폴리아마이드 필름이 코팅된 개량 아스팔트 방수시트의 SEM-EDX 분석을 통한 유기용제 저항성 확인 Dissolution Resistance Property of Modified Asphalt Waterproofing Sheet Coated with Polyamide Film by SEM-EDX Analysis원문보기
개량 아스팔트 방수시트 위에 폴리 우레탄 도막방수재가 도포되는 복합방수공법의 경우 시공성 향상을 위하여 도막 방수재에 유기용제를 희석해 사용하고 있지만, 유기용제가 폴리 우레탄 도막방수재의 완전 경화 전에 전부 휘발되지 못하고 시트재와 도막재 사이에 잔류하게 되고 이는 아스팔트 층을 융해시켜 방수층 손상 및 누수문제를 발생시켰다. 이에 용제에 의한 융해 문제를 개선하기 위해 내용제성이 강한 PA 필름을 개량 아스팔트 시트에 코팅(적층)하였고, 그 결과 융해에 대한 안전성을 육안을 관찰하였고, SEM 분석, EDX 분석을 통하여 PA 필름에 대한 내용제성을 정량적으로 확인하였다.
개량 아스팔트 방수시트 위에 폴리 우레탄 도막방수재가 도포되는 복합방수공법의 경우 시공성 향상을 위하여 도막 방수재에 유기용제를 희석해 사용하고 있지만, 유기용제가 폴리 우레탄 도막방수재의 완전 경화 전에 전부 휘발되지 못하고 시트재와 도막재 사이에 잔류하게 되고 이는 아스팔트 층을 융해시켜 방수층 손상 및 누수문제를 발생시켰다. 이에 용제에 의한 융해 문제를 개선하기 위해 내용제성이 강한 PA 필름을 개량 아스팔트 시트에 코팅(적층)하였고, 그 결과 융해에 대한 안전성을 육안을 관찰하였고, SEM 분석, EDX 분석을 통하여 PA 필름에 대한 내용제성을 정량적으로 확인하였다.
In the composite waterproofing method in which a polyurethane coating waterproofing material is applied on the modified asphalt waterproofing sheet, the organic solvent is diluted in the coating waterproofing material in order to improve the workability. However, since the organic solvent is not vol...
In the composite waterproofing method in which a polyurethane coating waterproofing material is applied on the modified asphalt waterproofing sheet, the organic solvent is diluted in the coating waterproofing material in order to improve the workability. However, since the organic solvent is not volatilized before the curing of the polyurethane coating waterproofing material, the organic solvent causes dissolution of asphalt layer, thereby causing oil leakage. As a result, a polyamide film having a high dissolution resistance property was laminated on modified asphalt sheet, and through testing the dissolution resistance was visually confirmed and quantitative analysis of the polyamide film by SEM-EDX analysis was also used to confirmed the dissolution resistance of the polyamide film.
In the composite waterproofing method in which a polyurethane coating waterproofing material is applied on the modified asphalt waterproofing sheet, the organic solvent is diluted in the coating waterproofing material in order to improve the workability. However, since the organic solvent is not volatilized before the curing of the polyurethane coating waterproofing material, the organic solvent causes dissolution of asphalt layer, thereby causing oil leakage. As a result, a polyamide film having a high dissolution resistance property was laminated on modified asphalt sheet, and through testing the dissolution resistance was visually confirmed and quantitative analysis of the polyamide film by SEM-EDX analysis was also used to confirmed the dissolution resistance of the polyamide film.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 시험은 PA 필름을 코팅한 개량아스팔트 방수시트와 일반 PE 필름을 코팅한 개량아스팔트 방수시트 위에 유기용제로 희석된 폴리 우레탄 도막방수재를 도포 할 경우, 유기용제 희석 후 남아있는 용제 성분에 의해 필름과 아스팔트층의 융해여부를 관찰하고자 하였다.
본 연구는 방수공사에 있어서 희석제로 사용되는 유기용제가 개량아스팔트 방수시트의 융해에 미치는 영향을 억제하기 위한 연구로써 PA필름을 코팅한 개량 아스팔트 방수시트의 유기용제 저항성 평가하였다. 평가방법은 융해저항성 시험과 SEM-EDX 분석기법을 사용하였고, 그 결과를 다음과 같이 정리하였다.
이에 기존의 개량 아스팔트 방수시트 위에 코팅된 폴리에틸렌 필름(Polyethylene Film, 이하 PE 필름이라고 함)을 유기용제에 저항성이 강한 폴리아마이드 필름(Polyamide Film, 이하 PA 필름이라고 함)으로 대처하여 코팅하고 이를 장기간 유기용제 속에 침지시킨 후 재료의 변질(표면 상태 변화, 화학 성질 변화) 여부를 관찰하고, 그 효과에 따른 결과를 확인하여 새로운 재료(방수시트) 개발을 위한 기초 정보자료로 활용하고자 한다.
본 연구에서 SEM-EDX 분석은 상기 아스팔트 융해 저항성 시험과는 달리 유기용제가 희석된 폴리 우레탄 도막 방수재가 도포된 상태가 아니라 PA 필름 상부에 유기용제를 직접적으로 맞닿게 할 경우, 용제에 의해 유기사슬 분해 및 필름의 열화가 가속화되게 된다. 이에 용제에 의해 열화된 PA 필름과 무처리 PA 필름의 표면과 성분변화를 관찰하기 위하여 시험을 진행하였다.
제안 방법
따라서 상기의 EDX 분석을 통하여 유기성분인 탄소(C), 산소(O) 및 질소(N)의 성분을 분석하고 이를 질량비로 표시하여 무처리된 시험편과 유기용제 처리된 시험편에 대하여 성분분석 및 질량비 산출을 진행하였다.
본 분석에 사용된 시험편의 전처리는 168시간 동안 유기용제에 침지시킨 PA 필름과 무처리 된 PA 필름으로 하였으며, 시험편은 금 코팅을 하여 SEM-EDX 전처리를 진행하였다. 또한 SEM-EDX 분석은 해상도 129 eV, 가속전압 10kV, 확대 배율 x50으로 하여 분석하였으며, 전자 Beam의 상호작용으로 방출되는 여러 Signal 중 Characteristic X-rays를 검출하여 미세구조의 화학성분을 정성ㆍ정량적으로 분석하였다. 분석 전․후에 따른 기기조건은 다음 Table 7과 같으며, SEM-EDX의 시험편 전처리에 대한 현황은 다음 Figure 5와 같다.
본 연구는 PA 필름과 PE 필름이 코팅된 각각의 개량아스팔트 방수시트 위에 유기용제에 희석된 폴리 우레탄 도막방수재를 시공하고 90일간의 시험편을 정치하여 아스팔트 층에 대한 융해를 육안으로 확인하였다. 또한 육안관찰 결과 PA 필름이 코팅된 개량아스팔트 방수시트에서 융해 등의 이상 유무가 발견되지 않을 경우, 용제처리에 의하여 변화되는 폴리아마이드 필름의 겉모양 및 성분을 확인하기 위하여 무처리 된 PA 필름과 용제처리 된 PA 필름의 일부를 추출하여 SEM(Scanning Electronic Microscope) 분석과 EDX (Energy Dispersive X-ray Spectroscope) 분석을 진행하였다. 이에 따른 연구의 Process와 개요는 Figure 2 및 Table 1과 같다.
본 분석에 사용된 시험편의 전처리는 168시간 동안 유기용제에 침지시킨 PA 필름과 무처리 된 PA 필름으로 하였으며, 시험편은 금 코팅을 하여 SEM-EDX 전처리를 진행하였다. 또한 SEM-EDX 분석은 해상도 129 eV, 가속전압 10kV, 확대 배율 x50으로 하여 분석하였으며, 전자 Beam의 상호작용으로 방출되는 여러 Signal 중 Characteristic X-rays를 검출하여 미세구조의 화학성분을 정성ㆍ정량적으로 분석하였다.
본 연구는 PA 필름과 PE 필름이 코팅된 각각의 개량아스팔트 방수시트 위에 유기용제에 희석된 폴리 우레탄 도막방수재를 시공하고 90일간의 시험편을 정치하여 아스팔트 층에 대한 융해를 육안으로 확인하였다. 또한 육안관찰 결과 PA 필름이 코팅된 개량아스팔트 방수시트에서 융해 등의 이상 유무가 발견되지 않을 경우, 용제처리에 의하여 변화되는 폴리아마이드 필름의 겉모양 및 성분을 확인하기 위하여 무처리 된 PA 필름과 용제처리 된 PA 필름의 일부를 추출하여 SEM(Scanning Electronic Microscope) 분석과 EDX (Energy Dispersive X-ray Spectroscope) 분석을 진행하였다.
이후, 설치된 투명 아크릴 시험틀 안에 유기용제가 5%, 10%, 15%로 각각 함량을 다르게 하여 우레탄 도막방수재에 희석시키고 시험편 위에 도포하고 24시간 경화시킨 후, 우레탄 상부에 모르타르를 30mm 시공하여 양생시킨 다음, 90일이 경과한 뒤 용제 함량에 따른 아스팔트의 융해여부를 확인하였다. 본 시험에 대한 시험편 제작 및 시험 현황은 다음 Figure 4와 같다.
대상 데이터
각각의 PA 필름과 PE 필름이 코팅된 개량 아스팔트 방수시트의 경우, 한국산업표준 KS F 4917-“16” 『개량 아스팔트 방수 시트』의 성능 기준에 준하여 합격한 재료를 사용하였으며, 개량 아스팔트 방수 시트의 구성 성분은 다음 Table 2와 같다.
본 연구에 사용된 EDX 분석기기는 영국 O社의 X-act 모델을 사용하였으며, 기기의 제원은 다음 Table 6과 같다.
본 연구에 사용된 SEM 촬영기기는 체코 T社의 VEGA3 SBH 모델을 사용하였으며, 기기의 제원은 다음 Table 5와 같다.
본 연구에 사용된 폴리 우레탄 도막방수재는 한국산업표준 KS F 3211-“15” 『건설용 도막 방수재』의 성능 기준에 준하여 합격한 재료를 사용하였다. 사용한 폴리우레탄 도막방수재의 구성 성분은 다음 Table 3과 같다.
이론/모형
본 연구는 방수공사에 있어서 희석제로 사용되는 유기용제가 개량아스팔트 방수시트의 융해에 미치는 영향을 억제하기 위한 연구로써 PA필름을 코팅한 개량 아스팔트 방수시트의 유기용제 저항성 평가하였다. 평가방법은 융해저항성 시험과 SEM-EDX 분석기법을 사용하였고, 그 결과를 다음과 같이 정리하였다.
성능/효과
1) 일반적으로 PE 필름을 코팅한 개량 아스팔트 방수시트위에 유기용제가 첨가된 폴리우레탄 도막방수재를 도포할 경우 유기 용제를 5% 이상 사용하면 PE 필름및 개량아스팔트층이 융해되는 것을 육안으로 확인하였다.
2) 개선 방안으로 PA 필름을 코팅한 개량 아스팔트 방수시트의 경우는 폴리 우레탄 도막방수재에 첨가한 유기용제의 혼입량이 5%, 10%, 15% 모두에서 필름 및 아스팔트 층의 융해가 육안으로 확인되지 않았음에 따라 폴리아마이트 필름은 융해 저항성을 가질 것이라 판단된다.
3) SEM 분석을 통한 PA 필름의 손상 여부를 확인하는시험에서도 유기용제 처리 시험편, 무처리 시험편 모두에서 손상이나 융해현상이 발견되지 않았고, 추가적으로 EDX 분석에서도 화학적 변질 현상에 따른 유기원소들의 질량비율이 변하지 않음에 따라 PA 필름의 유기용제에 대한 화학적 안정성을 가질 것이라 판단된다.
또한 유기용제 15% 함량에서는 PA 필름이 코팅된 개량 아스팔트 시트는 융해현상이 나타나지 않았지만, PE 필름이 코팅된 개량 아스팔트 방수시트의 경우는 육안 관찰로도 선명한 전면 융해현상이 나타나 손으로 만졌을 때 용제 함량 10%에 비해 묻어나는 현상이 확연히 나타나고 있다.
본 연구에서 SEM-EDX 분석은 상기 아스팔트 융해 저항성 시험과는 달리 유기용제가 희석된 폴리 우레탄 도막 방수재가 도포된 상태가 아니라 PA 필름 상부에 유기용제를 직접적으로 맞닿게 할 경우, 용제에 의해 유기사슬 분해 및 필름의 열화가 가속화되게 된다. 이에 용제에 의해 열화된 PA 필름과 무처리 PA 필름의 표면과 성분변화를 관찰하기 위하여 시험을 진행하였다.
상기의 융해 저항성 결과를 정량적으로 평가하기 위하여 SEM 촬영과 EDX 분석이 진행되었고, SEM 촬영 결과 유기용제에 침지 처리한 PA 필름은 무처리 상태의 PA 필름과 비교했을 때 표면상 특별한 차이점이 관찰되지 않았으며(Table 12), 이는 유기용제에 의한 표면상의 융해 또는 손상이 없음을 알 수 있었다. 또한 EDX 분석에 따른 Spectrum그래프에서도 무처리 PA 필름과 유기용제 처리된 PA 필름의 Spectrum 그래프가 유사하게 나타난 것을 확인할 수있었다(Table 13).
유기용제 함량을 달리한 폴리우레탄 도막방수재를 PA 필름 또는 PE 필름을 코팅한 개량 아스팔트 방수시트에 도포한 결과 유기용제 5% 함량에서는 2가지 시트 모두에서 융해현상이 나타나지 않았다. 하지만 유기용제 함량 10%에서는 PA 필름이 코팅된 개량아스팔트 시트는 융해 현상이 발생되지 않았고, PE 필름이 코팅된 개량 아스팔트 방수시트는 부분적으로 융해현상이 나타나 Table 6에서와 같이 손으로 만졌을 경우 시트가 움푹 패이거나, 아스팔트가 손에 묻어나는 현상이 나타났다.
유기용제 함량을 달리한 폴리우레탄 도막방수재를 PA 필름 또는 PE 필름을 코팅한 개량 아스팔트 방수시트에 도포한 결과 유기용제 5% 함량에서는 2가지 시트 모두에서 융해현상이 나타나지 않았다. 하지만 유기용제 함량 10%에서는 PA 필름이 코팅된 개량아스팔트 시트는 융해 현상이 발생되지 않았고, PE 필름이 코팅된 개량 아스팔트 방수시트는 부분적으로 융해현상이 나타나 Table 6에서와 같이 손으로 만졌을 경우 시트가 움푹 패이거나, 아스팔트가 손에 묻어나는 현상이 나타났다.
후속연구
향후 본 연구의 결과를 바탕으로 일반 PE 필름 코팅된 개량아스팔트를 폴리아마이트 필름으로 대체함으로써 유기용제를 혼합한 폴리 우레탄 도막방수재와의 복합방수공법에 대한 품질 개선과 방수 성능 향상 효과를 가져올 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
복합방수공법은 어떤 공법인가?
개량 아스팔트 방수시트 위에 폴리 우레탄 도막방수재가 도포되는 복합방수공법의 경우 시공성 향상을 위하여 도막 방수재에 유기용제를 희석해 사용하고 있지만, 유기용제가 폴리 우레탄 도막방수재의 완전 경화 전에 전부 휘발되지 못하고 시트재와 도막재 사이에 잔류하게 되고 이는 아스팔트 층을 융해시켜 방수층 손상 및 누수문제를 발생시켰다. 이에 용제에 의한 융해 문제를 개선하기 위해 내용제성이 강한 PA 필름을 개량 아스팔트 시트에 코팅(적층)하였고, 그 결과 융해에 대한 안전성을 육안을 관찰하였고, SEM 분석, EDX 분석을 통하여 PA 필름에 대한 내용제성을 정량적으로 확인하였다.
방수기술로 주로 사용된 것은 무엇인가?
건축 구조물 옥상이나 지하 구조물 최상층 슬래브(지하주차장 1층 상부슬래브 등) 에서의 방수기술은 비, 눈, 우박 의 강우로부터 구조물의 내구성을 확보하고, 실내로의 물의 침입을 막기 위해 사용되고 있으며, 이러한 방수기술로는 도막재나 시트재를 사용한 도막방수공법과 시트방수공법이 주로 사용되어져 왔다[1,2]. 과거부터 이들 공법은 단일 방수공법이 적용되어 왔지만 90년대 이후 재료 및 공법의 발전으로 인하여 도막과 시트, 씰재와 시트 등 2가지 이상의 방수재료가 서로 복합되어진(겹침 적층된) 복합방수공법이 등장하게 되었다[3].
누유현상의 원인은 무엇인가?
그러나 근래에 이 공법이 적용된 현장에서 콘크리트 바탕의 균열, 조인트 등에서 검정색의 기름이 흘러나오는 현상(이하 누유현상이라 함)이 나타났다[6]. 그 원인을 분석해본 결과 폴리우레탄 도막방수재에 포함된 용제(시공성 향상을 위하여 사용되는 휘발성 유기화합물) 성분이 개량 아스팔트 방수시트에 코팅된 필름과 아스팔트층을 융해시켜 융해된 액체상태 물질(기름 성분)이 Figure 1과 같이 균열 또는 조인트의 틈새로 흘러내리는 하자가 발생하였다[7,8].
참고문헌 (8)
Oh SK, Bae KS, Kim YS. A study on the evaluation of composite coatings of cement and powder used as waste tire and glass. Journal of the Architectural Institute of Korea Structure & Construction. 2004 Mar;20(3):44-9.
Oh SK, Kwak KS, Bae KS. A study on the evaluation of tensile strength according to jointing methods of the sheet in composites waterproofing system. Journal Of The Architectural Institute Of Korea Structure & Construction. 2006 Aug;22(8):61-7.
Kwon KJ, Kim DB, Song JY, Kwak KS, Oh SK. A study on analyzing causes of dissolution of asphalt sheet in composition waterproofing membrane of sheet and liquid and preventing oil leakage using solvent resistant film. Journal of the Architectural Institute of Korea Structure & Construction. 2010 Aug;22(8):71-8.
Park KH. Korea Polymer Testing & Research Institute "Principles of Analysis and Manual(2017) 1. Machine Analysis, Property Analysis"[Internet]. Seoul: Lee KB;2016 Jun[Cited 2017 Mar 20]. 64p. Available from: http://asp.ezebn.com/Viewer/polymer.
Oh SK. A new approach on waterproofing and water-leakage repair technology of concrete structure. Journal of Korea Concrete Institute. 2002 May;2002(5):101-18.
Oh SK, Son MS, Kim JS, Yeo IS. Study on the application of site for exposure type of complex waterproofing method with liquefied waterproof using of vertical type reinforcing sheet material reinforced sheet rising system in the roof tops. Journal of the Korea Institute of Building Construction. 2006 Dec;6(4):69-75.
Choi SM, Joo MS, Oh SK. A study on the weight decision and applicative estimation for selecting the non-exposed waterproofing methods on the roof of an apartment houses. Journal of the Architectural Institute of Korea Structure & Construction. 2013 May;29(5):43-52.
Kwon KJ, Lee SG, Choi SM, Kwak KS, Oh SK, Seo CH. Investigation on the quantitative plan of evaluation indexs on the combined deterioration environments -Focus on self adhesive waterproofing sheet using the non-exposure on the roof. Journal of the Architectural Institute of Korea Structure & Construction. 2009 Nov;25(11):137-44.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.