KR100516862B1 - 일체로주조된콘크리트방벽블록및이러한종류의블록을제조하기위한주형 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전체 형상이 매끄러운 다면형(3)을 한정하는 외부 면(6)을 갖는 해안 및 강변 구조물을 보호하는 구조물용의 일체로 주조된 콘크리트 방벽 블록에 관한 것으로, 블록의 적어도 몇몇 외부 면(6)은 일체형 돌출부(4) 및/또는 홈(5)을 가지며, 돌출부(4) 및/또는 홈(5)의 표면들은 매끄러운 다면형(3)의 국소평면과 교차하는 평면들 내에 있는 것을 특징으로 하는 블록을 제공한다.
Description
본 발명은 파도 및 조류에 대해 해안 및 강변 구조물을 보호하는 구조물용의 일체로 주조된 콘크리트 방벽 블록(monobloc cast concrete barrier block) 및 이러한 종류의 블록을 제조하기 위한 주형(form)에 관한 것이다.
인공 블록에 필요한 기술적 특징은 수압 안정성(hydraulic stability) 및 강도(strength)이다.
이러한 기술적 특징 외에, 블록 설계자의 목표는 사용에 필요한 안정성 및 강도를 보장하면서 소정의 방벽 블록에 필요한 콘크리트의 부피를 감소시키는 것이다. 이를 위해 설계자는 상호 로킹된 블록들 사이의 빈 공간의 부피를 증가시키도록 블록의 구성 부분의 치수 및 각도를 변화시킨다.
설계자는 블록이 상호 로킹될 때 보다 많은 빈 공간을 가져 높은 레벨로 상호 로킹되는 방식으로 블록이 구성되도록 레그 또는 앤빌의 치수 및 일반 형상을 변형시킨다. 이러한 점에서, 1980년대의 미국 특허 제4,347,017호에서 개시된 블록은 보다 최근의 미국 특허 제5,441,362호에서 개시된 보다 가는 블록과 비교될 수 있다. 특히, 각 블록의 콘크리트의 부피를 감소시키기 위해서는, 블록의 형상은 보다 가늘어진다.
그 결과, 블록의 다리가 보다 길어지며 보다 약해진다.
이러한 블록에 의해 적지 않게 콘크리트가 절약된다. 그러나, 이러한 블록은 강하지 못하기 때문에, 파손된 블록의 투하(broken block settling)에 의해 방벽의 보호(coverage)에 허점(gap)을 야기하여, 해안 또는 강변 구조물의 일부가 보호되지 않아서 손상이 발생될 수 있다.
네덜란드 특허 공개 제8903138호에는 주조된 콘크리트 방벽 블록이 개시되어 있다. 상기 특허의 목적은 충격 부하를 감소시키는 보호층(covering layer)을 포함하는 구조에 의해 블록의 취약성(fragility)을 보상하기 위한 것이다.
보호층은 충격을 받을 때 블록보다 작은 내파단성(resistance to fracture)을 갖거나, 또는 강성이 보다 작을 수 있다. 보호층은 아스팔트이거나 또는 시멘트, 탄성중합체 및/또는 다른 플라스틱의 혼합물일 수도 있다.
보호층에는 기하학적으로 사각형 보스 또는 리브가 제공될 수도 있다. 이는 콘크리트, 나무, 탄성중합체 또는 플라스틱일 수 있다.
본 발명의 기본적인 개념은 이와는 완전히 다른 것이다. 블록 사이의 운동을 제한하기 위해 방벽의 수압 안정성 지수(index of hydraulic stability)와 블록들 사이의 상호 로킹 지수(index of interlocking between blocks)를 개선시킨다.
본 발명의 목적 중 하나는 기존의 블록의 최적 치수 비율을 유지하며 구조적인 강도에 영향을 미치지 않으면서 다수의 거칠은 부분(asperity)을 구성하는 불규칙한 거친 블록 면을 제공하는 데 있다. 불규칙한 거친 블록 면은 블록들 사이에 상호 로킹 지수를 모든 방향으로[등방으로(isotropic)] 개선시킨다.
이러한 측면에서, 본 발명은 일체로 주조된 콘크리트 방벽 블록이 제조를, 특히 주형의 제거를 용이하게 하도록 매끄러운 주조된 외부 면을 가져야 한다는 일반적인 생각에 완전히 반대된다. 현재까지 사용되는 모든 일체로 주조된 콘크리트 블록은, 네덜란드 특허 공개 제8903138호에서와 같이 보호층으로 덮인 경우에도, 매끄러운 주조 면을 가졌다.
더욱이, 보호층으로 덮인 네덜란드 특허 공개 제8903138호에서 제공된 기하학적으로 규칙적인 형상의 보스 또는 리브는 블록들 사이의 상호 로킹 지수를 모든 방향에서 개선(isotropic improvement)하지는 않는다.
따라서, 본 발명은 전체 형상이 매끄러운 다면형을 한정하는 외부 면을 갖는 해안 또는 강변 구조물을 보호하는 구조물용의 일체로 주조된 콘크리트 방벽 블록에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 블록의 외부 면의 적어도 일부는 블록에 성형된 일체형 돌출부 및/또는 홈을 가지며, 돌출부 및/또는 홈의 표면들은 매끄러운 다면형의 국소평면과 교차하는 평면들(planes) 내에 있고, 돌출부 및/또는 홈은 전체적으로 불규칙한 거친 면을 제공한다.
불규칙한 거친 면은 모든 방향(등방)에서 블록들 사이의 상호 로킹 지수를 증가시키며, 따라서 수압 안정성 지수를 증가시킨다 상호 로킹 지수가 증가되면, 개개의 블록의 관성 모멘트(각 블록에 대해 사용된 콘크리트의 질량)도 감소되며, 각 블록의 감소된 질량은 블록들 사이의 보다 양호한 상호 로킹에 의해 보상된다. 이에 의해 소정 면적의 방벽을 구성하는 콘크리트가 절감된다.
돌출부 및/또는 홈의 표면들은 종래 기술의 매끄러운 면들에 비해 블록들 사이의 안정된 면 대 면 접촉능력을 배가시키는 상이한 배향의 2차 면들(secondary planes)이다.
블록들 사이의 안정된 면 대 면의 배가된 접촉능은 블록들 사이의 빈 공간의 부피를 증가시킨다.
특히, 돌출부 및/또는 홈이 블록에 형성되기 때문에, 블록의 기계적인 거동이 유지되며, 그에 의한 불규칙적인 거친 면은 구성된 보호층보다 큰 전단 응력에 대한 저항성을 갖는다.
이에 의해, 동일한 수의 블록으로 종래의 것에 비해 그룹 효과를 유지하는 보다 큰 면적의 방벽을 형성한다.
환경을 고려한 측면에서도, 자연 환경에 가능한 한 완전히 통합(integrated)되는 인공 구조물의 필요성이 증가되었다. 매끄러운 표면의 일체로 주조된 콘크리트 방벽 블록은 이러한 기준을 만족시키지 못하며 이들이 사용되는 작업 현장을 악화시킨다. 따라서, 채석장으로부터 얻는 자연 암석을 사용할 필요성이 있게 된다. 채석은 또한 엄격한 규정에 의해 관리되는 작업이며 적절한 크기의 자연 암석의 반송은 유해한 측면(차량 이동, 소음, 공해, 접근을 위한 사회 간접 시설의 제공 등)을 갖는다.
따라서, 본 발명의 다른 목적은 블록들이 설치되는 장소에서 암석 종류의 전체 형상의 자연 거칠기(asperities)와 유사한 전체 형상(shape)[지질 형상(geomorphism)]을 갖는 일체형 돌출부 및/또는 홈을 갖는 본 발명에 따른 일체로 주조된 콘크리트 방벽 블록을 제공하는 데 있다.
이를 위해, 본 발명은 소정의 지질 형상을 갖는 장소에 배치된, 블록에 형성된 일체형 돌출부 및/또는 홈을 갖는, 일체로 주조된 콘크리트 방벽 블록에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 일체형 돌출부 및/또는 홈은 문제의 장소의 지질 형상의 거칠기(asperity)에 대체로 상응하는 전체 지질 형상을 갖는다.
본 발명의 블록의 일반적인 장점 이외에, 이러한 특징을 갖는 블록의 장점은 이러한 블록이 작업장의 악화 없이 그리고 자연 암석의 채취 및 작업장으로의 반송과 관련된 제한 요건 내에서 자연 암석을 대체할 수 있다는 점이다.
블록이 제조되는 콘크리트는 관련된 장소의 지질 환경과 일치하도록 채색될 수도 있다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 블록을 제조하기 위한 주형에 관한 것이다.
첨부된 도면을 참조한 이하의 상세한 설명으로부터 본 발명의 다른 목적 및 특징들을 명백히 이해할 수 있을 것이다.
예시된 블록은 미국 특허 4,347,017호의 블록과 동일한 매끄러운 다면형의 전체 형상을 갖는 블록이나, 본 명세서에서 예시된 이러한 예들은 본 발명에 따른 블록의 기본 형상을 한정하는 것은 아니다.
본 발명은 해안 및 강변의 구조물들을 보호하기 위한 구조물용의 일체로 주조된 콘크리트 방벽 블록(1, monobloc cast concrete barrier block)에 관한 것이다.
블록(1)은 소정의 사이 각도 및 거리로 배치된 다리(2)를 포함한다.
블록(1)은 전체적인 외관이 매끄러운 다면형(3)을 한정하는 외부 면(6)을 갖는다. 용어 "매끄러운 다면형(3, polyhedron)"은 블록 외피(exterior envelope)의 매끄러운 면을 의미한다. 종래 기술에서, 이러한 매끄러운 다면형은 주형(form) 제거시 블록의 처리되지 않은 외부 면에 대응한다.
본 발명에 따르면, 외부 면(6)의 적어도 일부는 매끄러운 다면형(3)에 대해 일체형 돌출부(4) 및/또는 홈(5)을 갖는다. 이러한 돌출부(4) 및/또는 홈(5)이 블록에 형성된다.
종래 기술의 매끄러운 주형을 제거하면서 야기된 표면 결함은 본 발명에 따른 블록(1)의 돌출부(4) 및/또는 홈(5)을 구성하지 못한다.
본 발명의 블록(1)에서, 블록(1)의 매끄러운 다면형(3)은 매끄러운 주형에서 주조되는 것과 같은 등가 블록(equivalent block)의 외부 면에 대응하는 가상 다면형(imaginary polyhedron)이다.
돌출부(4) 및/또는 홈(5)은 블록(1)을 주조하기 위한 주형(도시되지 않음)에 의도적으로 형성된 홈 및/또는 돌출부에 의한 것이다.
주형(도시되지 않음)은 콘크리트가 주형 내에서 주조될 때 홈(5) 및 돌출부(4)가 블록(1) 상에 주조되도록 홈을 포함하거나 또는 사이에 홈을 형성하는 돌출부재가 추가된 매끄러운 표면의 등가 블록을 위한 매끄러운 주형일 수도 있다.
최적 비율의 매끄러운 등가 블록과 같은 모양이지만, 본 발명의 블록(1)을 제조하기 위해 필요한 콘크리트의 단위 부피
및 돌출부(4)를 형성하는 돌출 부재의 부피 때문에 감소되며, 이러한 홈 및 돌출부는 상호 로킹 지수를 증가시키기 때문에 매끄러운 대응품에 비해 감소된 블록(1)의 단위 질량을 보상한다.
돌출부(4) 및/또는 홈(5)의 표면들은 매끄러운 다면형의 국소평면과 교차하는 평면들 내에 있고 전체적으로 불규칙한 거칠은 면을 제공한다. 이는 상호 로킹된 블록(1)들이 안정되게 서로 결합되어 유지되게 하는 면의 수를 크게 증가시킨다. 따라서, 상호 로킹에 의해 방벽의 그룹 효과(group effect)를 유지하면서 매끄러운 표면의 블록보다 블록 사이의 빈 공간이 보다 크게 된다.
도2A 내지 도2D 및 도3A 내지 도3D는 각각 돌출부(4) 및/또는 홈(5)이 화강암 및 현무암의 지질 형상(geomorphism)과 유사한 지질 형상을 갖는 본 발명에 따른 블록의 두 가지 실시예를 도시한다. 이러한 방식으로, 본 발명의 블록은 작업현장(site)에 통합되어(integrate) 작업 현장을 악화시키지 않고 설치될 수 있다.
지질 형상 블록(geomorphic block)은 설치 장소의 지질학적 색(geological colour)과 유사한 색으로 자체 채색될 수도 있다.
본 발명의 주형은 변형된 매끄러운 주형일 수도 있다. 이러한 종류의 변형된 주형은 이하의 단계로 제조될 수 있다.
변형될 매끄러운 주형보다 작은 부피를 갖는 기하학적으로 유사한 매끄러운 블록이 변형될 주형과 블록 사이에 간격이 있도록 제조된다.
제1 실시예에서, 돌출부 및 홈은 블록 상에 직접 조각된다. 그 후, 조각된 블록은 주형 내에 중심에 유지되어 주조재(casting material)가 주형의 매끄러운 벽과 조각된 블록 사이에서 주조된다. 이는 변형될 매끄러운 주형 내로 완전히 일체화된 블록 주형(a cast of block)을 형성한다.
제2 실시예에서, 매끄러운 블록은 돌출부 및 홈이 형성된 용이하게 작업되는 재질로 피막된다. 그 후, 성형된 외부 층을 갖는 블록이 주형 내에 중심에 유지되어 주조재가 외부 층이 성형된 블록과 주형의 매끄러운 벽 사이에서 주조된다. 이는 변형될 매끄러운 주형 내로 완전히 일체화된 블록 주형을 형성한다.
물론, 본 발명은 설명되고 도시된 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 본 기술 분야에서 숙련된 자들에게 가능한 여러 가지 변형예에도 적용될 수 있다. 특히, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서, 매끄러운 기본 블록이 본질적으로 공지된 다른 종류의 블록으로 대체될 수도 있다. 마찬가지로, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서, 블록은 화강암 또는 현무암의 지질 형상(geomorphisms)과는 다른 자연의 지질 형상을 닮은 지질 형상을 가질 수도 있다.
본 발명에 따른 일체로 주조된 콘크리트 방벽 블록은 모든 방향에서 블록득 사이의 상호 로킹 지수와 수압 안정성 지수를 개선시켜 블록들 사이의 안정된 면 대 면 접촉능을 배가시킨다.
도1A 내지 도1C는 본 발명의 블록의 개략적인 도면.
도2A 내지 도2D는 화강암 같은 지질 형상(granite-like geomorphism)을 갖는 본 발명의 블록의 일 실시예의 개략적인 도면.
도3A 내지 도3D는 현무암 같은 지질 형상(basalt-like geomorphism)을 갖는 본 발명의 블록의 일 실시예를 도시하는 개략적인 도면.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞
1 : 블록
4 : 돌출부
5 : 홈
Claims (3)
- 전체 형상이 매끄러운 다면형(3)을 한정하는 외부 면(6)을 갖는 해안 및 강변 구조물을 보호하는 구조물용의 일체로 주조된 콘크리트 방벽 블록에 있어서,상기 블록의 적어도 몇몇 외부 면(6)은 블록에 형성된 일체형 돌출부(4) 또는 홈(5)을 가지며, 상기 돌출부(4) 또는 홈(5)의 표면들은 매끄러운 다면형(3)의 국소평면과 교차하는 평면들 내에 있고, 돌출부(4) 또는 홈(5)은 전체적으로 불규칙한 거친 면을 제공하며, 상기 불규칙한 거친 면은 방벽 블록이 배치되는 장소의 자연 암석의 지질형상에 상응하는 지질형상을 갖는 것을 특징으로 하는 블록.
- 제1항에 있어서, 상기 방벽 블록의 콘크리트는 관련된 장소의 자연 암석의 색으로 채색되는 것을 특징으로 하는 블록.
- 일체로 주조된 콘크리트 방벽 블록을 주조하기 위한 주형에 있어서,상기 주형은 상기 제1항 또는 제3항에 따른 일체로 주조된 콘크리트 방벽 블록의 홈(5) 또는 돌출부(4)를 형성하기 위해 홈을 포함하거나 또는 사이에 홈을 형성하는 돌출 부재를 장착한 것을 특징으로 하는 주형.
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