confirming the adhesive strength of the joint in the limits temperature of adhesion which was confirmed from the results of the preceding tests.
(4) Interface permeability (Diffusion of leakage of water)
If the waterproof sheet is not adhered to the concrete surface perfectly, water will move along the interface between the sheet and the concrete surface when water flows into the waterproof sheet, so defection such as the leakage of water will be occurred. For this reason, the test was progressed for confirming the correlation between adhesion which is between the self adhesion sheet and the concrete surface, and the interface permeability.
In this study, a conclusion is drawn as follows through the progress of the above 4 tests.
(1) As a result of testing tensile and elongation performance in the low temperature environment, all specimens was more than 3N/㎜ which is a performance standards of KS(Korean (Industrial) Standards), in the tensile test, and also the result of elongation performance was more than the performance standards of KS.
(2) As a result of testing the adhesion characteristics of each material in the low temperature environment, a complex type of the self adhesion sheet showed that it was possible to adhere up to 4 degrees below zero, a rubberized asphalt of the self adhesion sheet showed that it was possible to adhere up to 1 degrees below zero, and a butyl rubber of the self adhesion sheet showed that it was possible to adhere up to 15 degrees below zero. On the other hand, the temperature which showed more
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