3.1.1. 시멘트 및 잔골재

실험에 사용된 시멘트는 밀도 3.15 g/cm³의 보통포틀랜드 시멘트 (이하 OPC로 약함)를 사용하였으며, 잔골재의 경우 주문진산 표준사를 사용하였다.

3.1.2. 무기계 방수제

실험에 사용된 무기계 방수제는 국내외 적합한 제품을 선 정하였으며 A, B 및 C사의 무기계 방수제 (이하 A, B 및 C 로 약함)를 대상으로 실험을 실시하였다. A, B 및 C가 도포 된 시편을 고안한 측정방법에 따라 침투깊이를 측정한 다음 각각의 내흡수성능 및 내투수성능과의 상관성을 평가하였다.

3.2.1. 모르타르 배합

A, B 및 C의 방수성능을 평가하기 위한 시편을 제작하기 위하여 KS L 5105에 준하여 표준 모르타르 배합을 제조하 였으며, ^{KS F 4930}에 준하여 Ø100×30 mm사이즈의 시 편을 제작하였다. Table 2는 실험에 사용된 모르타르 배합표 를 나타낸 것이다.

3.2.2. 무기계 방수제의 도포 및 양생

무기계 방수제의 도포는 A, B 및 C의 제품사양에 따라 시 편에 도포를 실시하였으며, 소정의 기간동안 기건 양생을 실 시하였다.

3.2.3. 침투깊이

무기계 방수제의 침투깊이는 고안한 침투깊이 측정방법을 통하여 Cl이온이 표준 시편을 완전히 통과하는 시점의 각 수 용액의 양과 전압 및 지속시간을 결정한다음 동일한 조건 및 시점에서의 무기계 방수제가 도포된 시편의 실험을 종료하 였다. 실험이 종료된 시편을 할렬하여 0.1N AgNO₃수용액 을 도포한다음 변색되지 않은 부분의 길이, 즉 Cl이온이 침 투하지 못한 길이를 침투깊이로 하여 평가하였으며, 최대 길 이와 최소 길이를 제외한 나머지를 평균값으로 하여 이를 평 균 침투깊이로 하였다.

3.2.4. 내흡수성능 및 내투수성능

내흡수성능 및 내투수성능은 ^{KS F 4930}에 준하여 무기계 방수제가 도포된 시편과 도포되지 않은 시편을 전처리과정 을 실시한 다음 각 실험방법에 따라 평가하였다.

3.2.5. 신뢰성 검토

본 연구에서 고안한 무기계 방수제의 침투깊이 측정방법 의 신뢰성 검토를 위하여 무기계 방수제가 도포된 시편을 할 렬한다음 시편 내부를 광학 현미경을 사용하여 Fig. 3 및 4 와 같이 관찰하였다. 내부 공극이 채워져 치밀해진 길이를 침투깊이로 하여 측정된 침투깊이와의 오차를 평가하였다.

Fig 3.

Optical microscope

Fig 4.

Observation Results of the specimen(×300)

또한 육안으로 침투깊이 확인이 가능한 액상형 유기계 방수 제 E, D 및 F사의 제품을 선정하여 육안측정 결과와 고안된 침투깊이 측정방법에 따른 침투깊이 평가결과를 비교하여 신뢰성 검토를 수행하였다.

4.1.1. 침투깊이 측정방법의 적용 및 평가

무기계 방수제의 침투깊이 측정을 위하여 침투깊이 측정 방법을 고안하고 이를 통하여 무기계 방수제의 침투효율 및 균질성을 평가하였으며, 침투깊이에 따른 내흡수성능과 내투 수성능과의 상관성을 분석하였다.

Table 3은 고안된 침투깊이 측정방법에 따라 각 무기계 방 수제의 침투깊이를 측정한 결과를 나타낸 것이다.

Table 3의 결과 A, B 및 C의 침투깊이는 A의 경우 최대 10.7 mm 및 최소 7.0 mm, B의 경우 최대 7.5 mm 및 최소 3.3 mm, C의 경우 최대 10.3 mm 및 최소 7.9 mm 로 나타 났다. 각각의 침투깊이는 ^{KS F 4930}에서 규정한 내용이 없 기 때문에 객관적이며 정량적인 평가가 불가능 하지만 상대 적인 평가를 하는 경우 침투효율 측면에서 C-A-B 순으로 우 수한 것으로 나타났다. 균질성 측면에서 평가할 경우 A, B 및 C의 각각의 편차는 1.415, 1.742 및 0.974로 C가 가장 편차가 적은 것으로 나타났다.

Fig. 5는 침투깊이 측정결과 중 최대 값과 최소 값을 제외 한 나머지 평균 침투깊이를 나타낸 것이다. Fig. 5의 결과 A 의 평균 침투깊이는 8.8 mm, B의 평균 침투깊이는 5.8 mm, C의 평균 침투깊이는 8.8 mm로 나타나 평균 침투깊이는 A 와 C가 동등 수준인 것으로 나타났으며, B의 침투깊이가 가 장 작은 것으로 나타났다.

Fig 5.

Test results of average penetration depth and deviation of A, B and C

4.2.1. 내흡수성능

Table 4는 내흡수성능 평가결과 수중에 24시간 침지 후 시편에 흡수된 물의 양 및 시편에 흡수된 물량의 최대 값과 최소 값을 제외한 나머지 시편에 대한 물 흡수계수를 나타낸 것이다. Table 4의 결과 Plain의 평균 물 흡수계수는 약 1.30 kg/m² • h^0.5으로 나타났으며, A, B 및 C의 평균 물흡수 계수는 약 0.11, 0.12 및 0.14 kg/m² • h^0.5 로 나타났다. Fig. 6은 Plain에 대한 각각의 평균 물 흡수계수를 나타낸 것 이다. Fig. 6의 결과 A, B 및 C의 평균 물 흡수계수비는 0.08, 0.09 및 0.10으로 나타났으며, 모두 ^{KS F 4930}에서 규 정한 물 흡수계수비 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 이러 한 결과를 통하여 무기계 방수제인 A, B 및 C는 A의 내흡 수성능이 가장 우수한 것으로 나타났으며, B 및 C의 내흡수 성능의 경우 A와 비교하여 약 10% 및 20% 감소하는 것으 로 나타나 내흡수성능은 A-B-C 순으로 우수한 것으로 나타 났다.

Fig 6.

Test results of water absorption coefficient ratio of A, B and C for plain

4.2.2. 내투수성능

Table 5는 내투수성능 평가결과 내부에 투수된 물량의 측 정결과 및 시편내부에 투수된 물량의 최대 값과 최소 값을 제외한 나머지 시편에 대한 평균 투수량을 나타낸 것이다. Table 5의 결과 Plain의 평균 투수량은 약 59.88 g으로 나타 났으며, A, B 및 C의 평균 투수량은 약 4.96, 5.58 및 5.91 g으로 나타났다.

Fig. 7은 Plain에 대한 각각의 평균 물 투수비를 나타낸 것 이다. Fig. 7의 결과 A, B 및 C의 평균 투수비는 0.08, 0.09 및 0.10로 나타났으며, 모두 ^{KS F 4930}에서 규정한 투수비 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 통하여 무 기계 방수제인 A, B 및 C는 A의 내투수성능이 가장 우수한 것으로 나타났으며, B 및 C의 내흡수성능의 경우 A와 비교 하여 약 10% 및 16% 감소하는 것으로 나타나 내흡수성능과 동일하게 A-B-C 순으로 나타났다.

Fig 7.

Test results of water penetration ratio of A, B and C for plain

4.2.3. 침투깊이와의 상관성

내흡수성능 및 내투수성능 결과를 통하여 A, B 및 C는 ^{KS F 4930}에서 제시하고 있는 제한 범위 이내인 것으로 나 타나 성능을 만족하는 것으로 나타났으며, 동등한 수준인 것 으로 나타나 방수성능이 동등한 것으로 평가될 수 있으나 실 제 침투깊이의 경우 A, B 및 C는 차이가 분명히 발생하였기 때문에 내부 방수층 형성이나 침투효율 측면에서 평가하는 경우에는 동등한 방수성능을 가진 것으로 평가하기에는 부 적당한 것으로 볼 수 있다. 또한 상기 3사의 무기계 방수제 의 침투깊이의 경우에는 실제 1~3 mm 사이의 작은 차이로 볼 수 있지만 침투 효율 및 균질성 측면에서의 침투깊이는 0.1 mm 단위까지 평가되므로 무시할 수 있는 수준이 아니 며, 실험에서 사용된 이외의 무기계 방수제의 경우 다른 경 향이 나타날 수 있기 때문에 무기계 방수제의 성능을 평가하 는 데 있어서 침투깊이 측정은 매우 중요한 평가 지표 중 하 나인 것으로 판단된다.

Fig. 8 및 9는 내흡수성능과 침투깊이와의 관계 및 내투수 성능과 침투깊이와의 관계를 나타낸 것이다. Fig. 8 및 9의 결과 내흡수성능은 A-B-C순으로 우수한 것으로 나타났으나 침투깊이의 경우 다소 편차가 있지만 평균 침투깊이와 비교 한 결과 A-C-B 순으로 나타났으며, 내투수성능의 경우에도 A-B-C순으로 우수한 것으로 나타났으나 평균 침투깊이는 A-C-B 순으로 나타나 다른 경향의 결과가 나타났다. 즉, 무 기계 방수제의 내흡수성능 및 내투수성능이 동등하거나 우 수한 결과가 나타난 경우에도 침투성능의 경우 다른 경향의 결과가 나타날 수 있으며, 또한 실험에서 사용된 이외의 무 기계 방수제의 경우에는 내흡수성 및 내투수성과 같은 내수 성능이 우수한 경우라도 침투성능이 달라질 수 있으므로 무 기계 방수제의 침투깊이 평가는 필요한 것으로 판단되며, 본 연구에서 고안한 무기계 방수제의 침투깊이 측정 방법을 통 하여 무기계 방수제의 침투깊이 평가 및 침투성능 예측이 가 능할 것으로 사료된다.

Fig 8.

Relationship between ratio of water absorption coefficient and average depth of penetration

Fig 9.

Relationship between ratio of water penetration and average depth of penetration

4.2.4. 침투깊이 측정방법의 신뢰성 검토

본 연구에서 고안한 무기계 방수제의 침투깊이 측정방법 의 신뢰성을 검토하기 위하여 광학 현미경을 통하여 시편 내 부를 관찰하였으며, 상대적으로 치밀화된 영역의 길이를 측 정하였다. 또한 육안으로 평가가 가능한 유기계 액상 방수제 를 본 연구에서 고안한 침투깊이 측정방법을 적용한 침투깊 이 측정결과와 육안 측정결과 비교분석을통하여 결과의 정 확도 및 적용성을 검토하였다.

Fig. 10은 무기계 방수제를 적용한 시편에 대하여 침투깊 이 측정방법에 따른 침투깊이 결과와 광학현미경을 통한 내 부 치밀화 구간을 평가한 결과를 비교한 것이다. Fig. 10의 결과 광학 현미경을 통한 내부 치밀화 구간은 측정방법에 따 른 침투깊이와 비교하여 다소 높게 평가되는 것으로 나타났 으며, 각 방법에 대한 평균 침투깊이는 약 ± 0.58, ± 0.60 및 ± 0.85 mm의 차이가 발생하는 것으로 나타났지만 적용한 무기계 방수제의 침투효율 측면과 실험적 오차를 감안하는 경우 상기 결과는 미소한 수준이기 때문에 각 방법에 대한 차이는 동등 수준인 것으로 판단된다.

Fig 10.

Comparison of penetration depth by proposed measurement method and optical microscopy

Fig. 11은 육안으로 침투깊이 확인이 가능한 유기계 방수 제 D, E 및 F의 육안 측정 결과와 고안된 무기계 방수제의 침투깊이 측정결과에 따른 오차율을 나타낸 것이다. Fig. 11 의 결과 육안으로 관찰된 침투깊이는 D의 경우 약 10 mm, E의 경우 약 5.0 mm 및 F의 경우 약 3.5 mm로 나타났으며, 본 연구에서 고안한 측정방법에 따른 침투깊이는 D의 경우 최대 12.1mm, 최소 8.5 mm, 평균 10.5 mm인 것으로 나타 나 약 4.6 % 의 오차율이 있는 것으로 나타났다. E의 경우 최대 5.9 mm, 최소 5.0 mm, 평균 5.4 mm인 것으로 나타나 약 8.8 % 의 오차율이 있는 것으로 나타났으며, F의 경우 최 대 3.7 mm, 최소 2.9 mm, 평균 3.2 mm인 것으로 나타나 약 7.9 % 의 오차율이 있는 것으로 나타났다.

Fig 11.

Error ratio of penetration depth measurement methods of proposed Inorganic Waterproofing Agent

이러한 결과를 통하여 본 연구에서 고안한 무기계 방수제 의 침투깊이 측정방법은 약 90% 이상의 높은 신뢰성과내부 치밀화 구간과 유사한 결과가 나타남에 따라 높은 정확도를 가진 것으로 판단되며, 본 침투깊이 측정방법을 통하여 무기 계 방수제의 침투깊이를 평가하는 데 유효한 것으로 판단된다.