KR100259749B1 - 다공성 콘크리트 방음 패널 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외관이 미려하고 흡음효과가 뛰어나면서도 제조가격이 싼 다공성 콘크리트 방음패널 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다. 본 발명에 의하여 내부에 스티로폴 패널을 장입하고 스티로폴 패널을 둘러싸는 외곽재료로서 공극율 10% 내지 30%의 연속성 공극을 갖는 콘크리트를 포장하고 양생한 후 에폭시, 우레탄, 실리콘, 아크릴 또는 불포화 수지로 부분함침하여 제조되는 공극율 9% 내지 29%를 갖고 강도가 200kg/㎠ 이상인 다공성 콘크리트 방음패널 및 그 제조방법이 제공된다. 이에 의하여 흡음 및 차음효과가 뛰어나고 경제성이 있는 방음 패널을 얻을 수 있다.

Description

다공성 콘크리트 방음 패널 및 그 제조방법

본 발명은 다공성 콘크리트로 된 방음용 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명은 취급이 용이하고, 방음효과가 뛰어나면서도 경제성이 있는 다공성 콘크리트로 된 방음용 패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.

도시가 과밀화되고 인구집중이 가속화됨으로써 근자에는 대단위 주거시설인 아파트 등이 점점 보편화된 추세이다. 이런 대단위 주거시설 옆에는 필히 교통량이 많은 도로가 인접하게 된다.

인접주거지역에 들리는 소음이 규제치를 초과하는 경우에는 소음 차폐시설을 설치하여야 한다. 종래의 소음차폐시설로는 알루미늄을 사용한 방음관으로 슬리트 형태의 수집구를 통하여 알루미늄 시트 내에 장착되어 있는 소음 흡수체에 의하여 소음을 흡수하고 방음효과를 얻는 방음시설이 사용되고 있다. 또한, 운전자 시야를 막지 않고 도시미관을 위하여 투명 플라스틱으로 된 소음차폐막이 사용되어지고 있다. 또한, 경제성을 고려하여 기포성 콘크리트로 된 패널과 블록 등이 방음벽 설비재료로서 사용되어지고 있다.

도로와 주거시설 사이에 설치되는 소음차폐시설에서 고려되어야 할 요소는 크게 세 가지로 나누어 볼 수 있다.

첫째로, 도시미관적 요소이다. 소음차폐시설이 기능에만 치우치다 보면 환경적인 측면에서 도시미관을 더욱 삭막하게 만든다.

둘째로, 소음방지효율이다. 소음방지에는 두 가지 측면이 있다. 소음을 차단하는 것과 소음을 흡수하는 것이다. 소음을 차단하는 것은 소음 도달방향에 차폐막을 설치하여 가청방향으로의 소음을 차단하는 것이다. 소음은 차폐막 도로 등에 반사되어 집단주거시설에서의 가청방향을 벗어난 방향으로 전달될 것이다. 이러한 소음차폐막이 설치된 곳은 주거시설 쪽에서는 소음이 감소되는 효과가 있으나 차량운전자는 반사판에 의하여 소음에 집중 노출되게 된다.

소음흡수 또는 방음은 방음벽의 물리적인 성질에 의하여 전달되는 소음을 흡수하여 소음을 저감시키는 것이다. 이러한 기능은 주거시설의 주민뿐만 아니라 단순한 차단막에 비하여 상대적으로 운전자에게 전달되는 소음을 저감시키는 효과가있다.

셋째로 경제성이다. 도로방음시설은 주거시설에서의 소음을 소음규제치(70dB) 이하로 줄이는 것이 목적이고, 설비가 대단위로 이루어지는 것이므로 설비의 경제성이 대단히 중요한 요소이다. 소음효과가 뛰어나다 하더라도 가격이 비싸다고 한다면 도로방음시설로 적용하기에는 문제가 있다.

종래의 슬리트를 가진 알루미늄 시트로 된 방음벽은 소음흡수 효율은 다소 뛰어나지만 가격이 비싸고 미관도 썩 훌륭하다고 할 수 없다.

경량 콘크리트로 된 패널은 경제성은 있으나 경량 콘크리트 재료가 충격에 특히 약하고 경량 콘크리트라고 하나 무게가 상당함으로 이동 및 설치가 용이하지 않다. 콘크리트 블록도 동일한 문제를 가지고 있는데 블록이 단위평면이 좁아 시공을 하기가 복잡하고 방음벽 상부에서 도로 안쪽으로 굴곡 처리하기가 특히 어렵다.

투명 플라스틱으로 된 방음벽은 도시미관상 적합하다. 그러나, 투명 시트재는 대단히 고가라 경제성에 문제가 있다. 또한 투명 플라스틱은 소음을 흡수한다기 보다도 소음을 차단하여 반사하는 역할을 한다.

본 발명의 목적은 뛰어난 미관과 소음흡수 효율을 가지면서도 취급, 설치하기가 용이하고 내구성이 있어 유지보수가 용이하여 결과적으로 경제성이 뛰어난 다공성 콘크리트 방음용 패널을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 스티로폴 패널을 함몰시키고 연속성 공극을 갖는 다공성 콘크리트 혼합물로 이를 둘러싼 패널로서 다공성 콘크리트 혼합물을 함침 수지로써 부분적으로 함침시켜 연속성 공극을 유지하면서 방음용 패널로써 충분한 강도를 달성함으로써 방음용 패널로서 여러가지 조건을 만족시킬 수 있다는데 착안하여 본 발명을 완성하게 되었다.

제1도는 본 발명의 실시양태를 나타내는 다공성 방음 패널의 사시도,

제2도는 본 발명의 다른 실시양태를 나타내는 다공성 방음 패널의 사시도,

제3도는 본 발명의 또다른 실시양태를 나타내는 다공성 방음 패널의 사시도,

제4도는 본 발명의 또다른 실시양태를 나타내는 다공성 방음 패널의 사시도이다.

제5a도는 본 발명의 또다른 실시양태를 나타내는 다공성 방음 패널의 사시도이고,

제5b도는 제5a도를 A-A'의 절취선으로 자른 단면도이다.

제6a도는 본 발명의 또다른 실시양태를 나타내는 다공성 방음 패널의 사시도이고,

제6b도 및 제6c도는 B-B' 절취선으로 자른 제6a도의 단면도로 각기 다른 내부구조를 나타낸다.

제7a도와 제7b도는 각각 본 발명의 또다른 실시양태를 나타내는 다공성 방음패널의 사시도와 그 단면도이다.

제8도는 본 발명에 따른 다공성 방음패널의 조립을 보여주는 사용상태도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 스티로폴 2 : 다공성 콘크리트

3 : 합입된 수지 4 : 표면요철

5 : 함몰 스티로폴 요철 6,7 : 조립을 위한 요철

8 : 방음 패널 설치 기둥 9 : 다공성 방음 패널

본 발명에 의하여 스티로폴 코아와 상기 코아를 둘러싸고 10mm체를 80 내지 100% 통과하고, 0.5mm체에서 0 내지 20%를 통과하는 골재 1 중량부, 시멘트 0.125 중량부 내지 0.5 중량부, 물 0.045 내지 0.09 중량부, 시멘트 사용량 10% 이하의 안료 및 시멘트 사용량의 2% 이하의 혼화제로 조성되는 다공성 콘크리트로 이루어지고 상기 다공성 콘크리트가 에폭시, 우레탄, 실리콘, 아크릴 및 불포화 수지로 이루어지는 군에서 선택된 수지에 부분 함침되어 공극율이 9% 내지 29%이고 강도가 200kg/㎠ 이상인 다공성 콘크리트 방음 패널이 제공된다.

본 발명에 있어서 골재의 입도분포는 공극율 및 목적하는 패널의 강도에 따라 다양한 선택이 가능하다. 입도분포가 넓으면 작은 입자가 큰 입자 사이의 공극을 메우므로 공극율이 낮아지고 따라서 완성 콘크리트의 강도가 높아진다. 그러나 이상적인 혼합이 이루어지지 않으면 큰 입자와 작은 입자의 편재에 의해 강도가 불균일해지므로 품질을 조정하기가 비교적 어렵다.

이에 반하여 입도분포가 좁으면 공극율이 높아지고 완성 콘크리트의 강도가 낮아지나 입도가 균일하므로 품질을 조정하기가 비교적 쉬워진다.

공극율이 높으면 함침수지의 부분 함침율을 증가시켜 강도를 조정할 수 있다. 이에 따라 본 발명에 있어서는 다양한 입도분포가 가능하다.

본 발명에서 사용되는 %는 달리 표시가 없는 한 중량% 이다.

골재의 입도분포를 입자가 큰 경우로는 10mm 체에서 80 내지 100% 통과하고 5mm 체에서 0 내지 40% 통과하는 골재이다. 그 다음 크기의 골재로는 5mm 체에서 80 내지 100% 통과하고 3mm 체에서 0 내지 10% 통과하는 입도분포의 골재가 사용될 수 있다.

조금 작은 골재로는 3mm 체에서 80 내지 100% 통과하고 1mm 체에서 0 내지 10% 통과하는 골재가 사용될 수 있다.

더 작은 골재로는 2mm 체에서 80 내지 100% 통과하고 0.5mm 체에서 0 내지 10% 통과하는 골재가 사용될 수 있다.

가장 작은 골재로는 1mm 체에서 80 내지 100% 통과하고 0.5mm 체에서 0 내지 20% 통과하는 골재가 사용될 수 있다.

골재 공극율은 입자의 크기, 입도분포 및 골재의 마모율에 의하여 결정되고 입도의 범위가 비슷할 때는 입자의 크기가 클수록 공극율이 낮아지고, 입자의 크기가 작을수록 공극율이 높아진다. 공극율이 낮아지면 콘크리트의 강도가 높아지고 공극율이 높아지면 콘크리트의 강도가 낮아진다.

본 발명에 있어서는 이러한 입도분포의 차이에서 오는 강도의 차이를 수지를 사용하여 공극율을 조정함으로써 바람직한 강도를 가지면서도 연속성 공극을 가져 흡음성능이 뛰어난 다공성 콘크리트 방음 패널을 얻을 수 있다.

다공성 콘크리트 방음 패널은 직선단면을 가질 수 있으나 바람직하게는 상, 하 각각 요철형 단면을 가져 결합 조립이 용이하게 되도록 할 수 있다.

방음패널의 전, 후면은 미관 또는 표면적을 넓게 함으로써 방음 효율을 높이기 위하여 요철형 무늬를 가질 수 있다.

본 발명의 다공성 콘크리트 방음 패널의 콘크리트 조성물은 적당량의 안료 및 염료를 함유하여 미관을 향상시킬 수 있다. 경우에 따라서, 상기 콘크리트 조성물은 분쇄 폐타이어를 골재 구성치의 5 내지 30%를 혼합 사용하여 패널의 탄성도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의하여, 10mm 체를 80 내지 100% 통과하고 0.5mm 체에서 0 내지 20%를 통과하는 골재 1 중량부, 시멘트 0.125 중량부 내지 0.5 중량부, 물 0.045 내지 0.09 중량부, 시멘트 사용량 10% 이하의 안료 및 시멘트 사용량 2% 이하의 안료로 된 혼합물을 상기 형틀에 주입하여 다짐하는 단계; 상기 혼합물 상에 스티로폴 패널을 위치시키는 단계; 상기 혼합물을 형틀에 주입하고 다짐하는 단계; 상기 혼합물을 양생하는 단계; 및 상기 양생 중간에 또는 양생 후에 에폭시, 우레탄, 실리콘, 아크릴 및 불포화 수지로 이루어지는 군에서 선택된 수지를 패널 1㎥ 딩 0.2kg 내지 1kg으로 붓 또는 스프레이로 부분 함침하여 공극율이 9% 내지 29%이고, 강도가 200kg/㎠ 이상인 다공성 콘크리트 방음 패널을 제조하는 방법이 제공된다.

다공성 콘크리트 혼합물을 다짐할 때는 진동 가압하는 것이 바람직하다. 그리고 마지막으로 다짐할 때는 상부 가압판을 무늬가 새겨진 것을 사용하여 패널에 문양을 넣을 수 있다.

상기 제조방법에서는 전기한 바와 같은 다양한 입도의 골재가 사용될 수 있다. 또한 골재와 같은 크기의 분쇄 폐타이어를 골재 구성치의 5-30% 정도를 혼합하여 사용하여 패널이 탄성을 가지도록 할 수 있다. 또한 골재와 같은 크기의 폐유리를 골재사용량 5-50% 정도의 양으로 대체하여 사용하므로 빛 반사에 의한 미려한 패널을 만들 수 있다.

폐유리는 골재와 함께 콘크리트 조성물로 전체적으로 적용할 수 있으나 패널의 후면에만 적용하는 것이 운전자의 시야혼란을 막고 통행자 또는 거주자의 미관을 위해서 바람직하다.

이렇게 만들어진 패널은 골재의 크기 및 입도의 분포에 따라 공극율이 10% 내지 30% 이다. 공극율이 크면 콘크리트 강도가 떨어지지만 수지를 함침시킴으로써 강도를 증가시킬 수 있으므로 수지를 부분적으로 함침하여 공극율을 9% 내지 29%로 바람직하게는 10% 내지 25%로 조정하여 콘크리트 강도를 200kg/㎠ 이상이 되도록 한다. 이러한 공극율과 콘크리트 강도를 달성하기 위해서 에폭시, 우레탄, 실리콘, 아크릴 또는 불포화 수지를 농도에 따라 패널 1㎡ 당 0.1 내지 1kg의 양으로 표면에서 함침시킨다.

수지함침은 수지를 붓칠하거나 또는 스프레이 할 수 있다. 수지함침은 연속기공이 유지될 수 있도록 양을 조정하여 함침하여야 한다. 안료 및 염료를 수지에 첨부하여 수지사용량의 10% 이하의 범위에서 사용한다. 또한 경우에 따라서 펄 및 반짝이를 수지용액에 첨가하여 붓칠하거나 또는 스프레이 할 수 있다. 펄 및 반짝이는 패널의 양면에 적용할 수 있으나 운전자의 시야방해 때문에 패널의 후면에만 적용하는 것이 바람직하다.

이하, 실시예에 의하여 본 발명을 상세히 설명한다.

[실시예]

1) 가로 1m, 세로 30cm 인 나무형틀을 준비하고 형틀에 이형제를 살포한다.

2) 골재 1 중량부, 시멘트를 골재 기준으로 0.2 중량부, 물을 골재 기준으로 0.06 중량부, 시멘트 사용량 7%의 적색안료 및 시멘트 사용량의 1%의 혼화제로 조성되는 콘크리트 혼합물을 혼합한다.

골재의 입도는 10mm에서 80-100% 통과하고 5mm체에서 0-40% 통과하는 골재이다.

3) 형틀바닥에 2.5cm 두께로 콘크리트 혼합물을 투입 후 진동 가압한다.

4) 가로 80cm, 세로 25cm, 두께 10cm의 스티로폴 패널을 형틀에 정위치시킨다.

5) 2)에서의 콘크리트 혼합물을 2.5cm 두께로 채운 후에 진동가압한다.

6) 2일간 습윤 양생한다.

7) 양생완료 후에 형틀해체 후 대기 또는 건조실에서 건조시킨다.

8) 건조된 패널에 에폭시 수지를 건 스프레이한다.

완성된 패널의 공극율을 카터로 절단하여 측정한 결과 13.5% 이었고, 절단시험편의 압축강도는 250kg/㎠이었다.

실시예에 기재한 바와 같이 본 발명에 의하여 제조된 방음패널은 다공성 공극에 따른 흡음효과가 뛰어날 뿐만 아니라 스티로폴에 의한 차음효과를 갖게 되고 표면이 균일한 입자로 구성되므로 표면형상이 미려하고 다양한 색상으로 생산되므로 도심미관 환경개선에 큰 역할을 할 수 있다. 제조가 간편하여 어떠한 방음판보다 저렴하여 경제성이 있다.

Claims (20)

1. 스티로폴 코아와 상기 코아를 둘러싸고 10mm체를 80 내지 100% 통과하고, 0.5mm 체에서 0 내지 20%를 통과하는 골재 1 중량부, 시멘트 0.125 중량부 내지 0.5 중량부, 물 0.045 내지 0.09 중량부, 시멘트 사용량 10% 이하의 안료 및 시멘트 사용량의 2% 이하의 혼화제로 조성되는 다공성 콘크리트로 이루어지고 상기 다공성 콘크리트가 에폭시, 우레탄, 실리콘, 아크릴 및 불포화 수지로 이루어지는 군에서 선택된 수지에 부분 함침되어 공극율이 9% 내지 29%이고 강도가 200kg/㎠ 이상인 다공성 콘크리트 방음 패널.
2. 제1항에 있어서, 상기 골재가 10mm 체에서 80 내지 100% 통과하고 5mm 체에서 0 내지 40% 통과하는 골재인 다공성 콘크리트 방음 패널.
3. 제1항에 있어서, 상기 골재가 5mm 체에서 80 내지 100% 통과하고 3mm 체에서 0 내지 10% 통과하는 골재인 다공성 콘크리트 방음 패널.
4. 제1항에 있어서, 상기 골재가 3mm 체에서 80 내지 100% 통과하고 1mm 체에서 0 내지 10% 통과하는 골재인 다공성 콘크리트 방음 패널.
5. 제1항에 있어서, 상기 골재가 2mm 체에서 80 내지 100% 통과하고 0.5mm 체에서 0 내지 10% 통과하는 골재인 다공성 콘크리트 방음 패널.
6. 제1항에 있어서, 상기 골재가 1mm 체에서 80 내지 100% 통과하고 0.5mm 체에서 0 내지 20% 통과하는 골재인 다공성 콘크리트 방음 패널.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 패널의 상, 하 단면이 각각 요·철형으로 되어 상, 하 단면이 결합 조립되는 다공성 콘크리트 방음 패널.
8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 다공성 방음 패널의 전면 및/또는 후면이 요철형 무늬를 가지는 다공성 콘크리트 방음 패널.
9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 골재와 동일한 크기의 분쇄 폐타이어를 골재 구성치의 5 내지 30%를 혼합사용하는 다공성 콘크리트 방음 패널.
10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스티로폴 코아가 표면에 요철형 무늬를 가지는 다공성 콘크리트 방음 패널.
11. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다공성 콘크리트가 골재로서 폐유리를 전체 골재량의 5-50%를 포함하는 다공성 콘크리트 방음 패널.
12. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공극율이 12 내지 14%인 다공성 콘크리트 방음 패널.
13. 형틀을 준비하는 단계; 10mm 체를 80 내지 100% 통과하고 0.5mm 체에서 0 내지 20%를 통과하는 골재 1 중량부, 시멘트 0.125 중량부 내지 0.5 중량부, 물 0.045 내지 0.09 중량부, 시멘트 사용량 10% 이하의 안료 및 시멘트 사용량 2% 이하의 안료로 된 혼합물을 총량의 반 만큼 상기 형틀에 주입하여 다짐하는 단계; 상기 혼합물 상에 스티로폴 패널을 위치시키는 단계; 상기 콘크리트 혼합물을 총량의 나머지 반만큼 형틀에 주입하고 다짐하는 단계; 상기 혼합물을 양생하는 단계; 상기 형틀을 제거하는 단계; 및 상기 양생 중간에 또는 양생 후에 에폭시, 우레탄, 실리콘, 아크릴 및 불포화 수지로 이루어지는 군에서 선택된 수지를 패널 1㎥ 당 0.2kg 내지 1kg으로 붓 또는 스프레이로 부분 함침하여 공극율이 9% 내지 29%이고 강도가 200kg/㎠ 이상인 다공성 콘크리트 방음 패널을 제조하는 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 골재가 10mm 체에서 80 내지 100% 통과하고 5mm 체에서 0 내지 40% 통과하는 골재인 다공성 콘크리트 방음 패널.
15. 제13항에 있어서, 상기 골재가 5mm 체에서 80 내지 100% 통과하고 3mm 체에서 0 내지 10% 통과하는 골재인 다공성 콘크리트 방음 패널.
16. 제13항에 있어서, 상기 골재가 3mm 체에서 80 내지 100% 통과하고 1mm 체에서 0 내지 10% 통과하는 골재인 다공성 콘크리트 방음 패널.
17. 제13항에 있어서, 상기 골재가 2mm 체에서 80 내지 100% 통과하고 0.5mm 체에서 0 내지 10% 통과하는 골재인 다공성 콘크리트 방음 패널.
18. 제13항에 있어서, 상기 골재가 1mm 체에서 80 내지 100% 통과하고 0.5mm 체에서 0 내지 20% 통과하는 골재인 다공성 콘크리트 방음 패널.
19. 제13항 내지 제18항중 어느 한 항에 있어서, 상기 콘크리트 혼합물을 다짐할 때 진동 가압하는 다공성 콘크리트 방음 패널.
20. 제13항 내지 제18항중 어느 한 항에 있어서, 상기 공극율이 10 내지 25% 인 다공성 콘크리트 방음 패널.