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학위논문 상세정보

防水層의 性能 評價 試驗에 關한 硏究 : 建築物의 屋上 멤브레인 防水層을 中心으로 원문보기
(A) Study on the Evaluation Method for the Performance of Membrane Roofing Systems

  • 저자

    정희원

  • 학위수여기관

    明知大學校 大學院

  • 학위구분

    국내석사

  • 학과

    건축공학과 건축공학전공

  • 지도교수

  • 발행년도

    2004

  • 총페이지

    xiii, 158p.

  • 키워드

    방수층 성능 평가시험 건축공학;

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T10070198&outLink=K  

  • 초록

    건축물 방수에 대한 기존의 성능 평가방법은 주로 방수재료에 대한 시험이 대부분이었다. 그러나 방수공사의 시공과정 및 시공된 이후의 각종 인적·자연적·물리적 주변 환경의 영향으로 인하여 방수층의 성능이 크게 저하되는 현상이 발생하고 있으므로 시공 환경을 고려한 “방수층”에 대한 성능평가의 필요성이 대두되었다. 이에 본 연구에서는 건축물의 옥상에 있어서 하자발생이 크게 나타나고 있는 멤브레인 방수층을 대상으로 시공 환경조건에 적합한 방수층의 성능평가 항목의 설정과 시험방법의 개발을 통하여, 이를 시트계 및 도막계 방수재를 대상으로 평가 시험을 적용해 보았으며, 그 결과는 다음과 같다. 1) 구조물 내·외면에 불투수성의 방수층을 형성하는 멤브레인 방수층의 성능 평가 시험항목은 주로 누수와 직접 관련된 결함에 대한 시험항목을 고려하여 패임 저항성, 충격 저항성, 내피로성, 조인트 늘어짐 저항성, 처짐 저항성, 코너부 안정성, 풍압 저항성, 부풀음 저항성, 구조물 거동 대응성 시험 등을 도출하였다. 2) 시공 환경조건에 적합한 방수층의 성능평가 시험방법은 기존 방수공사의 하자발생현황과 멤브레인 방수층의 성능에 영향을 주는 환경요인의 분석을 통하여 다음과 같이 시험항목별로 규정하였다. ① 패임 저항성 시험 - 시험체에 직경 30㎜의 쇠구슬로 사람이나 비계 등의 작업하중에 상응하는 50N, 150N, 250N의 하중을 단계적으로 가하여 방수층의 패임여부를 관찰하여 「패임 저항성」성능을 판단한다. ② 충격 저항성 시험 - 공구류의 낙하와 유사한 조건처럼 철제로 제작된 500±2g의 끝이 뾰족한 시험용 추를, 누름층의 여부와 직사광선이나 외기온도에 의한 영향을 고려한 0℃, 20℃, 60℃의 온도에서 높이 0.5m, 1.0m, 1.5m의 위치에서 낙하시켜 방수층의 구멍 뚫림 여부에 따라 「충격 저항성」성능을 판단한다. ③ 내피로성 시험 - 바탕재의 균열이나 이음에 상응하는 2종류의 바탕재에 방수층을 시공한 시험체의 양단측으로 일정주기의 거동을 주어 이에 따른 방수층의 파단 또는 파단가능성 유무에 따라 「내피로성」성능을 판단한다. ④ 조인트 늘어짐 저항성 시험 - 상온에서 시험체에 표시선을 긋고, 80±2℃, 0±2℃, 20±2℃에서 일정시간을 두는 사이클을 5회 반복하여, 표준선간의 거리를 측정하여 조인트 늘어짐량을 구함과 동시에 방수층 파손 유무를 관찰하여 「조인트 늘어짐 저항성」성능을 판단한다. ⑤ 처짐 저항성 시험 - 60±2℃에서 시험체를 수직으로 설치하고 규정시간이 지난후 방수층의 늘어짐과 처짐을 관찰하여 「처짐 저항성」성능을 판단한다. ⑥ 코너부 안정성 시험 - 시험체를 80±2℃, 0±2℃, 20±2℃에 각각 규정시간동안 두는 사이클을 5회 반복한 후 방수층의 주름이나 모퉁이의 굳어짐 및 파단 유무를 관찰하여 「코너부 안정성」성능을 판단한다. ⑦ 풍압 저항성 시험 - 방수층 위에 저압조를 씌우고 40±2℃로 유지하며, 저압조내 압력을 순차적으로 -2.0㎪, -5.0㎪, -10.0㎪의 부압상태로 감압하며, 방수층의 팽창, 박리, 파단, 구멍 뚫림 등 이상 유무를 관찰하여, 「풍압 저항성」성능을 판단한다. ⑧ 부풀음 저항성 시험 - 60±2℃에서 부풀음 시험 장치에 시험체를 설치하여 5.0㎪, 10.0㎪, 20.0㎪, 50.0㎪의 압력을 순차적으로 가하며 미부착부위의 확대 등 변화를 측정하여, 「부풀음 저항성」성능을 판단한다. ⑨ 구조물 거동 대응성 시험 - 상하 거동 자동반복 장치를 이용하여 4.5㎜(-0.2㎜)의 거동을 50㎜/min의 속도로 300회 반복 하는 시험중 누수 발생여부로 「구조물 거동 대응성」성능을 판단한다. 3) 시트 및 도막 방수를 대상으로 현장 환경을 모사한 시험기기를 통해 제안된 성능 평가시험 방법을 적용한 결과, 개량 아스팔트계의 자착식 시트와 토치식 시트공법은 접착력, 재하성과 내충격성, 구조물 거동 대응성이 좋으며 골조 이음부위의 균열에도 견딜 수 있었다. 반면에 우레탄 고무계 도막 방수 공법은 구조물의 거동이 예상되는 부위에는 직접 사용이 어렵고, 작업 중 충격에 대한 저항성과 골조 이음부위의 균열에서의 사용은 별도의 보강 조치가 요구됨을 알 수 있었다. 4) 본 연구에서 제안된 옥상 멤브레인 방수층의 시공 성능 평가 시험은 한국산업규격(KS)이나 건축공사 표준시방서 등의 기존 방수재 중심의 품질시험을 현장 단위 성능평가 방법으로 보완할 수 있도록 하였으며, 방수층의 안정성 여부에 관하여 보다 정량적으로 평가할 수 있게 하였다. 향후 연구과제로는 여기에서 다루지 않은 여러 방수층(시멘트계, 금속계, 에폭시계 등)을 대상으로 추가적인 “방수층의 시공 성능 평가 시험”을 실시하여 그 결과를 토대로 구조물의 다양한 환경조건에 적합한 방수재와 방수공법을 선정할 수 있는 시스템을 개발하는 것이 있다. 이 결과에 따라 적정한 방수공법을 설계에 반영하고, 시공 및 품질관리를 함으로서 방수공사에 대한 품질 향상은 물론 방수공사의 하자보수 및 유지관리비용을 줄일 수 있으며, 나아가서는 건축물의 안전과 내구수명 증대에 기여할 수 있을 것이다.


    The evaluation methods for the waterproofing membrane are mostly focused on material tests. However, even though test results of materials are acceptable, the performance of the waterproofing layer come down due to physical, human and natural environment under or after construction. Therefore, it is required to evaluate "the waterproofing layer" as well as the materials in consideration of construction environment. In this study, the evaluation tests for waterproofing membrane sheets and coatings have applied through the establishment of performance evaluation items and development of the test method for the waterproofing layers suitable for construction environmental conditions, where defects greatly occur in the rooftop of building. The major findings of the study are as follows: 1) The performance evaluation test items for membrane roofing systems that forms impermeable waterproofing layer in and outside of structure have mainly considered the test items regarding defects directly related to water leakage. In this manner, the tests of Resistibility to depress, Resistibility to impact, Resistibility to fatigue, Resistibility on joint part to be lengthened, Resistibility to droop, Stability in corners, Resistibility to wind pressure, Resistibility to swell and Resistibility on structural movement were drawn. 2) The methods for performance evaluation of the membrane roofing system suitable for construction environmental conditions were prescribed as following by test item. These items are derived through analyses on environment elements influencing the performance of membranes as well as on defect occurrence situation after and under construction: ① Test of Resistibility to depress - Appraise the performance of resistance to depress by observing the status of waterproofing layer's depression by adding 50N, 150N and 250N loads step by step that are equivalent to the work load of persons or scaffolds with 30mm iron ball to the object. ② Test of Resistibility to impact - Appraise the performance of resistance to impact , according to whether or not a hole is made on the membrane by dropping a sharp-edged test weight of 500±2g produced with steel, under a similar condition of dropping a tool, at 0℃, 20℃ and 60℃, in consideration of whether there is a protection layer and the air temperature, at the height of 0.5m, 1.0m and 1.5m. ③ Test of Resistibility to fatigue - Appraise the performance of antifatigue, according to fracture or fracture possibility of the membranes by a certain interval of movement to both ends of the object to be tested where the waterproofing layers were constructed on the two types of structural components, equivalent to cracks or joints. ④ Test of Resistibility on joint part to be lengthened - Appraise the performance of joint extending resistance test by observing the status of waterproofing layer damage and simultaneously via obtaining joint extension value through measuring the distance between standard lines by drawing a mark line on the object to be tested under normal temperature and by repeating 5 times with time interval at 80±2℃, 0±2℃ and 20±2℃. ⑤ Test of Resistibility to droop -Appraise the performance of handing down resistance by observing drop down and extension of waterproofing layer by setting up an object to be tested vertically at 60±2℃, after the set time. ⑥ Test of Stability in corners - Appraise the performance of stability in corners by observing wrinkles of membranes or hardness of corners by putting object to be tested at 80±2℃, 0±2℃ and 20±2℃, after repeating 5 times of cycle with a certain time interval. ⑦ Test of Resistibility to wind pressure - Appraise the performance of wind pressure resistance by observing the status of expansion, peel separation, fracture and holes of membranes, after covering low pressure tank on the waterproofing layer maintaining 40±2℃ and decompressing the pressure within the tank to -2.0㎪, -5.0㎪ and -10.0㎪ in order. ⑧ Test of Resistibility to swell - Appraise the performance of swelling resistance by observing the change of expansion of unfixed part, after setting up the object to be tested in the swelling test device at 60±2℃ and pressuring 5.0㎪, 10.0㎪, 20.0㎪ and 50.0㎪ in order. ⑨ Test of Resistibility on structural movement - Appraise the performance of response on structural movement through status of water leakage by 300 repeated tests using an up and downward movement device with the speed of 50mm/min under the movement of 4.5㎜ (-0.2㎜). 3) The results of applying the proposed test methods, by using test devices those simulate the site conditions under or after construction, include; The modified asphalt membrane sheets, either self-adhesive or torched, could stand the crack in the frame joint parts, due to good resistances in loading, impact, swelling and movement. Meanwhile, the urethane rubberized membrane coating construction method would be difficult to use the part where structural movement is expected, thus, it was evaluated that it could be needed that repair management are used in impact resistance during work and crack in the frame joint part. 4) The construction performance evaluation tests on the rooftop membrane waterproofing layer suggested in this study can supplement quality test focused on existing waterproofing materials with on site unit performance evaluation method, and can evaluate stability of waterproofing layer more quantitatively. The future study task is to develop a system that can select the waterproofing materials and methods suitable for various environmental conditions of structure, based on the performance evaluation test of waterproofing layer construction targeting many other waterproofing layers (cement system, metal system, epoxy system, etc) that were not handled in this study. By reflecting the suitable waterproofing construction method and conducting construction and quality control, according to the result, we may reduce the expenses of repairing and maintenance. Furthermore, it can be contributed to the increase of safety and durability of buildings.


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