KR100403299B1 - 콘크리트 양생 온도제어방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트 양생 온도제어방법 및 그 장치에 관한 것으로, 그 제어방법은 콘크리트 양생시 콘크리트 구조물의 시공 주변공간이 외부와 격리될 수 있도록 차폐 처리하고 보일러를 가동하여 그 차폐공간 내에 적정 온도 및 습도를 강제적으로 조성함으로써 시방 기준에 맞는 품질을 유지할 수 있게 하는 콘크리트 양생 온도제어방법에 있어서, 상기 차폐공간 및 그 외부의 온도를 각각 감지할 수 있도록 각부에 온도감지센서를 설치하는 단계와, 상기 내, 외부 온도감지센서에 의해 감지된 각부의 온도를 측정하여 그 내부온도변화가 시방 기준에 따라 안정적으로 상승, 유지 및 하강할 수 있도록 각 시간대별로 증기량 공급을 조절하여 상기 차폐공간 내에 증기가 송출되도록 제어하는 단계를 포함하여 이루어지는 것으로서, 본 발명에 의하면 시방 기준에 최적화시킬 수 있는 시공이 가능하여 최상의 품질을 확보할 수 있고, 불필요한 증기 공급을 억제하여 시공비를 현저히 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

콘크리트 양생 온도제어방법 및 그 장치{Method for controlling concrete cure temperature and apparatus thereof}

본 발명은 콘크리트 양생 온도제어방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히 콘크리트 구조물을 시공하고자 할 때 시방 기준에 최적화시킬 수 있는 시공이 가능하여 최상의 품질을 확보할 수 있고, 불필요한 증기 공급을 억제하여 시공비를 절감할 수 있게 한 콘크리트 양생 온도제어방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 콘크리트 구조물을 시공하고자 할 때, 온도 및 습도 등과 같은 주변환경 조건들은 상기 콘크리트 구조물의 시공 후 품질에 매우 큰 영향을 미치게 된다. 즉, 하계 또는 동계에 시공이 이루어지는 경우에는 부적합한 온도 및 습도 조건에 의해 콘크리트 구조물의 강도가 저하되고 균열이 발생되는 등 부실 시공의 주원인으로 작용할 수 있다.

실제로, 시방 기준에 의하면 시공시의 최대온도는 60∼70℃를 유지하도록 규정되어 있고, 콘크리트 양생이 이루어지는 과정에서의 온도 상승 및 하강 기울기는 15∼20℃/hr 이내를 유지하도록 되어 있다.

상기의 조건에서 콘크리트가 양생될 때, 강도, 내구성, 내중성화 및 내방수성 등을 충분히 발휘할 수 있는 콘크리트 품질을 유지할 수 있다.

이러한 온도 조건을 만족하기 위한 종래의 콘크리트 양생 온도제어방법으로는 콘크리트 양생시 콘크리트 구조물의 시공 주변공간이 외부와 격리될 수 있도록 차폐 처리하고, 보일러를 가동하여 그 차폐공간 내에 적정 온도 및 습도를 강제적으로 조성하는 방식이 사용되고 있다.

그러나, 종래의 온도제어방법은 보일러로부터 공급되는 증기량이 항상 일정하게 유지되고 다만 보일러공이 증기를 공급 또는 차단하기 위하여 밸브를 수동 통제함으로써 적정 온도 및 습도를 유지하게 되는 것이므로, 콘크리트 양생에 소요되는 30∼40 시간 정도의 기간동안 보일러공이 지속적으로 관리하여야 하는 어려움이 있었다.

또한, 콘크리트 양생 온도를 유지하기 위해서는 도 2의 일점쇄선으로 나타낸 내부온도변화곡선(c)에서와 같이 환경변화에 따라 증기의 공급 및 차단 조작을 단시간 내에 수없이 반복하는 피드백(Feed back)이 이루어져야 하는데, 이러한 조작을 보일러공의 밸브 수동 통제 방식에 의존하여 처리한다는 것은 현실적으로 매우 어려운 것이다. 도면중 미설명 부호 c3는 외부 영향으로 인하여 피드백을 하여야 하는 경우의 온도변화 폭을 나타낸다.

따라서, 종래의 온도제어방법에 의하면 외부 환경조건에 따라 차폐공간 내의 온도가 일정하게 유지될 수 없을 뿐만 아니라, 특히 콘크리트 양생과정 초기 시간대인 온도상승단계(Ⅰ)와 양생과정 말기 시간대인 온도하강단계(Ⅲ)에서의 온도 기울기를 일정하게 유지할 수 없어 양생 초기 및 말기 과정에서 각각 급가열(c1) 및 급냉(c2)됨으로써 시방 기준에 따른 시공이 이루어질 수 없음은 물론이고, 이에 따라 콘크리트 품질이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 콘크리트 구조물을 시공하고자 할 때 시방 기준에 최적화시킬 수 있는 시공이 가능하여 최상의 품질을 확보할 수 있고, 불필요한 증기 공급을 억제하여 시공비를 절감할 수 있도록 된 콘크리트 양생 온도제어방법 및 그 장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 콘크리트 양생 온도제어장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도.

도 2는 본 발명에 적용된 리코더에 의해 출력된 그래프를 예시한 것으로, 시간 흐름에 따른 바람직한 내부온도변화를 종래 기술에 의한 내부온도변화와 비교하여 나타낸 시간-온도 그래프.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

Ⅰ ; 온도상승단계 Ⅱ ; 온도유지단계

Ⅲ ; 온도하강단계 a ; 본 발명에 의한 내부온도변화곡선

b ; 외부온도변화곡선 c ; 종래 기술에 의한 내부온도변화곡선

c1 ; 급가열단계 c2 ; 급냉단계

c3 ; 외부온도변화에 따른 온도변화 폭

1 ; 콘크리트 구조물 10 ; 제어기

20 ; 컨버터(Converter) 30 ; 리코더(Recorder)

31 ; 프린터 40 ; 차폐천막

41 ; 외부 온도감지센서 42 ; 내부 온도감지센서

43 ; 구조물 온도감지센서 50 ; 에어컴프레셔

60 ; 보일러 61 ; 증기량 제어밸브

62 ; 증기송출관 70 ; 히터

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 콘크리트 양생 온도제어방법은, 콘크리트 양생시 콘크리트 구조물의 시공 주변공간이 외부와 격리될 수 있도록 차폐 처리하고 보일러를 가동하여 그 차폐공간 내에 적정 온도 및 습도를 강제적으로 조성함으로써 시방 기준에 맞는 품질을 유지할 수 있게 하는 콘크리트 양생 온도제어방법에 있어서, 상기 차폐공간 및 그 외부의 온도를 각각 감지할 수 있도록 각부에 온도감지센서를 설치하는 단계와, 상기 내, 외부 온도감지센서에 의해 감지된 각부의 온도를 측정하여 그 내부온도변화가 시방 기준에 따라 안정적으로 상승, 유지 및 하강할 수 있도록 각 시간대별로 증기량 공급을 조절하여 상기 차폐공간 내에 증기가 송출되도록 제어하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

여기서, 상기 증기송출 제어단계는, 콘크리트 양생과정 초기 및 말기 시간대에서의 내부온도변화가 15∼20℃/hr 이내의 기울기로 각각 상승 및 하강되도록 하고, 그 과정 중기 시간대에서의 내부온도변화가 60∼70℃ 이내의 온도로 유지될 수 있도록 제어하는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 콘크리트 양생 온도제어장치는, 콘크리트 양생시 콘크리트 구조물을 외부와 격리시킬 수 있도록 그 시공 주변공간을 밀폐하기 위한 차폐천막이 설치되고 소정의 품질을 확보할 수 있도록 그 차폐공간 내에 적정 온도의 증기를 공급하는 보일러가 구비된 콘크리트 양생 온도제어장치에 있어서, 상기 차폐공간 내부로 상기 보일러의 증기송출관이 연통되고 그 증기송출관을 통해 공급되는 증기의 흐름을 조절할 수 있도록 설치된 증기량 제어밸브와, 상기 증기량 제어밸브를 조절하기 위한 에어컴프레셔와, 상기 차폐공간 및 그 외부의 온도를 각각 감지할 수 있도록 각부에 배치된 내, 외부 온도감지센서와, 상기 내, 외부 온도감지센서에 의해 감지된 각부의 온도를 분석한 후 상기 에어컴프레셔에 전기적 신호를 송출하여 가동시킴으로써 상기 차폐공간 내에 적정량의 증기가 송출되도록 기 입력된 프로그램에 의해 상기 증기량 제어밸브를 가변적으로 조절하는 제어기와, 상기 내, 외부 온도감지센서와 제어기 간에 설치되어 상기 각 온도감지센서로부터 감지된 온도를 전기적 신호로 변환하는 컨버터를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 상기 증기량 제어밸브에는 외부 온도가 0℃ 이하일 경우에 동파되는 것을 방지할 수 있도록 상기 증기량 제어밸브의 외부를 소정 온도로 가열시켜줄 수 있는 히터를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 컨버터에는 시공자가 상기 내, 외부 온도감지센서로부터 감지되는 각각의 온도변화를 확인 및 기록 보관할 수 있도록 그래프로 연속 출력함과 아울러 그 상태를 상기 컨버터를 통해 전기적 신호로 변환하여 제어기로 송출할 수 있는 리코더를 장착하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 내, 외부 온도감지센서 이외에 콘크리트 구조물 자체의 온도를 인식할 수 있도록 상기 콘크리트 구조물 내에 매설되는 구조물 온도감지센서를 추가 배치하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 양생 온도제어방법 및 그 장치를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 콘크리트 양생 온도제어방법 및 그 장치를 설명하기 위한 것으로, 도 1은 본 발명에 따른 콘크리트 양생 온도제어장치의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명에 적용된 리코더(30)에 의해 출력된 그래프를 도시한 것으로서 시간 흐름에 따른 바람직한 내부온도변화를 종래 기술에 의한 온도변화와 비교하여 나타낸 시간-온도 그래프이다.

여기서, 굵은 실선의 a는 본 발명의 내부온도변화곡선, 가는 이점쇄선의 b는 본 발명의 외부온도변화곡선, 가는 일점쇄선의 c는 종래 기술에 의한 내부온도변화곡선을 각각 예시하여 나타낸 것이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 콘크리트 양생 온도제어장치는, 외부 환경으로부터 차폐된 공간 내에 자동제어방식에 의한 적정량의 증기를 공급할 수 있게 한 것으로서, 자동 제어가 가능하도록 프로그래밍 된 제어기(10), 외부 입력치를 전기적 신호로 변환시켜주는 컨버터(20), 콘크리트 구조물(1)을 외부환경과 차단시켜주는 차폐천막(40), 외부 환경과 차폐공간의 온도를 감지하기 위한 온도감지센서(41)(42), 상기 제어기(10)로부터 송출되는 신호에 의해 작동되는 에어컴프레셔(50), 시방 기준상의 최대 온도를 유지할 수 있는 용량의 증기를 발생하기 위한 보일러(60), 상기 에어컴프레셔(50)와 연결되어 상기 보일러(60)로부터 생성된 증기의 흐름을 제한하는 증기량 제어밸브(61)가 구비된 구조를 그 기본 구성으로 한다.

즉, 본 발명에 따른 콘크리트 양생 온도제어장치는, 콘크리트 양생시 소정의 품질을 확보할 수 있도록 적정 온도의 증기를 공급하는 보일러(60)와, 양생할 콘크리트 구조물(1)을 외부와 격리시킬 수 있도록 그 시공 주변공간에 밀폐 설치되는 차폐천막(40)과, 상기 차폐천막(40)에 의해 형성된 차폐공간 내부로 상기 보일러(60)의 증기송출관(62)이 연통되고 그 증기송출관(62)을 통해 공급되는 증기의 흐름을 조절할 수 있도록 설치된 증기량 제어밸브(61)와, 상기 증기량 제어밸브(61)를 조절하기 위한 에어컴프레셔(50)와, 상기 차폐공간 및 그 외부의 온도를 각각 감지할 수 있도록 각부에 배치된 내, 외부 온도감지센서(42)(41)와, 상기 내, 외부 온도감지센서(42)(41)에 의해 감지된 각부의 온도를 분석한 후 상기 에어컴프레셔(50)에 전기적 신호를 송출하여 가동시킴으로써 상기 차폐공간 내에 적정량의 증기가 송출되도록 기 입력된 프로그램에 의해 상기 증기량 제어밸브(61)를 가변적으로 조절하는 제어기(10)와, 상기 내, 외부 온도감지센서(42)(41)와 제어기(10) 간에 설치되어 상기 각 온도감지센서(41)(42)로부터 감지된 온도를 전기적 신호로 변환하는 컨버터(20)를 포함하는 구성을 이루고 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 구성에 있어서, 상기 증기량 제어밸브(61)에는 외부 온도가 0℃ 이하일 경우에 동파되는 것을 방지할 수 있도록 상기 증기량 제어밸브(61)의 외부를 소정 온도로 가열시켜줄 수 있는 히터(70)가 구비되어 있다.

또한, 상기 컨버터(20)에는 시공자가 상기 내, 외부 온도감지센서(42)(41)로부터 감지된 각각의 온도변화를 확인 및 기록 보관할 수 있도록 그래프로 연속 출력함과 아울러 그 상태를 상기 컨버터(20)를 통해 전기적 신호로 변환하여 제어기(10)로 송출할 수 있는 리코더(Recorder)(30)가 장착되어 있으며, 상기 리코더(30)에는 그 온도변화를 연속적인 그래프로 인쇄하기 위한 프린터(31)가 구비되어 있다.

한편, 상기 온도감지센서(41)(42) 이외에 콘크리트 구조물(1) 자체의 온도를 인식할 수 있도록 상기 콘크리트 구조물(1) 내에 매설되는 구조물 온도감지센서(43)를 추가 배치하는 것도 고려해 볼 수 있다. 이 경우에는 콘크리트 구조물(1)의 온도변화를 직접 감지할 수 있으므로 더욱 정밀한 시공 작업이 가능하다.

상기한 바와 같은 구성을 이루는 본 발명의 콘크리트 양생 온도제어장치에 의한 그 온도제어방법을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 콘크리트 양생 온도제어방법은, 콘크리트 양생시 콘크리트 구조물(1)의 시공 주변공간이 외부와 격리될 수 있도록 차폐 처리하고 보일러(60)를 가동하여 그 차폐공간 내에 적정 온도 및 습도를 강제적으로 조성함으로써 시방 기준에 맞는 품질을 유지할 수 있게 하는 기존의 콘크리트 양생 온도제어방법에 있어서, 상기 차폐공간 및 그 외부의 온도를 각각 감지할 수 있도록 각부에 온도감지센서(41)(42)를 설치하는 단계와, 상기 내, 외부 온도감지센서(42)(41)에 의해 감지된 각부의 온도를 측정하여 그 내부온도변화가 시방 기준에 따라 안정적으로 상승, 유지 및 하강할 수 있도록 각 시간대별로 증기량 공급을 조절하여 상기 차폐공간 내에 증기가 송출되도록 제어하는 단계를 순차적으로 수행함에 의해 이루어진다.

즉, 차폐천막(40)의 내, 외부에 각각 설치된 각 온도감지센서(42)(41)에 의해 차폐공간 내부 및 외기의 온도가 감지되면 그 각각의 물리량은 컨버터(20)를 통해 전기적 신호로 변환되어 제어기(10)로 전송됨과 아울러, 상기 컨버터(20)와 연결된 리코더(30)를 통해 도 2에 예시된 바와 같은 그래프로 인쇄 출력된다.

상기 제어기(10)에서는 수신된 데이터를 분석하여 기 입력된 프로그램에 따라 에어컴프레셔(50)를 제어함으로써 증기량 제어밸브(61)를 조절하게 되며, 보일러(60)로부터 상기 차폐공간 내부로 송출되는 고온의 증기량을 자동 조절할 수 있게 된다.

이때, 상기 증기송출 제어단계는, 콘크리트 양생과정 초기 및 말기 시간대인 온도상승단계(Ⅰ)와 양생과정 말기 시간대인 온도하강단계(Ⅲ)에서 15∼20℃/hr 이내의 온도 기울기로 일정하게 유지될 수 있고, 그 과정 중기 시간대에서의 내부온도변화가 60∼70℃ 이내의 온도로 유지될 수 있도록 제어하게 된다.

따라서, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 내부온도변화곡선(a)이 일정 기울기의 초기 상승단계, 중기 항온유지단계 및 일정 기울기의 말기 하강단계를유지하며 콘크리트 양생이 이루어지게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 콘크리트 양생 온도제어방법 및 그 장치에 의하면, 콘크리트 구조물을 시공하고자 할 때 상기 콘크리트 구조물의 주변 공간을 차폐할 수 있는 차폐천막을 설치한 상태에서 자동 제어방식으로 증기량 제어밸브를 조절하여 차폐공간 내부로 적정량의 증기가 공급되도록 함으로써 시방 기준에 최적화시킬 수 있는 시공이 가능하여 최상의 품질을 확보할 수 있고, 콘크리트 양생과정의 초기, 중기 및 말기 시간대에서의 각 내부온도변화를 시방 기준에 맞게 유지할 수 있으며, 보일러를 과다하게 가동할 필요가 없음은 물론이고, 불필요한 증기 공급을 억제하여 시공비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 기준하여 설명되어 있으나 이는 예시적인 것이라 할 수 있고, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예들을 생각해 낼 수 있으므로 이러한 균등한 실시예들 또한 본 발명의 특허청구범위 내에 포함되는 것으로 보아야 함은 극히 당연한 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 결정되어야 할 것이다.

Claims (6)

1. 콘크리트 양생시 콘크리트 구조물의 시공 주변공간이 외부와 격리될 수 있도록 차폐 처리하고 보일러를 가동하여 그 차폐공간 내에 적정 온도 및 습도를 강제적으로 조성함으로써 시방 기준에 맞는 품질을 유지할 수 있게 하는 콘크리트 양생 온도제어방법에 있어서,

   상기 차폐공간 및 그 외부의 온도를 각각 감지할 수 있도록 각부에 온도감지센서를 설치하는 단계; 및

   상기 내, 외부 온도감지센서에 의해 감지된 각부의 온도를 측정하여 상기 차폐공간 내의 온도변화가 시방 기준에 따라 안정적으로 상승, 유지 및 하강할 수 있도록 각 시간대별로 증기량 공급을 조절하여 상기 차폐공간 내에 증기가 송출되도록 제어하는 단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 콘크리트 양생 온도제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 증기송출 제어단계는, 콘크리트 양생과정 초기 및 말기 시간대에서의 내부온도변화가 15∼20℃/hr 이내의 기울기로 각각 상승 및 하강되도록 하고, 그 과정 중기 시간대에서의 내부온도변화가 60∼70℃ 이내의 온도로 유지될 수 있도록 제어함을 특징으로 하는 콘크리트 양생 온도제어방법.
3. 콘크리트 양생시 콘크리트 구조물을 외부와 격리시킬 수 있도록 그 시공 주변공간을 밀폐하기 위한 차폐천막이 설치되고 소정의 품질을 확보할 수 있도록 그 차폐공간 내에 적정 온도의 증기를 공급하는 보일러가 구비된 콘크리트 양생 온도제어장치에 있어서,

   상기 차폐공간 내부로 상기 보일러의 증기송출관이 연통되고 그 증기송출관을 통해 공급되는 증기의 흐름을 조절할 수 있도록 설치된 증기량 제어밸브;

   상기 증기량 제어밸브를 조절하기 위한 에어컴프레셔;

   상기 차폐공간 및 그 외부의 온도를 각각 감지할 수 있도록 각부에 배치된 내, 외부 온도감지센서;

   상기 내, 외부 온도감지센서에 의해 감지된 각부의 온도를 분석한 후 상기 에어컴프레셔에 전기적 신호를 송출하여 가동시킴으로써 상기 차폐공간 내에 적정량의 증기가 송출되도록 기 입력된 프로그램에 의해 상기 증기량 제어밸브를 가변적으로 조절하는 제어기; 및

   상기 내, 외부 온도감지센서와 제어기 간에 설치되어 상기 각 온도감지센서로부터 감지된 온도를 전기적 신호로 변환하는 컨버터;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 콘크리트 양생 온도제어장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 증기량 제어밸브에는 외부 온도가 0℃ 이하일 경우에 동파되는 것을 방지할 수 있도록 상기 증기량 제어밸브의 외부를 소정 온도로 가열시켜줄 수 있는 히터가 구비된 것을 특징으로 하는 콘크리트 양생 온도제어장치.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 컨버터에는 시공자가 상기 내, 외부 온도감지센서로부터 감지되는 각각의 온도변화를 확인 및 기록 보관할 수 있도록 그래프로 연속 출력함과 아울러 그상태를 상기 컨버터를 통해 전기적 신호로 변환하여 제어기로 송출할 수 있는 리코더가 장착된 것을 특징으로 하는 콘크리트 양생 온도제어장치.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 내, 외부 온도감지센서 이외에 콘크리트 구조물 자체의 온도를 인식할 수 있도록 상기 콘크리트 구조물 내에 매설되는 구조물 온도감지센서가 추가 배치된 것을 특징으로 하는 콘크리트 양생 온도제어장치.