KR100302125B1

KR100302125B1 - 유리섬유 강화 시멘트를 이용한 고건축물의 내/외장재 제조방법및 그 조성물

Info

Publication number: KR100302125B1
Application number: KR1019980052511A
Authority: KR
Inventors: 유종성
Original assignee: 유종성
Priority date: 1998-12-02
Filing date: 1998-12-02
Publication date: 2001-09-06
Anticipated expiration: 2018-12-02
Also published as: KR20000037766A

Abstract

본 발명은 유리섬유 강화시멘트를 이용한 고건축물의 내/외장재 제조방법 및 그 조성물에 관한 것으로, 특히 일정한 내용물이 수용되도록 설정된 소정의 형상 및 모양의 형틀이 형성되는 틀제작단계와, 상기 유리섬유 매트를 물리적으로 안정시키기 위한 유리섬유 내알칼리성화 단계와, 상기 형틀의 내부에 혼합물이 일정높이의 두께로 도포되고, 그 상부면 전체에 내알칼리화된 상기 유리섬유 매트를 안착시킨 다음 유리섬유 매트가 함침되도록 상기 혼합물이 수회 도포되는 유리섬유 함침단계와, 상기 형틀의 내부에 혼합물 및 유리섬유가 적층된 상태에서 설정된 시간 및 온도에 의해 양생되는 부속물 형성단계와, 그리고 경화된 후 형틀을 분리시키고 선택적으로 각양각색의 다양한 형상 및 모양으로 제작 또는 연마, 채색, 코팅 등의 사후 표면처리를 수행하는 가공단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 본 발명에 따르면 철근콘크리트골조와 부속물이 각각 분리 시공되어 기본 골조작업이 보다 손쉽고 편리하게 작업이 이루어져 작업능률 및 시간이 단축되고 고건축물의 내/외측면에 설치되는 다양한 모양과 형상의 부속물을 위한 여러가지 형틀이 불필요하므로 그에 따른 형틀제작 및 작업공정을 간소화되어 시공기간 및 비용이 절감되며 상기 부속물이 기본 철근콘크리트골조의 내/외측면에 조립 또는 분해 가능하게 형성되어 체결요소등을 사용 손쉽고 편리하게 시공 또는 해제작업이 용이함은 물론 교체에 의한 보수작업이 간단하여 유지보수비용이 절감되며 상기 부속물이 얇은 박판(薄板)이고 경량임은 물론 규정치 이상의 강도를 보유하고 선택에 따라 자유롭게 적은 비용으로 제작 및 대량생산이 가능함과 동시에 무기재로서의 불연 및 조형성, 내후성, 가공성, 질감이 뛰어나며 수요자의 욕구충족 및 외관, 제품성이 향상됨과 동시에 경제적이고 공기단축의 효과를 나타낸다.

Description

유리섬유 강화 시멘트를 이용한 고건축물의 내/외장재 제조방법 및 그 조성물

본 발명은 유리섬유 강화 시멘트(Fiberglass Reinforced Cement)를 이용하여 한옥(韓屋) 내지 문화재, 사찰(寺刹), 박물관, 유물전시관, 기념관등 고건축물(古建築物)의 내/외장재 제조방법 및 동 제조방법을 실시하기 위한 조성물에 관한 것으로서, 특히 얇고 가벼운 박판(薄板)으로 이루어져 고강도, 내마모성, 내후성 및 불연성이 뛰어나고 가공성이 용이하므로 설정된 규격에 준하여 각양각색의 다양한 모양과 형태 및 형상으로 대량 생산이 가능함은 물론 설치작업이 간단하고 편리하여 시공성등을 확보할 수 있게 한 유리섬유 강화시멘트를 이용한 고건축물 내/외장재 제조방법 및 그 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 국내 전통적인 고건축물(古建築物) 양식은 장식 아닌 순수한 구조역학을 바탕으로 하는 목조(木造)공법에 의해 이루어진 것이며, 오랜 세월과 경험을 통해 선조들이 깨달은 합리적인 구조기법으로 동양에서 찾아보기 어려운 독특한 기법과 의장으로 발전 개승되었다.

또한, 고대의 목조건축물(木造建築物)은 부재를 분리 해체하거나 재생이 용이한 자연친화성의 건축양식 이였다. 상기 목조건축물의 구성부재의 결합은 하나하나의 결합을 타부재와 절대적인 역학관계를 가지고 있으며 완전하게 제조된 독특한 부재들을 서로 조합하여 이루는 가구체(架構體)로서 건축물이 시공되므로, 현대사회의 산업화, 대량생산화, 규격화 및 경제성, 시공성등의 요건에 기인하여 조립건축공법(Prefabrication)과 유사한 점을 찾아볼 수 있다.

한편, 현재 국내 고건축물(古建築物)은 목조에만 의존하지 않고 다양한 재료를 사용하지만, 그중 대표적인 콘크리트를 이용한 내화구조로서의 철근 콘크리트(R.C.)공법, 조립 콘크리트(P.C.)공법을 이용한 시공방법이 시도되고 있으나 부속물(附屬物)인 공포재, 가구재, 지붕재등과 천정 및 바닥, 내/외벽, 기둥 등의 형상 및 모양이 복잡한 고건축의 부속물 등이 정교하게 제작하기 곤란함은 물론 크기에 비해 고중량이므로 작업이 어렵고 장시간의 작업시간이 소요되므로, 그에 따른 시공성 저하, 시공기간 및 시공비용 등과 내구성, 유지관리성 및 보존성 등이 요구되는 실정이다.

한편 국내 고건축물등은 역사적 사실에 비추어 보면 잦은 외세의 침입, 내란(內亂)등에 의한 화재로 인하여 무수히 많은 문화유산이 소실됨바 있으며, 현재에도 보존에 따른 유지관리의 부주의 및 관리자의 안일한 생각등에 의한 화재사고등으로 소중한 국보급 문화재등의 유물들이 소실된 것을 상기시켜 볼때 오늘날 우리의 전통문화 유산을 안전하게 보존하는데 에도 한계가 있어 새로운 재질의 건축자재 및 공법개발이 절실히 필요한 것으로 사료된다.

이처럼, 현존하고 있는 각종 국보급 문화재등이 화재사고에 무방비 상태로 노출된 상태이고 고건축양식으로 새롭게 건립할 건축물등도 화재발생에 대응되게 신축하기 위하여 많은 연구와 노력 및 개발비등을 투자하고 있는 실정으로 사료된다.

상기 고건축물의 내/외장재로 사용하기에 적합한 부재를 살펴보면 먼저 조형성(造形性)이 풍부함은 물론 가공성(절단, 천공, 채색등)이 좋으며 경량이고 내구성 및 불연성(不燃性)이 우수함과 동시에 가격이 상대적으로 저렴하고 유지보수 및 관리가 용이한 성능 등이 필수적으로 요구된다.

오늘날 현대건축물(現代建築物)은 철근 콘크리트 등을 사용하여 시공된 철근콘크리트구조등 단순 또는 주요구조 외에 내/외벽, 천정, 바닥 또는 조형성이 강조되는 마감재등의 두께가 얇고 가벼우면서 단열 및 차음성, 무흡수, 무전도, 무수축성 등과 고강도 및 조립 또는 해제등의 시공성이 용이한 건축자재등을 개발하여 이용하는 실정이다.

상기한 건축물의 내/외장재는 목재, 석재, 유리 및 금속재, 합성수지재(F.R.P.등), 벽돌재, 타일재, 석면재, 황토 등의 다양하지만 이들 대부분의 내/외장재는 상기 요구 및 성능을 모두 충족하는 것은 아니었으며, 특히 F.R.P.(Fiberalass Reinforced Plastic:유리섬유 강화 플라스틱)는 조형성, 가공성, 비중 등에서 뛰어나지만 체적팽창계수가 크고 온도변화에 취약하며, 특히 가연재(可燃材)라는 점에서 건축자재로 사용되기에 결정적인 문제의 요인등을 내포하고 있었다.

이에, 내후성 및 불연성이 뛰어난 무기재료인 석면은 상기 F.R.P.의 장점까지 겸비하고 있으나 아쉽게도 인체에 극히 유해하다고 알려진 강력한 발암물질로 판명되어 국/내외에서 제한적으로 사용되고있지만 점차 자취를 감추고 있는 실정이다.

따라서, 상기 건축물의 내/외장재로서는 시멘트에 유리섬유를 혼합하여 유리섬유 보강 시멘트 패널을 제조하는 방법이 1960년경 비르코비치(Biryukovich)라는 러시아(구소련)인에 의해 연구된 이래, 분산된 유리섬유를 시멘트의 보강재로 사용하는 G.R.C.(Glassfiber Reinforced Concrete:유리섬유 강화 콘크리트)는 시멘트에 유리섬유를 혼입하여 유리섬유 시멘트 패널을 제조하는 성형공법이 연구된 이래 1973년 영국의 유리제조 전문회사인 "필킹톤 브라더스사"에 의해 개발된 후 실용화되어 현재 널리 사용되고 있다.

한편 유리섬유는 그 모노휠라멘트(10-20μ)를 무수히 많은 가닥으로 집속하기가 용이하고 인장강도와 탄성, 유연성 및 보온 단열성이 뛰어난 소재로서 다양한 산업분야에서 응용되고 있으며 플라스틱과 같은 소성 경화재료의 보강재로 사용하기에도 적합하다. 그러나 유리섬유는 알칼리에 상대적으로 매우 약하다는 단점이 있기 때문에 이를 시멘트의 보강재로 사용하기 위해서는 무엇보다 시멘트의 응결, 경화과정 중 유리된 Ca(OH)₂, Mg(OH)₂, KOH 또는 NaOH등과 같은 알칼리 성분이 유리섬유 표면을 부식하지 못하도록 유리섬유를 내알칼리화 하는 것이 요구된다.

이러한 기술적 어려움과 관련하여 영국 특허 제 1290528호에서는 유리섬유에 지르코늄(ZrO₂)을 7-11% 첨가하는 기술을 개시하고 있으며, 일본 특허 소58-15450호에서는 유리섬유는 그 표면적이 크기 때문에 통상적으로 중량부 10%미만으로 첨가되는 지르코늄(ZrO₂)을 사실상 10-20%까지 중량 투입하더라도 내알칼리 효율이 저조하다는 문제를 지적한 후 경제성을 고려한 대안으로서 지르코늄 무기강산염, 즉 염화지르코늄, 황산지르코늄 또는 질산지르코늄 그리고 할로늄 무기강산염, 즉 염화알로늄 등을 가한 혼합수용액을 사용함으로써 낮은 지르코늄(ZrO₂) 함유율(6-8%)을 가진 시멘트 보강용 내알칼리성 유리섬유 제조방법을 기술하고 있다.

또한 일본 특허 평1-23424호에서는 내알칼리성 유리섬유는 시멘트 중의 알칼리성분에 의해 침식되지만 유리섬유로 부터 형성되는 침식생성물과 시멘트로부터 생성되는 알칼리성분이 중합하여 내알칼리 성분의 보호막이 서서히 유리섬유 표면에 형성됨으로써 그 이후에는 더 이상의 침식이 진행되지 않는다는 점을 지적한 것 외에, 그 유리섬유 표면의 분석결과 보호막이 규산칼륨 이라는 것을 밝혀내면서 궁극적으로 수용성 규산 알칼리와 마그네슘 화합물을 유리섬유의 표면에 부착하여 된 시멘트 보강용 내알칼리성 유리섬유에 관한 발명이 기술되어 있다.

상기의 선행기술들은 대부분 시멘트를 보강하기 위하여 유리섬유를 사용함에 있어서 시멘트에 대한 유리섬유의 내알칼리성을 얻기 위하여 유리섬유 표면에 지르코늄(ZrO₂)을 어느 정도, 어떻게 포함시키느냐 또는 고가의 지르코늄(ZrO₂)과 유사한 효과를 얻을 수 있는 경제적인 대체 내알칼리재는 무엇인가 등에 관한 기술로서, 그 첨가재 또는 유리섬유 표면 코팅재를 주로 무기물질 중에서 찾는 것에 주안점을 두고 있다.

한편, 상기 유리섬유를 시멘트의 보강재로 사용함에 있어서, 먼저 해결해야 할 또 하나의 과제는 유리섬유를 시멘트 수용액에 함침하는 과정 및 경화이후의 패널의 강도 등과 관련하여 상기 시멘트 수용액 내에 함침되는 유리섬유의 물리적 현상을 어떻게 하느냐에 관한 것이다.

일반적으로 유리섬유는 10-20μ 굵기의 미세한 모노휠라멘트를 약 100-200 가닥 정도 집속함으로써 직경 1-2mm 내외의 실(스트란드:Strand)형태로 만들 수 있고 다시 수 가닥 또는 수십 가닥으로 묶어 접속함으로써 보다 굵은 직경의 유리섬유접속체(로빙:roving)를 만들 수 있다. 참고로 종래 평판상의 F.R.P.는 유리섬유 스트란드를 대략 5-10cm의 길이로 잘라서 만든 다수의 쵸프트 스트란드(chopped strand)를 평면상에서 임의 방향으로 엇갈리게 가압 적층함으로써 미세하고 불규칙한 망목(茫目)을 망사 형상의 유연한 쵸프트 스트란드 매트(chopped strand mat)를 만들고, 이 유리섬유 쵸프트 스트란드 매트를 소정 형틀 내에서 점성의 플라스틱 수지 내에 함침함으로써 제조되었으며, 특히 함침과정에서 플라스틱 수지가 유리섬유 스트란드의 틈 사이로 충분히 함침되도록 하고, 그 함침과정 중 발생되는 기포를 효과적으로 제거하기 위하여 다수의 사람이 수작업으로 로울러질을 반복하는 일명 핸드레이-업(handray-up)작업 방법을 수행하였다.

그러나, 상기 유리섬유 쵸프트 스트란드 매트는 매트의 형상 그대로를 시멘트 보강재로서 사용할 수 없는데, 그 이유는

첫째, 유리섬유는 물에 닿으면 미끈거리고 녹거나 흐트러져 매트형상을 유지하기 어렵다.

둘째, 로울러 작업시 유리섬유가 로울러 표면에 감기거나 뜯겨지고,

셋째, 유리섬유 쵸프트 스트란드 매트는 원래 F.R.P제조용으로 개발된 것으로서, 비알칼리성 재료인 플라스틱에 사용 가능하지만 알칼리성 재료인 시멘트에 사용하기에는 어렵다는 것 등이다.

상기한 문제들로 인해 종래 영국 "필킹톤 브라더스사"에서 개발된 G.R.C.성형기법은 표면에 지르코늄(ZrO₂)을 피복 하여 내알칼리성을 갖도록 사전 처리된 로빙 상태의 유리섬유를 대략 1/16인치(≒1.5㎜)의 길이로 잘게 절단되어 시멘트 몰탈 등과 함께 혼합공기압으로 형틀 위에 뿌리는 스프레이-업(spray-up)방법을 사용하였으며, 그후 로울러를 사용한 핸드레이-업을 부가하여 제조하였다.

그런데, 시멘트 경화이후 제조된 패널의 강도를 얼마나 강하게 할 수 있는가 또는 그 패널의 두께를 얼마나 얇게 형성할 수 있는가의 관점에서 보면, 상기 두 가지 성형기법 중 핸드레이-업법, 즉 유리섬유를 쵸프트 스트란드 상태로 하여 로울러질을 하면서 시멘트 페이스트에 함침시키는 편이 스프레이-업법, 즉 유리섬유 로빙을 1/16인치 길이로 미세하게 잘라 시멘트 액과 함께 공기압으로 분사하여 패널을 제조하는 편보다 월등히 그 제조된 패널의 역학적 성능을 높일 수 있을 뿐만 아니라 그 두께를 낮추는 데에도 극히 유익하다. 이는 실제로 스프레이-업법에 의해 3㎡ 크기의 G.R.C.패널을 제작할 경우, 소정의 강도를 갖기 위해서는 그 패널의 두께를 80㎜이하로 줄일 수 없는 한계를 보아도 잘 알 수 있다.

상기 유리섬유 강화 콘크리트(F.R.C.)공법에 의해 제조된 제품은 상기 재료들에 비해 상대적으로 가격이 저렴하고 내구성 및 내화성, 단열성이 우수할 뿐만 아니라 얇은 패널형성이 가능하고 고강도의 오랜 보지력과 외부 노출 저항력이 탁월하여 건축물의 내외장재, 또는 각종의 건축 자재로서 다양하게 사용된다.

이러한 유리섬유 강화 콘크리트(F.R.C.) 공법에 의해 형성된 제품을 제조함에 있어서는 유리섬유가 일반적으로 지니고 있는 특성으로 인해 몇 가지 난점들이 대두되는데, 일례로 유리섬유는 그 표면이 매우 매끄러워 일반적인 섬유직조물에서 보는 바와 같은 마찰 결합력이 없기 때문에 이를 아무리 양호한 상태로 직조해주거나 또는 매트 상으로 가압성형해 준다 하더라도 취급중 약간의 외력을 받으면 이를 구성하고 있는 유리섬유사들의 임의 배열이 흐트러지기가 쉽고, 이에 따라 F.R.C.공법의 제조과정에서 직조된, 또는 매트 상으로 성형된 유리섬유 적층물을 시멘트 혼합물 속으로 적층 함침시킬 때 시멘트 입자들의 함침력 및 기타의 원인들로 인해 상기 적층물을 구성한 유리섬유들이 임의로 흐트러져서 원래의 밀집된 상태를 그대로 유지하지 못하므로 목적한 바의 치밀하고 균일한 F.R.C 제품을 얻기가 극히 어렵고, 또 유리섬유와 콘크리트 사이에 박리현상으로 인한 수명이 단축되는 결점이 있었다.

상기한 바와 같은 종래의 결점이 보완된 F.R.C. 공법은 선 출원된 국내 특허출원 공고번호 제90-412호의 F.R.C용 유리섬유 적층물의 처리방법 및 공고번호 제95-11942호의 유리섬유 강화 시멘트 파넬 제조방법 및 장치 등이 특허공보에 게시된 것이 공지되어 있다.

상기 국내 선 출원된 특허 공고번호 제 90-412호는 F.R.C 제조에 쓰이는 일반 유리섬유 적층물에 대하여 폴리우레탄 라버(polyurethane rubber), 삭신비닐(succinevinyl), 테프론(teflon) 등의 물질을 알코올 또는 아세톤 또는 메틸에틸케톤(methylethylketone) 또는 톨루엔 등의 휘발성 용제에 적정비율로 희석한 다음 이를 유리섬유 적층물에 균일하게 스프레이 하여 상기 적층물을 구성하고 있는 유리섬유들의 표면에 이 스프레이 물로 인한 미세 돌기들을 무수히 형성 고착되게 구성되어 있다.

또 다른 국내 선 출원된 특허 공고번호 제95-11942호는 길이방향으로 연속되는 유리섬유 스트란드 매트를 형성하는 단계와, 상기 유리섬유 스트란드 매트를 물리적으로 안정시키기 위하여 사전 처리하는 단계와, 유리섬유 스트란드 매트를 시멘트 페이스트 함침용 회전로울러의 외주면에 수회 감은 후 이에 시멘트 페이스트를 도포 하면서 회전상태에 있는 상기 시멘트 페이스트 함침용 회전로울러의 외주면에 전압로울러를 접지시켜 오토레이-업하는 단계와, 시멘트 페이스트 함침용 회전로울러 상에서 오토레이-업 완료되어 시멘트 페이스트가 충분히 함침된 상태의 유리섬유 스트란드 매트를 절단 칼날로 절단하여 평판상태로 펼친 후 이를 일정 형틀 위에 단독 또는 중첩하여 올려놓고 가압수단으로 가압하여 경화시키는 단계와, 경화가 완료된 후 형틀을 떼어내고 필요에 따라 연마, 채색 또는 코팅 등의 사후 표면처리를 행하는 단계로 구성되어 있다.

여기서 오토레이-업시 유리섬유 스트란드 매트 상에 도포되는 시멘트 페이스트의 조성 중량비는 수용성 비닐 아크릴 혼성 중합체(PO-H)가 10-12%, 포틀랜드 시멘트가 70-72%, 물(H2O)은 17-20%, 감수제(니그닌 설퍼네이트)가 0.4-0.6% 이거나 또는 수용성 비닐 아크릴 혼성 중합체(PO-H)가 6-12%, 칼슘알루미나 시멘트가 71-74%, 물(H2O)은 16-20%, 감수제(니그닌 설퍼네이트)가 0.3-0.4% 이거나 또는 시멘트질 금속 시발체용 아크릴성 에멀젼 유체(PO-R)가 14-15%, 칼슘알루미나 시멘트가 72%, 물(H2O)은 13-14%, 감수제(니그닌 설퍼네이트)가 0.3%로 선택 배합 구성되어 있다.

그러나, 이러한 종래 유리섬유 강화 시멘트 패널 제조방법은 먼저 수용성 비닐 아크릴 혼성 중합체, 포틀랜드 시멘트, 물, 감수제, 칼슘알루미나 시멘트, 시멘트질 금속 시발체용 아크릴성 에멀젼 유체 등을 설정량에 따라 선택적으로 배합되므로, 상기 유리섬유 강화 시멘트가 갖추어야되는 표준 규격에 따른 필요 이상의 높은 강도 등에 의한 가공성이 떨어짐은 물론 첨가 배합의 표준규격의 기준 설정이 미약하여 제조공정에 번거로움과 동시에 원료 첨가시 작업자의 부주의 등에 의한 배합으로 불량품 발생률이 높으며, 상기 여러 종류의 비싼 원료가 다수종이 첨가되어 배합되므로 원가가 상승되는 문제점들이 있었다.

따라서, 본 발명은 이러한 종래 기술의 근본적인 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 재료의 압축강도가 콘크리트에 비해 강하고 얇은 박판의 판재로 이루어져 내마모성, 가공성, 내후성 및 불연성이 높은 유리섬유 강화 시멘트(F.R.C.)를 고건축의 공포재, 가구재, 지붕재, 연목(椽木), 부연(附椽), 주두(柱枓), 보머리(보뺄목), 박공, 처마등과 천정 및 바닥, 내/외벽, 기둥등 각양각색의 다양한 형태 및 규격에 따라 자유롭게 제작이 가능한 부속물을 형성하여 시공시 특수장비 없이 손쉽고 간편하게 조립시공이 가능하므로 공사비용 및 공사기간을 단축시킬 수 있는 유리섬유 강화시멘트를 이용한 고건축물 내/외장재의 제조방법 및 그 조성물를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명의 제조방법에 의해 이루어진 내/외장재가 콘크리트 기본 철근콘크리트골조에 시공되는 것을 예시한 실시도,

도 2는 본 발명에 의해 이루어진 연목(椽木)의 개략 사시도,

도 3은 본 발명에 의해 이루어진 부연(附椽)의 개략 사시도,

도 4는 도 1에 표시된 A - A선 개략 단면도,

도 5는 도 1에 표시된 B - B선 개략 단면도,

도 6은 본 발명 내/외장재의 체결용 고정브라켓트의 사시도,

도 7은 본 발명 내/외장재가 체결용 고정브라켓트에 의해 콘크리트 구조물에 시공된 상태를 예시한 확대 부분단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 부속물 11 : 공포재

12 : 연목(椽木) 13 : 부연(附椽)

20 : 고정브라켓트 21 : 체결구멍

22 : 결합구멍 30 : 철근콘크리트골조

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 일정한 내용물이 수용되도록 설정된 소정의 형상 및 모양의 형틀이 형성되는 틀제작단계와, 상기 유리섬유 매트를 물리적으로 안정시키기 위한 유리섬유 내알칼리성화 단계와, 상기 형틀의 내부에 혼합물이 일정높이의 두께로 도포되고, 그 상부면 전체에 내알칼리화된 상기 유리섬유 매트를 안착시킨 다음 유리섬유 매트가 함침되도록 상기 혼합물이 수회 도포되는 유리섬유 함침단계와, 상기 형틀의 내부에 혼합물 및 유리섬유가 적층된 상태에서 설정된 시간 및 온도에 의해 양생되는 부속물 형성단계와, 그리고 경화된 후 형틀을 분리시키고 선택적으로 각양각색의 다양한 형상 및 모양, 크기로 제작 또는 채색 등의 사후 표면처리를 수행하는 가공단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 유리섬유 강화 시멘트를 이용한 고건축물의 내/외장재 제조방법을 제공한다.

여기서 유리섬유 내알칼리성화 단계는 폴리우레탄 라버, 또는 삭신비닐 또는 테프론 등의 물질을 알코올 또는 아세톤 또는 메틸에틸케톤 등의 유기용제를 1 : 8.5∼9 비율로 희석한 후 이를 유리섬유 매트 상에 균일하게 분무하여 상기 물질이 유리섬유 매트를 구성하고 있는 각 스트란드 상호간을 결속함과 동시에 그 표면상에 무수한 미세 돌기로서 고착되도록 하는 단계이다.

상기 혼합물의 배합 중량비는 수용성 비닐 아크릴 혼성 중합체(PO-H)가 15-16%, 포트랜드 시멘트가 60-69%, 물(H₂O)은 21-25%가 적정하게 첨가되어 혼합된다.

상기 혼합물과 유리섬유에 의해 형성된 내/외장 부속물은 판재, 원형 및 타원 또는 사각, 삼각, 다각형 또는 자유곡선으로 이루어진 형상등 전통건축물의 공포재, 가구재, 지붕재등 다양한 형태 및 규격에 따라 자유롭게 제작이 가능하게 형성된다.

한편, 상기 부속물은 조립식공법에 의해 전통건축물의 기본 철근콘크리트골조의 내/외측 콘크리트면에 별도의 고정수단에 의해 설정 위치에 견고하게 부착 고정되게 형성되어 있다.

상기 고정수단은 소정의 형상으로 절곡 형성되고 상부면에 설정간격을 두고 종측 및 횡측 방향의 장방형 체결구멍이 관통 형성되고 하부면 중심부분에 결합구멍이 형성되어 있다.

또한, 상기한 고정수단의 장방형 체결구멍은 건축물의 기본 철근콘크리트골조의 내/외측면의 설정 위치에 고정되는 상기 부속물이 체결요소와의 상호 결합시 정확한 위치에 조정되어 결합되도록 형성된다.

상기 부속물은 내측면에 일단이 매설되어 견고하게 고정되고 상부로 소정길이 연장돌출되고 상기 고정수단의 하부면에 관통된 결합구멍에 끼워져 체결 고정되도록 형성되어 있다.

상기와 같은 본 발명에 있어서, 고건축물 시공시

첫째, 철근콘크리트골조와 부속물이 각각 분리 시공되어 기본 골조작업이 보다 손쉽고 편리하게 작업이 이루어져 작업능률 및 시간이 단축되고,

둘째, 고건축물의 내/외측면에 설치되는 다양한 모양과 형상의 부속물을 위한 여러 가지 형틀(거푸집)이 불필요하므로 그에 따른 형틀제작 및 작업공정을 간소화되어 시공기간 및 비용이 절감되며,

셋째, 상기 부속물이 기본 철근콘크리트골조의 내/외측면에 조립 또는 분해 가능하게 형성되어 체결요소등을 사용 손쉽고 편리하게 시공 또는 해제작업이 용이함은 물론 교체에 의한 보수작업이 간단하여 유지보수비용이 절감되며,

넷째, 부속물이 얇은 박판 및 경량임은 물론 규정치 이상의 강도를 보유하고 선택에 따라 자유롭게 적은 비용으로 제작 및 대량생산이 가능함과 동시에 무기재로서의 불연 및 조형성, 내후성, 가공성, 질감이 뛰어나며 수요자의 욕구충족 및 외관, 제품성이 향상될 수 있게 된다.

(실시예)

이하 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참고하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 제조방법에 의해 이루어진 내/외장재가 콘크리트 기본골조에 시공되는 것을 예시한 실시도이고, 도 2는 본 발명에 의해 이루어진 연목의 개략 사시도이며, 도 3은 본 발명에 의해 이루어진 부연의 개략 사시도이고, 도 4는 도 1에 표시된 A - A선 개략 단면도이며, 도 5는 도 1에 표시된 B - B선 개략 단면도이고, 도 6은 본 발명 내/외장재의 체결용 브라켓트의 사시도이며, 도 7은 본 발명 내/외장재가 체결용 브라켓트에 의해 콘크리트 구조물에 시공된 상태를 예시한 확대 부분단면도를 각각 도시하고 있다.

이로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 유리섬유 강화 시멘트를 이용한 고건축물의 내/외장재 제조방법은 일정한 내용물이 수용되도록 설정된 소정의 형상 및 모양의 형틀이 형성되는 틀제작단계와, 상기 유리섬유 매트를 물리적으로 안정시키기 위한 사전 처리된 유리섬유 내알칼리성화 단면 전체에 내알칼리화된 상기 유리섬유 매트를 안착시킨 다음 유리섬유 매트가 함침되도록 상기 혼합물이 수회 도포되는 유리섬유 함침단계와, 상기 형틀의 내부에 혼합물 및 유리섬유가 적층된 상태에서 설정된 시간 및 온도에 계와, 상기 형틀의 내부에 혼합물이 일정높이의 두께로 도포되고, 그 상부의해 양생되는 부속물 형성단계와, 그리고 경화된 후 형틀을 분리시키고 선택적으로 각양각색의 다양한 형상 및 모양으로 제작 또는 연마, 채색, 코팅 등의 사후 표면처리를 수행하는 가공단계로 구성되어 있다.

여기서 유리섬유 내알칼리성화 단계는 폴리우레탄 라버, 또는 삭신비닐 또는 테프론 등의 물질을 알코올 또는 아세톤 또는 메틸에틸케톤 등의 유기용제를 1 : 8.5∼9의 비율로 희석한 후 이를 유리섬유 매트 상에 균일하게 분무하여 상기 물질이 유리섬유 매트를 구성하고 있는 각 스트란드 상호간을 결속함과 동시에 그 표면상에 무수한 미세 돌기로서 형성 고착되는 단계이다.

상기 혼합물의 배합 중량비(%)는 수용성 비닐 아크릴 혼성 중합체(PO-H)가 15-16%, 포트랜드 시멘트가 60-69%, 물(H₂O)은 21-25%가 적정하게 첨가되어 혼합된다.

상기 혼합물과 유리섬유에 의해 형성된 내/외장 부속물(10)은 판재, 원형 및 타원 또는 사각, 삼각, 다각형 또는 자유곡선으로 이루어진 형상등 전통건축물의 공포재(11), 가구재, 지붕재의 연목(12), 부연(13), 주두(柱枓), 보머리(보뺄목), 박공, 처마등 다양한 형태 및 규격에 따라 자유롭게 제작이 가능하게 형성된다.

한편, 상기 부속물(10)은 조립식공법에 의해 전통건축물의 기본 철근콘크리트골조(30)의 내/외측 콘크리트면에 별도의 고정브라켓트(20)에 의해 설정 위치에 견고하게 부착 고정되게 형성되어 있다.

상기 고정브라켓트(20)는 소정의 형상으로 절곡 형성되고 상부면에 설정간격을 두고 종측 및 횡측 방향의 장방형 체결구멍(21)이 각각 관통 형성되고 하부면 중심부분에 결합구멍(22)이 형성되어 있다.

또한, 상기한 고정브라켓트(20)의 장방형 체결구멍(21)들은 건축물의 기본 철근콘크리트골조(30)의 내/외측면의 설정 위치에 고정되는 상기 부속물(10)이 체결요소 결합시 상호 정확한 위치에 조정되어 결합되도록 형성된다.

상기 부속물(10)은 내측면에 일단이 매설되어 견고하게 고정되고 상부로 소정길이 연장돌출되고 상기 고정브라켓트(20)의 하부면에 관통된 결합구멍(22)에 끼워져 체결 고정되도록 형성되어 있다.

한편, 상기한 부속물(10)은 별도의 고정브라켓트(20) 및 체결요소 없이 접착제 등을 사용하여 부착 고정될 수 있고 상기 기본 철근콘크리트골조(30)의 내/외측 콘크리트면에 부착된 부속물(10)들 사이에 발생된 틈새는 코킹 컴파운드(caulking compound)등을 사용하여 마감 처리되어 외관을 미려하게 처리할 수도 있으며, 예를 들어 부속물은 공포재(11),가구재, 지붕재의 연목(12),부연(13)외에도 주두(柱枓), 보머리, 박공, 처마, 기와재, 기둥, 마루바닥, 난간 및 그 동자, 문짝, 문틀등 전통 건축물의 내/외장재 뿐만 아니라 현대 건축물의 내/외장재등 다양하고 폭넓은 범위의 건축자재로 실시 사용할 수 있음을 밝혀둔다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 유리섬유 강화 시멘트를 이용한 고건축물의 내/외장재 제조방법 및 그 조성물은 첨부도면 도 1을 참고하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같이 조립 설치되어 시공된다.

전통건축물 시공시 먼저 설계된 형상에 기준 하여 기본 철근콘크리트골조(30)가 형성된 다음 그 내/외장면의 설정위치에 상기 고정브라켓트(20)가 다수의 체결요소들에 의해 견고하게 부착 고정된다.

상기 고정브라켓트(20)의 상부면에 장방형으로 관통 형성된 각각의 체결구멍(21)이 기본 철근콘크리트골조(30)의 내/외측면에 부착 고정되고 상기 고정브라켓트(20)가 부속물인 공포(11) 및 연목(12), 부연(13)등의 내부에 수용되어 상호 밀착시킨 후 상기 부속물(10)의 외측에서 체결요소와 상기 고정브라켓트(20)의 결합구멍(22)에 끼워져 나사 결합되어 상호 견고하게 부착 고정된다.

또한 부속물(10)의 내부 설정위치에 하단부가 매설 고정되게 형성시킨 다음 고정브라켓트(20)의 상단부가 상기 기본 철근콘크리트골조(30) 내에 일단이 함께 매설되어 타단이 외부로 돌출된 결합부분에 체결 고정되거나 용접에 의해 상호 용착 결합되거나 상기 부속물(10)의 이면과 철근콘크리트골조(30)의 부착면에 소정의 접착제 등을 사용하여 접착 고정할 수도 있다.

상기와 같이 콘크리트 기본 철근콘크리트골조(30)의 내/외측면에 부차 고정되는 상기 부속물(10)들 사이에 발생되는 미세한 틈새 및 체결요소가 끼워지는 구멍등을 소정의 코킹 컴파운드를 사용하여 마감 처리한다.

따라서 경량의 박판으로 이루어진 부속물(10)이 부착되므로 고건축물의 기본 철근콘크리트골조(30)의 크기 및 자재 등이 저감됨은 물론 손쉽고 간편하게 신속히 부속물(10)을 부착 및 탈거시킬 수 있으므로 시공기간 단축, 공사비용 및 유지관리/보수비용 등이 대폭 절감됨과 동시에 내구 및 내후성, 불연성, 조형 가공성이 뛰어난 내/외장재가 다양하게 전통건축물에 효율적으로 활용하여 실시하게 된다.

상기와 같이 본 발명에 따르면 철근콘크리트골조와 부속물이 각각 분리 시공되어 기본 철근콘크리트골조 작업이 보다 손쉽고 편리하게 작업이 이루어져 작업능률 및 시간이 단축되고 고건축물의 내/외측면에 설치되는 다양한 모양과 형상의 부속물을 위한 여러 가지 형틀(거푸집)등이 불필요하므로, 그에 따른 형틀제작 및 작업공정을 간소화되어 시공기간 및 그에 따른 비용이 절감되며 상기 부속물이 기본 철근콘크리트골조의 내/외측면에 조립 또는 분해 가능하게 형성되어 체결요소등을 사용 손쉽고 편리하게 시공 또는 해제작업이 용이함은 물론 교체에 의한 보수작업이 간단하여 유지보수비용이 절감되며 상기 부속물이 얇은 박판이고 경량임은 물론 규정치 이상의 강도를 보유하고 선택에 따라 자유롭게 적은 비용으로 제작 및 대량생산이 가능함과 동시에 무기재로서의 불연 및 조형성, 내후성, 가공성, 질감이 뛰어나고 경제적이며 공기단축등의 효과를 나타낸다.

이상에서 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 수 있을 것이다.

Claims

일정한 내용물이 수용되도록 설정된 소정의 형상 및 모양의 형틀이 형성되는 틀제작단계와,

상기 유리섬유 매트를 물리적으로 안정시키기 위한 유리섬유 내알칼리성화 단계와,

상기 형틀의 내부에 혼합물이 일정높이의 두께로 도포되고, 그 상부면 전체에내알칼리화된 상기 유리섬유 매트를 안착시킨 다음 유리섬유 매트가 함침되도록 상기 혼합물이 수회 도포되는 유리섬유 함침단계와,

상기 형틀의 내부에 혼합물 및 유리섬유가 적층된 상태에서 설정된 시간 및 온도에 의해 양생되는 부속물 경화단계와,

경화된 후 형틀을 분리시키고 선택적으로 각양각색의 다양한 형상 및 모양으로 제작 또는 연마, 채색, 코팅 등의 사후 표면처리를 수행하는 가공단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 유리섬유 강화 시멘트를 이용한 고건축물의 내/외장재 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 유리섬유 내알칼리성화 단계는 폴리우레탄 라버, 또는 삭신비닐 또는 테프론 등의 물질을 알코올 또는 아세톤 또는 메틸에틸케톤 등의 유기용제를 1 : 8.5∼9의 비율로 희석한 후 이를 유리섬유 매트 상에 균일하게 분무하여 상기 물질이 유리섬유 매트를 구성하고 있는 각 스트란드 상호간을 결속함과 동시에 그 표면상에 무수한 미세 돌기로서 고착 형성되는 단계를 특징으로 하는 유리섬유 강화 시멘트를 이용한 고건축물의 내/외장재 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 혼합물의 배합 중량비는 수용성 비닐 아크릴 혼성 중합체(PO-H):15-16%, 포트랜드 시멘트:60-69%, 물(H₂O):21-25%가 적정하게 첨가되어 혼합되는 것을 특징으로 하는 유리섬유 강화 시멘트를 이용한 고건축물의 내/외장재 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 부속물(10)은 판재, 원형 및 타원 또는 사각, 삼각, 다각형 또는 자유곡선으로 이루어진 형상등 전통건축물의 공포재(11), 가구재, 지붕재, 즉 연목(12), 부연(13)외에도 주두, 보머리, 박공, 처마, 기와재, 기둥, 마루바닥, 난간 및 그 동자, 문짝, 문틀등 전통 건축물의 내/외장재 및 현대 건축물의 내/외장재등 다양한 형태 및 규격에 따라 자유롭게 제작이 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 고건축물의 조성물.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,

상기 부속물(10)은 조립식공법에 의해 전통건축물의 기본 철근콘크리트골조(30)의 내/외측 콘크리트 면에 별도의 고정수단(20)에 의해 설정 위치에 견고하게 부착 고정되게 형성되는 것을 특징으로 하는 유리섬유 강화 시멘트를 이용한 고건축물의 조성물.
제 5 항에 있어서,

상기 고정수단(20)은 소정의 형상으로 절곡 형성되고 상부면에 설정간격을 두고 종측 및 횡측 방향의 장방형 체결구멍(21)이 관통 형성되고 하부면 중심부분에 결합구멍(22)이 형성되는 것을 특징으로 하는 유리섬유 강화 시멘트를 이용한 고건축물의 조성물.
제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 부속물(10)은 내측면에 일단이 매설되어 견고하게 고정되고 상부로 소정길이 연장돌출되고 상기 고정수단(20)의 하부면에 관통된 결합구멍(22)에 끼워져 체결 고정되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유리섬유 강화 시멘트를 이용한 고건축물의 조성물.