재생고무를 이용한 고점착 유연형 친환경 복합방수시트에 관한 실험적 연구 An Experimental study on the highly adhesive, eco-friendly composite waterproofing sheet using reclaimed rubber원문보기
요 약
제 목 : 재생고무를 이용한 고점착 유연형 친환경 복합방수
시트에 관한 실험적 연구
최근 건설동향은 기존의 고도 경제성장 및 경제적 효율 위주의 시설물 구축을 우선시 했던 것과는 달리, 근래에 들어서는 환경적(녹색성장) 측면에서의 안정적인 개발이 강조되는 사회적 풍토가 조성됨에 따라 장기적 내구성과 친환경적 요소 개발에 대한 연구의 필요성이 요구되기 시작하면서 폐자원을 재활용한 경제성 확보 및 환경오염 개선에 대한 연구개발이 지속되고 있다.
방수 산업분야 역시, 사회기반 시설의 안전 및 장기적 내구수명을 결정하는 건설공사의 중요 요소기술로써 최근 자원고갈 및 원자재 폭등으로 인하여 자원재활용에 대한 관심이 커져가면서 다각적인 연구개발이 진행되고 있으나 소극적인 접근만 이뤄지고 있는 실정으로 제품생산에서 현장 적용 후 사용단계에 이르기까지 다양한 환경적 위협요소들이 발생되고 있다.
이를 해결하기 위해 많은 연구자들의 노력으로 기존 단일 방수공법의 단점을 보완한 복합 방수공법들이 계속해서 출현하고 있지만, 건설현장에서 발생될 수 있는 여러 가지 물리적·화학적·환경적 영향으로 인해 재료적 한계가 계속해서 드러나고 있으며, 복합기술의 공정수 증가로 인한 공기지연과 그에 따른 비용의 증가로 더욱더 문제시 되고 있는 실정이다.
이에 본 연구에서는 ...
요 약
제 목 : 재생고무를 이용한 고점착 유연형 친환경 복합방수
시트에 관한 실험적 연구
최근 건설동향은 기존의 고도 경제성장 및 경제적 효율 위주의 시설물 구축을 우선시 했던 것과는 달리, 근래에 들어서는 환경적(녹색성장) 측면에서의 안정적인 개발이 강조되는 사회적 풍토가 조성됨에 따라 장기적 내구성과 친환경적 요소 개발에 대한 연구의 필요성이 요구되기 시작하면서 폐자원을 재활용한 경제성 확보 및 환경오염 개선에 대한 연구개발이 지속되고 있다.
방수 산업분야 역시, 사회기반 시설의 안전 및 장기적 내구수명을 결정하는 건설공사의 중요 요소기술로써 최근 자원고갈 및 원자재 폭등으로 인하여 자원재활용에 대한 관심이 커져가면서 다각적인 연구개발이 진행되고 있으나 소극적인 접근만 이뤄지고 있는 실정으로 제품생산에서 현장 적용 후 사용단계에 이르기까지 다양한 환경적 위협요소들이 발생되고 있다.
이를 해결하기 위해 많은 연구자들의 노력으로 기존 단일 방수공법의 단점을 보완한 복합 방수공법들이 계속해서 출현하고 있지만, 건설현장에서 발생될 수 있는 여러 가지 물리적·화학적·환경적 영향으로 인해 재료적 한계가 계속해서 드러나고 있으며, 복합기술의 공정수 증가로 인한 공기지연과 그에 따른 비용의 증가로 더욱더 문제시 되고 있는 실정이다.
이에 본 연구에서는 산업폐기물의 재활용 등 환경오염 개선을 위한 다양한 산업분야의 많은 노력의 일환으로 매년 발생이 증가되고 있는 재생고무와 같은 폐자원을 방수재 개발에 효율적으로 활용하여 친환경 소재로의 개발을 가능케 함과 동시에 이를 통해 복합기술의 단일화를 실현하는 것을 목적으로 하고, 고점착 유연한 특성을 부여하여 구조물의 균열 및 거동 등 콘크리트 구조물에서 상시적으로 발생될 수 있는 다양한 환경에서의 물리적 대응성을 평가하고자 한다. 또한 구조물 완공 후 방수층이 접할 수 있는 화학 오염수 등 다양한 화학적 조건에서의 열화 안정성을 평가하고, 적용 및 사용연한에 따른 환경적 위협요소에 대한 안정성을 시험평가 및 현장적용성(Mock-up) 평가를 통해 검증하여 향후 구조물에 적용 가능한 미래지향적 방수기술(재생고무를 이용한 고점착 유연형 친환경 복합방수시트)로써 적정성을 평가 및 제안하고자 한다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
1. 실험적 연구 결과
1) 물리적 성능평가
복합방수재의 단일화로 인하여 인장과 인열성능, 신장율 등 기본적인 물성이 우수한 것을 확인할 수 있었으며, 고온 및 저온환경 반복 조건에서도 물리적 충격 및 피로 반복에 대해 안정된 방수층 유지가 가능한 것이 확인되었다. 특히, 고점착 유연한 특성으로 인하여 습윤환경, 이질재면, 저온환경에서의 점착성 및 부착력 유지가 가능하면서 구조물 거동에 유연하게 대응한 것이 확인되었다. 또한 일정 수두 및 수압조건에서 방수층 손상 시 밀실된 공간에서 손상부위로의 압력에 의해 유동 충전됨으로써 손상부를 밀폐시키는 자체 회복능력을 가지고 있는 것이 확인되었다.
2) 화학적 성능평가
고점착 복합방수시트 재료 특유의 감온 특성과 내화학성으로 인하여 고온환경, 알칼리 및 산, 해수와 인접한 현장 조건을 고려한 염해조건 등 다양한 화학적 환경조건에서도 안정된 물리적 성능과 수밀성 유지가 가능한 것이 확인되었다.
3) 환경적 성능평가
천연라텍스 재생고무를 활용한 고점착 복합방수시트의 현장 적용 시, 재료에서 용출되는 물질로 인해 토양오염, 지하수 오염, 물의 장기간 접촉으로 인한 생명체의 유해성을 확인하기 위해 어류 독성 시험, 휘발성 유기화합물(VOCs), 중금속 용출, 음용수 용출 평가를 진행한 결과, 어류 활동에 이상이 없었으며, 토양오염 및 수질오염에 대한 VOCs, 중금속 용출, 음용수 용출 평가에서도 환경규제 기준에 모두 만족하는 것으로 확인되어 현장적용 후 재료노출에 의한 환경안정성을 확인하였다.
2. 현장적용성(Mock-up) 평가 결과
고점착 복합방수시트의 장기적 수밀성능 및 시공 용이성, 그에 따른 경제성 효과에 대한 검토를 위해 Mock-up 시공을 진행한 결과, 장기적 수밀성능의 경우 실제 현장조건과 동일한 조건에서 12개월간(1년)의 시일경과 후에도 성능변화가 크게 나타나지 않아 안정적인 방수성능이 유지되고 있는 것을 확인할 수 있었다. 특히 지하 구조물의 다양한 화학적 환경 및 높은 수압조건의 환경하에서도 12개월의 시일경과에도 불구하고 내정수압 및 흡수량에 대한 저항성능을 확인하여 현장 적용 시 안정적인 방수성능을 유지할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 공사과정에서 발생될 수 있는 방수층의 손상에 따른 물의 침투 및 확산을 억제할 수 있는 성능 확보 여부에 대하여 부착강도 및 양상, 측수압 저항 성능평가를 실시 및 확인한 결과, 구조체와의 점착양상을 유지하고 시일경과에 따라 약 0.1N/㎟의 미미한 부착강도의 변화를 확인 하였으며, 방수층 내부로의 수분 침투 시 발생할 수 있는 측수압에 대한 안정성을 확인하여 누수발생 시 물의 확산에 대한 충분한 저항성 및 수밀성을 확보하였다고 판단
요 약
제 목 : 재생고무를 이용한 고점착 유연형 친환경 복합방수
시트에 관한 실험적 연구
최근 건설동향은 기존의 고도 경제성장 및 경제적 효율 위주의 시설물 구축을 우선시 했던 것과는 달리, 근래에 들어서는 환경적(녹색성장) 측면에서의 안정적인 개발이 강조되는 사회적 풍토가 조성됨에 따라 장기적 내구성과 친환경적 요소 개발에 대한 연구의 필요성이 요구되기 시작하면서 폐자원을 재활용한 경제성 확보 및 환경오염 개선에 대한 연구개발이 지속되고 있다.
방수 산업분야 역시, 사회기반 시설의 안전 및 장기적 내구수명을 결정하는 건설공사의 중요 요소기술로써 최근 자원고갈 및 원자재 폭등으로 인하여 자원재활용에 대한 관심이 커져가면서 다각적인 연구개발이 진행되고 있으나 소극적인 접근만 이뤄지고 있는 실정으로 제품생산에서 현장 적용 후 사용단계에 이르기까지 다양한 환경적 위협요소들이 발생되고 있다.
이를 해결하기 위해 많은 연구자들의 노력으로 기존 단일 방수공법의 단점을 보완한 복합 방수공법들이 계속해서 출현하고 있지만, 건설현장에서 발생될 수 있는 여러 가지 물리적·화학적·환경적 영향으로 인해 재료적 한계가 계속해서 드러나고 있으며, 복합기술의 공정수 증가로 인한 공기지연과 그에 따른 비용의 증가로 더욱더 문제시 되고 있는 실정이다.
이에 본 연구에서는 산업폐기물의 재활용 등 환경오염 개선을 위한 다양한 산업분야의 많은 노력의 일환으로 매년 발생이 증가되고 있는 재생고무와 같은 폐자원을 방수재 개발에 효율적으로 활용하여 친환경 소재로의 개발을 가능케 함과 동시에 이를 통해 복합기술의 단일화를 실현하는 것을 목적으로 하고, 고점착 유연한 특성을 부여하여 구조물의 균열 및 거동 등 콘크리트 구조물에서 상시적으로 발생될 수 있는 다양한 환경에서의 물리적 대응성을 평가하고자 한다. 또한 구조물 완공 후 방수층이 접할 수 있는 화학 오염수 등 다양한 화학적 조건에서의 열화 안정성을 평가하고, 적용 및 사용연한에 따른 환경적 위협요소에 대한 안정성을 시험평가 및 현장적용성(Mock-up) 평가를 통해 검증하여 향후 구조물에 적용 가능한 미래지향적 방수기술(재생고무를 이용한 고점착 유연형 친환경 복합방수시트)로써 적정성을 평가 및 제안하고자 한다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
1. 실험적 연구 결과
1) 물리적 성능평가
복합방수재의 단일화로 인하여 인장과 인열성능, 신장율 등 기본적인 물성이 우수한 것을 확인할 수 있었으며, 고온 및 저온환경 반복 조건에서도 물리적 충격 및 피로 반복에 대해 안정된 방수층 유지가 가능한 것이 확인되었다. 특히, 고점착 유연한 특성으로 인하여 습윤환경, 이질재면, 저온환경에서의 점착성 및 부착력 유지가 가능하면서 구조물 거동에 유연하게 대응한 것이 확인되었다. 또한 일정 수두 및 수압조건에서 방수층 손상 시 밀실된 공간에서 손상부위로의 압력에 의해 유동 충전됨으로써 손상부를 밀폐시키는 자체 회복능력을 가지고 있는 것이 확인되었다.
2) 화학적 성능평가
고점착 복합방수시트 재료 특유의 감온 특성과 내화학성으로 인하여 고온환경, 알칼리 및 산, 해수와 인접한 현장 조건을 고려한 염해조건 등 다양한 화학적 환경조건에서도 안정된 물리적 성능과 수밀성 유지가 가능한 것이 확인되었다.
3) 환경적 성능평가
천연라텍스 재생고무를 활용한 고점착 복합방수시트의 현장 적용 시, 재료에서 용출되는 물질로 인해 토양오염, 지하수 오염, 물의 장기간 접촉으로 인한 생명체의 유해성을 확인하기 위해 어류 독성 시험, 휘발성 유기화합물(VOCs), 중금속 용출, 음용수 용출 평가를 진행한 결과, 어류 활동에 이상이 없었으며, 토양오염 및 수질오염에 대한 VOCs, 중금속 용출, 음용수 용출 평가에서도 환경규제 기준에 모두 만족하는 것으로 확인되어 현장적용 후 재료노출에 의한 환경안정성을 확인하였다.
2. 현장적용성(Mock-up) 평가 결과
고점착 복합방수시트의 장기적 수밀성능 및 시공 용이성, 그에 따른 경제성 효과에 대한 검토를 위해 Mock-up 시공을 진행한 결과, 장기적 수밀성능의 경우 실제 현장조건과 동일한 조건에서 12개월간(1년)의 시일경과 후에도 성능변화가 크게 나타나지 않아 안정적인 방수성능이 유지되고 있는 것을 확인할 수 있었다. 특히 지하 구조물의 다양한 화학적 환경 및 높은 수압조건의 환경하에서도 12개월의 시일경과에도 불구하고 내정수압 및 흡수량에 대한 저항성능을 확인하여 현장 적용 시 안정적인 방수성능을 유지할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 공사과정에서 발생될 수 있는 방수층의 손상에 따른 물의 침투 및 확산을 억제할 수 있는 성능 확보 여부에 대하여 부착강도 및 양상, 측수압 저항 성능평가를 실시 및 확인한 결과, 구조체와의 점착양상을 유지하고 시일경과에 따라 약 0.1N/㎟의 미미한 부착강도의 변화를 확인 하였으며, 방수층 내부로의 수분 침투 시 발생할 수 있는 측수압에 대한 안정성을 확인하여 누수발생 시 물의 확산에 대한 충분한 저항성 및 수밀성을 확보하였다고 판단
Abstract
An Experimental study on the highly adhesive, eco-friendly composite waterproofing sheet using reclaimed rubber
Lee, Jong Yong
(Supervising Professor Oh, Sang-Keun)
Dept. Housing Construction Technology,
Graduate School of Housing
Seoul National University of Technology
In recent const...
Abstract
An Experimental study on the highly adhesive, eco-friendly composite waterproofing sheet using reclaimed rubber
Lee, Jong Yong
(Supervising Professor Oh, Sang-Keun)
Dept. Housing Construction Technology,
Graduate School of Housing
Seoul National University of Technology
In recent construction trends, researches on ensuring the economic viability by recycling of waste resources and the improvement of environmental contamination have continued while needs for study on the long-term durability and the development of eco-friendly elements are required depending on the creation of social climate highlighting the stable development in terms of environmental(Green Growth) aspects, unlike that the existing high economic growth and economic efficiency-oriented establishment of facilities was prioritized.
Also, multifaceted research and development of the waterproof industry as a key technology in construction determining the safety of facility and long-term durability are in progress while the interest in recycling of resources grows due to the depletion of natural resources and the steep rise of raw materials recently, but various environmental threats are caused from the production to the using phase after applying on the spot by the real condition of its passive approach.
Complex waterproofing methods complementing problems of existing single waterproofing methods with many researchers' efforts are being developed continuously, but the limitations of materials are exposed continuously due to the several physical, chemical and environmental impacts which may occur in construction sites and problems are increasing by the delayed completion and the increase of costs due to the increase of the complex technology process.
Accordingly, this study makes it possible to develop eco-friendly materials utilizing waste resources such as reclaimed rubber which are increasing every year, as part of efforts to improve the environmental pollution such as the recycling of industrial waste in various industries, and at the same time, aims to realize the unification of complex technology through this, and tries to evaluate physical responses such a cracks and movements in various environments which could occur constantly in concrete structures by providing high adhesive flexible characteristics. In addition, it evaluates the stability of the degradation in various chemical conditions such as chemical pollution water which the waterproof layer can be close after completion and verifies the stability to environmental threats depending on the application and the years of use through the assessment and field applicability (Mock-up) test, and evaluates and presents the adequacy of futuristic waterproof technology (High adhesive flexible Eco-composite waterproof sheet using Reclaimed rubber) applicable to future structures. The summarized results are as follows:
1. Results of empirical study
1) Physical performance evaluation
It is confirmed that the basic physical properties such as tensile and tear performance, tensile strength are superior by the unification of complex waterproofing and the stable maintaining of waterproof layer is possible to physical impacts and repeated fatigue in the repeated conditions of high-temperature and low-temperature environment. Especially, it is confirmed that the maintaining of adhesion is possible and in environments of wetting, disparate layers and low-temperature and it responds flexibly to structural movement by the high adhesive flexible properties. In addition, it is confirmed that it has the self-healing ability to seal damaged parts with filling up by the pressure from the closed room to the damaged parts in case of waterproof layers' damage in the conditions of constant head and pressure of water.
2) Chemical performance evaluation
It is confirmed that the maintenance of stable physical performance and watertight integrity is possible in various chemical environmental conditions such as high-temperature, alkali and acid, salt water condition considering site condition adjacent to the sea water by the material-specific property of reducing temperature and chemical resistance of the high adhesive composite waterproof sheet.
3) Environmental performance evaluation
As results of fish toxicity tests, volatile organic compounds(VOCs), heavy metals eruption and eruption assessment to determine the hazards of life by long-term contact of soil contamination, underground water contamination and water with erupted materials at the site application of the high adhesive composite waterproof sheet utilizing natural latex reclaimed rubber, it is confirmed that the fish activity looks clear and the assessment of the VOCs to the contamination of soil and water and the eruption of heavy metal and drinking water satisfy all environmental regulations and standards.
2. Results of Field applicability (Mock-up) test
As results in progress of Mock-up construction for the review of economic effects according to the long-term watertight performance and availability of construction of the high adhesive composite waterproof sheet, it is confirmed that the stable waterproof performance is maintained until after 12 months (1 year) under the same conditions with the actual field in case of long-term watertight performance.
Especially, the hydrostatic Pressure and resistance performance to quantity of absorption are confirmed despite the elapsed time of 12 months under the conditions of various chemical environments and high-pressure of underground structures, so it is determined that it can maintain the stable waterproof performance in case of the site application.
In addition, as the results of performing and confirming the adhesive strength and aspects, and performance assessment of side pressure resistance about whether the ability to restrain the penetration and spread of water due to the damage of waterproofing
Abstract
An Experimental study on the highly adhesive, eco-friendly composite waterproofing sheet using reclaimed rubber
Lee, Jong Yong
(Supervising Professor Oh, Sang-Keun)
Dept. Housing Construction Technology,
Graduate School of Housing
Seoul National University of Technology
In recent construction trends, researches on ensuring the economic viability by recycling of waste resources and the improvement of environmental contamination have continued while needs for study on the long-term durability and the development of eco-friendly elements are required depending on the creation of social climate highlighting the stable development in terms of environmental(Green Growth) aspects, unlike that the existing high economic growth and economic efficiency-oriented establishment of facilities was prioritized.
Also, multifaceted research and development of the waterproof industry as a key technology in construction determining the safety of facility and long-term durability are in progress while the interest in recycling of resources grows due to the depletion of natural resources and the steep rise of raw materials recently, but various environmental threats are caused from the production to the using phase after applying on the spot by the real condition of its passive approach.
Complex waterproofing methods complementing problems of existing single waterproofing methods with many researchers' efforts are being developed continuously, but the limitations of materials are exposed continuously due to the several physical, chemical and environmental impacts which may occur in construction sites and problems are increasing by the delayed completion and the increase of costs due to the increase of the complex technology process.
Accordingly, this study makes it possible to develop eco-friendly materials utilizing waste resources such as reclaimed rubber which are increasing every year, as part of efforts to improve the environmental pollution such as the recycling of industrial waste in various industries, and at the same time, aims to realize the unification of complex technology through this, and tries to evaluate physical responses such a cracks and movements in various environments which could occur constantly in concrete structures by providing high adhesive flexible characteristics. In addition, it evaluates the stability of the degradation in various chemical conditions such as chemical pollution water which the waterproof layer can be close after completion and verifies the stability to environmental threats depending on the application and the years of use through the assessment and field applicability (Mock-up) test, and evaluates and presents the adequacy of futuristic waterproof technology (High adhesive flexible Eco-composite waterproof sheet using Reclaimed rubber) applicable to future structures. The summarized results are as follows:
1. Results of empirical study
1) Physical performance evaluation
It is confirmed that the basic physical properties such as tensile and tear performance, tensile strength are superior by the unification of complex waterproofing and the stable maintaining of waterproof layer is possible to physical impacts and repeated fatigue in the repeated conditions of high-temperature and low-temperature environment. Especially, it is confirmed that the maintaining of adhesion is possible and in environments of wetting, disparate layers and low-temperature and it responds flexibly to structural movement by the high adhesive flexible properties. In addition, it is confirmed that it has the self-healing ability to seal damaged parts with filling up by the pressure from the closed room to the damaged parts in case of waterproof layers' damage in the conditions of constant head and pressure of water.
2) Chemical performance evaluation
It is confirmed that the maintenance of stable physical performance and watertight integrity is possible in various chemical environmental conditions such as high-temperature, alkali and acid, salt water condition considering site condition adjacent to the sea water by the material-specific property of reducing temperature and chemical resistance of the high adhesive composite waterproof sheet.
3) Environmental performance evaluation
As results of fish toxicity tests, volatile organic compounds(VOCs), heavy metals eruption and eruption assessment to determine the hazards of life by long-term contact of soil contamination, underground water contamination and water with erupted materials at the site application of the high adhesive composite waterproof sheet utilizing natural latex reclaimed rubber, it is confirmed that the fish activity looks clear and the assessment of the VOCs to the contamination of soil and water and the eruption of heavy metal and drinking water satisfy all environmental regulations and standards.
2. Results of Field applicability (Mock-up) test
As results in progress of Mock-up construction for the review of economic effects according to the long-term watertight performance and availability of construction of the high adhesive composite waterproof sheet, it is confirmed that the stable waterproof performance is maintained until after 12 months (1 year) under the same conditions with the actual field in case of long-term watertight performance.
Especially, the hydrostatic Pressure and resistance performance to quantity of absorption are confirmed despite the elapsed time of 12 months under the conditions of various chemical environments and high-pressure of underground structures, so it is determined that it can maintain the stable waterproof performance in case of the site application.
In addition, as the results of performing and confirming the adhesive strength and aspects, and performance assessment of side pressure resistance about whether the ability to restrain the penetration and spread of water due to the damage of waterproofing
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