KR100650550B1 - 구조물 양생시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 완성 콘크리트 형상에 따라 제작된 거푸집으로써, 폐쇄된 내부공간이 형성된 거푸집; 상기 내부공간에 충전된 열전달수단; 및 상기 열전달수단에 연결된 전열장치;를 포함하여 상기 전열장치에 전원을 공급받은 연전달수단에 의하여 데워진 거푸집 내부에 타설된 콘크리트를 가온 습윤양생시킬 수 있는 구조물용 양생시스템에 관한 것이다.

양생,거푸집,발열수단,전열수단

Description

구조물 양생시스템{Couring System for Constructure}

도 1은 종래의 교량용 거더에 적용된 증기양생시스템을 도시한 것이다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 양생시스템의 실시예 및 일부발체도를 도시한 것이다.

도 3은 본 발명의 양생시스템의 설치예를 도시한 것이다.

<주요 도면부호의 설명>

100:본 발명의 양생시스템 S:내부공간

110:거푸집 120:열전달수단

130:전열장치 200:합성빔

본 발명은 구조물 양생시스템에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 특히 교량용 거더를 제작함에 있어서 거더에 형성된 콘크리트를 습윤,양생시키는 구조물양생시스템에 관한 것이다.

본 발명과 관련하여 교량용 거더로 제작되는 종래의 리프리스트레스트 프리플렉스 합성빔(RPF 합성빔)은 하부케이싱콘크리트에 길이방향으로 설치된 PSC 강재 를 인장 정착시켜 하부케이싱 콘크리트에 압축 프리스트레스가 도입되도록 제작된다.

즉, 적어도 2~3개의 I형 강형을 제작대에 설치하고, 프리플렉션하중을 가하여 아래로 만곡하게 휘어지게 한 상태에서, I형 강형의 하부플랜지 주위를 감싸도록 하부케이싱콘크리트를 타설시키게 된다. 이때 하부케이싱콘크리트를 타설하기 위하여 하부케이싱콘크리트 거푸집을 이용하게 되며 상기 거푸집은 통상 하면 및 측면거푸집이 일체로 제작된 강재거푸집을 이용하게 된다.

하부케이싱콘크리트 타설 후, 양생이 필요하게 되며 통상은 콘크리트의 초기강도를 충분히 확보하기 위하여 가온 증기양생을 하게 된다.

도 1은 상기 종래의 RPF 합성빔에 있어서 가온 증기양생을 위한 양생시스템을 도시한 것이다.

상기 양생시스템을 도 1을 기준으로 살펴보면 하부케이싱콘크리트 거푸집(11)에 콘크리트(12)가 타설된 상태에서 제작대(13) 위에 RPF 합성빔(10)이 설치되어 있다. 이때 RPF 합성빔(10) 제작에 필요한 하중거치대(14)가 RPF 합성빔(10) 주위에 설치되어 있으며 상기 하중거치대(14)에는 I형 강형에 프리플렉션 하중을 가하기 위한 유압잭(15)이 설치되게 된다.

증기양생을 위하여 하중거치대(14)를 포함한 RPF 합성빔(10) 주위에 양생틀(16)을 세우고 양생틀(16)을 둘러싸도록 양생포(17,타포린 재질)를 설치한다. 이때 상기 제작대(13)를 설치하면서 함께 미리 설치된 증기배관파이프(18)에 의하여 양생포 내부에 증기가 투입되며, 이러한 증기에 접한 콘크리트에 수분이 공급되면서 양생되도록 하는 것이다.

즉, 증기배관파이프(18)에 형성된 증기구멍을 통하여 양생포 내부에 증기가 가득 차오르면서 양생포 내부에 가득한 증기에 의하여 콘크리트에 수분을 공급되는 방식을 취하게 된다.

이때, 증기는 외부에 설치된 보일러(20)에 의하여 물을 가열시켜 발생된 증기가 상기 증기배관파이프(18)에 투입되도록 한다.

이러한 종래의 양생시스템의 문제점은 아래와 같다.

첫째, 증기양생의 효율성이 매우 떨어진다는 문제점이 있다. 즉, 실제로 증기양생에 의하여 양생되는 콘크리트의 부피와 비교하여 증기가 투입되는 부피(기적부피로써 양생포가 부푸른 상태의 내부부피)가 너무 크기 때문에 증기투입량 대비 실제 양생에 필요한 증기투입량의 비율이 너무 작아 설비의 효율성이 매우 낮아 비경제적이라는 문제점이 있었다.

둘째, 보일러를 이용하여 증기를 증기배관파이프에 투입시키는 경우 내부 공기가 데워지면서 더운 공기가 양생포 내부 상부로 올라가게 되는데 이때 상기 더운 공기에 의하여 양생포가 부풀어 오르게 되며 양생포가 최대한 부풀어 오른 이후에야 더운 공기가 다시 양생포 내부 하부로 전달되면서 투입된 증기와 함께 양생포 하부에 위치한 콘크리트에 가온 증기양생이 가능하게 된다.

따라서 소요의 콘크리트 양생온도를 확보하기 위한 시간이 상당히 지연될 뿐만 아니라, 양생포가 부풀어 오르면서 그 파손으로 인한 자재비가 무시할 수 없을 정도로 크며, 보일러를 최소 12시간이상 계속 작동시키기 위한 연료(경유)비가 매 우 커지게 되고, 더불어 보일러 고장, 수리를 위한 비용도 상당하다는 문제점이 지적되었다.

세째, 증기를 양생포에 투입하기 위하여 증기배관파이프, 양생틀의 설치 및 해체에 있어 상당한 비용 및 장비가 투입됨으로써 결국 합성빔 제작원가를 증대시키는 요인이 되었다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 본 발명의 목적은 구조물의 가온습윤양생에 있어서 보다 저비용, 고효율이 가능한 양생시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 필요한 부위에만 양생이 가능하도록 하여 보다 효율적이며, 설치 및 해체가 거의 필요없는 경제적인 구조물용 양생시스템을 제공하는 것이다.

상기 기술적과제를 달성하기 위하여 본 발명은

첫째, 콘크리트 면에 접하여 설치될 수 밖에 없는 거푸집을 통하여 콘크리트 양생에 필요한 열을 전달 할 수 있도록 하여 콘크리트 양생을 위한 추가적인 설비가 필요없도록 하되, 증기양생을 위하여 거푸집에 열전달수단으로 물을 채워넣고, 상기 물이 데워지면서 증기를 발생시킬 수 있도록 하여 거푸집에 접한 콘크리트에 열과 수분이 함께 전달되도록 하였다.

둘째, 종래의 증기발생을 위한 보일러, 증기배관파이프의 설치 및 해체작업 ,양생틀 및 양생포의 제작, 설치,해체, 운반작업 없이도 양생을 가능하도록 하기 위하여 전원(전기)에 의하여 작동하는 전열장치를 이용하여 열전달수단인 물에 열이 전달되어 최종적으로 거푸집을 데워 거푸집에 타설된 콘크리트가 가온 습윤양생이 될 수 있도록 하였다.

본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하기 위해서 이하 본 발명의 최선의 실시예를 첨부도면에 의하여 상세하게 설명하며, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으므로, 본 발명의 범위가 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명의 구조물 양생시스템(100)은 완성 콘크리트 형상에 따라 제작된 거푸집으로써, 폐쇄된 내부공간이 형성된 거푸집(110); 상기 내부공간에 충전된 열전달수단(120); 및 상기 열전달수단에 연결된 전열장치(130);를 포함한다.

본 발명에서는 특히 구조물 중 리프리스트레스트 프리플렉스 합성빔(이하 "합성빔"이라 한다.) 제작을 위한 양생시스템을 기준으로 설명하지만, 일반 건축용 구조물 즉, 벽체 등을 위한 양생시스템 및 콘크리트 양생이 필요한 모든 경우에 적용이 가능하다.

도 2a 및 도 2b는 합성빔(200) 제작을 위하여 본 발명의 양생시스템(100)이 설치된 합성빔 및 일부 발췌도를 도시한 것이다.

합성빔(200)의 경우 추후 교량 하부구조물에 거치된 이후 복부(220) 및 상부플랜지(210)에도 콘크리트가 형성되지만, 합성빔 제작장에서는 하부플랜지(230)를 둘러싸고 있는 하부케이싱콘크리트(240)를 위한 콘크리트 타설 및 양생작업이 이루 어지게 된다.

상기 하부케이싱콘크리트(240)를 장방형으로 성형시키기 위하여 설치된 것이 하부케이싱콘크리트 거푸집(110)이다. 이에 거푸집(110)은 하부판(111), 양 측판(112)을 포함하여 일체로 제작되며 전체적인 형상은 ㄷ자 형상으로 제작되고 통상은 강판을 가공하여 제작된다. 이때 추가로 힌지에 의하여 회전할 수 있는 상부판(113)을 추가하여 거푸집을 제작할 수 있다.

결국 거푸집은 장방형의 하부케이싱콘크리트의 성형을 위하여 설치된 거푸집이라고 할 수 있으며, 본 발명에서는 특히 거푸집(110)의 하부판 및 측판을 제작할 때 강판을 서로 소정의 간격을 두고 마주보도록 제작하되 그 사이에 내부공간(S)이 형성될 수 있도록 이중구조로 형성되도록 한다.

상기 내부공간(S)에는 본 발명의 열전달수단(120)인 물이 채워진다. 이에 상기 물이 수용될 수 있도록 하부판 및 측판은 내부공간이 폐쇄되어 누수되지 않도록 제작한다.

이때, 도 3과 같이 물을 입수하기 위하여 거푸집 상단에 캡이 구비된 구멍을 형성시켜 입수구(114)를 설치할 수 있으며, 추후 물을 배수시키기 위하여 거푸집 하단에 역시 캡이 구비된 구멍을 형성시켜 배수구(115)를 설치할 수 있다.

이러한 물을 열전달수단(120)으로 지칭하는 이유는 후술되는 전열장치(130)에 의하여 가열된 물이 거푸집에 열을 전달하여 데워진 거푸집과 접하고 있는 콘크리트(240)에 최종적으로 열이 전달되기 때문이다. 이때 가열온도에 따라 증기가 발생됨으로써 수분이 함께 콘크리트에 전달될 수 있게 되어 결국 콘크리트를 가온 습윤양생시킬 수 있는 것이다.

따라서 가장 비용이 적게 소요되면서 취급도 간편한 연전달수단(120)으로써 물이 가장 바람작한 예가 되겠지만 반드시 이에 한정된 것은 아니며, 거푸집의 재질에 따라, 취급의 용이성에 따라, 콘크리트의 제조특성에 따라 다른 재료를 이용할 수도 있다. 예컨데, 물은 동절기에 결빙이 가능하므로 이를 방지하기 위하여 결빙을 억제할 수있는 재료 등을 첨가시킬 수 도 있다.

이때 하부케이싱콘크리트의 상면은 직접 외기에 노출될 수 있으므로 거푸집(110) 제작 시 상부판(113)을 양 측판(120)에 회전이 가능하도로 설치하되, 상부판(113)의 경우 하부판 또는 측판과 같이 내부공간에 물이 채워지도록 제작할 수도 있으나, 통상의 강판으로 상부판을 제작하되 상부판에 살수장치(116)를 더 설치하고, 상기 살수장치(116)에 의하여 살수된 물이 직접 하부케이싱콘크리트 상면에 살수되도록 할 수 있으며, 추가적으로 보습이 가능하도록 부직포 등을 덮어 둘 수도 있다.

상기 살수장치(116)는 통상의 파이프에 구멍을 형성시켜 상기 파이프를 설치된 거푸집의 상부판에 장착시키고, 물을 파이프에 공급함으로써 살수가 가능하도록 할 수 있다.

전열장치(130)는 전기를 이용한다는 점에 특징이 있다. 종래에는 증기양생을 위하여 경유를 연료원으로 하는 보일러를 이용하였는데, 그 관리 및 유지보수 비용뿐만 아니라 열효율면에서도 문제점을 가지고 있었던 바, 본 발명에서는 인입전기또는 발전기를 이용하여 필요한 열을 확보하게 된다.

상기 전열장치(130)는 열전달수단(120)에 접촉되도록 거푸집(110)에 설치된 발열수단(131); 및 상기 발열수단에 연결된 전원공급수단(132);을 포함한다.

도 3은 상기 전열장치(130)의 설치예를 도시한 것이다.

발열수단(131)은 열전달수단인 내부공간(S)에 채워진 물에 열을 가하기 위하여 설치되는 것으로써 거푸집에 탈착이 가능하도록 설치하게 되어 재활용이 가능하도록 한다. 본 발명에서는 거푸집의 하부판 및/또는 측판의 외측 내면 또는 외면에 설치한 발열선, 발열봉, 발열판 및 발열코일 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

발열수단(131)은 열전달수단(120)인 물에 열을 전달하기 위한 것이므로 거푸집의 하부판, 측판의 전면을 덮도록 설치할 필요는 없고, 거푸집의 내부공간의 물을 충분히 데울 수 있을 정도로 분산 설치하는 정도로 충분하다.

따라서 종래와 같이 불필요한 공간을 데우기 위한 열을 위하여 소모되는 비용을 절감할 수 있다.

상기 발열수단(131)은 전원에 의하여 열을 발생시키는 것이므로, 추가로 전원공급수단(132)을 구비하게 되는데, 이는 발전기를 이용할 수도 있지만 부근의 전기를 인입하여 이용하는 것이 경제적으로 유용하다.

상기 발열수단(131)에 의하여 데워진 열전달수단(120)인 물은 상당히 빠른 시간에 데워지게 되고, 이로써 거푸집 내측면도 함께 데워지게 된다. 이러한 데워진 거푸집에 의하여 거푸집 안쪽에 타설된 콘크리트(240)에 열이 전달되면서 양생이 가능하게 되며, 충분한 열에 의하여 물이 가열되면 증기를 뿜게 되면 자연스럽게 콘크리트에 증기양생 또는 고온의 열을 전달할 수 있게 된다.

이때 데워진 물에 의하여 열이 전달되기 때문에 거푸집 내측면에 접한 콘크리트 전면에 균일한 열이 전달된다는 장점이 있어, 종래의 거푸집에 설치한 발열선에 의하여 콘크리트를 양생시키는 것과 구별될 수 있으며, 증기양생보다 현격히 우수한 열전달효과를 달성할 수 있다는 점에서도 구별될 수 있다.

이러한 전열장치는 도 3과 같이 거푸집(110)의 상부면에 형성시킨 구멍을 통해 삽입시켜 설치할 수 있으며, 발열수단이 거푸집의 내부공간에 위치할 수 있도록 제작할 수 있다.

나아가, 거푸집에 설치되는 합성빔의 강형에 있어서, 동절기의 경우에는 양생전에 복부 등을 미리 예열시킴으로서 하부케이싱콘크리트와 강형의 접촉부위 등에서 크랙 등이 발생하는 현상을 방지할 수 있으며, 이러한 예열은 열풍기, 발열수단 등을 이용할 수 있다.

본 발명의 양생시스템은 교량용 거더인 PF 합성빔 또는 RPF 합성빔 제작에 유용하지만, 일반 콘크리트 빔 나아가 콘크리트를 이용한 구조물의 경우에 적용할 경우 양생에 있어 매우 효율적이며 경제적인 수단이 될 수 있다.

즉, 교량용 거더를 제작하기 위하여 증기를 이용하는 경우와 비교하여, 그 장비의 설치 및 해체, 연료비 및 장비임대료, 운송 및 유지관리비의 절감 예컨데 양생포의 파손 등을 방지할 수 있으므로 거더 제작비용의 원가를 획기적으로 절감할 수 있게 될 뿐만 아니라, 콘크리트 전체에 걸쳐 균일한 열이 가해짐으로써 균일한 양생효과를 가질 수 있다는 점에서 거더의 품질관리 측면에서도 매우 효과가 뛰 어날 뿐만 아니라 재활용도 용이하게 된다.

Claims (9)

1. 완성 콘크리트 형상에 따라 제작된 거푸집으로써, 폐쇄된 내부공간이 형성된 거푸집; 상기 내부공간에 충전된 열전달수단; 및 상기 열전달수단에 연결된 전열장치;를 포함하며, 상기 거푸집은 프리플렉스 합성빔 또는 리프리스트레스트 프리플렉스 합성빔의 하부케이싱콘크리트 거푸집으로써, 적어도 하부케이싱콘크리트의 하면 및 측면을 감싸도록 하부판 및 측판을 포함한 일체형 거푸집으로 제작되며, 상기 열전달수단은 폐쇄된 거푸집 내부공간에 채워진 물을 포함하여, 상기 전열장치에 의하여 온도가 상승된 연전달수단으로 데워진 거푸집에 의하여 거푸집 내부에 타설된 콘크리트가 양생되는 것을 특징으로 하는 구조물 양생시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서, 상기 일체형거푸집에 하부케이싱콘크리트 상면을 덮도록 상부판이 일체형 거푸집에 더 설치되며, 상기 상면거푸집에는 살수장치가 추가로 더 설치되는 것을 특징으로 하는 구조물 양생시스템.
6. 제 1항에 있어서, 상기 프리플렉스 합성빔 또는 리프리스트레스트 프리플렉스 합성빔의 하부케이싱콘크리트 거푸집을 이용하는 경우에 있어서, 합성빔을 구성하는 강형을 예열시키는 것을 특징으로 하는 구조물 양생시스템.
7. 제 1항에 있어서, 상기 거푸집에 물을 입수 또는 배수할 수 있도록 입수구 및 배수구가 더 형성된 것을 특징으로 하는 구조물 양생시스템.
8. 제 1항에 있어서, 상기 전열장치는 열전달수단에 접촉되도록 거푸집에 설치된 발열수단; 및 상기 발열수단에 연결된 전원공급수단;을 포함하며 거푸집에 탈착이 가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 구조물 양생시스템.
9. 제 8항에 있어서, 상기 발열수단은 적어도 발열선, 발열봉, 발열판 및 발열코일 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물 양생시스템.

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