KR100262272B1 - 주파수별 전자파(電磁波) 차단 콘크리트 및 그 조성산출방법 - Google Patents

주파수별 전자파(電磁波) 차단 콘크리트 및 그 조성산출방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광물 접합제, 전도성 부가물질 및 물을 포함하고 있는 전자파 차단 콘크리트 및 이 콘크리트의 조성산출방법에 관한 것으로, 상기 전자파 차단 콘크리트에 의해 건축물의 벽면을 직접 타설로 제작하거나 조립식 콘크리트 패널의 형태로 건물의 외벽에 부착하거나 또는 기 건축된 건물의 외벽에 미장에 의해 도포함으로써 특히 전자파 매개공간을 통한 정보의 유출을 방지할 뿐만 아니라 발생되는 전자파로 부터 전자기 차폐벽 내외의 작업자 등을 보호할 수 있도록 한 전자파 반사 및 흡수기능을 갖는 전자파 차단 콘크리트 및 이 콘크리트의 조성을 조절하는 방법에 관한 것이다.

Description

주파수별 전자파(電磁波) 차단 콘크리트 및 그 조성산출방법
본 발명은 주파수별 전자파 차단 콘크리트 및 그 조성산출방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건축물의 주변 벽면 설비 위에 직접 타설(puoring), 살포(spray) 또는 미장(plastering)하거나, 콘크리트 타일 또는 플레이트의 형태로 제작하여 자재로 건축물의 벽면에 조립 설비함으로써 특히 전자파 매개 공간을 통한 정보의 유출을 방지하도록 전자파를 차단하는 기능을 갖는 콘크리트 및 이 콘크리트의 조성을 조절하는 산출방법에 관한 것이다.
최근 들어 전자통신 기술의 급속한 발달은 전자파의 남용을 불러왔으며 이로인해 여러 가지 예기치 못한 문제점들이 대두되고 있다. 이러한 문제점들은 대체로 2가지 관점에서 나누어 볼 수 있는데, 그 하나는 전자파를 직접 이용하는 측에서 발생할 수 있는 것이며, 다른 하나는 전자파를 직접 이용하지는 않으나 이로 인해 피해를 입는 측에서 발생하는 것이다.
다시 말해, 전자파를 이용하는 측에서 발생할 수 있는 문제점은 예컨대, 개별 건축물 또는 기타 시설물의 내부 공간에서 일반용도 또는 특수용도의 전자제품을 생산할 때 작업과정에서 발생되는 전자파로 인해 생산업체의 제품제작과 관련된 정보가 유출되어 기업비밀이 누설되는 전자파 사용 측면에서의 피해이다.
다른 문제점은 전자파의 피사용 측면에서의 문제로, 전자파 에너지가 인간, 동물 및 식물 등 생태계에 대해 부정적인 영향을 미치는 것이다. 이는 또한 생물학적인 직접피해에 그치는 것만이 아니고, 작업공정에서 발생 누설된 전자파가 주변의 전자파매체 공간을 오염시킴으로써 무선연락 및 연결, 전자적인 운영체계 등에 다양한 장애를 유발할 수도 있다는 사실로 부터 위에서 언급한 것보다 더욱 심각한 피해로 받아들어지고 있다.
이에 따라, 현재의 건축 시설물들은 위와 같은 문제점들에 대한 대책으로서 건축물의 내외부 공간 상호간의 전자파 통과를 차단하도록 하고 있으며, 그 방법 중 대표적인 사례가 건축물의 내벽 및 외벽에 3 내지 5 mm 두게의 박판형 금속재료를 덮어 씌우는 방식이다.
이 방법은 기 설치된 건축물의 주변 벽면 위에 이들 박판형 금속재료를 덮어 씌우고 이들 금속박판 사이를 용접하는 방식을 춰하고 있는데, 이에 필요한 용접작업에 대한 부담이 지나치게 크다는 또다른 문제점을 가지고 있었다. 왜냐하면, 이러한 방식을 적용할 경우 특히 건축물의 전자파를 차단하기 위해 금속박판의 이음매 부분을 용접에 의해 접합하여야 하는네, 이 접합작업이 상당히 고도한 수준의 용접기술을 필요로 하기 때문이다.
뿐만 아니라, 용접에 의해 이음매 부분이 접합된 금속박판의 전자파 차단 성능을 시험하기 위해서는 차페실의 경우 방사능 동위원소등을 이용한 비파괴 검사나 전자파 송수신 장비를 이용하여 검사를 하여야 하나, 이러한 시험에 필요한 작업이 복잡하고 까다로우며 소요장비에 따른 비용부담이 적지 않은 문제점이 있었다.
또한, 이와 같은 전자파 차단 설비방식의 건축 구조물에 있어서는 위에서 언급한 바와 같은 건물 외부에 대한 피해 즉, 전자파 누출로 인한 피해 뿐만 아니라 건축물 내부에 있어서의 피사용 측면에서의 문제점도 역시 고려되어야 한다.
다시 말해, 건축 시설물 내부에서 발생한 전자기 에너지(ElectroMagnetic Energy)를 내부에 국한시켜 제한하는 전자파 차단의 문제 이외에도 피사용 측면에 있어서 내부의 작업 근무요원들을 늪은 전기 자기장으로부터 보호하기 위한 생물학적 기준이 보장되어야 할 필요성이 있다. 이에 따라 무중력의 우주 공간에 준하는 즉, 시설물 벽면의 무반향성(無反響性)을 달성하거나 또는 전자파의 반향도(反響度)를 상당 수준으로 줄일 수 있는 등의 제반 조건들을 조성하기 위한 수단이 강구되어야 한다.
종래에는 이를 위해 예컨대, 전자파 차단을 위해 철재의 금속박판을 이용하는 경우 금속박판의 표면에 전자파흡수 물질을 최종적으로 도포 또는 부착하는 등 전자파 반사계수를 감소시키기 위한 여러가지 조치를 춰함으로써 건물 내부에서 발생되는 전자파로 부터 작업자들을 보호할 수 있도록 하였다.
현재 널리 이용되고 있는 전자파 차단설비의 건축을 하나의 예로 들어 종래의 전자파 차단 설비가 가지고 있는 문제점을 보다 구체적으로 설명하면 아래와 같다. 먼저, 예컨대 콘크리트, 철근 콘크리트, 벽돌, 철재 등의 일반적인 건축재료를 이용하여 설비 건축물 자체를 건축한다;
다음에 적당한 ㄱ형강, ㄷ형강, H형강 등의 압연 철강재료로 보강된 구조물에 금속박판 재료를 이용하여 설비 건축물 내부에 추가로 전자파 차단 설비를 한다; 전자파차단 재료의 표면에 전자파흡수 재료를 도포 또는 부착하여 전자파흡수 설비를 한다.
이러한 전통적 방식의 특수 건축설비물의 전자파 차단 방식은 무엇보다도 소요 비용이 지나치게 많이 들 뿐만 아니라 위와 같은 설비방식의 여러 가지 결점들 이외에도 또다른 측면에서의 해결이 용이하지 않은 문제점을 수반하는데, 특히 전기에너지의 공급, 통풍에 의한 환기, 통신등에 필요한 연결선의 매립 그리고 난방 등에 커다란 문제점들이 있었다.
이러한 제반 문제점들 중의 하나로 작업공정에 투입되는 인원의 출입을 위한 출입문 등 출입시설과 작업인원 및 장비등의 이동을 위한 직접적인 이동통로가 필요함으로 인하여 전자파 흡수재료의 힁단면 구조와 돌출부분들의 기하학적 설치 및 유지 문제를 들 수 있다. 이러한 점들과 관련하여 명백하게 지적할 수 있는 사실은 전자파 차단 재료를 가지고 차단벽 자체에 대한 수리를 하거나 전자파 차단 재료의 일부를 교체할 때 조립 철재 차단벽의 외부측으로 작업 인원이 출입할 수 있도록 기존건물의 내벽면과 전자파 차단재의 외벽면 사이에 통로를 반드시 설치하여야 함으로 인하여 건축물에 있어서 야기되는 평면 및 공간의 손실이 지나치게 크다는 점이다.
이에 못지 않게 문제가 되는 것은 이러한 무반향 작업공간 내부에 통로, 특수 바닥 포장재, 이동용 소형 교각시설물 등과 같은 작업인원의 출입 및 이동 시설의 확보를 위해 마련된 설비들로 인해 과도한 평면공간의 손실이 따른다는 점이다.
본 발명은 상기한 바와 같이 종래의 전자파 차페식 건축물에서 사용되는 전자파 차단방식이 가지고 있는 제반 문제점들을 해결하기 위해 고안된 것으로, 차폐식 건축물에서 사용하는 금속재 차단벽의 적용을 통한 전자파 차단 설비의 결점에 대한 분석결과 멸도의 차단벽이나 전자파 흡수재를 사용하지 않고 건축물의 벽면 자체로 전자파를 반사 및 흡수를 통해 차단할 수 있는 콘크리트이며 차단이 요구되는 전자파의 주파수에 따라 이러한 콘크리트의 최적 조성비를 산출하는 방법을 제안하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 따라서 이러한 목적을 달성하기 위해 광물 접합제, 전도성 부가물질 및 물을 포함하고 있는 전자파 차단 콘크리트를 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명은 상기한 전자파 차단 콘크리트에 있어서, 콘크리트 단위 부피당 전도성 부가물질 소요량(Km)에 대한 콘크리트 단위 부피당 광물 접합제 소요량(C)의 조성비를 N, 전자파 주파수(f MHz)에 상용대수를 취한 값을 q(=log f)라고 할 때, 콘크리트의 전자파 반사 손실량(L dB)은
L = 5.9N-4.68-(1.233N-1.27)q
로 표현되는 관계식에 의해 산출되며, 콘크리트의 단위 두께당 전자파 흡수량(αdB/cm)은
α= exp [(0.94-0.25N)2q+(0.94-0.25N)(0.03+0.064N)q2+{(0.03+0.064N)2q3/3}+(0.9N-0.48)]
로 표현되는 관계식에 의해 산출되는 전자파 차단 콘크리트의 조성산출방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 따른 전자파 차단 콘크리트는 종래의 전자파 차단 콘크리트와 동일한 용도로 다음 3가지 경우에 사용될 수 있다.
먼저, 본 발명의 콘크리트를 이용하여 단순한 외벽으로서의 기능과 전자파 차단의 기능을 겸비하도록 직접 타설 또는 미장하거나 기제작된 패덜형 벽체를 조립함으로써 건축물을 시공할 수 있다.
다음으로, 기 건축 설비물에 대한 추가적인 전자파 차단화가 요구될 경우 일반적인 방식으로 건축되어 있는 외벽면 등을 본 발명의 콘크리트를 이용하여 추가시공할 수 있다.
끝으로, 이미 종래의 금속재 전자파 차단벅에 의해 전자파 차폐가 되어 있는 건축물의 벽면이 손상 등의 원인으로 부분적인 수리 또는 교환할 필요성이 있을 때 재시공할 수 있다.
위에서 언급한 각각의 경우들은 제각기 다른 종류의 속성을 지닌 전자파 차단 콘크리트의 적용이 필요하다. 즉, 새로운 건축 설비물이 설계될 시에 전자파 차단 콘크리트로 제작된 외벽면 설비 구조물, 예를 들어 벽면용 패널, 칸막이 패널 등등을 이용한 전자파 차단 설비가 가장 바람직하다. 바닥과 천장은 대개 단일체가 되도록 콘크리트를 타설하거나 건축 공사 과정 중에 직접 (특히 천장에 대한) 보강용 망사에 살포(spray)하는 방식으로 회반죽 층을 입히는 등의 전자파 차단 설비가 되어야만 한다.
기타의 개별 경우들에 있어서는 조립식 철근 콘크리트 패널 간의 전기적인 접속을, 그리고 단일체가 되도록 설비된 바닥과 천장간의 전기적인 접속을 개선하기 위해 외곽면을 따라 철재 향강류로 테를 두른 전자파 차단 콘크리트 패널의 제작이 필수적이다.
조립식 철근 콘크리트의 제작 시에도 동일한 방식으로 출입구 및 기타 창문등의 설비를 위한 개구부들에도 테두리를 둘러 추후 출입구 및 기타의 출입 구조물의 실제 조립 및 설치 시 이용이 가능하도록 한다.
기존 건축물의 벽면을 이용하여 내부에 차폐를 위한 설비를 추가하거나, 기 건축물에 설비된 차폐실에서의 손상등의 원인으로 종래의 금속재 차단벽을 수리 또는 교환할 필요가 있는 경우에도, 전자파 차단 콘크리트로 제작된 조립 외장식 패널을 이용한 차단 기자재와 같은 것이 필수적이라 볼 수 있으며 이러한 조립 외장식 패널이 없을 경우 전자파 차단 콘크리트 혼합물로 된 회반죽층은 추가 타설하여 전자파 차단설비로 할 수 있다.
전자파 차단 콘크리트의 적용과 관련한 상기의 다양한 경우를 고려하여 이들의 실제 적용에 있어서는 각각의 경우에 상응하는 전자파 차단 콘크리트 혼합물의 구성성분 조성을 확정할 필요가 있다.
이러한 다양한 구성성분의 종류에 대한 확정에 있어 중점적으로 검토된 사항 중의 하나가 본 발명의 콘크리트에 부여되는 전도성을 향상시키기 위해 탄소물질과 같은 전도성 부가물질을 사용하는 것이며, 이와 동시에 세계 어느 지역에서도 쉽게 입수가 가능한 염가의 전도성 부가물질을 선택하는 것이다. 이러한 선택의 결과 다양한 전자파 차단 콘크리트의 전도성 부가물질 중 최적의 재료로 석탄 코우크스를 사용하게 되었다.
연구 결과 대부분의 경우에 있어서 원하는 효율을 보장하는 전자파 차단 콘크리트의 층 두꼐는 3 내지 5 cm를 넘는 경우가 드물었으며 탄소물질 즉, 코우크스의 최대 입자 크기는 1O mm로 한정된다. 또한, 이러한 전도성 물질로서 사용되는 탄소물질에는 석탄 코우크스 이외에도 카본 블랙, 흑연, 석탄가루(smut), 스우트(soot) 또는 스모크 블랙 등이 사용될 수 있다.
전파 차단 콘크리드의 접합제로 사용되는 광물접합제의 선택은 구체적인 건축시설의 이용 조건에 따라 달라진다.
대개의 경우에 있어서 전자파 차단 설비에 적합한 건축물은 작업 인원에게 알맞는 정상적인 기후, 습도 조건 예컨대, 섭씨 20 도 정도의 온도에 65%를 넘지 않는 상대 습도 조건을 갖춘 시설들이다. 따라서, 전자파 차단 공간의 위와 같은 운영조건하에서 전자파 차단 콘크리트 또는 전자파 차단 콘크리트 혼합물의 접합제로서는 실질적으로 시멘트등과 같은 모든 종류의 광물 접합제가 이용 가능하다.
예외적으로 상대 습도에 따라 그리고 예상되는 동절기 외부의 대기온도에 따라 내한성(耐寒性)을 고려하여, 외부 벽면재 패널의 제작이 필요할 경우 본 전자파 차단 콘크리트를 적용할 수도 있다.
연구결과에 따라 생산과정에서 품질을 관리하기 위해 전자파 차단 콘크에 대하여 하기와 같은 성분구성의 구분이 도출되었다.
1) 도전도(S/m) 별로 구분
Figure kpo00001
2) 압축 강도(MPa) 별 구분
3.5 MPa, 5.0 MPa, 7.5 MPa, 10.0 MPa, 15.0 MPa, 20.0 MPa
3) 접합제 별로 구분하면,
시멘트, 미세 입자로 분쇄된 슬래그(slag)와 알칼리 성분을 이용한 알칼리성 슬래그, 물유리, 석고 등을 사용하는 것으로 나누어질 수 있다.
전자파 차단 콘크리트의 비중은 900 내지 1600 kg/m3한계 내에서 압축 강도에 따라 달라진다. 이는 탄소물질 입자가 광물접합제와 비교하여 상대적으로 강도가 낮아 전자파 차단 콘크리트의 설계상의 물리적, 기계적 속성을 얻기 위해 필요한 광물 접합제의 소비량을 증가시켜야 하기 때문이다.
이와 동시에 주목할 사항은 전자파 차단 콘크리트 구성성분을 선택하기 위해서는 상당히 어려운 최적화 과정이 필요하다. 이는 전자파 차단 효율을 보장하기 위해서는 가능한 한 최대의 도전성을 갖도록 하는 것이 바람직한 바, 예컨대 코우크스 입자와 같은 도전성 부가물질인 탄소물질의 소비를 최대한 증가시키는 것인데 이는 전자파 차단 콘크리트의 적합한 설계상의 물리적, 기계적 속성의 확보와는 상반 관계에 있다.
연구 결과에 따르면 전자파 차단 콘크리트의 단위 중량 당 탄소물질 입자의 소비량은 전자파 차단 콘크리트의 압축강도별 종류에 따라 다르며, 다음 표 1과 같이 690 내지 800 kg/m3한계 내에 있다.
[표 1]
Figure kpo00002
일반적인 진동공정에 의해 본 발명의 전자파 차단 콘크리트를 제작하는 경우 콘크리트 1 입방미터당 소요되는 시멘트의 양이 280 kg 이하로 되면 탄소물질의 수분 흡수로 인해 수분량 감소가 야기되어 콘크리트의 주형속성이 급격하게 악화되면서 강도 유지가 곤란하게 되므로 이때에는 기본적으로 시멘트 소요량을 증대시켜 콘크리트의 강도를 유지하게 한다. 단, 콘크리트 타설시 항타와 같은 역학적 압착의 방식으로 전자파 차단 콘크리트를 압축하면서 제품을 주형하게 되면 200 내지 210 ℓ/㎥까지 물의 소요량이 감소되며, 그 결과 압축강도가 20.0 ㎫인 전자파 차단 콘크리트를 제작함에 있어 필요한 시멘트 소요량을 350 내지 400 kg/㎥까지 감소시킬 수 있다.
혼합물의 세 번째 구성성분인 물은 전자파 차단 콘크리트의 성분분석 결과 전자파 차단 콘크리트의 기계적 속성에 영향을 미치는 가장 증요한 요소이며, 물의 소요량은 대부분 주형 제작 시, 침윤 또는 회반죽 층의 타설 등 구체적인 작업과 관련하여 콘크리트 혼합물의 작업공정상 적합성이나 편리함에 따라 좌우될 수 있다.
또한, 전도성 부가물질 즉, 탄소물질 입자의 콘크리트 단위 부피당 소요량(Km; kg/㎥)과 시멘트의 콘크리트 단위 부피당 소요량(C; kg/㎥)의 관계인 N은 N=Km/C로 표현된다.
전자파 차단 콘크리트의 경우에 있어 전자기 에너지가 손실되는 양상에 따라 전자기 에너지를 구분하여 각 성분의 크기를 측정해 본 결과에 따르면 전자파 차단 콘크리트의 전자기 에너지의 손실 구조에 있어 주된 메커니즘은 아래에 표기된 표 2에서 알 수 있듯이 반사에 의한 손실인데, 전자기 에너지의 크기멸로 대개 60%를 상회한다. 전자기 에너지의 주파수를 증가시킬 때 또는 시멘트 소비량(C)에 대한 소요 탄소물질량(Km)을 증가시켜도 이러한 사실이 잘 나타난다. 또한 압축 강도가 5.0 ㎫에서 부터 20.0 ㎫에 이를 정도로 물리적 기계적 속성이 증대되면, 이때 전자기 에너지의 강도별 반사 계수도 60%이하의 수치를 나타내다가 심지어 30%까지 감소된다.
[표 2]
전자파의 주파수(f)에 따른 단위 두께당 전자파 흡수량(α), 반사 손실량(니 및 반사계수(K)
Figure kpo00003
결과적으로 상기한 전자파 차단 콘크리트는 그 조성 및 기능 속성면에서 볼때 "전자파 차단"이라는 용도를 완전히 층족시키고 있으며 따라서 위와 같은 경우들에 있어 전자파 차단 콘크리트의 전자기 에너지 손실실험에 따르면 역시 중요한 것은 전자파 흡수가 아니라 전자파 차단임을 알 수 있다.
전자파 반사와 전자파 흡수에 대한 전자기 에너지 손실 시험에 따른 전체손실의 총합계로 표현된 전자파 차단의 효율성은 하기의 수학식 1과 같다.
[수학식 1]
S = L + dα
여기에서 L임 반사 손실량(dB),
d는 전자파 차단 콘크리트의 두께(cm)
α는 단위 두께당 흡수량(dB/cm)을 각각 나타낸다.
미분 방정식에 따라 전자파 차단 콘크리트의 전자 기계적인 속성 및 상기 수학식 1에 적용된 계수들에 대한 많은 연구 실험들을 분석한 결과에 의하면 반사 손실량(L)과 단위 두께당 흡수량(α)의 크기와, 전자파 차단 콘크리트의 조성 즉, 탄소물질 입자 소비량의 시멘트 소요량에 대한 비(N)와, 전자파 주파수(f; ㎒)의 상관 관계에 있어 다음과 같은 수학식 2 및 수학식 3과 같은 상당히 단순한 공식을 구할 수 있게 된다.
[수학식 2]
L = 5.9N-4.68-(1.233N-1.27)q dB
[수학식 3]
α= exp [(0.94-0.25N)2q+(0.94-0.25N)(0.03+0.064N)q2+{(0.03+0.064N)2q3/3}+(0.9N-0.48)] dB/cm
수학식 1 및 2에서 q = Log f ㅇl며, f는 전자파의 주파수(㎒)이다.
수학식 1 및 2로 표현되는 관계식은 전자파의 실제 주파수 크기와 관련하여 원하는 전자파의 물리적 속성에 따라 조성비 N의 크기를 다양하게 조정함으로써 전자파 차단 콘크리트의 조성을 설계하거나 N의 크기가 일정 수준에서 확정된 조건하에서 전자파 차단 콘크리트의 전자파 물리적 속성을 예상할 수 있도록 해준다.
[실시예]
표 1에 제시된 전자파 차단 콘크리트를 보다 구체적으로 N = 2.3(이는 탄소 물질 입자 소비량 720 kg/㎥에 시멘트 소비량 약 313 kg/㎥의 경우에 상당한다.) 이 고 전자파 주파수(f)가 100, 1000 및 10000 ㎒의 경우에 전자파 차단 콘크리트의 전자파 물리적 속성(반사 손실량(나과 전자파 흡수율(α))을 규정한 것이다.
위와 같이 N이 2.3이고, q = Log f 로 표현되는 주파수(f)가 100,1000 및 10000 MHz일 때 수학식 2는 아래와 같다.
f = 1OO ㎒인 경우,
q = Lg 100 = 2
L = 5.9x2.3-4.68-(1.233x2.3-1.27)x2 = 5.758;
f = 1OOO ㎒일 때 ,
q = Lg 1000 = 3
L = 5.9x2.3-4.68-1.5969x3 = 4.19;
f = 10000 ㎒일 때 ,
q = Lg 10000 = 4
L= 13.57-4.68-1.5659x4 = 2.626
마찬가지 방식으로 흡수율(α)은
q = 2일 때 9.015;
q = 3일 때 17.363 ;
q = 4일 때 45.95이다.
상기의 표 1에 제시된 전자파 차단 콘크리트의 조성에 대해 추가 검증을 실시한 결과가 표 3에 제시되어 있다.
이러한 실시실험의 결과에서 얻은 전자파 반사손실량과 전자파 흡수율은 각각 다음과 같다.
전자파 반사손실량과 흡수율의 이론 계산치와 실험치와의 비교
[표 3]
Figure kpo00004
이러한 종류의 비교 실험이 표 2에 제시된 모든 전자파 차단 콘크리트 성분요소에 대한 추가 검증을 위해 실시될 수 있다. 그러나 실시예를 위해 위에 제시된 예들 자체가 예상되는 전자파의 크기에 준하여 이에 적합한 정도의 전자파 물리학적 속성, 즉 일정한 수준에서 예상되는 전자파 반사손실량(L)과 전자파 흡수율(α)을 갖는 전자파 차단 콘크리트의 조성 설계를 가능하게 하는 계산식으로서 층분한 신뢰도를 나타내고 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 전자파 차단 콘크리트의 조성산출방법에 의하면 예컨대 석탄 코우크스와 같은 탄소물질로 이루어진 전도성 광물과 시멘트와 같은 광물 접합제의 소요 배합비율의 변화를 통하여 전자파 차단 콘크리트의 전자파 물리적 속성을 조절 및 운용하기 위해 경험적 실험계수에 의해 수정된 관련 수학식 2및 3에 따라 전자파의 주파수(f)와 필요한 전자파 반사 손실량(L) 및 전자파 흡수율(α)의 크기에 알맞게 N값을 산정하고, 그 결과에 따라 필요한 속성을 갖는 전자파 차단 콘크리트의 조성을 계산해낼 수 있게 된다.
이때, 수학식 2 및 3에 사용된 계수는 장기적인 실험실에서의 실험과 실제 건축설비에 이용된 상태로 수행된 자연적인 실험을 통해 경험적으로 수정이 이루어진 값을 사용한 것이다.
이와 같이 본 발명에 따른 전자파 차단 콘크리트 및 그 조성산출방법에 의하면, 전자파의 주파수와 요구 전자파 반사손실량 및 전자파 흡수율에 따라 전도성 부가물질과 광물 접합제의 조성비를 결정하고자 할 때, 고가이면서도 많은 작업량을 요구하는 다수의 실험 설비 및 모형 또는 동축 안테나 등을 이용한 반복적인 실험을 수행하지 않고도 전자파 차단 콘크리트의 전자파 물리적 조성을 용이하게 밝혀낼 수 있으므로 전자파 차단 콘크리트의 구체적인 구성성분을 보다 손쉽고 신속하면서도 정확하게 설계할 수 있게 된다.
또는 반대로, 일련의 전자파 차단 콘크리트의 조성에 비추어 다양한 전자파의 권역별로 전자파 반사 손실량과 흡수율의 산정이 가능하게 되므로, 이들 전자파 반사 및 흡수율의 정확한 산정을 위하여 필요하였던 복잡하고 고가인 동시에 많은 부수적 작업을 요하는 종래의 실험방식에 의존하지 않고서도, 특수 목적의 건축 설비물에 대한 합리적인 전자파 차단 설비의 설계가 가능하게 된다.

Claims (3)

  1. (정정) 1) 전자파 차단 콘크리트가 사용될 용도에 따라 차단할 전자파의 주파수를 결정하는 단계(제1단계); 및
    2) 하기 수학식 1 내지 3을 이용하여 전자파의 주파수에 따라 전자파 반사 손실량 및 전자파 흡수량의 크기에 알맞게 전자파 차단 콘크리트 단위 부피당 전도성 부가물질 소요량(Km)에 대한 상기 콘크리트 단위 부피당 광물 접합제 소요량(C)의 조성비(N)를 결정하는 단계(제2단계);
    3) 상기 제2단계에서 결정된 조성비를 기준으로 하여 전자파 차단 콘크리트의 조성을 결정하는 단계(제3단계); 로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자파 차단 콘크리트의 조성산출방법.
    [수학식 1]
    S = L + dα
    [수학식 2]
    L = 5.9N-4.68-(1.233N-1.27)q dB
    [수학식 3]
    α= exp [(0.94-0.25N)2q+(0.94-0.25N)(0.03+0.064N)q2+
    {(0.03+0.064N)2q3/3}+(0.9N-0.48)] dB/cm
    상기 식에서 S는 전자파 총차단량이고, α는 상기 콘크리트의 단위 두께당 전자파 흡수량이고, ㄴ은 상기 콘크리트의 두께가 d일 때 상기 콘크리트의 전자파 반사 손실량이고, N은 전자파 주파수별로 전자파 차단 콘크리트 단위 부피당 상기 전도성 부가물질 소요량(Km)에 대한 상기 콘크리트 단위 부피당 상기 광물 접합제 소요량(C)의 조성비(N = Km/C)이고, q는 전자파 주파수에 상용대수를 취한 값 즉, q = 1og f를 의미한다.
  2. (정정) 제1항에 있어서, 상기 광물 접합제는 시멘트, 석고, 석회, 물유리, 미세 입자로 분쇄된 슬래그 또는 알칼리 성분을 이용한 알칼리성 슬래그를 포함하는 광물성 접합제인 것을 특징으로 하는 전자파 차단 콘크리트의 조성산출방법.
  3. (정정) 제1항에 있어서, 상기 전도성 부가물질은 석탄 코우크스, 카본 블랙, 흑연, 석탄가루, 스우트 또는 스모크 블랙을 포함하는 탄소물질인 것을 특징으로 하는 선자파 차단 콘크리트의 조성산출방법.
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