옥상방수공법의 검토와 시공요령
1. 아스팔트방수
1.1 아스팔트방수 열공법
아스팔트 열공법은 오래 전부터 널리 사용되어 온 것으로, 경험이 많고 익숙하며 신뢰성 있는 공법으로서 대규모 건물에 많이 사용되었다. 그러나 최근 들어 신뢰성(10~15년)에 비해 작업공정이 복잡하고 고가이며 환경공해, 유지보수의 어려움 등으로 사용이 부진한 실정이며, 시트방수 등 우수한 공법의 보급으로 아스팔트 방수 열공법은 일부 특수 부위를 제외하고는 거의 채택되지 않고 있다.
1.2 최근의 아스팔트 방수의 동향
1.2.1 아스팔트 방수의 구분
아스팔트 방수는 시트방수, 도막방수와 같이 방수막에 의한 멤브레인 방수의 일종으로서, 보호/마감층의 종류, 방수층의 구성, 부속재의 병용, 용도 등에 따라 여러 가지로 분류할 수 있다.
1.2.2 재료
1.2.2.1 아스팔트 루핑
단위중량, 인장성능, 파단성능(폭/길이/방향)/아스팔트의 침투상태, 치수안정성 등을 검토
1.2.2.2 단열재
경질 우레탄 폼, 포리스틸렌 폼 등
1.2.2.3 탈기재
노출방수 시트의 부풀음 방지대책으로 바탕의 수증기를 배출
1.2.3 공법
1.2.3.1 단열방수공법의 변화
슬라브와 방수층 사이에 단열층을 설치하는 종래의 일반공법에 대해, 방수층 외부에 단열층을 설치하여 외부의 기후환경에 의한 시트의 열화를 줄이는 UD(Upside Down)공법이 채택되고 있다.
1.2.3.2 탈기공법
노출방수의 시트부풀음은 방수공사의 난제로서, 콘크리트 슬라브내의 잔류수분이 태양열에 의해 수증기로 되어 팽창할 때 수중기압이 아스팔트와 바탕과의 접착강도보다 커지면 부풀어올라 시트에 영향을 준다. 슬라브 내측에 단열재를 설치하거나 데크플레이트 위의 콘크리트 타설, 누름콘크리트 위의 방수 개수공사 등의 경우 바탕건조는 기대하기 곤란하며, 대책으로서 배기관설치, 부분접착공법 등을 사용한다.
1.2.4 기타의 동향
1.2.4.1 고무화 아스팔트
아스팔트에 고무분을 혼입시켜 내후성, 온도특성, 탄성, 연신성 등을 좋게 한 재료를 사용한다. 접착용 점착층이 있어서 상온 공법이나 열공법에도 병용이 가능하다.
1.2.4.2 상온공법
보수/개수공사이거나, 공사환경상 열공법 채택이 어려워져 상온공법이 많이 쓰인다.
1.2.4.3 기타 방수와의 조합
개수공사, 특수바탕, 특수 마무리 등의 경우, 각각의 특징을 갖는 재료와 아스팔트 방수를 조합하는 것으로, 아스팔트 상온공법, 아스팔트 열공법, 도막방수 등을 전면 몇 부분적으로 조합한다.
2. 시트방수
2.1. 공법의 개요
시트방수공법은 바탕의 움직임에 대한 추종성이 좋고 공정이 간단하나, 시트의 두께가 비교적 얇기 때문에 바탕의 상태나 시공시의 부주의 등에 의해 방수층이 손상을 입기 쉽다. 흔히 합성고분자 루핑방수를 말하며 노출공법과 보호층 공법이 있으며, 재료는 루핑시트, 보강보조재료, 프라이머 등이다.
2.2. 시트방수공법의 동향
초기(50년대 말)의 시트 방수재는 염화비닐수지시트와 고무계의 폴리이소부틸렌 시트였으나, 곧(60년대 초) 부틸고무에 의한 가황시트가 개발되었고, 개량형으로서 EDPM(EPT라고도 한다)을 섞은 시트가 출현하여 시트방수재로서 성능이 본격적으로 평가되기 시작했다. 그 후 가황고무시트를 주로 하여 재료, 공법 등의 개선이 이루어졌다.
2.2.1 시트방수재료
시트방수재의 분류와 대표적 방수재료의 개요는 {표2}와 같다.
2.2.1.1 가황고무계
합성 고무중 방수재로 가장 적절한 EPDM과 부틸고무가 주원료로서, 반복피로와 기계적 강도의 증진을 목적으로 보강재 및 가황제를 가해서 가황(분자간의 망구조를 결합, 탄성화)시킨 것이다. 특히 EDPM 타입의 가황고무시트는 내후성이 뛰어나 노출방수공법에 많이 사용된다. 또한 최근 열용착이 되는 열가소성고무에 의한 시트도 있으나 시공성에 문제가 있다.
2.2.1.2 비가황고무계
주원료로서 재생부틸고무와 EPDM에 보강재 및 노화방지제를 넣은 것으로 가황고무에 비해 인장강도는 적으나 조인트의 접착성이 좋다.
2.2.3 염화비닐수지계
가황고무와 같은 탄성체는 아니나, 열이나 외력에 의해 소성변형이 되기 쉽고, 저온시 굳어지며 고온시 부드러워지는 성질이 있는 방면, 용착이 되며 경보행이 가능하다.
2.2.1.4 에틸렌수지계 등
아크릴, 에틸렌 등으로 현재는 거의 사용되지 않는다.
2.2.1.5 고무화 아스팔트계
천연고무, 합성고무, 합성수지 등과 아스팔트를 혼합한 것으로 부직포와 같은 보강재를 넣어 적층한 것으로 사용량이 많다.
2.2.2 공법
2.2.2.1 노출공법
가황 및 비가황고무는 밀착붙임, 염화비닐수지 시트는 밀착붙임과 강판을 사용하여 부분적으로 바탕에 고정하는 절연붙임 공법이 있다.
2.2.2.2 보호누름공법
가황 및 비가황 고무시트를 한겹 또는 두겹 붙인다.
2.2.2.3 단열공법
보호누름공법에서 시트를 단열재 내부에 시공하는 것으로 외부환경에 의한 시트의 열화를 줄일 수 있다.
2.2.3 과제
(1) 재료, 설계, 시공, 시공관리, 보수점검, 유지관리 등 전반적인 방수보증 체제를 확립할 필요가 있다.
(2) 신공법(단열재와 일체화된 복합시트, 절연공법, 도막재와의 조합, 둘 이상의 공법의 장점을 살린 복합공법 등)의 개발로 신뢰성을 향상시킨다.
(3) 부풀음 방지 탈기공법, 보호누름공법의 신뢰성 향상, 적절한 개수공법의 선택 등 종래 공법의 개선을 도모한다.
2.3 시공
시공자에 요구되는 기능은 루핑시트의 종류에 따라 약간씩 다르므로, 시트의 재질에 적응된 기능공에 의해 시공하는 것이 방수층의 품질확보에 중요하다.
2.3.1 작업의 흐름과 유의사항 {그림2 참조}
2.3.2 시공계획서 작성시의 주요사항
접착제에 대한 안전위생규칙, 열융착시의 화기에 대한 검토 등 작업환경이나 화재예방에 대해서도 구체적으로 기입한다.
2.3.3 시공시의 유의점
(1) 바탕은 쇠흙손 마감으로 하고 안 모서리는 직각, 바깥 모서리는 둥글게 한다.
(2) ALC 판 및 PC 판 등의 접합부는 온도변화에 의한 신축이 있으므로 절연한다. 고무계 시트의 경우 절연재 위를 폭 200mm 정도의 시트로 보강한다.
(3) 프라이머는 바탕청소와 건조 후 당일의 시공범위를 칠하고, 접착제는 프라이머의 건조를 기다려 도포 한다. 대부분의 접착제는 저온에서 접착효과가 적어지므로 주의한다. 시트를 불일 때까지의 시간은 30~120분 정도의 차이가 있는데 적절한 오픈타임은 손가락으로 눌러 보아 묻지 않는 정도로 한다.
(4) 시트는 붙이기 전에 미리 깔아서 인장력, 기포, 주름 등이 없도록 부착하고, 롤로 등으로 충분히 밀착시키며, 특히 접착부에 유의한다.
(5) 접합부의 시공방법은 재질에 따라 다음과 같다.
(5.1) 가황고무계 시트 : 전면접착, 실링재병용, 노출방수에는 도료칠
(5.2) 비가황고무계 시트 : 가황고무계 시트와 같으나 겹침폭이 약간 적다.
(5.3) 염화비닐수지계 시트 : 원칙적으로 전면접착, 열융착 또는 용제용착, 단부는 Sealing
(6) 염화비닐수지계 시트는 고성철물을 사용하여 띄워 붙이는 방법도 있다.
(7) 시트의 겹침폭은 길이방향의 수축현상 등을 고려한다.
(8) 시트 3매가 겹쳐지는 부분은 내부의 시트 단차 부분을 실링하고 3매째를 붙인다.
(9) 치켜올림 부분은 단부에 접착재를 붙인 후, 시트를 고정철물로 고정하고 끝 부분을 실링 한다.
(10) 모서리 등의 보강붙임은 고무계 시트의 경우 보강시트를 먼저 붙이며, 염화비닐수지계 시트의 경우 시트를 붙인 후 보호물을 융착시키고 주위를 실링 한다.
(11) 드레인 배관주위는 금속부분을 와이어 브러시나 용제로 방청제/녹/기름기 등을 제거하여 접착성을 향상시키고 보강용 시트로 보강하며 바탕과의 사이에는 실링재로 처리한다.
(12) 단열재는 단열재용 접착제를 사용하여 틈이 없고 공기가 들어가지 않도록 롤러로 눌러 접착시킨다.
(13) 보호도장은 메이커의 지정에 따라 균일하게 도포 한다. 염화비닐수지계 루핑시트는 자체에 내후성 및 색이 들어있어 보호도장이 필요 없다.
2.4 유지보전
(1) 시트방수의 노출공법은 주로 비보행용으로 사용되나, 염화비닐수지계 시트에는 보행용으로 사용되는 것도 있다.
(2) 시트 방수의 열화가 진행되면 첫째, 시트접합부의 접착력이 저하된다. 저하경향은 비가황고무계 및 염화비닐수지계에서 15년 경과시 5~8kfg/cm^2로 당초의 전단 접착력과 거의 크기가 같은 접착력을 가진다. 가황고무계에서는 당초의 접착력은 약 18kgf/cm^2로 높은 수치를 보이나 15년 경과시 10kgf/cm^2로 저하되므로 가황고무계의 경우 특히 모서리 등의 접합부에 유의해야 한다. 비가황고무계 및 염화비닐수지계에서도 안팎모서리 부분의 들뜸과 접합불량을 점검할 필요가 있다.
(3) 점검회수는 드레인 주위 등을 년 1회, 옥상방수층은 3년 1회 정도로 하며, 보행용으로 사용되는 경우는 부풀음/마모/손상 등을 년1회 정도 점검한다.
(4) 치켜올림 부분의 누름철물의 부식정도와 실링 재료의 열화나 떨어짐을 점검한다.
(5) 담뱃불, 낙하물, 보행 등에 의한 손상의 유무를 점검한다.
(6) 고무계 시트 보호도료의 열화상태를 점검하여 3~4년마다 재도장 한다.
3. 도막방수
3.1. 공법의 개요
도막방수는 우레탄고무계 및 고무아스팔트계 등의 재료를 사용하여 방수층을 구성하는 것으로서, 주로 노출방수공법으로 사용되므로 비보행 부분이나, 간단한 방수성능을 가져도 좋은 적은 면적의 지붕, 처마, 배란다 등에 사용한다. 재료는 도막방수제, 프라이머, 보강재 등의 보조재료가 쓰인다.
3.2 도막방수의 동향
3.2.1 도막방수의 발달
도막방수는 초기의 아크릴수지계 도막방수재로 대표되는 건조경화형으로부터 반응경화형의 우레탄고무계 도막방수재로 이어졌으며, 초기에는 간이 방수공법으로 인식되었다.
3.2.2 도막방수의 내구성
3.2.2.1 도막두께의 확보
작업자에 대한 교육의 철저
3.2.2.2 부풀음 방지
부풀음은 바탕의 수분을 함유한 공기가 팽창/수축을 반복하여 부착력이 약화되어 일어나므로, 바탕의 건조 및 내부습기의 배기 조치가 필요하다.
3.2.2.3 바탕의 균열에 대한 도막의 추종성
안전도가 높은 도막방수층, 도막의 인장강도, 바탕과의 접착강도가 필요하며, 보강재 삽입은 좋은 효과가 있다.
3.2.2.4 그 외에 내구성 향상을 위해 단열방수, 기존방수층의 개수에 적합한 탈기공법, 도막과 시트의 조합으로 된 복합방수공법 등이 개발되고 있다.
3.2.3 건축물의 개수
3.2.3.1 탈기공법
도막의 부풀임 방지, 바탕균열에 대한 저항성 향상을 위해 방수층 하면에 완충재를 깔아 바탕의 균열에 대한 완충효과와 바탕의 수분을 완충층을 통하여 탈기구로 방출하여 부풀음 방지 효과를 가하는 것으로, 완충용 시트는 플라스틱 발포제나 부직포로 구성된다.
3.2.3.2 마무리가 어려운 개수공사
자원과 에너지절약 측면에서 건물의 라이프사이클을 중시하여 개수공사가 늘어남에 따라, 특히 복잡한 부분의 개수공사에 도막방수가 유효하며 시공실적, 기술 축적이 많다.
3.2.3.3 방수재료의 복합화
단열방수공법, 복합방수공법 등으로 수종의 재료가 함께 쓰이고 있다.
3.2.4 과제
도막방수공법은 재료 및 시공법의 개발로 개수/보수의 범위를 벗어난 신뢰성 있는 공법으로 발전되어야 한다.
3.3. 시공
3.3.1 작업의 흐름과 유의사항
시트방수의 경우와 유사하다.
3.3.2 시공계획서 작성시의 주의사항
유기용제 중동예방에 대해 검토하여 작업 환경의 안정에 대해 구체적으로 기재한다.
3.3.3 시공시의 유의점
(1) 작업 및 양생기간 중 다른 작업과 중복되지 않도록 하고, 주변을 오염시키지 않도록 P. E. Film 등으로 보양한다.
(2) 방수재의 혼합/교반/시공작업시의 환기나 화기에 대해 주의한다.
(3) 바탕의 안 코너는 직각, 바깥 모서리는 둥글게 마감한다. 바탕의 균열이 0.3~0.5mm 이상의 경우 U형으로 파낸 후 실링재를 충진하고, 보강재(폭 100mm이상의 방수재를 넣어 두께 2mm정도)를 붙인다. 단, 바탕에 완충재를 붙이는 경우에는 균열처리를 하지 않아도 좋다. 완충재는 5m 정도를 미리 깔아 접착제로 붙이며, 접합부는 폭 50mm 이상의 접착테이프로 붙이고 단부는 실링재로 밀봉한다. 안 모서리는 30mm 정도를 바탕과 절연시켜 마무리한다.
(4) 프라이머 도포는 용제형 또는 고분자 에멀죤형에 따라 건조시간이나 바탕의 재질에 의한 흡수율에 주의하여 바탕건조 후 롤러, 솔 등으로 균일하게 한다.
(5) 방수재의 바름은 사용시간에 맞는 양을 충분히 혼합하여, 이어바름 겹침폭이나 보강재의 겸칩폭 100mm 이상으로 고무주걱이나 흙손으로 바른다.
(6) 치켜올림부는 바탕의 완충재나 보강재를 확인하고 방수재의 묽기를 조정한다.
(7) 드레인이나 배관주위는 실링을 하고 안팎 모서리와 같이 100mm 이상의 보강재를 넣어 보강바름을 한다.
(8) 보호층으로는 보호도료, 포장, 모르터, 콘크리트 등이며, 도료는 방수층을 저해하지 않는 것으로 2회 이상 바르고 방수재에 의해 변색되지 않도록 건조시간 동안 통풍에 유의한다.
3.4. 검사
(1) 시공계획서의 내용에 대해 시공기록으로부터 확실히 시공되었는지 품명, 수량 등을 확인한다.
(2) 외관조사로서 단부의 처리상태, 부풀음, 핀홀, 손상, 보호도료의 얼룩, 박리, 변색 등의 유무를 검사한다.
(3) 필요에 따라 도막두께 측적(비파괴 침입법 절취)을 한다.
(4) 필요에 따라 담수테스트를 한다.
3.5 보전
(1) 도막방수는 노출공법의 경우가 많으므로 담뱃불 등 화기에 주의한다.
(2) 물건의 낙하, 적치 등의 외력을 가하면 파단 하기 쉽다.
(3) 실링 한 단부가 쉽게 열화하므로 1~3년마다 정기점검을 한다.
(4) 보호도료는 3~4년마다 재도장 한다.
4. 아스팔트 방수 상온공법
아스팔트방수 상온공법은 일종의 시트방수로서, 아스팔트방수 열공법이 공해나 안전 면에서 제약을 받는 지역이나 개보수 분야에 널리 채택되고 있다.
4.1. 공법의 종류와 특징
4.1.1 접착형 적층공법(시트/도막 복합형)
종래의 열용융 아스팔트 대신 상온 용제계 아스팔트 페이스트를 사용하여 루핑류를 적층하는 공법과 고무화 아스팔트시트를 도막재로 적층하는 공법이 있다.
4.1.2 점착형 적층공법(시트형)
루핑의 한 면 또는 양면을 접착층으로 하여 박리지를 벗겨 시공하는 공법으로 루핑 자체에 점착 기능을 갖는 것이 특징이다.
4.1.3 도막형 공법
솥이나 주걱 뿜칠로 고무화 아스팔트 등을 발라 도막을 형성하는 공법이다.
4.2. 재료 및 구성
아스팔트 또는 고무화 아스팔트 및 혼합형 루핑, 보강부직포, 알미늄박, P. E. Film 등의 재료가 사용되며, 그 구성의 예는 {그림 5, 6}과 같다.
4.3 시공시의 유의사항
4.3.1 접착형 적층공법
4.3.1.1 시공시 유의점
바탕의 확인 등 시공시의 유의점은 시트 방수의 경우와 같다.
4.3.1.2 안팎 모서리의 보강붙임
4.3.1.3 시트붙임과 접합부의 처리
모서리 시트에 100mm 이상 겹치게 한 측면접합부분은 박리지를 벗기고 눌러 붙이며, 길이방향 접착부분은 100~150mm 열융착하고, 각 접합부분을 롤러로 누른다. 치켜올림부분도 같은 방법으로 붙인다.
4.3.1.4 접합부의 보강
전용 접착제를 주의 깊게 발라 메쉬가 뜨지 않도록 한다.
4.3.1.5 드레인/배관주위 시트는 상온에서 붙인다.
4.3.1.6 표면보호재 및 마감재의 도포도막방수의 경우와 같다.
4.3.2 접착형 적층공법
4.3.2.1 바탕의 확인
쇠흙손 마감으로 필요한 경사를 준다. 치켜올림부분의 모서리는 직각으로 하며, 바탕은 충분히 건조시킨다.
4.3.2.2 프라이머의 도포
솔 등으로 균일하게 도포 하여 건조시킨다.
4.3.2.3 드레인/배관주의 및 안팎모서리
띠 모양의 고무와 아스팔트 시트를 붙이고, 버너를 사용하여 압착한다.
4.3.2.4 시트의 붙임
(1) 미리 깔아보기를 하고 박리지를 벗기면서 바탕에 붙인다.
(2) 바탕에 붙인 루핑 윗면의 접합부분은 박리지를 100mm폭 정도 벗겨낸다.
(3) 접합부는 약 100mm 정도 겹치게 하여 열융착하며, 단부는 버너로 가열하여 바탕에 압착한다.
4.3.2.5 드레인, 배관주의 및 모서리의 마무리 코팅재를 바를 때 메쉬를 넣어 코팅재가 들뜨지 않게 한다.
4.3.3 도막형 공법
도막형 공법의 시공 및 유의점은 도막방수와 같다.
4.4 과제
아스팔트방수 상온공법은 그 수요가 증가되고 있으며, 사용되는 재료에 따른 공법의 종류도 매우 다양하다. 본 공법의 신뢰성을 높이기 위해서는 재료분류의 정비/통합에 의한 공법의 표준화와 품질 및 내구성에 관한 자료의 정리가 있어야 할 것이다.
5. 개질 아스팔트 방수
5.1 공법의 개요
개질 아스팔트는 열가소성의 Polymer와 Elastomer를 이용하여 소성거동과 탄성거동(탄소성)을 보이는 것이 특징으로, 어느 정도의 응력에 대해 탄성대응을 하고, 그 범위를 넘으면 소성의 특징을 갖는다.
5.1.1 개질재
개질재로는 APP(폴리프로필렌)/SBS(스틸렌 부타디엔 중합체)/기타의 합성고무 등이 있으며, 위의 탄성과 소성을 겸비하도록 특수고분자 물질을 첨가하고 산화작용/자외선열화/저온 고온 반복열 충격 등에 대한 내구성을 높이는 연구가 진행되고 있다.
5.1.2 보강기재
보강기재로서는 바탕의 여러 가지 움직임에 대해 장기적으로 안정된 탄소성 능력으로 대응하는 것이 중요하다.
5.1.3 시공은 개질아스팔트 루핑을 주로 토치버너를 사용하여 융착시키므로 일명 토치(버너) 공법이라고 할 수 있으며, 시트방수의 일종이다.
5.2 재료 및 시공법
5.2.1 재료
(1) 토치 공법용 루핑은 원유를 증류 정제한 아스팔트를 개질용 Polymer등으로 개질 한 컴파운드(Compound), 포리에스텔 섬유나 유리섬유 등의 보강기재로 구성되는 두루마리(Roll)상의 시트이다.
(2) 프라이머나 단부처리용 실링재도 같은 Polymer에 의해 개질 된 것을 사용한다.
5.2.2 시공법
(1) 본 공법은 아스팔트방수 열공법의 가열 융용에 따르는 화재, 공해, 시공비 증가, 숙련공 부족 등의 문제를 개선하고자 접착제나 자체 점착층으로 붙이는 방법으로서 바탕과 시트, 시트와 시트의 완전한 일체화를 위해서 보조적으로 토치 화염에 의한 밀착을 필요로 한다.
(2) 화염의 온도는 1,100~1,300도씨로서, 소정의 기능을 가진 숙련공에 의해 용융시공을 할 경우 일정품질의 방수층을 얻을 수 있고 습윤 바탕이나 저온환경에서도 시공이 용이하다.
(3) 본 공법의 시공에서 가장 중요한 부분은 겹침 이음부분으로 겹침폭은 길이방향 8mm, 폭 방향 10cm 정도로 하며, 시공자의 숙련기능과 성실한 작업이 일체화된 방수층을 구성하는 기본요건이 된다.
5.3 개질용 Polymer의 특징
아스팔트의 물성상의 결함을 보완하는 Polymer로서, 많이 이용되는 것은 소성그룹의 APP와 탄성그룹의 SBS이다.
5.3.1 APP계 개질 아스팔트
일반적으로 30~35%의 APP를 첨가한 경우 다음과 같은 장점이 있다.
(1) 대기중의 오존, 오염가스에 대한 저항성
(2) 높은 연화점, 고온에 대한 성능향상
(3) 낮은 삼출성
(4) 저온 저항성(저온 가소성)
(5) 급격한 온도변화에 대한 안정성
(6) 경도부여성(하중상태에서의 변형에 대한 저항성) 이외에 마모에 대한 저항성
(7) 높은 연신성
(8) 높은 탄성 반발성
내후성을 더욱 높이기 위해 천연 슬레이트 칩이나 금속박 등을 부착시켜 보호층 있는 루핑을 만든다.
5.3.2 SBS계 개질 아스팔트
방수용으로 8~12%의 SBS를 첨가하는데, 내후성/내자외선성/내오존성이 약하나, 동기의 저온가소성과 적업성이 양호하게 된다.
(1) 저온이나 급격한 온도변화에 대한 형상 안정성
(2) 자외선, 오존이외의 대기작용의 영향 및 화학물질에 대한 저항성
(3) 바탕의 움직임에 대한 안전성
내자외선성, 내오존성을 향상시키기 위해 노화 방지제를 넣거나, 시트의 표층을 알미늄박이나 모래, 접판압첩골재 등으로 피복하여 내구성을 높인다.
5.4 보강기재의 특징
5.4.1 보강기재를 사용하는 중요한 이유
(1) 공장에서의 카렌다 제법을 가능케 한다.
(2) 루핑에 필요한 기계적 성질을 갖게 한다.
(3) 루핑에 생기는 응력을 분산시킨다.
5.4.2 보강재의 효과
(1) 합성섬유 보강재는 직포 또는 부직포형으로 사용되며, 안전성/내열성이 좋은 포리에스텔 섬유가 많이 사용된다.
(2) 보강재를 넣은 루핑은 일정한 응력 한계 내에서는 우수한 탄성거동을 보이며, 탄성한계를 넘는 영구변형의 경우에는 바탕의 변형에 대해 수성 추종성을 보인다.
이와 같이 보강 루핑은 움직임이 있는 바탕이나 정지하중에 의한 압밀하에서도 신뢰성이 있다.
5.5 개질 아스팔트 루핑의 장점
(1) 루핑은 보통 두께 4mm 정도로 두껍기 때문에 시공중이나 시공후의 외부충격에 강하고 보행이나 충격에도 잘 견딘다.
(2) 루핑을 두 겹으로 하기도 하며, 적절히 개질 변성된 것은 탄소성, 인장강도, 신장능력 등이 좋고 고온저온 열충격, 산화작용, 자외선에 강하여 장기적으로 내후/내구성이 우수하다.
(3) 개질 아스팔트 루핑은 프라이머 이외에 부자재가 필요 없고 시공이 간단하다.
(4) 고온버너로 가열, 자기용착형이므로 기상변동이 심한 환경조건에도 적합하다.
(5) 방수성능을 좌우하는 겹침 부분을 자기 용착으로 단시간에 일체 연속화 한다.
(6) 공사 중 주위에 불쾌감을 주지 않는다.
5.6 시공
5.6.1 공법의 분류
본 공법에서는 시트를 한 겹 또는 두 겹으로 붙이며, 바탕에의 접착경도에 따라 다음의 3가지로 크게 나눈다.
5.6.1.1 전면밀착공법
시트의 전면을 가열 용착 한다.
5.6.1.2 부분절연공법
약 1m^2 단위로 밀착 붙임과 절연(가열 용착을 생략)을 반복한다. 탈기관을 설치하여 바탕의 습기를 대출하는데 유효하며, 바탕과 누름 사이에 구속상태로 누름 공법에 적합하다.
5.6.1.3 전면절연공법
시트의 겹침 부분만 용착 밀봉하여 전면을 띄워 붙이는 공법으로 주로 누름층 있을 때 적용하며, 바탕의 균열움직임에 대한 대책으로 사용한다.
5.6.1.4 기타
그 외에 토치공법전용 구멍 뚫린 시트를 바닥에 넣어, 노출공법에서의 부풀음 방지와 누름층 공법에서의 절연으로 인한 균열움직임에 대한 대응의 효과를 높이는 방법도 있다.
5.6.2 시공순서(한 겹 붙이기의 경우)
(1) 바탕처리 후 전용 프라이머를 도포하고 충분히 건조시킨다.
(2) 드레인/배관/설치물 주위, 안 모서리에 보강 붙임을 하고, 바깥모서리는 루핑의 두께가 4mm 정도로 두꺼우므로 보강하지 않아도 좋다.
(3) 시트나누기, 먹줄치기로 합리적인 마무리와 로스의 저감을 도모한다.
(4) 미리 시트를 깔아본 후 되감아 먹줄에 맞추어, 지붕경사의 낮은 쪽에서부터 가열/용착 하여 붙인다.
(5) 시트의 겹침 부분은 폭 10cm 정도를 용착/접합하고 필요시 실링 한다.
(6) 치켜올림 단부는 고정철물로 기계적 고정을 하고 실링재로 수밀 처리를 한다.
(7) 누름층이나 보호도료를 시공한다.
5.6.3 시공상의 유의점
(1) 토치공법에서 가장 중요한 것은 시트 겹침 부분의 마무리로, 바탕에의 접착과 시트 겹침 부분의 용착을 동시에 하는 것보다 나누어 하는 것이 신뢰성이 있다. 두 겹 붙임일 때에도 각층을 바탕부분과 시트 겹침 부분으로 나누어 용착하는 것이 좋다.
(2) 적절한 시공용구를 사용하는 것이 중요하며, 시트의 재질에 따라 연화점, 연화속도, 점착정도, 표면상태 등이 다르므로 시공방법도 달라지게 된다.
(3) 일반적으로 APP 계 개질 아스팔트의 연화점은 150~160도씨의 범위이나 토치의 화염농도는 1,100~1,300도씨의 고온으로서 짧은 시간에 시트 뒷면이 용융되므로 과도한 용융으로 시트 중심부의 보강재가 가열 수축되지 않도록 한다. 보통 합성섬유는 120~130도씨에서 수축이 일어나며, 유리 섬유계 보강재는 비교적 고온에서도 안정하므로 2~3mm 두께의 하부시트/보강시트 등에 적합하다.
(4) 시트를 펼쳐 붙이는 작업방법은 전진 용착과 후퇴 용착이 있으며, 시트의 성상/시공시기/시공장소/안전/시공자의 경험에 따라 선택한다.
5.7 방수층의 마무리
5.7.1 파라펫 안모서리
수지모르타르나 코너재로 면 처리를 하고 보강시트를 붙인다. 바탕에의 접착은, 침투한 물의 확산방지를 위한 밀착 붙임과 구제의 신축거동에 대응하기 위한 절연 붙임의 방법이 있다.
5.7.2 강풍지역
슬라브에 못으로 고정하는 방법이 있으나 결함발생의 우려가 있다.
5.7.3 노출방수
시트의 부풀음 방지를 위해 탈기관을 설치한다.
5.7.4 단열 방수방법
단열재와 방수시트의 위치에 따라 구성방법을 나눌 수 있다. 일반적으로 가혹한 기후 조건에서는 단열재 내부에 시트를 시공하는 것이 유리하다.
5.7.5 개수공사
기존방수층을 전면 철거 후 개질 아스팔트시트를 토치공법으로 시공하는 것은 신축방수 공사시와 기본적으로 다른 점이 없다.
5.8 유지관리
방수층의 수명은 유지관리의 적부에 크게 좌우되며, 개질 아스팔트 방수공법(토치공법)의 유지관리 요령은 다음과 같다.
5.8.1 노출방수의 경우
(1) 방수층 표면에 물건을 놓지 않는다.
(2) 방수층 위에서 운동 등을 하지 않는다.
(3) 드레인 주위는 항시 청소하여 물 빠짐이 좋게 한다.
(4) 보호도료는 4~5년마다 재도장하고, 단부는 Sealing하며, 고정철물 등도 4~5년마다 점검하고 수선한다.
5.8.2 누름층이 있는 경우
(1) 드레인 주위는 항시 청소하여 배수가 잘 되게 한다.
(2) 누름층의 신축줄눈이나 파라펫 주위의 이상, 누름층의 균열 등이 발견될 경우, 전문가에 의한 조속한 진단 및 처리를 한다.
6. 단열방수
6.1 개요
단열방수란 단열층과 방수층을 일체화한 공법과 시방을 총칭한다. 근년, 건물에너지 절약과 주 환경의 향상에 관심이 집중되어 단열범위도 바닥/벽/지붕의 6면 단열로 확대됨에 따라 바닥은 난방, 벽은 단열과 결로 방지대책이 강구되었고, 지붕은 건물에서 가장 가혹한 환경에 노출되는 곳으로서 2중 천정, 슬라브 내측 단열재 등의 사용뿐 아니라 외부의 지붕 장수층에 단열층을 설치하여 일체화된 단열방수에 이르게 되었다.
6.2 단열방수의 동향
단열방수의 흐름은 단열재의 개발/선택이라는 면에서 살펴볼 수 있다. 단열재는 흡습도가 적으면 단열성능을 장기간 보유하므로, 대책으로서 단열층에 날기 조치를 하거나 처마에 환기공을 설치하였다. 초기의 단열재는 외단열용의 목질계 섬유판, 신더콘크리트 등과 내단열용의 목모시멘트판, 플라스틱계 단열재 등이 쓰였으며, 최근에는 경질우레탄 폼과 흡습성이 적은 압출성형 폴리스틸렌폼이 등장하여 외단열공법, 특히 단열층을 방수층 외부에 설치하는 공법이 개발되었다. 앞으로는 신축공사에서의 장기적 단열성능, 개수공사에서의 구체보호, 방수성, 단열성, 시공성, 유지보수성 등이 연구되어야 한다.
6.3 단열방수공법의 종류
옥상 슬라브의 온도변화가 구체콘크리트 균열의 큰 원인으로 판명되고, 역으로 슬라브 위에 단열처리를 함으로서 균열에의 대책으로 효과적이라는 점에서 외단열 공법이 제안되었다. 방수층, 단열층, 누름층의 각 재료별 특성에 따른 주요한 조합은 {표4}와 같다.
6.3.1 신축공사의 경우
I-(a) 노출방수일 때 - 습기배출조치, 흡습성이 적은 단열재 사용(단열재 위의 표면 온도는 무단열의 경우보다 10도씨 이상 높아 표면이 열화하기 쉽다. I-(b)(d) 장기간 성능 유지 II. 누름층이 있을 때 - 방수층 하부가 약하므로 누름층에 의해 방수층 파단 우려 III. 외부에 단열층 - 수분의 흡수에 따라 단열성능이 저하하므로, 흡습성이 적은 유기질계 발포 단열재가 좋다. {표4}에서 신축공사의 경우, 경제성/방수성/단열성 및 시공성을 종합적으로 비교할 때 III-(d)가 가장 유리하다.
6.3.2 개수공사의 경우
(e) 아스팔트 성형판 누름층- 경량으로 기존 구조체에 재하 부담이 없고, 밀착공법으로 표면의 복잡한 형상에 적응하기 쉽다. 단부는 단열층 내의 탈기를 고려하여 틈을 두어 접착한다.
(f) 블록 누름 공법의 일종으로, 단열재 상하에 공기층을 둔 것이다. 방수성/단열성/시공성 및 유지보수성이 우수한 구법이다.
6.4 재료
6.4.1 방수층
6.4.1.1 아스팔트 방수
아스팔트 루핑, 개질 아스팔트류 시트와 압축성형 폴리스틸렌, 폴리에틸렌 단열재
6.4.1.2 시트방수
고무계, 염화비닐계 시트와 수분축척이 적은 폴리에틸렌 단열재
6.4.1.3 도막방수
우레탄, 아크릴 고무, 고무 아스팔트류와 통기성의 폴리에틸렌 발포체를 가공한 단열재
6.4.2 단열층
6.4.2.1 무기질계
불연성, 흡습/흡수에 의한 단열 성능의 저하가 크다 (발포그리스 제외)
6.4.2.2 유기질계
가연성, 무기질계에 비해 단열성능의 저하가 적다. 또한 플라스틱 소재나 제조방법에 따라 단열성능의 차가 크며, 발포 플라스틱 판이 단열성능을 장기적으로 유지하는데 적합하다.
6.4.3 누름층
6.4.3.1 현장 타설 콘크리트 누름층
균열발생과 건습에 의한 거동을 방지하기 위해 3m 내외로 신축줄눈을 설치한다. 단부의 완충재 마무리 미비로 완충기능부족, 동결에 따른 이상 발생, 투습으로 인한 단열성능저하, 방수층 보수점검 곤란 등의 단점이 있으나 가장 많이 사용되고 있다.
6.4.3.2 자갈 깔기 보호층
입경 20~25mm의 자갈을 단열재위에 100~150mm의 두께로 포설 한다. 시공용이, 통시겅 양호, 보수점검 용이의 장점이 있으나, 폭풍우시 자갈의 이동이나 잡초가 번식하므로 아스팔트 유제를 산포하여 고정한다.
6.4.3.3 블록 누름층
취급용이, 배수 및 통풍성 양호, 경보행 가능 등의 장점이 있으나, 국부적으로 단열재를 압밀 변형시키거나 단열재의 자외선열화를 일으킬 수 있으며, 블록간 연결방법에 따라 보수점검이 어려운 경우도 있다.
6.5 개수단열방수
기존바탕의 처리 및 개수 후 옥상의 용도를 {그림 19}에 나타내었다.
6.5.1 공법의 선정조건
(1) 거주 중이므로 시공이 용이하고, 주위에 위험이 없어야 한다.
(2) 기존 구조체의 허용적 재하중 이내
(3) 방수층, 단열층, 누름층의 내구성이 비슷할 것.
(4) 지진, 풍압, 방화상 안전
(5) 에너지 절약효과를 장기간 발휘하며 구체를 보호
6.5.2 성능의 평가
(1) 대풍압 성능의 확인
옥상에서는 바람에 의해 표면의 기압이 저하하여 부압력이 생겨 바탕과의 접착력과 누름층의 자중을 상회할 때 방수층이 비산 한다. 실 예로, 5층 건물(지상15m)에서 풍압에 의한 흡입력이 349kgf/m^2인 경우에도 비산하지 않아야 한다.
(2) 단열성능의 검증
열관류율 0.6Kcal/m^2h도씨 이하의 단열성능, 외기온이 30도씨 정도 일 때의 열관류 시험결과는 다음과 같다.
(2.1) 콘크리트 슬라브에의 축열량 : 1/7
(2.2) 실내에 침입하는 열량 : 1/5
(2.3) 열관류율 : 1/3~1/4
(2.4) 냉난방 소비전력 비용 : 1/3~1/5
7. 복합방수
7.1 개요
복합방수는 "종류가 다른 방수공법들을 서로의 결함을 보완하여 결합시킴으로서 보다 우수한 성능을 가지게 하는 방수공법"이다.
7.2 복합방수의 예
기존의 방수공법을 {그림 21}과 같이 분류하였으며, {그림 22, 23}에 이들 기존 방수공법의 결합에 의한 복합방수의 예를 나타내었다.
7.3 동향 및 과제
복합방수는 각 시대의 요구나 흐름을 반영하여 개발된 것으로서, 개발의 동기는 기존의 공법으로는 만족시킬 수 없는 요구성능에 대응하기 위해서이므로, 앞으로는 다양화하는 요구에 대하여 신속히 대응할 수 있는 연구 개발력의 양성이 요망된다.
8. 시텐레스 시트방수
8.1 공법의 개요
스텐레스 시트방수는 얇은 시텐레스 강판을 연속적으로 용접하여 방수층을 형성하는 공법으로서 시공은 주로 판금공이 해야하지만, 금속판을 겹쳐 이어 경사에 의해 우수를 처리하는 지붕공사와는 달리, 스텐레스 강판을 전부 용접하여 수밀성 있는 방수층을 형성하기 때문에 방수공사라고 할 수 있다. 공사비는 고가이나 내구성을 기대할 수 있어서 점차 보급이 확대될 것으로 보이며, 일부 외국의 경우 최근 사용신장률이 급증하고 있다.
8.2 재료
8.2.1 스텐레스 시트
두께 0.4mm 정도로서 표면에 광택이 없는 것.
8.2.2 고정용 재료
앵카, 피스 등의 스텐레스제
8.2.3 보조재료
드레인(스텐레스제), 하부 바탕재는 아스팔트 루핑이나 연질발포 폴리에틸렌 시트
8.3 방수층의 적용 및 특징
8.3.1 적용
옥상 노출(일반, 해안), 비노출, 정원, 벽, 바닥, 수조, 풀 등에 사용한다. 노출공법에 적절하여 방수 보호층이 불필요하고 단열재의 성능이 보장되며, 비노출공법의 경우, 방수층을 단열재의 내부와 외부에 넣는 방법이 있다.
8.3.2 주요한 특징
(1) 시간 경과에 따른 변화가 매우 적다.
(2) 적용온도 범위가 크다(수백도 ~ 영하 백도이하)
(3) 가볍고 기계적 강도가 크다.
(4) 바탕의 움직임에 완전히 추종한다.
(5) 불연재이며 작업이 안전하다.
8.4 설계상의 요점
8.4.1 바탕의 일반적 조건
(1) 고정철물의 고정내력을 확보할 수 있는 것.
(2) 경사는 약해도 좋다.(1/50정도)
8.4.2 스텐레스의 선택
(1) 해안지역, 공업지역의 노출공법이나 옥상정원의 비노출공법 등에는 탄소량이 적어 내식성이 큰 것을 사용한다.
(2) 표면마감은 주위에 광택으로 인한 피해를 줄 수 있으므로, 둔한 광택, 파형 가공, 도장, 동 도금 등으로 한다.
8.4.3 고정용 재료의 배치
방수층의 고정은 고정용 재료에 의하며, 노출공법의 경우 풍압력에 견디어야 한다.
8.4.4 마무리
시트의 두께가 0.4mm 정도로 매우 얇기 때문에 옥상 평면은 단순하고 적재물이 없는 것이 좋다. 치켜올림 단부는 실리콘계 실링재로 처리하고 우수아무림을 한다.
8.4.5 피뢰 대책
낙뢰방지를 위해 별도의 피뢰도체를 설치할 필요가 있다.
8.4.6 유지보전
용접이음 돌출부에 흙먼지 등이 쌓일 수 있으므로 청소를 위한 옥상설계를 고려한다.
8.5 시공상의 요점
8.5.1 전원/냉각수의 확보
심용 접기를 사용하므로 대용량의 전원(용접기 1대 40KVA)과 용접기 냉각용수가 필요하다.
8.5.2 용접조건의 조정
1일 1회 이상의 시험으로 용접상태를 확인하여 전류, 가압력, 자주속도 등을 조정한다.
8.5.3 시공순서
(1) 나누기도에 따라 시트를 절단성형
(2) 바탕재를 깔며 고정용 재료를 고정
(3) 성형재의 이음부를 고정재위에 오게 하여 Spot 용접으로가 고정한다.
(4) 자주식 심용 접기로 용접한다.
(5) 드레인 주위는 공장 가공한 것을 사용한다.
(6) 용접후의 돌출부분은 휘어 꺾기나 조인트 캡을 씌운다.
8.6 스텐레스 시트방수의 과제
본 공법은 종래의 Membrane 방수와 같은 요령이나, 물 고임 및 흙먼지 등이 쌓이고, 시공기능의 차이가 크다는 단점이 있다.
8.6.1 초기 비용의 저감
재래공법에 비해 초기비용이 2~3배 높으나, 유지/보수비를 포함한 장기적 전체 비용은 낮다.
8.6.2 의장성 개선
용접시 변형을 일으키므로 의장 문제가 발생할 수 있다.
8.6.3 프리패브화
현장작업으로 작업능률이 낮고 기후의 영향을 받으며 공기가 길어지므로, 비용절감/공기단축을 위해 기계화 및 프리패브화가 필요하다.
9. 기계적 고정에 의한 염화비닐계 시트방수공법
9.1 공법의 개요
본 공법은 염화비닐수지계 시트를 접착제의 사용 없이 바탕에 기계적으로 고정하는 공법이다.
9.2 공법의 적용 및 특징
9.2.1 적용
초기에는 풀, 수조 등에 쓰였으나 옥상 방수의 개수 등에 확대/시공되고 있다.
9.2.2 특징
(1) 바탕의 움직임에 영향을 받지 않으며, 접착제에 의해 밀착되지 않아 바탕의 균열, PC 부재의 접합부 거동 등에 대해 절연되므로 방수층의 파손 우려가 적다.
(2) 바탕의 습윤 상태라도 시공이 가능하며, 바탕과의 사이에 공기층이 있어 시공 후 바탕의 수증기 팽창에 의한 시트의 부풀음이 방지된다.
(3) 바탕의 처리가 용이하며, 바탕에 절연용 시트(발포 폴리에틸렌 시트)를 깔고 방수층을 시공하므로 바탕의 마감 면이 다소 좋지 않아도 된다.
9.3 재료
9.3.1 방수시트
염화비닐 계 시트의 두께는 비보행용 1.3mm, 경보행용 2.0mm 정도
9.3.2 발포 폴리에틸렌 시트
바탕이나 보온재와 방수층을 전열하는 두께 약 2.0mm 정도
9.3.3 고정철물
양면에 방수시트와 동질의 염화비닐시트를 적층 한 두께 1.0~2.0mm의 아연피복 염화비닐 강판을 원반형(디스크판), 평판형(플랫바), 구부림형 등으로 가공한 것.
9.3.4 플러그/ 피스류
고정철물을 바탕에 부착하는 플라스틱제 플러그와 스텐레스제 피스로, 기계적 강도/치수/구멍크기/바탕강도의 검토가 필요하다.
9.4 시공법의 개요
9.4.1 디스크판 선부착에 의한 방법
평탄부에서 방수시트를 일정간격으로 Spot 고정하는 방법으로서, 직경 50~60mm의 원반모양의 디스크판 고정철물을 미리 플러그/피스로 바탕에 고정하고 그 위에 방수시트를 까는 것으로, 디스크판과 방수시트를 유기용제로 용착하여 고정한다.
9.4.2 디스크판 후부착에 의한 방법
방수시트를 먼저 깐 후 시트 윗면에 디스크 판을 플러그/피스로 고정하고, 그 부분을 보강 붙임 하여 수밀성을 확보한다.
9.4.3 플랫바에 의한 방법
방수시트의 한쪽 끝을 평판상의 고정철물로 선상으로 누르고 다음의 연결시트를 고정철물 윗면에 용착한다.
9.5 시공예
본 공업은 바탕처리를 밀착공법처럼 정밀하게 하지 않고 바탕수분의 영향을 받지 않으므로 개수공사에 이용되는 경우가 많으며, 절연공법으로서 바탕의 움직임에 대해 유효하므로 PC 부재 등의 옥상방수에 사용이 증가하고 있다. 단열재를 넣을 경우, 절연재와 바탕사이에 넣으며, 단열재는 두께 20~25mm 정도의 발포 폴리스티렌이 많이 사용된다.