KR0130721B1

KR0130721B1 - 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조방법

Info

Publication number: KR0130721B1
Application number: KR1019950000479A
Authority: KR
Inventors: 육기동
Original assignee: 육기동
Priority date: 1995-01-12
Filing date: 1995-01-12
Publication date: 1998-04-08
Also published as: JP2873563B2; JPH08281629A; KR960029047A

Abstract

(목적) 원심 회전시 물과 콘크리트의 비산이 없고 또한 콘크리트 슬럿지 발생이 없어 환경 오염을 유발하지 아니하며, 최단시일내에 우수한 물성과 균일한 제품 두께 및 평활한 표면을 가진 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법을 제공함에 있다.

(구성) 제어된 조건하에서 성형 모울드의 동체부와 소켓부에 원심 회전과 동시에 외부 진동을 가하면서 물 분사와 동시에 콘크리트를 정량 투입하는 원심 회전 및 외부 진동에 의한 성형 공정과, 원심 회전 및 내부 진동과 동시에 단계적으로 전압 성형을 하는 원심 회전, 내부 진동 및 전압에 의한 성형 공정과, 마무리 공정으로서 고속 원심 회전후 저속 원심과 동시의 전압 성형 공정으로 구성됨을 특징으로 하는 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법이다.

Description

내부진동이 부가된 고강도 콘트리트관의 개량된 제조 방법

제1도는 본 발명의 실시예의 성형 모울드에 대한 건식 콘크리트 투입 및 원심 회전 및 외부 진동에 의한 성형을 위한 장치의 단면 구성도.

제1a도는 제1도의 성형 모울드의 소켓부의 개구부 단면도.

제2도는 본 발명의 실시예의 원심 회전과 내부 진동 및 전압에 의한 성형을 위한 장치의 단면 구성도.

제3도는 본 발명의 진동 전압 로울러의 진동 발생 시스템의 구성도.

본 발명은 내부 진동이 부가된 고감도 콘크리트고나의 개량된 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 원심 회전과 내부·외부 진동 및 전압(轉壓)에 의한 성형 방법을 적절히 제어된 조건하에 조합하여서 된, 특히 원심 회전 및 내부·외부 진동 방식에 의한 성형 공정과 원심 회전 및 전압에 의한 성형 공정 및 원심 성형 공정의 조합으로 구성된 원심력 철근 콘크리트관(소위 흄관)등의 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법에 관한 것이다. 원심력 철근 콘크리트관은 철근으로 된 케이지(cage)를 관 형상의 성형 모울드의 내주변부에 고정하고, 이 모울드를 수평으로 회전시키면서 콘크리트를 투입하여 강력한 원심력을 주어 치밀한 파이프를 성형한 후 양생하여 된 것으로서, 일반적으로 파이프, 포올, 파일 등으로 하여 제조되고 있다.

그러나, 위와 같은 일반적인 원심력 철근 콘크리트관 제조 방법에서는 수분 함량이 많은 콘크리트를 사용하므로 성형 도중 수분이 다량으로 유출하고, 이 수분이 그대로 방출되어 환경 오염을 야기하게 되며, 또한 투입된 콘크리트중 일부가 원심력에 의해 성형 모울드로부터 이탈되어 결국 쓸모없는 슬럿지로 폐기되므로, 이로인한 환경 오염도 심각한 실정에 있다. 더욱이, 원심력만으로는 소요의 물성을 가진 만족스러운 제품을 제조할 수가 없었다. 이러한 문제를 해결하고자 여러 가지 시도가 된 바 있다. 즉, 일본국 특허 공보 소 55-51722호에 의하면 물 : 시멘트비가 22 ∼ 33%인 콘크리트를 성형 모울드내에 투입하고 원심 회전과 동시에 전압 로울러로 성형 모울드 내주면 전체를 1차적으로 조충전(粗充塡)한 후, 나머지 콘크리트를 일정 구간별로 투입하면서 전압 로울러로 정충전(精充塡)하는 2단계 성형 방식에 의한 콘크리트관의 원심, 전압 성형 방법을 개시(開示)하고 있다. 이 방법은 스트레인 게이지가 내장된 전압 로울러를 이용하여 정충전하는 방식이어서 스트레인 게이지의 감도를 크게 하기 위하여는 전압 로울러의 관벽 두께를 얇게 해야 하므로, 이로 인하여 전압 로울러 자체의 기계적인 강도가 약하여 소요의 전압에 의한 성형압을 발휘할 수 없으며, 파손의 우려가 많고, 전압 로울러가 동체부용과 소켓부용의 두 부분으로 구분되어 있으므로 균일한 성형이 어렵다. 그리고, 중요한 사항인 소요의 원심력과 전압력 및 이들의 회전수 등에 대해서는 그 구체적인 기재가 없고, 더욱이 이 방법으로 제조된 제품의 물성에 대해서는 그 구체적인 기재가 전혀 없어 이 방법에 의한 효과가 어느 정도인지 가늠하기가 불가능하다. 그리고, 일본국 특허 공보 소 57-42011호는 위에 나온 원심, 전압 성형 방법을 개량한 것으로서, 즉 물 : 시멘트비가 20∼28%인 콘크리트를 성형 모울드에 투입하면서 30g이상(250 ∼ 270 r.p..m.)의 원심력을 가하는 동시에 파이프의 내부면 속도보다 10%이상의 속도로 전압 로울러를 회전시켜 일정 부분에서의 콘크리트의 다짐이 완료되면 그 다음 충전 위치로 콘크리트 투입기를 이동시키는 원심력 로울러 전압 파이프틔 제조 방법이다. 이 방법에 있어서, 전압 로울러에 의한 콘크리트의 다짐 상태는 전류계로 모우터의 부하를 검출하여 제어기로 제어하는 방식이어서 전압 로울러의 압력을 직접적으로 파악할 수 없고, 위의 방법과 마찬가지로 동체부와 소켓부의 성형을 위한 두 개의 전압 로울러를 사용하기 때문에 균일한 성형을 기대할 수 없고, 이 방법에 의한 제품의 물성에 관한 기재도 전혀 없어 그 효과를 알 수 없다.

한편, 일본국 특허 공보 소 58-49371호는 위에 나온 두가지 제조 방법을 개량한 원심, 진동 및 전압 성형 방법을 개시하고 있는데, 즉 물 : 시멘트비가 28%이하인 콘크리트를 전체 투입량에 대하여 95%로 하여 회전하고 있는 성형 모울드 전체 길이에 걸쳐 퉁비하여 원심력으로 조충전(粗充塡)한 다음, 회전 상태에서 충격 발생 기구에 의한 충격을 하부에서 성형 모울드에 가한 후 나머지 콘크리트(5%)를 전압 로울러로 위에 나온 방법들과 같이 정충전(精充塡)하는 것이다. 이 방법에서는 충격 발생 기구는 캠을 이용한 충격 시스템이어서 충격의 진폭과 강도, 즉 충격도를 임의로 다양하게 변화시킬 수 없고, 고충격, 즉 고진동을 가할 수 없으므로 균일한 콘크리트 다짐을 기대할 수 없으며, 제품의 종류도 다양하게 할 수 없다. 따라서, 이 방법은 고원심력과 고충격, 즉 고진동을 적절히 조합할 수 없다는 결점을 가지고 있다. 정충전 방식에 있어서도 위에 나온 방법들과 마찬가지의 결점을 가지고 있다. 그리고, 일본국 특허 공보 소 60-46005호는 원심, 진동 타격 성형에 관한 기술로서, 즉 콘크리트를 충전한 성형 모울드를 원심 회전한 후 진동 타격을 주는 것만으로 콘크리트 파이프를 제조하는 기술에 관한 것이다. 여기에 개시된 진동 발생 기구는 외주면에 복수의 돌기를 일정 간격으로 형성한 기진(起振) 휘일(wheel)과 편심 원판을 이용한 것이어서 고속의 고진동을 부여하기에는 부적합하고, 또는 전압 로울러에 의한 성형이 없으므로 콘크리트의 다짐이 불충분하게 될 뿐만 아니라 제조된 파이프의 내면이 평활하지 못하고 관벽의 두께가 불균일하다는 등 소요의 제품의 물성을 부여할 수 없다는 결점을 가지고 있다.

한편, 일본국 공개 특허 공보 소 60-217110호에는 콘크리트 원심 성형시 비산(飛散)하는 물과 콘크리트를 막는 비산 커버를 원심 성형 장치에 구성하고 있어서 효율적인 원심 성형이라 할 수 없다.

이상에서 설명한 바와 같이 종래의 콘크리트관 제조 방법은 동체부와 소켓부의 두 부분으로 구분되어 각각의 해당 전압 로울러로 각각 성형하고 있고, 원심 성형시 물과 콘크리트가 다량 비산하고 있으며, 진동 장치가 불완전하여 진동 효과가 적으며, 성형 모울드와 콘크리트의 중량이 전압 로울러에 작용하므로 전압력이 부족하고, 또한 콘크리트를 부분적으로 강제 전압하므로 성형이 불안정하여 제품의 외관이 불량하고, 관벽의 두께도 불균일하며 기포가 많이 발생하고 있다. 더욱이, 제조 방법 또는 제조 장치의 특성상 전압 로울러와 투입 컨베이어가 동시에 성형 모울드내에서 작동하여야 할 경우에는 소형관, 예를 들자면 내경 500mm이하의 관의 생산은 곤란하거나 불가능하다. 그리고, 원심 회전과 진동을 병행할 경우 단순한 기계적인 진동 메카니즘은 고속 원심 회전의 경우에는 그 효과가 미약하다. 요약하면, 위에 나온 종래의 기술들은 원심 회전, 진동 및 전압을 단순히 주합한데 불과하여 기대 이상의 효과는 발휘되지 않는 것이었다. 본 발명은 위와 같은 종래의 기술들이 가진 결점을 해소하고자 연구를 거듭한 결과 종래의 기술들은 콘크리트의 투입 방식에 결점이 있고, 아울러 성형 방법에 있어서 원심 회전과 진동 및 전압을 적절히 조합하지 못한데 큰 결점이 있으므로 해서 소요의 물성, 예컨대 소요의 강도와 균일한 제품 두께 및 미려한 외관을 가진 제품을 제조할 수 없었음을 발견하여 위와 같은 결점을 해결함으로써 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 즉, 본 발명은 제어된 조건하에서 성형 모울드의 동체부와 소켓부에 운심 회전과 동시에 외부에서 진동을 가하면서 물 분사와 동시에 콘크리트를 정량 투입하는 원심회전 및 외부 진동에 의한 성형 공정과, 원심 회전과 동시에 내부에서 진동을 가하면서 단계적으로 전압 성형을 하는 윈심 회전, 내부 진동 및 전압에 의한 성형 공정과, 마무리 공정으로서 고속 원심 회전후의 저속 원심 회전과 동시의 전압에 의한 성형 공정등의 단위 공정을 적절히 조합한 단위 성형 공정 및 상기 각 단위 공정을 위한 단위 장치를 적절히 제어된 조건하에서 조작함으로써 원심 회전시 물과 콘크리트가 비산하지 않고, 또한 콘크리트 슬럿지 발생이 없어 환경 오염을 유발하지 아니하며 최단시일내에 우수한 물성과 외관 및 균일한 두께를 가진 소형 내지 대형의 콘크리트관을 높은 생산성으로 자동화 시스템에 의하여 제조할 수 있는 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법에 관한 것이다. 따라서, 본 발명의 첫 번째 목적은 우수한 외관, 균일한 제품 두께, 최단 시일내의 고강도 발현 및 높은 생산성을 발휘하며 콘크리트 슬럿지 발생이 없는 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법을 제공함에 있다. 본 발명의 두 번째 목적은 자동 정량 투입 메카니즘에 의한 건식 콘크리트의 투입 방법을 이용한 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법을 제공함에 있다. 본 발명의 세 번째 목적은 콘크리트관의 동체부와 소켓부를 별도로 성형함이 없고 물과 콘크리트의 비산이 없는 원심 회전과 동시의 고주파 진동(외부 진동)에 의한 1차 성형과, 원심 회전과 동시의 내부 진동 및 단계적 전압에 의한 2차 성형 및 마무리 공정으로서 고속 원심 회전후의 저속 원심 회전과 동시의 전압 성형의 공정으로 되어 있는 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 제조 방법을 제공함에 있다.

위와 같은 본 발명의 장점과 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 채용하고 있는 건식 콘크리트의 투입 방법, 원심 회전, 고주파 진동(내부·외부 진동)및 단계적 전압 등에 대하여 도면을 참고하면서 이하 설명한다.

가. 건식 콘크리트의 투입

먼저, 본 발명에 의한 건식 콘크리트의 투입 방법을 제 1도 및 제 1a도를 따라 설명한다. 즉, 시멘트에 대한 물의 비(이하 물 : 시멘트비 라 함)가 25∼30%인 건식 콘크리트(C)를 상하 로우드 셀(load cell)(9)식 2단 계량(計量) 호퍼(hopper)(8,8')가 설치된 자동 투입기(F)로부터 일정량을 로우드 셀식 계량 컨베이어 벨트(MC)에 의하여 인버어터 식물 분사 장치(10)가 선단에 구성된 작동중인 정량 투입 컨베이어(7)위에 토출을 시작함과 동시에 성형 모울드(11)의 타이어(3,3')에 대해 인버어터식 고주파 진동 발생 장치(4)에 장착된 진동 발생기(5)로 외부에서 진동을 가하면서 정량 투입 컨베이어(7)를 원심 회전중인 성형 모울드(11)내로 전진시킴으로써 성형 모울드(11)의 동체부(B)에 대하여 100mm 간격마다 건식 콘크리트의 정량 투입을 개시한다. 이 경우에 있어서 투입되는 건식 콘크리트에 대하여 인버어터식 물 분사 장치(10)로부터 물을 제어된 양으로 분사한다. 정량 투입 컨베이어(7)의 선단부가 성형 모울드(11)의 소켓부(S)부근의 P지점 직전(제 1a도의 실선으로 표시된 정량 투입 컨베이어(7)의 위치)에 도달하면 동체부(B)에 대한 1차 투입이 완료되고, 이때 정량 투입 컨베이어(7)와 자동 투입기(F)의 작동을 일시 중단시킨다. 이어서, 위치 검출 시스템(제 1도의 PS)에 의하여 정량 투입 컨베이어(7)의 선단부를 소켓부(S)의 개구부(O) 직전(제 1a도의 파선으로 표시된 정량 투입 컨베이어(7)의 위치)까지 이동(이때는 콘크리트의 투입 및 물 분사는 없음)시킨 후, 소켓부(S)의 원활한 정량 투입을 위하여 계량 컨베이어 벨트(MC)의 속도를 소켓부의 크기(size)에 각기 해당 되는 속도로 자동 감속시켜 콘크리트를 정량 투입 컨베이어(7)위에 토출함으로써 소켓부(S)에 대한 소요량의 콘크리트를 제어된 양으로 물 분사와 함께 제어된 시간내에 투입을 완료한다. 이렇게 함으로써 건식 콘크리트의 1차 투입(전체량의 50 ∼ 60%)인 동체부(B)와 소켓부(S)의 투입이 끝난다. 한편, 위에 나온 소켓부(S)의 투입시에 있어서 원심 회전과 동시의 외부 진동중에 동체부(B)에 대한 정량 투입 컨베이어(7)의 벨트(7') 속도 30 ∼ 80m/min에서 소켓부 투입량의 50 ∼ 80%를 투입한 다음, 정량 투입 컨베이어(7)의 벨트(7') 속도를 약 60 ∼ 70% 감속하면서 나머지 일부의 콘크리이트(10∼15%)를 투입한 후, 소켓부 경사 개시 지점(P)까지 정량 투입 컨베이어(7)를 속도 0.1∼1m/min으로 후진하면서 나머지 콘크리트(10∼35%)를 투입한다. 이렇게 함으로써 원심 회전시 소켓부로부터 콘크리트의 외부로의 비산을 방지할 수 있다.

소켓부(S)까지의 콘크리트의 1차 투입이 완료되면 물 분사는 중단되고, 정량 투입 컨베이어(7)의 후진 개시와 동시에 나머지 콘크리트(전체량의 40∼50%)를 성형 모울드(11)의 동체부(B)에 상기 1차 투입과 동일한 방식으로 정량 투입하여 건식 콘크리트의 2차 투입을 완료함으로써 성형 모울드(11)에 대한 건식 콘크리트의 전체 투입 공정이 완료된다. 위의 경우에 있어서, 계량 컨베이어 벨트(MC)의 속도는 10∼80m/min이고, 정량 투입 컨베이어(7)의 성형 모울드(11)내로의 전진 속도는 2∼5m/min이다. 그리고, 정량 투입 컨베이어(7)의 전진시 동체부(B)에 대한 콘크리트의 총 투입량은 55 ∼7125kg이고, 소켓부(S)에 대한 콘크리트의 총투입량은 10 ∼ 1750kg이며, 이때의 동체부(B)의 콘크리트 투입시의 물분사량은 0.2 ∼ 50ℓ이고, 소켓부(S)의 콘크리트 투입시의 물 분사량은 0.1 ∼ 20ℓ이다. 또한, 정량 투입 컨베이어(7)의 벨트(7') 속도는 동체부(B)에서 30 ∼ 80m/min이고, 소켓부(S)에서 10 ∼30m/min이다. 한편, 콘크리트의 1차 투입을 완료한 후 2차 투입을 위한 정량 투입 컨베이어(7)의 후진시의 동체부(B)에 대한 콘크리트의 총 투입량은 55 ∼ 7125kg이고, 정량 투입 컨베이어(7)의 후진 속도는 2 ∼5m/min이며, 정량 투입 컨베이어(7)의 벨트(7') 속도는 30 ∼ 80m/min이다. 그리고, 정량 투입 컨베이어(7)의 전진시 동체부(B)와 소켓부(S)에 대한 물 분사량은 합계 0.3 ∼ 70ℓ로서 콘크리트의 투입이 완료된 후의 물 : 시멘트의 비는 26 ∼ 32%가 된다. 또한, 정량 투입 컨베이어(7)의 전후진시에 있어서, 정량 투입 컨베이어(7)가 100mm 간격으로 이동하는 동안은 콘크리트를 일정량씩 투입하고 [2단 계량 호퍼(8,8')에 설치된 로우드 셀(9)을 통해 감지, 예를 들자면 내경 1000mm인 관의 경우는 100mm당 33 ∼ 34kg, 내경 2800mm인 관의 경우는 100mm당 237 ∼ 238kg], 투입량이 부족할 경우에는 이를 정량 투입 컨베이어(7)와 기능적으로 접속되어 작동하는 2단 계량 호퍼(8,8')에 설치된 로우드 셀(9)로 감지하여 정량이 투입될 때까지 정량 투입 컨베이어(7)는 정지하고, 소요의 투입량이 투입된 후에는 정량 투입 컨베이어(7)가 다음 투입위치로 이동한다. 마찬가지로, 소켓부(S) 투입의 경우에도 설정된 양만큼 투입이 완료되어야만 콘크리트의 2차 투입을 위하여 정량 투입 컨베이어(7)가 이동(후진)한다. 위의 콘크리트 투입의 경우에 있어서 정량투입 컨베이어(7)의 전진시 (1차투입), 동체부(B)의 투입 시간은 1.5 ∼ 2.0분, 소켓부(S)의 투입 시간은 0.5 ∼ 1분이고, 후진시(동체부에 대한 2차 투입)에는 1.5 ∼ 2분으로서 총 투입 소요 시간은 3.5 ∼5분이다.

다음에는 본 발명에 의한 원심 회전, 내부·외부 진동 및 전압에 의한 콘크리트관의 성형 방법에 대하여 제1도의 내지 제3도를 참조하면서 설명한다.

나. 원심 회전, 외부 진동 및 전압의 조합에 의한 콘크리트관의 성형

1. 원심 회전 및 외부 진동에 의한 성형

제 1도 및 제 3도를 참조하면서 설명한다.

철근으로 된 케이지(cage)가 내주변부에 고정된 성형 모울드(11)를 성형 모울드(11)의 상승, 하강 장치 및 전후진 메카니즘으로 구성된 제 1이송 대차(台車)(1)로 회전축이 없는(nonshaft) 분리식 회전 구동 휠(2,2')이 장치된 제 1원심 회전 장치에 이송하여 상기 장치의 구동 휠(2,2')위에 재치한다. 이어서, 위에 나온 콘크리트의 투입 방법(가. 건식 콘크리트의 투입)에 따라 콘크리트를 투입하면서 성형 모울드의 원심 회전과 외부 진동에 의한 성형을 실시한다. 즉, 건식 콘크리트를 자동 투입기(F)의 2단 계량 호퍼(8,8')로부터 작동중인 정량 투입 컨베이어(7)위에 토출을 시작함과 동시에 제 1원심 회전 장치로 성형 모울드(11)를 저속 원심 회전, 즉 30 ∼ 200 r.p.m. (원심력 : 3 ∼5g)으로 1차 원심 회전시킨다. 이때, 제 1원심 회전 장치의 상부에 설치된 인버어터식 고주파 진동 발생 장치(4)를 하강시켜 진동 발생기(5)의 진동 전달 로울러(6)를 성형 모울드의 타이어(3,3')에 밀착시킴과 동시에 건식 콘크리트의 원심 회전 및 외부 진동에 의한 성형 공정이 완료될 때까지 16 ∼ 300KN의 고주파 진동력(주파수 : 3600 ∼ 12000Hz, 진폭 : 0.2 ∼ 0.7mm)을 계속 가한다. 콘크리트의 정량 투입이 완료되면 위와 동일한 외부 진동 조건에서 진동을 계속 가하면서 제 1원심 회전 장치에서 성형 모울드(11)를 1 ∼2분간 중속 원심 회전, 즉 50 ∼ 400 r.p.m. (원심력 : 5 ∼ 20g)으로 2차 원심 회전시켜 투입된 건식 콘크리트의 고루퍼짐과 다짐을 함으로써 원심 회전 및 외부 진동에 의한 성형 공정을 완료한다.

2. 원심 회전, 내부 진동 및 전압에 의한 성형

제 2도 및 제 3도를 참조하면서 설명한다.

상기 원심 회전 및 외부 진동에 의한 성형 공정을 완료한 다음 성형 모울드(11)를 제 1이송 대차와 동일한 구조와 기능을 가진 제 2이송 대차(E)로 회전축이 없는 분리식 회전 구동 휠(W,W')이 장치된 제 2원심 회전 장치쪽으로 이송하여 제 2원심 회전 장치의 분리식 회전 구동 휠(W,W')위에 재치한 후 원심 회전(50 ∼275 r.p.m.; 원심력 : 5 ∼ 10g)시키면서 진동 전압(轉壓) 장치(R)에 설치된, 내부에 인버어터식 고주파 진동 발생 시스템(VG,VG')이 구성된 진동 전압 로울러(D)를 성형 모울드(11)의 동체부(B)내로 진입시켜 진동 전압 로울러(D)의 선단부(TP)를 브라켓(I)속에 삽착한다.

이와 동시에 진동 전압 로울러(D)와 브라켓(I)을 성형 모울드(11)내의 성형 콘크리트관(T)의 내면으로부터 5 ∼ 10mm되는 위치까지 동기(同期) 하강시켜 회전과 동시에 내부 진동이 부가된 전압 성형을 개시한다. 즉 성형 모울드(11)의 원심 회전(50 ∼ 275 r.p.m. ; 원심력 5 ∼ 10g)과 동시에 진동 전압 로울러(D)의 선압(線壓)을 제 1단계 내지 제 6단계까지는 각 단계마다 10 ∼ 20kg/cm로 하고, 제 7단계 : 21 ∼ 30kg/cm, 제 8단계 : 31 ∼ 40kg/cm 및 제 9단계 : 41 ∼50kg/cm로 함과 동시에 진동 전압 로울러(D)의 선속도를 제 1단계 내지 제 6단계까지는 각 단계마다 65 ∼ 960m/min로 하고 제 7단계 : 70 ∼ 1,050m/min, 제 8 단계 : 75 ∼ 1,080m/min 및 제 9 단계 : 80 ∼1,130m/min로 하여 각 단계별 전압 시간을 2초 ∼ 90초로 하여 합계 18초 ∼ 810초의 조건하에서 원심 회전과 아울러 전압에 의한 성형을 하고, 이와 동시에 제 7단계 및 제 8단계 전압 공정에서 내부에 진동 발생 시스템(VG,VG')이 장치된 진동 전압 로울러(D)로 16 ∼ 300KN의 진동력 (주파수 : 3,600 ∼ 12,000HZ ; 진폭 : 0.2 ∼0.7mm)을 가하면서 성형 모울드(11)를 원심 회전시킴으로써 원심 회전, 내부 진동 및 전압에 의한 성형 공정을 완료하게 된다. 원심회전, 내부 진동 및 전압에 의한 성형이 완료되면 제 10단계에서는 진동 전압 로울러(D)를 상승시킴과 동시에 성형 모울드(11)를 100 ∼ 600 r.p.m.(원심력 : 20 ∼ 50g)으로 변속하여 30 ∼ 240초 동안 고속 원심 회전시킨 후 원심 회전을 50 ∼ 275 r.p.m. (원심력 : 5 ∼10g)으로 낮추어 다시 원심 회전 및 전압에 의한 성형을 실시한다. 이 경우에 있어서 원심 회전 및 전압 성형은 진동 전압 로울러(D)의 선속도를 80 ∼ 1130m/min으로 하고 선압을 41 ∼ 50kg/cm로 하여 10 ∼ 60초간 실시한다. 상기와 같이하여 제 1단계 내지 제 10단계에 따른 원심 회전, 내부 진동 및 전압에 의한 성형이 완료되면 전압 장치(R)를 후진시켜 진동 전압 로울러(D)를 성형 모울드(11)로부터 후퇴시킴으로써 본 발명의 콘크리트관의 성형을 완료한다.

3. 위의 2의 방법(원심 회전, 내부 진동 및 전압에 의한 성형)의 변형

위의 2의 방법에서와 마찬가지로 내부에 인버어터식 고주파 진동 발생 시스템(VG,VG')이 구성된 진동 전압 로울러(D)를 사용하여 내부에서 진동을 가함과 동시에 전압을 가하고, 이와 동시에 위의 나 - 1에서와 같은 방식으로 진동을 외부에서 가하면서 원심 회전하여 성형하는 방법이다.

이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

위의 나 - 1의 원심 회전 및 외부 진동에 의한 성형 공정을 완료한 다음, 성형 모울드(11)를 원심 회전 장치에서 원심 회전(50 ∼ 275 r.p.m.; 원심력 : 5 ∼ 10g)시키면서 내부에 인버어터식 고주파 진동 발생 시스템(VG,VG')이 구성된 진동 전압 로울러(D)를 성형 모울드(11)내로 진입시켜 진동 전압 로울러(D)의 선단부를 브라켓(I)속에 삽착한다. 이와 동시에 진동 전압 로울러(D)와 브라켓(I)을 성형 모울드(11)내의 성형된 콘크리트관(T)의 내면으로부터 5 ∼ 10mm되는 위치까지 동기 하강시켜 위의 2에서와 같이 원심 회전(50 ∼ 275 r.p.m. ; 원심력 : 5 ∼ 10g)과 동시에 10단계 전압[전압시의 선압과 선속도는 표3과 같음]과 진동력 16 ∼ 300KN의 고주파 진동 (주파수 : 3,600 ∼ 12,000Hz, 진폭 : 0.2 ∼ 0.7mm) (내부 진동)을 가한다. 상기 내부 진동을 가할때는 10단계 전압중 3 ∼ 4가지 단계에서 가하여도 좋으나 제 7단계와 제 8단계에서 가하는 것이 바람직하다. 그리고, 각 단계별 전압 시간을 2초 ∼ 60초로 한다. 이와 동시에 원심 회전 장치의 상부에 설치된 인버어터식 고주파 진동 발생 장치(4)도 아울러 하강시켜 회전중인 성형 모울드(11)의 양단의 타이어(3,3')에 진동 발생기(5)의 진동 전달 로울러(6)를 밀착시킴으로써, 상기 성형 모울드에 위와 동일한 조건의 진동력 16 ∼ 300KN의 고주파 진동(외부 진동)을 가한다. 이와 같이 함으로써 성형 모울드내에 충전된 콘크리트는 외부로부터는 인버어터식 고주파 진동 발생 장치(4)에 의한 진동을 받음과 동시에 내부로부터는 인버어터식 고주파 진동 발생 시스템(VG,VG')이 내부에 구성된 진동 전압 로울러(D)에 의하여 진동력 16 ∼ 300KN의 진동을 받으면서 전압과 동시에 원심 회전에 의해 성형된다. 이와 같은 원심 회전, 내부·외부 진동 및 전압에 의한 성형이 완료되면 진동 전압 로울러(D)를 콘크리트관 중앙으로 상승시켜 진동과 전압을 제거하고 성형 모울드(11)를 100 ∼ 600 r.p.m.에서 30 ∼ 240초 동안 고속 원심(원심력 : 20 ∼ 50g)시킨후 50 ∼ 275 r.p.m. (원심력 : 5 ∼10g)으로 낮추어 다시 원심 회전 및 전압에 의한 성형을 함으로써 본 발명의 콘크리트관의 성형을 완료한다.

다. 증기 양생 및 탈형

위의 성형 공정을 완료한 성형 모울드내(11)의 성형된 콘크리트관(T)을 증기 양생실에 넣고 주위 온도에서 30분 내지 1시간 동안 방치한다. 이어서, 양생실의 온도를 매시간 15 ∼ 20℃의 승온 속도로 증기 가열하여 60 ∼ 80℃까지 올린 후 이 온도에서 3 ∼ 5시간 증기 양생한 다음, 매시간 15 ∼ 25℃의 냉각 속도로 온도를 서서히 낮추어 실온까지 냉각하여 양생실로부터 끄집어 내어 탈형함으로써 본 발명에 의한 제품을 얻는다.

본 발명을 실시함에 있어서 각 조건의 수치 한정 이유는 다음과 같다.

위의 각 공정에 있어서 건식 콘크리트 투입시의 바람직한 조건은, 정량 투입 컨베이어의 전진시에 있어서 성형 모울드의 동체부에 대해서는 계량 컨베이어 벨트의 토출량 : 55 ∼ 7124kg/min,정량 투입 컨베이어의 투입량 55 ∼ 7125kg. 정량 투입 컨베이어의 전진 이동 속도 : 2 ∼ 5m/min.정량 투입 컨베이어의 벨트 속도 :30 ∼ 80m/min이고, 성형 모울드의 소켓부에 대해서는 계량 컨베이어 벨트의 토출량 : 20 ∼ 3500kg/min, 정량투입 컨베이어의 투입량 10 ∼ 1750kg, 정량 투입 컨베이어의 전진 이동 속도 : 0.1 ∼ 1m/min, 정량 투입 컨베이어의 벨트 속도 : 10 ∼ 30m/min이며, 정량 투입 컨베이어의 후진시에 있어서 성형 모울드의 동체부에 대해서는 계량 컨베이어벨트의 토출량 : 55 ∼ 7125kg/min, 정량 투입 컨베이어의 투입량 : 55 ∼ 7125kg, 정량 투입 컨베이어의 후진 이동 속도 : 2 ∼ 5m/min, 정량 투입 컨베이어의 벨트 속도 : 30 ∼ 80m/min이다.

상기한 각 수치들의 하한치 이하이면 생산성이 저하하고, 상한치 이상이면 기계적인 조작이나 유지 관리가 어렵게 된다.

그리고, 정량 투입 컨베이어의 100mm당 정량 투입에 있어서 2 ∼ 272kg의 토출량이 바람직한 범위이다. 토출량이 2kg이하인 경우에는 콘크리트관 성형시 콘크리트관의 두께가 얇거나 내면 불량 상태가 발생하고, 또한 전압 효과가 저하되며, 272kg이상인 경우에는 콘크리트관의 두께가 과다하게 두꺼워져서 성형 공정에 지장을 주게 된다. 또한, 정량 투입 컨베이어 선단에 위치한 인버어터식 물 분사 장치의 물 분사 노즐로 부터의 물 분사량에 있어서 0.3 ∼ 0.8ℓ(내경 250mm인 콘크리트관의 경우)내지 57 ∼ 70ℓ(내경 3000mm인 콘크리트관의 경우)가 바람직하다. 상기한 각각의 하한치 0.3ℓ 또는 57ℓ이하이면 소켓부분의 성형이 곤란해지고 콘크리트관의 외면은 기포가 생긴 조악한 상태로 되며, 각각의 상한치 0.8ℓ 또는 70ℓ이상이면 소켓부분과 동체부분에 기포 함입 현상이 일어나고 콘크리트관의 외면에 얼룩이 형성된다. 성형 모울드의 원심 회전 및 외부 진동에 의한 성형 단계에서의 원심 회전이 30r.p.m. (원심력 : 3g)이하이면 콘크리트의 성형 모울드 내벽에 대한 성형성이 나빠져서 모울드 내면으로부터 떨어져 나오고, 200r.p.m. (원심력 : 5g)이상 이면 시멘트 모르타르가 집괴(集塊)를 형성하므로 골재와의 분리 현상이 일어난다. 따라서, 원심 회전수는 30 ∼ 200r.p.m.(원심력 : 3 ∼ 5g)의 범위인 것이 바람직하다. 한편, 원심 회전 및 외부 진동에 의한 성형 단계에서의 원심 회전이 50 ∼ 400r.p.m.(원심력 : 5 ∼ 20g)인 경우에서는 50r.p.m. (원심력 : 5g)이하이면 다짐 효과가 불충분하여 소요의 강도에 미달되며, 400r.p.m.(원심력 : 20g)이상이면 소요의 전압 효과가 나타나지 않는다.

인버어터식 고주파 진동 발생기에서 성형 모울드에 가해지는 진동 (외부 진동)에 있어서 바람직한 진동 조건은 주파수 3,600 ∼ 12,000Hz, 진폭 0.2 ∼ 0.7mm,진동력 16 ∼ 300KN에서 진동 시간 3 ∼ 10분으로 하는 것이다. 주파수 3,600Hz이하, 진폭 0.2mm이하, 진동력 16KN이하 및 진동 시간 3분이하이면 시멘트 모르타르가 집괴를 형성하여 콘크리트의 다짐 효과가 저하되고, 주파수 12,000Hz이상, 진폭 0.7mm이상, 진동력 300KN이상 및 진동 시간 10분 이상이면 시멘트 모르타르와 골재의 분리 현상이 발생한다. 한편, 인버어터식 고주파 진동 시스템이 내부에 구성된 진동 전압 로울러에 의한 진동(내부 진동)에 있어서 바람직한 조건은 주파수 3,600 ∼ 12,000Hz, 진폭 0.2 ∼ 0.7mm, 진동력 16 ∼ 300KN에서 진동 시간 3 ∼ 10분으로 하는 것이 바람직하다. 주파수 3,600Hz이하, 진폭 0.2mm이하, 진동력 16KN이하 및 진동 시간 3분이하이면 다짐이 충분치 않고, 이미 다짐된 부분에 균열이 나타나며, 또한 주파수 12,000Hz이상, 진폭 0.7mm이상, 진동력 300KN이상 및 진동 시간 10분 이상이면 다짐이 너무 세어 전압 효과가 없고 시멘트 모르타르와 골재의 분리 현상이 일어난다. 한편, 전압을 가할 때에 있어서의 원심 회전 장치의 원심력은 5 ∼ 10g(50 ∼ 275r.p.m.)이고, 성형 모울드 내면의 선속도는 65 ∼ 1,130m/min인 것이 바람직하다. 그리고, 상기와 같은 원심 회전 범위에 대한 전압 로울러의 선속도와 선압은 제 1단계 내지 제 6단계 전압시에는 각각 65 ∼ 960m/min 및 10 ∼ 20kg/cm, 제 7단계 전압시 각각 70 ∼ 1,050m/min 및 21 ∼ 30kg/cm, 제 8단계 전압시 75 ∼ 1,080m/min 및 31 ∼ 40kg/cm, 그리고 제 9단계 전압시 80 ∼ 1,130m/min 및 41 ∼ 50kg/cm인 범위가 바람직하고, 제 10단계 전압시에는 80 ∼ 1,130m/min 및 41 ∼ 50kg/cm인 범위가 바람직하다. 그리고, 전압후 고속 원심에 있어서 원심 회전 장치의 원심력은 20 ∼ 50g(100 ∼ 600r.p.m.)의 범위가 바람직하다.위와 같은 원심 회전, 내부·외부 진동 및 전압에 의한 성형에 있어서, 상기와 같은 각 조건의 하한치 이하이면 콘크리트가 벽면으로부터 낙하되거나 부착력이 떨어져 콘크리트의 다짐력이 약해지고, 각 조건의 상한치 이상이면 가속된 원심력에 의하여 성형 모울드가 원심 회전 장치 밖으로 튕겨져 나가거나 시멘트 모르타르와 골재의 분리 현상이 발생한다. 그리고, 본 발명의 제조 방법에 의하여 건식 콘크리트가 정량 투입되고 원심 회전, 내부·외부 진동 및 전압을 조합하여 성형하므로 건식 콘크리트가 성형 모울드내에 균일 분산되고, 다짐 효과가 충분하며, 물과 콘크리트가 비산하는 일이 없고, 성형 공정도 단계별로 구분하여 대차 이송, 자동 제어 시스템을 이용하기 때문에 성형 효율이 높고, 성형 시간도 단축되며, 완성된 제품의 외관, 즉 내면과 외면이 극히 평활하다는 등의 장점을 가지고 있을 뿐만 아니라, 이와 같이 하여 제조된 본 발명의 고강도 콘크리트관은 종래의 원심 회전과 외부 진동에만 의존하여 제조된 콘크리트관에 비하여 훨씬 짧은 재령(材齡)에서 고강도를 나타낸다는 특징을 가지고 있다.

이하 본 발명을 실시예에 따라 구체적으로 설명한다.

[실시예 1(내경 600mm의 고강도 콘크리트관 제조)]

(가) 콘크리트 투입 및 원심 회전과 외부 진동에 의한 성형

보강 철근 골조(cage)가 주위 내벽 가까이 설치된 성형 모울드(11)를 제 1이송 대차(1)로 제 1원심 회전 장치에 이송하여 상기 원심 회전 장치의 구동 휠(2,2')위에 재치하였다. 이어서, 원심 회전 장치를 구동시킴으로써 성형 모울드(11)를 111r.p.m.으로 원심 회전(원심력 : 3g) 시킴과 동시에 진동 발생 장치(4)를 하강시켜 진동발생기(5)의 진동 전달 로울러(6)를 성형 모울드의 타이어(3,3')에 밀착시켜 72KN의 외부 진동력(주파수 7,200Hz, 진폭 0.5mm)을 성형 모울드(11)에 가하는 즉시 성형 모울드(11)의 동체부(B)에 대한 콘크리트 투입과 물의 분사를 개시하였다. 즉, 성형 모울드(11)의 원심 회전과 외부 진동이 개시되는 즉시 상하 2단식 계량 호퍼(8,8')가 설치된 자동 투입기(F)의 하부 계량 호퍼(8')로부터 계량 컨베이어 벨트(MC)위에 시멘트에 대한 물의 비(물 : 시멘트)가 25%인 건식 콘크리트를 성형 모울드(11)의 동체부에(B)에 대하여 267kg/min의 토출량으로 하여 토출하였다. 이어서, 계량 컨베이어 벨트(MC)위에 토출된 건식 콘크리트를 성형 모울드(11)의 동체부(B)내로 3m/min의 속도로 이동(전진)하는 정량 투입 컨베이어(7)에 장치된 이송 속도 60m/min의 정량 투입 컨베이어 벨트(7')위에다 투입하였다. 계량 컨베이어 벨트(MC)로부터 투입된 콘크리트가 적재된 정량 투입 컨베이어(7)가 성형 모울드(11)의 동체부(B)내로 진입하여 동체부(B)에 대하여 100mm당 콘크리트를 표1에 나온 투입량으로 정량 투입을 시작하는 즉시 정량 투입 컨베이어(7)의 선단에 장치된 인버어터식 물 분사 장치(10)의 노즐로부터 물을 아래의 표1에 나온 분사량으로 콘크리트에 분사하였다. 성형 모울드(11)의 동체부(B)에 대한 건식 콘크리트의 1차 투입이 완료되어 정량 투입 컨베이어(7)의 선단부가 성형 모울드의 소켓부(S)에 도달하면 일단 정지하고 [이때, 자동 투입기(F), 콘크리트 투입 및 물 분사도 중지, 원심 회전 및 진동은 계속] 표2에 나온 바와 같은 소켓부(S)의 투입 조건하에 콘크리트를 투입하였다. 즉 소켓부(S)에 대한 계량 컨베이어 벨트(MC)의 토출량을 132kg/min의 양으로 하여 토출하였다. 그리고 정량 투입 컨베이어 벨트(7')의 속도 20m/min에서 소켓부(S)에 대하여 물 분사와 동시에 콘크리트를 39.6kg(소켓부 전체 투입량의 60%)투입한 다음, 정량 투입 컨베이어의 벨트(7')속도를 18m/min으로 감속하면서 콘크리트를 8.8kg 투입한 후 소켓부 경사 개시 지점 (P)까지 정량 투입 컨베이어(7)를 속도 0.5m/min으로 후진시키면서 나머지 콘크리트 17.6kg을 투입하였다. 이와같은 소켓부(S)에 대한 콘크리트 투입시에 있어서 소켓부(S)에 대하여 물을 표1에 나온 조건으로 분사하였다. 이로써 동체부(B)와 소켓부(S)에 대한 콘크리트의 1차 투입(전체량의 55% 투입)을 완료(1차 투입 소요 시간 : 동체부 1.2분, 소켓부 1분, 외부진동 5분, 원심 회전 6분)하였다.

아래의 표1에는 위와 같은 내경 600mm의 원심력 철근 콘크리트관의 제조시의 콘크리트의 1차 투입(정량 투입 컨베이어(7)의 전진)에 있어서 정량 투입 컨베이어(7)의 성형 모울드 동체부(B) 100mm당 콘크리트의 정량 투입량과 물 분사량이 각각 나와 있다.

소켓부(S)까지 콘크리트의 1차 투입이 완료되면 상기와 같은 조건하에서의 원심 회전과 외부 진동을 계속하면서 자동 투입기(F), 정량 투입 컨베이어(7)의 후진을 개시하였다. 즉, 이때는 물의 분사는 생략하며 계량 컨베이어 벨트(MC)의 콘크리트 토출량 267kg/min, 정량 투입 컨베이어(7)의 이동 (후진) 속도 3m/min 및 정량 투입 컨베이어 벨트(7')의 이동속도 60m/min의 제어된 조건하에서 표1에 나온 콘크리트 투입량(2차 투입 : 후진)에 따라 성형 모울드 100mm당 일정량씩을 투입함으로써 건식 콘크리트의 2차 투입을 완료(2차 투입 소요시간 : 1.1분)하였다. (시멘트에 대한 물의 최종비 : 약 27%).

위와 같이 하여 콘크리트의 투입이 완료되면 성형 모울드(11)에 72KN의 외부 진동력(주파수 7,200Hz, 진폭 0.5mm)을 계속 가하면서 166r.p.m.으로 2분간 원심 회전(원심력 : 10g)시켰다.

(나)원심 회전, 내부 진동 및 전압에 의한 성형

위의 (가)의 공정을 완료한 성형 모울드(11)를 제 2이송 대차(E)를 이용하여 원심 회전, 내부 진동 및 전압에 의한 성형을 위한 장치로 이송하여 원심회전, 내부 진동 및 전압에 의한 성형 공정을 실시하였다. 즉, 원심 회전 및 외부 진동에 의한 성형이 완료된 성형 모울드(11)를 제 2원심 회전 장치의 구동 휠(W,W')위에 안치한 다음, 원심 회전(117 r.p.m. ; 원심력 : 5g) 시키면서 인버어터식 고주파 진동 발생 시스템(VG,VG')이 내부에 구성된 진동 전압 로울러(D)를 회전중인 성형 모울드(11)속으로 6m/min의 속도로 전진시켜 상기 진동 전압 로울러(D)의 선단부(TP)를 브라켓(I)에 결합하는 즉시 상기 진동 전압 로울러(D)와 브라켓(I)을 성형된 콘크리트관(T)의 내면으로부터 5mm되는 위치까지 동기 하강시킨 다음 성형 모울드(11)의 원심 회전과 아울러 진동 전압 로울러(D)의 회전과 동시에 표3에 나온 바와 같은 조건하에서 단계별 원심 회전, 내부 진동 및 전압에 의한 성형을 개시하였다. 즉, 진동 전압 로울러(D)의 선압을 제 1단계 내지 제 6단계까지는 15kg/cm(선속도 : 188m/min)에서 15초 동안 원심 회전 및 전압에 의한 성형을 실시하고, 제 7단계에서는 선압 25kg/cm(선속도 : 199m/min) 및 진동힘 72KN에서 15초 동안 원심 회전, 내부 진동 및 전압에 의한 성형을 한 다음, 제 8단계에서 선압 35kg/cm(선속도;210-/min)및 진동력 72KN에서 15초 동안 원심 회전, 내부 진동 및 전압에 의한 성형을 한 후, 제 9단계에서 선압 45kg/cm(선속도 : 221m/min)에서 5초 동안 원심 회전 및 전압에 의한 성형을 실시하고, 진동 전압 로울러를 상승시킴과 동시에 성형 모울드를 332r.p.m.(원심력 : 40g)으로 변속하여 60초 동안 고속 원심 회전시킨 후 다시 원심 회전을 166r.p.m.(원심력 : 10g)으로 낮추어 원심 회전 및 제 10단계 전압에 의한 성형을 실시 하였는데, 이때 제 10단계 전압 성형은 선압 45kg/cm(선속도 : 221m/min)에서 5초 동안 실시함으로써 모두 10단계로 된 전압 성형을 실시하였다.

상기와 같이 하여 원심 회전, 내부 진동 및 전압에 의한 성형이 완료되면 진동 전압 로울러(D)를 성형 모울드(11)로부터 후퇴시킴으로써 본 발명의 내경 600mm의 고강도 콘크리트관의 성형을 완료하였다. 상기 공정에서는 콘크리트 슬럿지가 전혀 배출되지 않았다.

(다)양생 및 탈형

상기의 성형 공정을 거친 성형 모울드내(11)의 콘크리트관(T)을 증기 양생실에 넣고 주위 온도에서 60분 동안 방치한 다음 양생실을 20℃/hr의 승온 속도로 증기 가열하여 70℃로 한 후, 이 온도에서 4시간 유지하였다.

이어서, 20℃/hr의 냉각 속도로 서냉하여 주위 온도까지 냉각한 다음 탈형함으로써 본 발명의 내경 600mm의 고강도 콘크리트관을 제조하였다.

위의 실시예 1의 제조 조건을 요약하면 표2, 표2a, 표2b 및 표3에 나온 바와 같다.

[실시예 2 ∼ 10]

아래의 표2 내지 표3에 나온 조건을 이용하는 외에는 실시예 1과 마찬가지 방법으로 하여 실시예2 내지 10에 의한 본 발명의 여러 가지 내경의 고강도 콘크리트관을 제조하였다.

[비교예 1 ∼ 4]

원심 회전과 아울러 외부에서만 진동을 주는 제조 방법에 따라 콘크리트고나을 제조하여 본 발명의 방법에 의한 제품과 비교하였다. 즉, 본 발명에서 진동 전압 로울러내에 장치된 진동 발생 시스템을 사용하는 내부 진동에 의한 성형을 제외하고 시멘트에 대한 물의 비가 25%인 콘크리트를 사용하여 위의 실시예들 중에서 실시예 1,2,6 및 10에 나온 내경을 가진 콘크리트고나을 아래의 표 4a 내지 표5에 나와 있는 각 조건에서 원심회전, 외부 진동 및 전압에 의한 방식으로 각각 성형 전압후 고속 원심 회전하에 실시예 1과 동일한 방법으로 증기 양생한 후 탈형함으로써 비교예 1 ∼ 비교예 4의 대조용 콘크리트관을 제조하였다.

[시험예]

실시예 1 ∼ 실시예 10과 비교예 1 ∼ 비교예 4에서 제조한 각각의 콘크리트관에 대하여 한국 공업 규격 [KS F 4403 (원심력 철근 콘크리트관)]에 따라 외압 강도 시험을 하여 비교하였다. 그 결과는 표6,표7 및 표8에 각각 나와 있다.

표6과 표7로부터 명백한 바와 같이 본발명의 방법에 의한 콘크리트관은 재령 3일에서 이미 KS기준치를 약간 초과하는 외압 강도를 나타내고, 재령 7일에서 부터는 KS 기준치를 훨씬 상회하는 외압 강도를 나타내고 있는데 대하여, 비교예에 의한 콘크리트관은 재령 7일에서부터 KS 기준치를 약간 초과하는 외압 강도를 나타내고 있을 뿐이고, 재령이 많아질수록 본 발명에 의한 콘크리트관의 외압 강도는 비교예의 경우보다 현저하게 증가하고 있다. 더욱이, 표8로부터 알 수 있는 바와 같이 동종의 제품에 있어서 본 발명과 비교예를 비교해 보더라도 본 발명은 비교예에 대하여 각각의 재령에서 외압 강도의 현저한 증가율을 보이고 있고, 특히 재령이 10일을 경과하면서 부터는 외압 강도의 증가 경향이 더욱 현저하다. 따라서, 이상의 결과로부터 볼 때 본 발명의 방법에서는 비교예의 방법보다 효율적인 단계적인 방법을 채용한 공정 단계에 의하여 짧은 재령에서 큰 외압 강도를 나타냄을 알 수 있고, 또한 본 발명에 의한 제품은 재령 7일에서부터 충분히 사용 가능하므로 짧은 재령에서 상품화가 가능하고, 또한 그 생산성도 높다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 자동화된 일관 생산 공정 라인을 구성하여 단위 공정을 연속적으로 실시할 수 있고, 원심 회전, 내부·외부 진동 및 전압에 의한 성형 방법을 적절히 조합하여 제어된 조건하에서 실시 할 수 있으므로 물과 콘크리트의 비산이 없고 우수한 외관, 최단 시일내의 고강도 발현, 콘크리트 슬럿지 생성방지, 균일한 제품 두께, 높은 생산성을 가진 고강도 콘크리트관의 대량 생산이 가능하여 산업상 이용에 있어서 그 의의가 크다.

Claims

원심, 진동 및 전압 성형에 의한 콘크리트관의 제조에 있어서,(가)시멘트에 대한 물의 비가 25 ∼ 30%인 콘크리트를 로우드 셀식 2단 계량 호퍼가 장치된 자동 투입기의 계량 컨베이어 벨트로부터 소정량씩 정량 투입 컨베이어에 토출하고, 상기 정량 투입 컨베이어를 성형 모울드내로 전지시키면서 상기 토출된 콘크리트를 제 1원심 회전 장치에서 저속 원심 회전과 동시에 외부에서 진동을 받고 있는 상기 성형 모울드내의 동체부에 일정 간격마다 정량 투입함과 동시에, 인버어터식 물 분사 장치로부터 제어된 양으로 물 분사를 함으로써 상기 성형 모울드의 동체부에 대한 콘크리트 투입을 하며, 상기 정량 투입 컨베이어가 상기 성형 모울드의 소켓부의 개구부 직전에 도달하면 상기 계량 컨베이어 벨트의 속도를 감속시켜 콘크리트를 상기 정량 투입 컨베이어에 토출하고, 상기 인버어터식 물 분사 장치로부터 물 분사와 동시에 정량 투입 컨베이어의 제어된 속도에서 소정량의 콘크리트를 상기 소켓부에 투입 함으로써 전체 콘크리트 투입량의 50 ∼ 60%를 투입하는 콘크리트의 1차 투입과, 상기 콘크리트의 1차 투입후 물 분사를 중단하고 성형 모울드의 저속 원심 회전과 외부 진동을 계속하면서 정량 투입 컨베이어의 후진 개시와 동시에 나머지 콘크리트를 상기 성형 모울드의 동체부에 일정 간격마다 정량 투입하는 콘크리트 2차 투입을 완료한 다음, 외부에서 진동을 계속 가하면서 성형 모울드를 중속 원심 회전시키는 원심 회전 및 외부 진동에 의한 성형 공정과, (나) 상기 원심 회전 및 외부 진동에 의한 성형 공정의 완료후 상기 성형 모울드를 제 2원심 회전 장치에서 원심 회전시키면서 전압 장치의 진동 전압 로울러를 상기 성형 모울드내로 진입시켜 상기 성형 콘크리트관 내면으로부터 5 ∼ 10mm 되는 위치까지 하강하여 10단계 선압 및 선속도에서 원심 회전과 동시에 내부 진동 및 또는 전압을 가하면서 성형하는 원심 회전, 내부 진동 및 전압에 의한 성형 공정과, (다) 상기 원심 회전, 내부 진동 및 전압에 의한 성형 공정의 완료후 상기 성형 모울드를 상기 제 2원심 회전 장치에서 고속 원심 회전후 저속 원심 회전과 동시의 전압 성형 공정으로 구성됨을 특징으로 하는 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법.
제 1항에 있어서, 상기 계량 컨베이어 벨트로부터 정량 투입 컨베이어로의 콘크리트 토출에 있어서 상기벨트의 속도를 10 ∼ 80m/min로 함을 특징으로 하는 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법.
제 1항에 있어서, 상기 정량 투입 컨베이어의 성형 모울드내로의 전진 속도가 2 ∼ 5m/min임을 특징으로 하는 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법.
제 1항에 있어서, 원심 회전 및 외부 진동에 의한 성형 공정의 제 1원심 회전 장치에서의 저속 원심 회전은 30 ∼ 200r.p.m.이고, 이때의 원심력이 3 ∼ 5g인 것을 특징으로 하는 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법.
제 1항에 있어서, 상기 원심 회전 및 외부 진동에 의한 성형 공정에서의 진동은 인버어터식 고주파 진동 발생 장치를 사용하여 진동력 16 ∼ 300KN으로 가하고, 이때의 주파수는 3600 ∼ 12000Hz, 진폭은 0.2 ∼ 0.7mm인 것을 특징으로 하는 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법.
제 1항에 있어서, 상기 정량 투입 컨베이어의 성형 모울드내로의 전진시의 동체부에 대한 콘크리트 투입은 계량 컨베이어 벨트의 콘크리트 토출량 55 ∼ 7125kg/min, 상기 정량 투입 컨베이어의 전진 속도 2 ∼ 5m/min, 상기 정량 투입 컨베이어의 벨트 속도 30 ∼80m/min, 상기 정량 투입 컨베이어의 콘크리트 투입량 55 ∼ 7125kg 및 투입 시간 1.5 ∼2.0분으로 하는 것을 특징으로 하는 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법.
제 1항에 있어서, 상기 정량 투입 컨베이어의 성형 모울드내로의 전진과 동시의 콘크리트 투입시의 동체부에 대한 물 분사량은 0.2 ∼ 50ℓ인 것을 특징으로 하는 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법.
제 1항에 있어서, 상기 정량 투입 컨베이어의 성형 모울드내로 전진시 소켓부에콘크리트 투입은 동체부내로 전진시의 상기 정량 투입 컨베이어의 벨트 속도 30 ∼ 80m/min에서 소켓부 투입량의 50 ∼ 80%를 투입한 다음, 상기 정량 투입 컨베이어의 벨트 속도를 60 ∼ 70% 감속하면서 10 ∼ 15% 투입한 후, 소켓부 경사 개시 지점까지 상기 정량 투입 컨베이어를 0.1 ∼ 1m/min의 속도로 후진하면서 나머지 콘크리트 (10 ∼ 35%)를 투입하는 것을 특징으로 하는 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법.
제 1항 또는 제 8항에 있어서, 상기 소켓부에 대한 콘크리트 투입은 상기 정량 투입 컨베이어의 벨트 속도 10 ∼ 30m/min, 콘크리트 투입량 10 ∼ 1750kg 및 투입 시간 0.5 ∼ 1분으로 하는 것을 특징으로 하는 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법.
제 9항에 있어서, 상기 소켓부에 대한 콘크리트 투입시 물 분사량은 0.1 ∼ 20ℓ인 것을 특징으로 하는 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법.
제 1항, 제 6항, 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 상기 정량 투입 컨베이어의 성형 모울드내로의 전진시 동체부와 소켓부에 대한 총 물 분사량을 0.3 ∼ 70ℓ로 하고, 콘크리트의 물 : 시멘트의 비를 25 ∼ 30%로 하는 것을 특징으로 하는 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법.
제 1항에 있어서, 상기 콘크리트 1차 투입후 동체부에 대한 2차 투입을 위한 상기 정량 투입 컨베이어의 후진 속도가 2 ∼ 5m/min이고, 상기 컨베이어의 벨트 속도가 30 ∼ 80m/min이며, 상기 정량 투입 컨베이어의 후진시의 동체부에 대한 콘크리트 총 투입량이 55 ∼ 7125kg인 것을 특징으로 하는 내부진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법.
제 1항, 제 3항, 제 6항, 제 7항 또는 제 12항에 있어서, 상기 정량 투입 컨베이어의 일정 간격마다 콘크리트 투입은 상기 정량 투입 컨베이어가 성형 모울드내에서 100mm 이동하는 동안 2단 계량 호퍼에 설치된 로우드 셀로 감지하면서 일정량을 투입하는 것을 특징으로 하는 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법.
제 13항에 있어서, 상기 정량 투입 컨베이어의 100mm당 콘크리트 투입량이 2 ∼ 272kg인 것을 특징으로 하는 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법.
제 1항 또는 제 8항에 있어서, 상기 정량 투입 컨베이어의 소켓부에 대한 콘크리트 투입은 2단 계량 호퍼에 설치된 로우드 셀로 감지하면서 일정량을 투입하는 것을 특징으로 하는 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법.
제 1항에 있어서, 성형 모울드에 대한 콘크리트의 2차 투입이 완료된 후 제 1원심 회전 장치에서 성형 모울드를 진동력 16 ∼ 300KN(주파수 3600 ∼ 12000Hz, 진폭 0.2 ∼ 0.7mm)의 진동을 외부에서 가하면서 50 ∼ 400r.p.m.(원심력 : 5 ∼ 20g)으로 원심 회전시키는 것을 특징으로 하는 내부 진동이 부가된 고가이도 콘크리트관의 개량된 제조 방법.
제 1항에 있어서, 제 2 원심 회전 장치에서의 원심 회전 조선 50 ∼ 275r.p.m.(원심력 : 5 ∼ 10g)하에 진동 전압 로울러에 의한 전압 및 또는 내부 진동 성형을 병행하는 것을 특징으로 하는 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법.
제 1항 또는 제 17항에 있어서, 진동 전압 로울러는 상기 로울러 내부에 인버어터식 고주파 진동 시스템이 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법.
제 1항 또는 제 17항에 있어서, 원심 회전과 동시의 진동 전압 로울러에 의한 내부 진동은 주파수 3,600 ∼ 12,000Hz, 진폭 0.2 ∼ 0.7mm의 진동력 16 ∼ 300KN인 것을 특징으로 하는 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법.
제 1항 또는 제 17항에 있어서, 제 2원심 회전 장치에서의 원심 회전과 동시의 진동 전압 로울러에 의한 성형은 진동 전압 로울러의 선압과 선속도를 각각 제 1단계 내지 제 6단계 : 10 ∼ 20kg/cm 및 65 ∼ 960m/min, 제 7단계 : 21 ∼ 30/kg/cm 및 70 ∼ 1050m/min, 제 8단계 : 31 ∼ 40kg/cm 및 75 ∼ 1080m/min, 제 9단계 : 41 ∼ 50kg/cm 및 80 ∼ 1130m/min, 제 10단계 : 41 ∼ 50kg/cm 및 80 ∼ 1130m/min으로 하여 성형하고, 각 단계별 전압 시간을 2초 ∼ 60초로 하는 원심 회전 및 전압에 의한 성형을 특징으로 하는 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법.
제 20항에 있어서, 제 7단계 및 제 8단계에서 원심 회전 및 전압과 동시에 진동 전압 로울러로 주파수 3,600 ∼ 12,000Hz, 진폭 0.2 ∼ 0.7mm의 진동력 16 ∼ 300KN을 가하는 것을 특징으로 하는 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법.
제 1항 또는 제 17항에 있어서, 상기 제 2원심 회전 장치에서 원심 회전, 내부 진동 및 전압에 의한 성형후 성형 모울드를 100 ∼ 600r.p.m.(원심력 : 20 ∼ 50g)으로 30 ∼ 240초 동안 고속 원심 회전시킨후 50 ∼ 275r.p.m. (원심력 : 5 ∼ 10g)에서 저속 원심 회전과 동시에 진동 전압 로울러의 선속도를 80 ∼ 1130m/min(선압 : 41 ∼ 50kg/cm)로 하여 10 ∼ 60초 동안 원심 회전 및 전압 성형을 실시하는 것을 특징으로 하는 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법.
제 1항에 있어서, 자동 투입기, 정량 투입 컨베이어, 제 1원심 회전 장치와 진동 발생 장치, 제 2원심 회전 장치와 진동 전압 장치로 구성된 일관 생산 라인을 이용하는 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법.
제 1항, 제 5항 또는 제 17항에 있어서, 원심 회전 및 외부 진동에 의한 성형 공정을 완료한 후 원심 회전(50 ∼ 275r.p.m. ; 원심력 5 ∼ 10g)및 진동 전압 로울러에 의한 10단계 전압과 내부 진동(진동력 16 ∼ 300KN, 주파수 3,600 ∼ 12,000Hz, 진폭 0.2 ∼ 0.7mm)을 가함과 동시에 외부 진동(진동력 16 ∼ 300KN, 주파수 3,600 ∼ 12,000Hz, 진폭 0.2 ∼ 0.7mm)을 가하는 것을 특징으로 하는 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법.
제 24항에 있어서, 진동 전압 로울러에 의한 10단계 전압은 진동 전압 로울러의 선압과 선속도를 각각 제 1단계 내지 제 6단계 : 10 ∼ 20kg/cm 및 65 ∼ 960m/min, 제 7단계 : 21 ∼ 30kg/cm 및 70 ∼ 1050m/min, 제 8단계 : 31 ∼ 40kg/cm 및 75 ∼ 1080m/min, 제 9단계 : 41 ∼ 50kg/cm 및 80 ∼ 1130m/min, 제 10단계 : 41 ∼ 50kg/cm 및 80 ∼ 1130m/min으로 하고, 각 단계별 전압 시간을 2초 ∼ 60초로 하며, 제 7단계와 제 8단계에서 내부 진동을 동시에 가하는 것을 특징으로 하는 내부 진동이 부가된 고강도 콘크리트관의 개량된 제조 방법.