본 연구에서는 콘크리트 구조물에 적용되고 있는 아스팔트 매스틱을 활용한 복합방수공법에서 발생하고 있는 누유현상의 원인 및 개선 방향에 대해 제시하였다. 현재 국내 콘크리트 구조물에 적용되고 있는 아스팔트 매스틱을 활용한 복합방수공법은 비경화형 도막재인 아스팔트 매스틱 특유의 유연성 및 유동성으로 구조체의 균열로 인한 방수 안정성 및 거동 대응 성능이 우수하며, 타 복합방수공법과 비교하여 경제적 측면이 우수한 이유로 다양한 현장에 널리 적용되고 있다. 그러나 최근 아스팔트 매스틱을 적용한 현장에서 콘크리트 균열 부위로 아스팔트 매스틱의 성분 액이 흘러나오는 누유(漏油) 현상으로 인한 피해가 발생하자 이를 활용한 복합방수공법에 대한 안정성 검토가 재고되고 있다. 상기와 같은 아스팔트 매스틱을 활용한 복합방수공법 적용 후 발생하는 누유 현상은 현재까지 심층적인 연구가 진행되지 않았을 뿐만 아니라 아스팔트 매스틱을 생산하는 제조사마다 제품의 배합 및 성분이 상이하기 때문에 정확한 원인 규명 또한 이루어지지 않아, 누유 현상에 대한 연구가 절실한 실정이다. 이에 본 연구에서는 선행연구 조사와 누유 현장에서의 시료 채취 및 분석 등을 통해 누유 발생 원인을 규명하고자 하였다. 누유 원인 분석 중 누유 현장에서 누유가 발생한 시료에서는 고형물이 관찰되지 않았다는 점에서 착안하여, 누유 현상이 아스팔트 재료 분리로 인해 발생한다고 가정하여 이를 증명하기 위해 시료의 구성성분 분석과 저장안정성 평가를 통해 아스팔트 매스틱의 재료 분리가 누유 현상의 직접적인 원인인 것으로 확인하였다. 또한, 아스팔트 매스틱이 시공된 콘크리트 바탕면 균열시 바탕면에 흡착된 무기계 ...
본 연구에서는 콘크리트 구조물에 적용되고 있는 아스팔트 매스틱을 활용한 복합방수공법에서 발생하고 있는 누유현상의 원인 및 개선 방향에 대해 제시하였다. 현재 국내 콘크리트 구조물에 적용되고 있는 아스팔트 매스틱을 활용한 복합방수공법은 비경화형 도막재인 아스팔트 매스틱 특유의 유연성 및 유동성으로 구조체의 균열로 인한 방수 안정성 및 거동 대응 성능이 우수하며, 타 복합방수공법과 비교하여 경제적 측면이 우수한 이유로 다양한 현장에 널리 적용되고 있다. 그러나 최근 아스팔트 매스틱을 적용한 현장에서 콘크리트 균열 부위로 아스팔트 매스틱의 성분 액이 흘러나오는 누유(漏油) 현상으로 인한 피해가 발생하자 이를 활용한 복합방수공법에 대한 안정성 검토가 재고되고 있다. 상기와 같은 아스팔트 매스틱을 활용한 복합방수공법 적용 후 발생하는 누유 현상은 현재까지 심층적인 연구가 진행되지 않았을 뿐만 아니라 아스팔트 매스틱을 생산하는 제조사마다 제품의 배합 및 성분이 상이하기 때문에 정확한 원인 규명 또한 이루어지지 않아, 누유 현상에 대한 연구가 절실한 실정이다. 이에 본 연구에서는 선행연구 조사와 누유 현장에서의 시료 채취 및 분석 등을 통해 누유 발생 원인을 규명하고자 하였다. 누유 원인 분석 중 누유 현장에서 누유가 발생한 시료에서는 고형물이 관찰되지 않았다는 점에서 착안하여, 누유 현상이 아스팔트 재료 분리로 인해 발생한다고 가정하여 이를 증명하기 위해 시료의 구성성분 분석과 저장안정성 평가를 통해 아스팔트 매스틱의 재료 분리가 누유 현상의 직접적인 원인인 것으로 확인하였다. 또한, 아스팔트 매스틱이 시공된 콘크리트 바탕면 균열시 바탕면에 흡착된 무기계 필러도 하부 바탕면과 같이 균열이 발생하고, 이러한 균열을 통해 재료분리가 발생한 상부의 유분이 유실되어 누유 현상이 발생하는 메커니즘을 정립하였다. 누유 현상에 대한 원인을 명확하게 규명한 후, 현존하는 아스팔트 매스틱의 누유 안정성 확보 여부를 사전에 확인이 가능한 누유 안정성 평가방법을 개발하고자 누유 현상의 재현성, 균열 폭의 설정, 온도조건 및 하중 재하 범위 등 다양한 사항들을 고려하여 누유 안정성 평가방법을 개발하였다. 또한, 개발된 누유 안정성 평가방법의 재현성 확보 검증을 위해 실제 현장에서 누유된 아스팔트 매스틱을 가지고 누유 안정성 평가 시험을 진행한 결과, 실제 현장과 마찬가지로 누유 현상이 발생하였으며, 이에 아스팔트 매스틱의 누유 안정성 확보 여부에 대해 누유 안정성 평가방법을 통해 확인하는 것을 제안하였다. 또한, 아스팔트 매스틱의 누유현상의 원인인 재료 분리 현상을 개선하기 위한 목적으로 아스팔트 매스틱의 구성물의 종류 및 함량에 따른 상관관계를 분석하고자 배합설계를 진행하였다. 1차 배합설계 단계에서는 아스팔트 매스틱의 CA의 입도크기와 첨가되는 ASE의 함량을 다양하게 설정하여 배합을 진행한 뒤 누유 안정성 평가를 통해 누유 여부를 확인하였다. 평가결과, CA의 경우 CA의 입도크기가 커질수록 불안정성이 커져 누유가 쉽게 발생되며, 반면 입도가 작을 경우, 누유 측면에서 안정성이 크게 향상되는 것으로 확인되었다. ASE의 경우에는 투입 시 CA의 입도에 의해 불안정한 재료를 좀 더 안정적으로 변화시켜 재료 간 응집력을 강화시킴으로써 누유에 대한 저항성을 부여하는 것을 확인하였다. 2차 배합설계에서는 CA 입도와 누유 안정성과의 상관관계를 면밀히 확인하기 위해 CA의 입도크기를 더욱 세분화하여 배합을 진행하였으며, 이를 통해 CA의 입도크기가 작으면 작을수록 누유에 대한 안정성은 향상되고, ASE의 혼입량을 2배 이상 증량하여야 누유에 대한 안정성을 확보하는 것을 확인하였다. 1차, 2차 배합설계를 통해 확인된 결과로 CA의 입도크기별 누유 안정성 평가결과와 침강방지제 ASE, 블로운 아스팔트 BA, 무기질 필러 SS 함량을 종합하여 각 요인들의 상관관계를 분석한 결과, CA의 입도크기가 작으면 작을수록 점도는 상승하고, 크면 클수록 점도는 낮아지는 것을 확인하였다. 또한, CA의 입도크기가 작으면 작을수록 누유에 대한 안정성이 향상되며, 누유량 또한 현저히 감소하는 경향을 나타내었다. ASE의 경우에는 첨가량이 늘어나면 늘어날수록 점도가 상승하는 비례 관계를 가지며, 누유량 또한 현저히 감소하는 반비례 관계를 확인하였다. 또한, CA의 입도크기가 조밀하면서 ASE의 첨가량이 증량하게 되면 점도가 매우 높아지는 경향을 나타내는데 이는 CA의 감량과 BA의 증량을 통해 점도(시공 가능 범위)의 조정이 가능한 것을 확인하였다. 온도변수 적용 시 누유 안정성 변화에서도 온도 40℃에서 CA의 입도크기가 작으면 작을수록 누유에 대한 안정성이 크게 향상되었으며, ASE 첨가량 또한 증량될수록 누유 안정성이 향상되는 것으로 확인하였다. 이러한 온도변수(40℃)를 시공 가능 범위(점도 500,000±100,000cp) 내에 들어오면서 ASE의 함량이 4배 이상 되는 CA의 입도크기 1.4㎛에 Alt 2-17(ASE 함량 5배)과 1㎛에 Alt 2-22(ASE 함량 4배), Alt 2-23(ASE 함량 5배)을 최종 배합시료로 선정하였다. 배합 설계 후, 배합 설계를 통해 누유 안정성과 점도 특성이 확보된 배합시료(Alt 2-17, Alt 2-22, Alt 2-23)를 선정하였으며, 상기 시료를 공장에서 시생산하여 현장 시공성 평가를 진행하였다. 현장 시공성 평가는 해당 분야의 5년 이상 시공한 경력을 가진 전문가들로 구성되었으며, 시공성 평가표 작성 및 의견 청취로 통해 최종 Alt 2-22(ASE 함량 4배) 배합이 타 배합 대비 밀대 사용 시 느껴지는 바름성(밀림성 포함) 및 탄성력이 적어 시공의 용이성이 우수한 것으로 확인되었다. 또한, 상기 배합을 제품화 시켜 실제 현장에 적용하여 총 8차에 걸쳐 5개의 현장에 대한 2년간의 모니터링한 결과, 모든 현장에서 누유의 흔적이나 발생이 관찰되지 않았으며, 이를 통해 선정된 배합이 장기 누유 안정성을 확보한 것으로 판단하였다. 또한, 본 연구를 통해 개선된 아스팔트 매스틱을 활용한 복합방수공법에 대한 경제성을 분석한 결과, 개선된 아스팔트 매스틱을 실제 현장에 적용할 경우 초기 공사비용은 약 1% 증가하지만, 사용과정에서의 누유 하자문제 감소를 바탕으로 생애주기비용을 약 43.56% 절약할 수 있으므로 개선된 아스팔트 매스틱을 활용한 복합방수공법은 장기적으로 충분한 경제성을 확보 할 수 있을 것으로 판단된다. 단, 4.8절과 같이 장기 누유 안정성 평가를 2년 진행한 결과에 따라 반영된 결과임으로 추후 LCC는 변경될 수도 있다. 본 연구는 아스팔트 매스틱의 누유(漏油) 현상에 대해 누유 원인 분석 및 누유 발생 메커니즘 모델링을 제시하였고, 누유 안정성 확보 여부의 사전 확인이 가능한 누유 안정성 평가방법을 제안하였다. 이를 통해 누유 안정성이 확보된 아스팔트 매스틱 배합을 도출하였으며, 이로서 누유현상은 제조 단계에서 충분히 보완 가능한 것으로 판단하였다. 또한 제시된 아스팔트 매스틱의 누유 안정성 확보를 위한 개선 방법 및 방향은 향후 아스팔트 매스틱의 생산 시스템을 보완 및 배합, 제조 방식의 변화를 위한 매뉴얼로써의 가치가 클 것으로 판단되며, 사회적으로 문제가 되고 있는 누유 하자를 저감시킬 수 있는 최초의 연구로써 의미가 있을 것으로 기대한다. 다만, 본 연구에서는 누유안정성 평가 온도 조건을 최대 40℃까지 설정하여 제시하였으나, 온도 특성이 큰 특수 구조물 적용 시 이를 통합적으로 고려할 수 있도록 60℃ 이상의 온도 조건의 적용을 위한 추가적인 검토가 진행될 경우, 누유 안정성 확보를 위한 매뉴얼로서의 기능적 가치가 크게 향상될 것으로 판단된다.
본 연구에서는 콘크리트 구조물에 적용되고 있는 아스팔트 매스틱을 활용한 복합방수공법에서 발생하고 있는 누유현상의 원인 및 개선 방향에 대해 제시하였다. 현재 국내 콘크리트 구조물에 적용되고 있는 아스팔트 매스틱을 활용한 복합방수공법은 비경화형 도막재인 아스팔트 매스틱 특유의 유연성 및 유동성으로 구조체의 균열로 인한 방수 안정성 및 거동 대응 성능이 우수하며, 타 복합방수공법과 비교하여 경제적 측면이 우수한 이유로 다양한 현장에 널리 적용되고 있다. 그러나 최근 아스팔트 매스틱을 적용한 현장에서 콘크리트 균열 부위로 아스팔트 매스틱의 성분 액이 흘러나오는 누유(漏油) 현상으로 인한 피해가 발생하자 이를 활용한 복합방수공법에 대한 안정성 검토가 재고되고 있다. 상기와 같은 아스팔트 매스틱을 활용한 복합방수공법 적용 후 발생하는 누유 현상은 현재까지 심층적인 연구가 진행되지 않았을 뿐만 아니라 아스팔트 매스틱을 생산하는 제조사마다 제품의 배합 및 성분이 상이하기 때문에 정확한 원인 규명 또한 이루어지지 않아, 누유 현상에 대한 연구가 절실한 실정이다. 이에 본 연구에서는 선행연구 조사와 누유 현장에서의 시료 채취 및 분석 등을 통해 누유 발생 원인을 규명하고자 하였다. 누유 원인 분석 중 누유 현장에서 누유가 발생한 시료에서는 고형물이 관찰되지 않았다는 점에서 착안하여, 누유 현상이 아스팔트 재료 분리로 인해 발생한다고 가정하여 이를 증명하기 위해 시료의 구성성분 분석과 저장안정성 평가를 통해 아스팔트 매스틱의 재료 분리가 누유 현상의 직접적인 원인인 것으로 확인하였다. 또한, 아스팔트 매스틱이 시공된 콘크리트 바탕면 균열시 바탕면에 흡착된 무기계 필러도 하부 바탕면과 같이 균열이 발생하고, 이러한 균열을 통해 재료분리가 발생한 상부의 유분이 유실되어 누유 현상이 발생하는 메커니즘을 정립하였다. 누유 현상에 대한 원인을 명확하게 규명한 후, 현존하는 아스팔트 매스틱의 누유 안정성 확보 여부를 사전에 확인이 가능한 누유 안정성 평가방법을 개발하고자 누유 현상의 재현성, 균열 폭의 설정, 온도조건 및 하중 재하 범위 등 다양한 사항들을 고려하여 누유 안정성 평가방법을 개발하였다. 또한, 개발된 누유 안정성 평가방법의 재현성 확보 검증을 위해 실제 현장에서 누유된 아스팔트 매스틱을 가지고 누유 안정성 평가 시험을 진행한 결과, 실제 현장과 마찬가지로 누유 현상이 발생하였으며, 이에 아스팔트 매스틱의 누유 안정성 확보 여부에 대해 누유 안정성 평가방법을 통해 확인하는 것을 제안하였다. 또한, 아스팔트 매스틱의 누유현상의 원인인 재료 분리 현상을 개선하기 위한 목적으로 아스팔트 매스틱의 구성물의 종류 및 함량에 따른 상관관계를 분석하고자 배합설계를 진행하였다. 1차 배합설계 단계에서는 아스팔트 매스틱의 CA의 입도크기와 첨가되는 ASE의 함량을 다양하게 설정하여 배합을 진행한 뒤 누유 안정성 평가를 통해 누유 여부를 확인하였다. 평가결과, CA의 경우 CA의 입도크기가 커질수록 불안정성이 커져 누유가 쉽게 발생되며, 반면 입도가 작을 경우, 누유 측면에서 안정성이 크게 향상되는 것으로 확인되었다. ASE의 경우에는 투입 시 CA의 입도에 의해 불안정한 재료를 좀 더 안정적으로 변화시켜 재료 간 응집력을 강화시킴으로써 누유에 대한 저항성을 부여하는 것을 확인하였다. 2차 배합설계에서는 CA 입도와 누유 안정성과의 상관관계를 면밀히 확인하기 위해 CA의 입도크기를 더욱 세분화하여 배합을 진행하였으며, 이를 통해 CA의 입도크기가 작으면 작을수록 누유에 대한 안정성은 향상되고, ASE의 혼입량을 2배 이상 증량하여야 누유에 대한 안정성을 확보하는 것을 확인하였다. 1차, 2차 배합설계를 통해 확인된 결과로 CA의 입도크기별 누유 안정성 평가결과와 침강방지제 ASE, 블로운 아스팔트 BA, 무기질 필러 SS 함량을 종합하여 각 요인들의 상관관계를 분석한 결과, CA의 입도크기가 작으면 작을수록 점도는 상승하고, 크면 클수록 점도는 낮아지는 것을 확인하였다. 또한, CA의 입도크기가 작으면 작을수록 누유에 대한 안정성이 향상되며, 누유량 또한 현저히 감소하는 경향을 나타내었다. ASE의 경우에는 첨가량이 늘어나면 늘어날수록 점도가 상승하는 비례 관계를 가지며, 누유량 또한 현저히 감소하는 반비례 관계를 확인하였다. 또한, CA의 입도크기가 조밀하면서 ASE의 첨가량이 증량하게 되면 점도가 매우 높아지는 경향을 나타내는데 이는 CA의 감량과 BA의 증량을 통해 점도(시공 가능 범위)의 조정이 가능한 것을 확인하였다. 온도변수 적용 시 누유 안정성 변화에서도 온도 40℃에서 CA의 입도크기가 작으면 작을수록 누유에 대한 안정성이 크게 향상되었으며, ASE 첨가량 또한 증량될수록 누유 안정성이 향상되는 것으로 확인하였다. 이러한 온도변수(40℃)를 시공 가능 범위(점도 500,000±100,000cp) 내에 들어오면서 ASE의 함량이 4배 이상 되는 CA의 입도크기 1.4㎛에 Alt 2-17(ASE 함량 5배)과 1㎛에 Alt 2-22(ASE 함량 4배), Alt 2-23(ASE 함량 5배)을 최종 배합시료로 선정하였다. 배합 설계 후, 배합 설계를 통해 누유 안정성과 점도 특성이 확보된 배합시료(Alt 2-17, Alt 2-22, Alt 2-23)를 선정하였으며, 상기 시료를 공장에서 시생산하여 현장 시공성 평가를 진행하였다. 현장 시공성 평가는 해당 분야의 5년 이상 시공한 경력을 가진 전문가들로 구성되었으며, 시공성 평가표 작성 및 의견 청취로 통해 최종 Alt 2-22(ASE 함량 4배) 배합이 타 배합 대비 밀대 사용 시 느껴지는 바름성(밀림성 포함) 및 탄성력이 적어 시공의 용이성이 우수한 것으로 확인되었다. 또한, 상기 배합을 제품화 시켜 실제 현장에 적용하여 총 8차에 걸쳐 5개의 현장에 대한 2년간의 모니터링한 결과, 모든 현장에서 누유의 흔적이나 발생이 관찰되지 않았으며, 이를 통해 선정된 배합이 장기 누유 안정성을 확보한 것으로 판단하였다. 또한, 본 연구를 통해 개선된 아스팔트 매스틱을 활용한 복합방수공법에 대한 경제성을 분석한 결과, 개선된 아스팔트 매스틱을 실제 현장에 적용할 경우 초기 공사비용은 약 1% 증가하지만, 사용과정에서의 누유 하자문제 감소를 바탕으로 생애주기비용을 약 43.56% 절약할 수 있으므로 개선된 아스팔트 매스틱을 활용한 복합방수공법은 장기적으로 충분한 경제성을 확보 할 수 있을 것으로 판단된다. 단, 4.8절과 같이 장기 누유 안정성 평가를 2년 진행한 결과에 따라 반영된 결과임으로 추후 LCC는 변경될 수도 있다. 본 연구는 아스팔트 매스틱의 누유(漏油) 현상에 대해 누유 원인 분석 및 누유 발생 메커니즘 모델링을 제시하였고, 누유 안정성 확보 여부의 사전 확인이 가능한 누유 안정성 평가방법을 제안하였다. 이를 통해 누유 안정성이 확보된 아스팔트 매스틱 배합을 도출하였으며, 이로서 누유현상은 제조 단계에서 충분히 보완 가능한 것으로 판단하였다. 또한 제시된 아스팔트 매스틱의 누유 안정성 확보를 위한 개선 방법 및 방향은 향후 아스팔트 매스틱의 생산 시스템을 보완 및 배합, 제조 방식의 변화를 위한 매뉴얼로써의 가치가 클 것으로 판단되며, 사회적으로 문제가 되고 있는 누유 하자를 저감시킬 수 있는 최초의 연구로써 의미가 있을 것으로 기대한다. 다만, 본 연구에서는 누유안정성 평가 온도 조건을 최대 40℃까지 설정하여 제시하였으나, 온도 특성이 큰 특수 구조물 적용 시 이를 통합적으로 고려할 수 있도록 60℃ 이상의 온도 조건의 적용을 위한 추가적인 검토가 진행될 경우, 누유 안정성 확보를 위한 매뉴얼로서의 기능적 가치가 크게 향상될 것으로 판단된다.
This study is to suggest causes of, and directions for the improvement of, an oil leakage phenomenon in a coating/sheet combined waterproofing method using asphalt mastic applied to concrete structures. The asphalt mastic method currently used with domestic concrete structures is widely applied to v...
This study is to suggest causes of, and directions for the improvement of, an oil leakage phenomenon in a coating/sheet combined waterproofing method using asphalt mastic applied to concrete structures. The asphalt mastic method currently used with domestic concrete structures is widely applied to various fields as it is excellent in terms of waterproofing stability and movement responsiveness performance for cracks on constructions as well as in terms of economic aspect, as compared to other composite waterproofing methods, due to its unique flexibility and fluidity as it is a non-curing coating material. However, there has recently been damage caused by the leakage phenomenon where liquid of asphalt mastic components is leaked from concrete cracks at actually applied sites, thus leading to ongoing reconsideration over the stability of the complex waterproofing method using asphalt mastic. There has not been an in-depth study into such leakage after the application of the asphalt mastic method to date, and the exact cause has not yet been identified, due to different formulations and ingredients among manufacturers. Thus, there is an urgent need to study the leakage phenomenon. Therefore, this study was carried out to identify the cause of the leakage of oil by conducting advanced research as well as the collection of samples at leakage sites and the analysis thereof. In the analysis of causes of the leakage of oil, it was hypothesized that such a phenomenon would be caused by the separation of asphalt materials, based on the idea that there was no solid matter observed in the leakage samples. To prove the hypothesis, we analyzed components of the samples and evaluated their storage stability, and confirmed that the separation of asphalt mastic materials was the direct cause of oil leakage. In addition, we established a mechanism by which, when the concrete base with asphalt mastic cracks, inorganic filler adsorbed on the base also cracks like the underlying base, and the crack causes oil in the upper part where material separation occurs to be lost, resulting in the oil leakage phenomenon. In order to clearly identify the cause of oil leakage and develop a test method for evaluation of oil leakage stability enabling advance determination of whether or not the leakage stability of existing asphalt mastic is secured, we devised a test method to evaluate asphalt mastic leakage stability, considering various items such as repeatability of leakage phenomenon, setting of crack width, temperature condition, and load range. Moreover, as a result of performing the developed evaluation test with actually leaked asphalt mastic to verify repeatability of the test method, leakage occurred at actual sites. Accordingly, we proposed confirming the leakage stability of asphalt mastic by using the evaluation test method. Also, we carried out formulation design to analyze the correlation depending on asphalt mastic component type and ratio for the improvement of the material separation phenomenon, which is the reason of leakage. In the first formulation design stage, we mixed ingredients with different asphalt mastic CA particle sizes and ASE ratios added, and determined whether or not leakage occurred through the leakage stability evaluation. As a result, it was confirmed that instability increased and leaking easily occurred as CA particle size increased, while a small particle size significantly increased stability in leakage. In the case of ASE, it was confirmed that unstable material became more stable depending on the particle size of CA when it was added, thereby enhancing cohesion between materials and thus imposing resistance to leakage. After the oil leakage test of Asphalt mastic, it was confirmed that the viscosity increased proportionally with increasing the amount of ASE in all types. As the amount of ASE increased, the leakge amout is decreased. It was verified that it forms an inverse relation. Moreover, it was confirmed CA particle size is dense and the amout of ASE added is advantageous for ensuring stability and the viscosity could be controlled by adding AP or BP to lower the CA content to increased. After the formulation design, test specimens with leakage stability and viscosity characteristics were selected through the design. Prior to the evaluation of on-site constructability, the leakage stability evaluation was conducted considering temperature environment among field conditions. The test result was that all selected specimens were leaked under the temperature condition of 40℃. Therefore, the mixture that was not leaked at the temperature was selected again for the evaluation of field constructability. The field constructability evaluation was undertaken with a construction checklist entry and opinion sharing by experts with more than 5 years of experience in the field. As a result, the Alt 2-22(ASE 4 times) mixture was selected as being superior to other ratios in terms of excellent applicability and reduction of work intensity. The mixture was commercialized and applied to actual sites, and as a result of two years of monitoring of five sites over a total of eight times, no trace or occurrence of leaking was observed at all sites, confirming that the selected formulation secured long-term leakage stability. In this study, we identified the cause of leakage phenomenon, which is a problem of the existing combined waterproofing method using asphalt mastic, and presented it as a model of the leakage occurrence mechanism. In addition, we developed and proposed a test evaluation method to check leakage stability in advance, confirmed the correlation between asphalt mastic components and leakage phenomenon through the formulation design, finally found the formulation with which leakage did not occur, and further evaluated and verified the formulation. Therefore, this study is deemed to be of great value as a formulation manual to prevent leakage in the manufacturing of asphalt mastic products, and is expected to prevent the oil leakage phenomenon, considered to be a social problem, in the future.
This study is to suggest causes of, and directions for the improvement of, an oil leakage phenomenon in a coating/sheet combined waterproofing method using asphalt mastic applied to concrete structures. The asphalt mastic method currently used with domestic concrete structures is widely applied to various fields as it is excellent in terms of waterproofing stability and movement responsiveness performance for cracks on constructions as well as in terms of economic aspect, as compared to other composite waterproofing methods, due to its unique flexibility and fluidity as it is a non-curing coating material. However, there has recently been damage caused by the leakage phenomenon where liquid of asphalt mastic components is leaked from concrete cracks at actually applied sites, thus leading to ongoing reconsideration over the stability of the complex waterproofing method using asphalt mastic. There has not been an in-depth study into such leakage after the application of the asphalt mastic method to date, and the exact cause has not yet been identified, due to different formulations and ingredients among manufacturers. Thus, there is an urgent need to study the leakage phenomenon. Therefore, this study was carried out to identify the cause of the leakage of oil by conducting advanced research as well as the collection of samples at leakage sites and the analysis thereof. In the analysis of causes of the leakage of oil, it was hypothesized that such a phenomenon would be caused by the separation of asphalt materials, based on the idea that there was no solid matter observed in the leakage samples. To prove the hypothesis, we analyzed components of the samples and evaluated their storage stability, and confirmed that the separation of asphalt mastic materials was the direct cause of oil leakage. In addition, we established a mechanism by which, when the concrete base with asphalt mastic cracks, inorganic filler adsorbed on the base also cracks like the underlying base, and the crack causes oil in the upper part where material separation occurs to be lost, resulting in the oil leakage phenomenon. In order to clearly identify the cause of oil leakage and develop a test method for evaluation of oil leakage stability enabling advance determination of whether or not the leakage stability of existing asphalt mastic is secured, we devised a test method to evaluate asphalt mastic leakage stability, considering various items such as repeatability of leakage phenomenon, setting of crack width, temperature condition, and load range. Moreover, as a result of performing the developed evaluation test with actually leaked asphalt mastic to verify repeatability of the test method, leakage occurred at actual sites. Accordingly, we proposed confirming the leakage stability of asphalt mastic by using the evaluation test method. Also, we carried out formulation design to analyze the correlation depending on asphalt mastic component type and ratio for the improvement of the material separation phenomenon, which is the reason of leakage. In the first formulation design stage, we mixed ingredients with different asphalt mastic CA particle sizes and ASE ratios added, and determined whether or not leakage occurred through the leakage stability evaluation. As a result, it was confirmed that instability increased and leaking easily occurred as CA particle size increased, while a small particle size significantly increased stability in leakage. In the case of ASE, it was confirmed that unstable material became more stable depending on the particle size of CA when it was added, thereby enhancing cohesion between materials and thus imposing resistance to leakage. After the oil leakage test of Asphalt mastic, it was confirmed that the viscosity increased proportionally with increasing the amount of ASE in all types. As the amount of ASE increased, the leakge amout is decreased. It was verified that it forms an inverse relation. Moreover, it was confirmed CA particle size is dense and the amout of ASE added is advantageous for ensuring stability and the viscosity could be controlled by adding AP or BP to lower the CA content to increased. After the formulation design, test specimens with leakage stability and viscosity characteristics were selected through the design. Prior to the evaluation of on-site constructability, the leakage stability evaluation was conducted considering temperature environment among field conditions. The test result was that all selected specimens were leaked under the temperature condition of 40℃. Therefore, the mixture that was not leaked at the temperature was selected again for the evaluation of field constructability. The field constructability evaluation was undertaken with a construction checklist entry and opinion sharing by experts with more than 5 years of experience in the field. As a result, the Alt 2-22(ASE 4 times) mixture was selected as being superior to other ratios in terms of excellent applicability and reduction of work intensity. The mixture was commercialized and applied to actual sites, and as a result of two years of monitoring of five sites over a total of eight times, no trace or occurrence of leaking was observed at all sites, confirming that the selected formulation secured long-term leakage stability. In this study, we identified the cause of leakage phenomenon, which is a problem of the existing combined waterproofing method using asphalt mastic, and presented it as a model of the leakage occurrence mechanism. In addition, we developed and proposed a test evaluation method to check leakage stability in advance, confirmed the correlation between asphalt mastic components and leakage phenomenon through the formulation design, finally found the formulation with which leakage did not occur, and further evaluated and verified the formulation. Therefore, this study is deemed to be of great value as a formulation manual to prevent leakage in the manufacturing of asphalt mastic products, and is expected to prevent the oil leakage phenomenon, considered to be a social problem, in the future.
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