KR100664665B1 - 내화충전구조의 방화구획처리용 채움재 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내화충전구조의 방화구획처리용 채움재로서, 보온재층 및 상기 보온재층의 표면에 형성되는 방화피막을 포함하여 구성되는 방화구획처리용 채움재와 상기 보온재층의 내부에 내열성 심재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방화구획처리용 채움재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 방화피막을 보온재층 표면에 형성시켜 난연성, 방수성, 내마모성, 내분진성 및 복원력을 높여주고, 보온재층에 압착공정을 추가하여 신축성을 좋게하고 밀실한 시공이 가능하게 한다. 또한 보온재층 내부에 내열성 심재를 형성하여 보온재층의 열화현상을 막아주고, 열 수축에 의한 탈락을 방지하며, 주수시험시 수압에 의한 버팀목 역할을 하게 한다. 그리고 내열성 주입재가 건조되기 전에 방화용 탄성도포재를 도포하여 압축성 및 시공성을 더욱 좋게 할 수 있다.

또한 본 발명은 시공과정에서 작업 공정수를 줄여 인건비를 절감케 하고 고가의 방화재료를 사용하지 않게 됨으로 인해 기존의 시공에 비해 공사비를 약 40% 이상 절감할 수 있으며, 공기를 절반으로 단축할 수 있다. 그리고 공장에서 규격 제품화한 제품을 현장에 반입해 시공함으로써 그동안 실외 현장 작업시 겨울철 및 우천시 작업이 불가능하던 문제점을 해결하였으며, 암면 분진에 의한 실내공기 오염을 막아주고, 암면 분진에 노출되는 것으로부터 작업자를 보호하며, 산업폐기물인 폐 암면의 발생량을 줄일 수 있게 되었다.

내화충전구조, 방화구획, 보온재, 방화피막, 내열성 주입재

Description

내화충전구조의 방화구획처리용 채움재 및 그 제조방법{Compressible fireproofing pad and manufacturing method thereof}

도 1은 종래 내화충전구조의 시공형태를 보인 단면도이다.

도 2는 본 발명의 방화구획처리용 채움재의 여러 형태를 나타낸다.

도 3은 여러 가지 형태의 내열성 심재를 가지는 본 발명의 방화구획처리용 채움재의 예시도이다.

도 4는 본 발명의 방화구획처리용 채움재의 사용 예시도이다.

도 5는 본 발명의 방화구획처리용 채움재와 대조군인 암면의 체적대비 열 수축률 곡선을 나타낸 도면이다.

도 6은 본 발명의 방화구획처리용 채움재의 제조공정을 나타낸 도면이다.

도 7은 본 발명의 방화구획처리용 채움재의 시공방법을 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 보온재층 200 : 방화피막

300 : 내열성 심재 500 : 난연성이 첨가된 수밀화도포재

601 : 콘크리트 구조물의 개구부 P : 방화구획처리용 채움재

본 발명은 내화충전구조의 방화구획처리용 채움재 및 그 제조방법에 대한 것으로서, 더욱 상세히는 보온재층 및 상기 보온재층의 표면에 형성되는 방화피막을 포함하여 구성되는 방화구획처리용 채움재와 상기 보온재층의 내부에 내열성 심재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방화구획처리용 채움재 및 그 제조방법에 대한 것이다.

건축관련 법규(예, 법 제40조, 건축법 시행령 제2조, 건설교통부 고시 제2005-122호 내화구조의 인정 및 관리기준 등)에는 건축물의 용도에 따라서 일정한 내화구조의 성능기준을 명시하여 건축물의 벽면, 바닥면 등에 대해서는 일정시간 이상 화염(1,016℃ 이상)에 견딜 수 있는 구조를 요구하고 있다.

실제 건축물에 화재 발생시 연기 및 화염이 인접실로 급속히 퍼지는 것을 방지하여 피해를 국지화 내지는 최소화하기 위한 조치로 건축공사에서 관통부 밀폐는 중요하다. 이에 관통부를 해당 내화구조의 성능에 맞게 밀폐시켜 주는 공사를 하는데, 이를 내화충전공사 또는 층방공사라고 하며, 내화충전구조를 국가가 시험·증명해 주고 관리하는 '인정제도'를 유지하고 한다. 관통부를 법정 내화충전구조로 인정받기 위해서는 내열성시험 및 주수시험에 합격해야 하며, 인정기관에서 소정의 내열성시험 및 주수시험을 거쳐서 내화성능 등급을 부여받게 된다.

일반적으로 건축공사에서 단열재로 사용되고 있는 무기계인 암면(MINERAL WOOL), 유리면(GLASS WOOL), 세라크울(CERAK WOOL) 등과 폴리에스터계통인 스카이비바(SKY VIVA) 등과 같은 보온재료는 널리 알려져 있는 제품으로 내화충전구조에 중간 재료로 많이 사용되고 있다. 그러나 이들 보온재료 자체는 제품에 따라 난연성, 보온성, 경량성, 가격 등에서는 우수하나, 다른 한편으로는 열화성, 흡수성, 마모성이 크고 분진발생의 우려가 있다. 또한 밀도가 높은 방화용 단열재는 비신축적이기 때문에 방화구획처리용 채움재로 단독 사용하는 데는 문제가 있는 것으로 알려져 왔다. 또한 보온재 자체가 내열성면에서 암면(MINERAL WOOL)은 약 700℃, 유리면(GLASS WOOL)은 500℃ 정도에서 열화현상이 시작되기 때문에, 1,016℃이상 견뎌야 하는 내화충전구조에는 적합하지 않으며, 이에 종래에는 보온재를 중간재로만 사용하여 왔다.

도 1의 (a)는 종래 내화충전공사에서 관통재(12)가 통과하는 바닥면 개구부의 일반적인 공사 형태를 보인 단면도이다. 콘크리트 슬래브(10)의 하면에 철판(20)이 타정 못(21) 등으로 체결되고, 콘크리트 슬래브(10)의 관통부(11)에 암면과 같은 보온재료(30)가 중간 재료로 삽입되며 상부에는 방화폼, 방화실란트와 같은 별도의 방화재료(40)를 충전하는 구조로 되어 있다. 도 1의 (b)는 종래 내화구조의 또 다른 형태인 칸막이벽 연결 부분 시공 단면도로, 칸막이벽(50)의 연결 구간인 공간부(51)에 백업재(30)가 내측에 삽입되고 외측에 방화실란트와 같은 별도의 방화재료(40)를 충전하는 구조로 되어 있다.

이러한 종래의 시공방법은 작업자가 보온재를 현장에서 직접 가공하여 사용하였기 때문에 이로 인하여 작업자가 암면분진에 노출되는 위험이 있고, 암면 쓰레 기와 같은 산업폐기물이 과다 발생하는 문제가 있었다. 또한 종래에는 방화재료의 가격이 비쌀 뿐 아니라 시공이 까다롭고 작업 공정수가 많아 전체 공사비가 과다하게 투입되므로, 실제로 건축현장에서는 내화충전공사 자체를 기피하는 현상으로까지 이어지고 있었다. 그리고 흡수성이 좋은 보온재료 위에 방화재료의 도포와 건조를 반복해야 하는 기존의 현장 시공방법은 겨울철 혹은 우천시에 작업이 불가능해지는 문제점이 있었다.

위와 같은 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명은 적은 비용으로 간편하게 내화충전공사를 마칠 수 있게 하며, 종래보다 향상된 성능을 가지는 방화구획처리용 채움재 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 보온재가 가지고 있는 취약한 내열성능을 향상시키기 위하여 보온재층 내부에 주입하는 내열성 주입재의 원료 배합비, 주입량, 및 내열성 심재의 면적을 다르게 적용함으로써 자유롭게 내화성능 등급을 조절할 수 있게 하여 관통부가 넓은 장소에서는 더 큰 내열성능을 부여할 수 있게 하는 등 내화충전공사의 품질시공을 가능하게 한 방화구획처리용 채움재 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명은 공기를 단축시키고, 암면 쓰레기와 같은 산업폐기물 발생을 억제하며, 현장 작업시 암면 분진에 의한 작업자 피해를 막는 방화구획처리용 채움재 및 그 제조방법을 제공한다. 그리고, 보온재층 표면에 형성된 방화피막으로 암 면과 같은 보온재의 외부 노출을 적극 차단하여 암면 분진에 의한 실내공기 오염을 방지하는 방화구획처리용 채움재 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 내화충전구조의 방화구획처리용 채움재로서, 보온재층 및 상기 보온재층의 표면에 형성되는 방화피막을 포함하여 구성되는 방화구획처리용 채움재와 상기 보온재층의 내부에 내열성 심재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방화구획처리용 채움재를 제공한다.

또한 본 발명은 보온재층을 규격에 맞게 절단하는 제1단계; 주사핀을 내열성 심재 형성틀에 일정한 간격으로 배열시켜 상기 보온재층에 틀의 주사핀 부분을 찔러넣은 후 빼내면서 상기 보온재층 내부로 주사핀 끝부분을 통하여 내열성 주입재를 주입하여 상기 보온재층 내부에 기둥형, 점형, 판형 중 어느 하나의 형태로 내열성 심재를 형성시키는 제2단계; 상기 보온재층 표면에 방화용 탄성도포재를 도포하여 방화피막을 형성시키는 제3단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방화구획처리용 채움재 제조방법을 제공한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 기술함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

1. 내화충전구조의 방화구획처리용 채움재

도 3과 도 4는 방화구획처리용 채움재(P)의 예시도이다.

보온재층(100)은 무기계인 암면, 유리면, 세라크(세라믹)면, 질석면, 퍼라이트면 및 폴리에스터 계통의 단열재 중 어느 하나로 구성된다. 폴리에스터 계통의 단열재는 SK화학에서 생산하는 부직포 형태의 스카이비바를 들 수 있다. 기존 공사방법은 건축현장에서 작업자가 보온재를 직접 절단하고 가공하여 사용했으나 본 발명에서는 보온재층(100)을 도 2의 (a), (b), (c), (d)와 같이 판형이나 띠형 및 소정의 관통재형으로 절단하여 방화구획처리용 채움재(P)를 제작한다. 또한 보온재층(100)은 도 2의 (e)와 같이 방화구획처리용 채움재(P)를 롤(roll) 형태로 말 수 있도록 얇은 층으로 할 수 있다. 롤 형태의 방화구획처리용 채움재(P)는 설비관통부의 파이프와 슬리브 중간의 폭이 좁은 공간에 절단해서 사용하면 편리하다. 그리고, 방화구획처리용 채움재(P)는 30%정도의 압축시공을 감안하여 약 30%의 범위 내에서 규격을 연속적으로 책정하여 사이즈별로 생산한다면, 대량생산에 의한 원가절감 및 건축공사 표준화에 기여할 수 있다.

상기 보온재층(100)의 표면에 방화용 탄성도포재를 도포하여 방화피막(200)을 형성시키는데, 방화피막(200)은 보온재층(100)의 난연성을 높여주고 방수성, 내마모성, 내분진성을 좋게 한다. 또한 방화피막(200)은 보온재층(100)에 복원력 및 탄력성 기능을 추가로 가질 수 있게 한다. 이때 방화용 탄성도포재는 액상의 아크릴라텍스(Acrylic Latex) 또는 고무라텍스(합성고무라텍스, 천연고무라텍스)를 포함하는데, 여기에 충전재(FILLER)로서 분말형태의 탄산칼슘(Calcium Carbonate/CaCo₃), 수산화알루미늄(Aluminum Hydroxide/Al(OH)₃), 멜라민(Melamine), 암모니움폴리포스페이트(Ammonium Polyphosphate/(NH₄PO₃)_n), 탈크(Talc, Magnesium Silicate Hydroxide/ Mg₃Si₂O₁₀(OH)₂) 중 어느 하나 이상을 포함한다.

아크릴라텍스 또는 고무라텍스(Rubber Latex) 성분이 포함된 방화용 탄성도포재를 보온재층(100) 표면에 일정 두께이상 도포하게 되면 보온재층(100)이 압력을 받았을 때 방화피막(200)이 원상 회복력을 발휘하여 복원력이 좋아진다. 내화충전구조에 사용되는 보온재층(100)은 재질자체의 취약한 내열성능을 보강해 주기 위하여 주로 밀도가 높은 제품을 사용하는데, 암면의 경우 밀도가 100K이상이 되면 작업자가 현장에서 보온재를 직접 압축하여 관통부에 끼워 넣는 것이 불가능하므로 종래에는 사실상 현장에서 인증받은 구조대로 작업이 이루어지지 못하였다. 이에 본 발명에서는 도 6의 (a)와 같이 보온재층(100)에 1회 이상 압착을 가하는 방법으로 보온재층(100)이 신축성을 갖도록 하였으며, 이와는 별개로 방화용 탄성 도포재로 방화피막(200)을 형성하여 보온재층(100)의 복원력을 향상시켜 주었기 때문에 작업자가 시공시에 밀도가 높은 보온재층(100)을 용이한 방법으로 밀실하게 시공을 할 수 있도록 하였다.

방화피막(200)을 형성하는 방화용 탄성도포재의 바람직한 배합비 예로는 바인더로 액상의 아크릴라텍스 60중량%를 포함하고 분말(FILLER)형태의 탄산칼슘 23중량%, 수산화알루미늄 12중량%, 멜라민 3중량%, 암모니움폴리포스페이트 2중량%를 포함하여 구성되는 도포재(㉠) 또는 바인더로 액상 합성고무라텍스(SBR) 68중량%를 포함하고 분말(FILLER)형태의 탄산칼슘 15중량%, 수산화알루미늄 8중량%, 탈크 5중량%, 암모니움폴리포스페이트 4중량%를 포함하여 구성되는 도포재를 들 수 있다.

아크릴라텍스 혹은 합성고무라텍스는 가연성 물질로서 분말 형태인 상기 난연재 성분들이 첨가되어 라텍스가 불에 타는 성질을 막아준다. 그러므로 라텍스 성분 자체는 가연성이지만 각자 특성을 지닌 난연재 성분들이 혼합되어 가열시에 수분을 발생시키거나, 탄소 도막을 생성시키고, 기포가 포함된 방화 피막을 형성하여 난연성을 더해준다. 상기와 같은 방화용 탄성도포재의 혼합비는 액상 아크릴라텍스 또는 합성고무라텍스 조성물이 KS F 2271:1998(건축물의 내장재료 및 구조의 난연성 시험방법)에 의한 난연 3급 성능과 가스유해성시험을 통과할 수 있는 성능을 갖도록 한다.

본 발명의 또 다른 실시예는 상기의 방화구획처리용 채움재(P)에 내열성 심재(300)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 내열성 심재(300)는 보온재층(100)의 내부에 소정의 형태로 구성된다. 도 3은 내열성 심재(300)를 포함한 방화구획처리용 채움재의 예시도 들이다. 내열성 심재(300)는 점형, 도 3의 (a)와 같이 기둥형태 또는 도 3(b)나 도 3(c)와 같은 판형으로 보온재층(100) 내부에 1개 이상 일정한 간격을 두고 형성된다.

상기에서 언급한 바와 같이, 법정 내화구조에 사용되기 위해서는 내화등급(F급, T급)에 따라서 1~2시간까지 소정의 내열성능시험과 주수시험을 통과해야 하는데, 보온재층(100) 내부에 내열성 심재(300)를 형성시키는 경우 내열성 심재(300) 가 시험체 가열과정에서 보온재층(100)의 열화현상을 막아주고, 탈락을 방지하며, 주수시험 시에는 수압에 대한 버팀목 역할을 수행하게 된다.

내열성 심재(300)를 보온재층(100) 내부에 일정한 간격을 두고 부분적으로 배치하는 것은 내열성과 시공성을 감안한 것이다. 도 6의 (a)와 같이 불규칙적인 슬래브 면의 틈을 메워 주기 위하여 시공과정에서 방화구획처리용 채움재(P)를 슬래브면의 관통부에 25~35% 정도 압축하여 밀실하게 끼워넣는 작업을 하게 된다. 그러나 내열성 주입재가 주입된 방화구획처리용 채움재(P)는 내열성 심재(300)의 면적이 넓을수록 내열성능은 우수하지만 건조 후에는 그만큼 신축성이 적어지기 때문에 밀실한 시공이 어렵다. 이에 신축성이 있는 보온재층(100)과 내열성능은 우수하지만 신축성이 상대적으로 적은 내열성 심재(300)를 적절히 배치한다면 내열성과 신축성을 동시에 만족시킬 수 있다. 그러므로 방화구획처리용 채움재(P) 제작과정에서 내열성 주입재의 주입량, 원료 배합비 및 내열성 심재(300)의 면적을 다르게 적용하면, 현장에서는 별도의 조치 없이 방화구획처리용 채움재(P)의 기성 규격 채택만으로 내화성능등급에 적합한 시공을 할 수 있으며, 또한 높은 내열성이 요구되는 넓은 관통부를 유효적절한 방법으로 품질시공할 수 있게 된다.

내열성 심재(300)의 형성을 위하여 사용되는 내열성 주입재는 무기계 액상 규산염(Liquid Silicate)을 포함하여 구성되는데, 무기계 액상 규산염에는 규산나트륨, 규산칼륨, 리튬 실리케이트가 있다. 또한 내열성 주입재는 분말형태의 수산화알루미늄(Aluminum Hydroxide/Al(OH)₃), 세피올라이트(Sepiolite/Si₁₂Mg₃O₃₂H₂O), 탈크(Talc, Magnesium Silicate Hydroxide/ Mg₃Si₂O₁₀(OH)₂) 중에서 어느 하나 이상을 더 포함하여 구성된다. 바람직한 배합비(㉡)로서 바인더로 액상규산나트륨(고형분 42%, Liquid Sodium Silicate/Na₂O·nSiO₂·xH₂O) 52중량%와 충전재(FILLER)로서 분말형태의 세피올라이트 24중량%, 수산화알루미늄 8중량%, 탈크 16중량%로 구성되는 내열성 주입재를 들 수 있다. 이와 같은 혼합비의 조성물은 액상규산나트륨이 단독 사용되는 경우 고온 발열과정에서 응축되는 현상을 방지하고 내열성 심재(300)의 형태 보존력을 좋게 하며 내열성능을 향상시키므로, 방화구획처리용 채움재(P)가 1100℃에서 3시간 이상 견딜 수 있는 내열성능을 갖게 된다.

도 4는 본 발명의 방화구획처리용 채움재(P)를 겹쳐서 또는 절개하여 사용하는 모습을 나타낸다. 도 4의 (a)는 본 발명의 방화구획처리용 채움재(P)를 2개 이상 겹쳐서 사용하는 경우를 예시하고, (b)는 방화구획처리용 채움재(P)를 절개하여 사용하는 경우를 예시한다. 절개된 방화구획처리용 채움재(P)는 도 4의 (a)와 같은 방법으로 2개 이상 겹쳐서 사용될 수 있다. 도 4의 (b)는 방화구획처리용 채움재(P)의 규격이 관통부의 넓이보다 큰 경우 관통부 규격에 맞게 채움재(P)를 1면 이상 절개하여 사용하기 위한 형태를 예시한 것이다.

본 발명의 또 다른 실시예로 내열성 심재(300)를 내부에 포함하지 않은 보온재층(100)의 표면에 상기 방화피막(200)을 형성시킨 후 이를 연속적으로 적층하여 형성시키는 방화구획처리용 채움재(P)를 예시할 수 있는데, 이는 결국 내열성 심재(300)를 보온재층(100)의 내부에 배치한 것과 같은 효과를 얻을 수 있다.

2. 방화구획처리용 채움재의 내열성 시험과 주수시험

법정 내화충전구조는 방화구획구간에 따라서 최고 2시간까지 내화성능시험을 받아야 하는데, 시험 항목은 내열성 시험과 주수(注水)시험으로 나누어진다.

시험의 대조군(ⓐ)으로 보온재 중에서 중간재료로 많이 사용되고 있는 암면(MINERAL WOOL, 100K, 고려금강)을 사용하였고, 시험군(ⓑ)으로 상기 ㉡의 배합비의 내열성 주입재를 100K 암면에 체적대비 20%가 되도록 주입하여 일정한 간격으로 배치된 기둥형의 내열성 심재(300)를 형성시키고 상기 ㉠의 배합비의 도포재를 도포해 방화피막(200)을 형성시킨 방화구획처리용 채움재(P)를 사용하였다.

(1)내열성 시험

FS 012(내화충전구조의 화재시험방법) 3.1.4.(가열시험)에서 정하고 있는 표준시간온도곡선과 동일한 조건으로 온도를 제어하면서 시험체를 가열하게 되면 설치된 시험부재가 열화현상을 일으키면서 수축작용과 함께 탈락하게 된다.

대조군(ⓐ)과 시험군(ⓑ)은 주어진 시간동안 1,016℃까지 시험로(試驗爐)에서 가열한 다음 시편의 수축률(%)을 측정하여 열화성을 비교하였다. 시편의 밀도(K)는 100K 제품을, 규격은 100×100×100mm를 사용하였다. 열화선(熱禍線, ⓒ)은, 비교제품을 130% 압축 시공한 경우 시험부재의 수축률이 10% 이내에서는 시험체를 가열하는 동안 시험부재가 탈락하지 않음을 실험적으로 확인하여, 시험체 가열시 탈락의 원인이 되는 수축 한계를 시험부재 체적대비 10%로 책정하고, 이를 기준으로 설정하였다.

도 5 및 표 1는 대조군(ⓐ)과 시험군(ⓑ)의 체적대비 열 수축률(%)을 나타내며, 시험군의 방화구획처리용 채움재(P)는 주어진 시간동안 시험부재가 탈락하지 않으므로 내열성능 시험에 통과하였다.

<표 1>

- 체적대비 열 수축률(%)

가열시간(분)	30	60	90	120	160
ⓐ대조군(암면)	7	14	19	24	28
ⓑ시험군(방화구획처리용 채움재)	3	5	7	8.5	9

(2)주수시험

내화충전구조는 관통부 넓이가 넓으면 넓을수록 더 높은 내화성능이 요구된다. 그만큼 관통부가 넓으면 관통부재가 더 많은 열 저항과 주수 압력을 받기 때문이다. 암면을 중간재로 사용하는 내화충전구조의 관통부 면적은 폭 100mm 정도가 보통이다.

이에 본 시험에서는 주수 압력을 비교하기 위하여 대조군(ⓐ)인 암면과 시험군(ⓑ)인 방화구획처리용 채움재(P)를 각각 시험체 관통부(ALC 패널)에 130%로 압축하여 설치하였다. 가열면의 이면(裏面)에는 차수(遮水) 목적에 제공되는 수밀화 공법의 내화충전공사 방법을 적용하여, 난연성이 첨가된 수밀화도포재(500)를 가열면 반대쪽의 방화구획처리용 채움재(P)의 일면을 포함하여 방화구획처리용 채움재(P)가 인접한 슬래브 면(오버랩(OVERLAP) 20mm)에 1mm(건조 두께) 두께로 도포하여 피막을 형성시켰다. 이에 시험군인 방화구획처리용 채움재(P)는 이미 2mm의 방화용 탄성도포재가 전체면에 도포된 상태였으므로 방화구획처리용 채움재(P)의 가 열면 이면은 수밀화도포재를 포함하면 전체 피막이 3mm가 된다. 관통부 규격은 가로 1m, 깊이(높이) 100mm인 상태에서 세로(폭)을 점차 증가하였으며, 이를 가열로에 걸고 2시간 동안 가열하였다.

그리고 FS 012(내화충전구조의 화재시험방법) 3.2.(주수시험)에서 정하고 있는 직경 12.7mm의 노즐과 방사압력 1.40kg/cm²으로 2분간 5m의 거리에서 주수시험을 실시하였다. 그 결과 비가열면에 구멍이 생기는지 여부를 관찰하여 합격(○)과 불합격(×)으로 구분하였다.

<표 2>

- 관통부 크기에 따른 주수시험 결과

관통부 폭(mm)	50	100	150	200	250
ⓐ대조군(암면)	○	○	×	×	×
ⓑ시험군(방화구획처리용 채움재)	○	○	○	○	○

3.방화구획처리용 채움재의 제조 방법

보온재층(100)은 미리 건축물의 개구부 크기를 감안하여 적절한 폭으로 절단된 후 보온재층이 암면 등 무기계 보온재인 경우 신축성을 주기 위하여 압착공정을 거치게 된다. 도 6의 (a)는 압착공정을 나타내는 예시도이다. 도 6의 700은 프레스압축기이고, 701은 압축대, 702는 가압기이다. 보온재층(100)의 보온재는 상기에서 본 바와 같이 내열성능을 보강해주기 위해 밀도가 높은 제품을 주로 사용하는데, 밀도 100K이상의 암면의 경우 작업자가 현장에서 보온재를 직접 압축하여 관통부에 끼워넣는 것이 어렵다. 그래서 작업자가 용이하게 방화구획처리용 채움재(P)를 시 공을 할 수 있도록 사전에 압착공정을 통하여 보온재층(100)에 신축성을 준다. 5~10 미크론의 미세한 무기계 섬유질이 비정질 형태로 결속되어 있는 암면과 같은 보온재층(100)을 결 반대방향에서 압력을 가하여 진동과 함께 눌러주게 되면, 비정질 구조로 이루어진 섬유질 조직의 결속력이 약화되면서 보온재층(100)은 신축성을 갖게 된다. 압착공정을 거친 보온재층(100)은 미세한 무기계 섬유질의 특성상 결속력이 약화 된 만큼 압축 후에 충분한 복원력을 발휘하지 못한다. 그러므로 상기와 같은 방화용 탄성도포재를 도포하여 방화피막(200)을 형성해 주면 복원력이 증가하게 된다.

또한 상기와 같은 압착공정은 보온재층(100)의 내부에 내열성 주입재를 주입한 직후에 실시할 수도 있으며, 이는 압착과정에서 주입재가 보온재에 흡수되어 주입재가 건조한 후에도 보온재층(100)의 신축성에 영향을 덜 미치게 하기 위해서다. 상기와 같은 압착공정은 폴리에스터계 보온재에는 적용되지 않으며, 무기질 섬유계인 암면, 유리면, 세라크면, 질석면 등에만 적용된다.

흡수성이 있는 보온재층(100)의 내부에 액상 형태의 내열성 주입재를 일정한 간격으로 주입하게 되면 내열성 심재(300)가 형성된다. 도 6의 (b), (c), (d)는 보온재층(100) 내부에 내열성 주입재를 주입시켜 내열성 심재(300)를 형성시키는 것을 나타낸다. 주사핀(401)을 내열성 심재 형성틀(400)에 일정한 간격으로 배열시켜 상기 보온재층(100)에 주사핀 부분(401)을 찔러넣은 후 빼내면서 상기 보온재층(100) 내부로 주사핀(401) 끝부분을 통하여 내열성 주입재를 주입하면 기둥형, 점형 또는 판형으로 내열성 심재(300)가 형성된다. 주사핀(401)의 수량과 구경은 주입재의 점도 및 방화구획처리용 채움재(P)의 내화성능에 따라 조절할 수 있으며, 주사핀(401)의 배열에 따라 내열성 심재(300)의 배치 형태를 결정할 수 있다. 내열성 심재(300)는 주입재의 점도 및 보온재층(100)의 보온재의 밀도에 따라 불규칙적인 모습으로 형성될 수 있다.

방화피막(200)은 보온재층(100)의 표면에 방화용 탄성 도포재를 도포함으로써 형성된다. 내열성 심재(300) 형성 후 연속공정을 통하여 내열성 심재(300)의 주입재가 건조되기 전에 방화용 탄성 도포재를 도포하는 경우 시공 전까지 상당기간 동안 내열성 심재(300)의 주입재가 건조되는 현상을 막아줄 수 있다. 이에 도 7의 (a)와 같이 방화구획처리용 채움재(P)를 관통부에 끼워넣기 위하여 압축과정을 거치는 경우, 보온재층(100) 안에 액상 형태로 존재하는 내열성 주입재가 내열성 심재(300) 부분 주변의 보온재로 흡수되어 결국 내열성 심재(300)의 면적을 확대시키고 관통부의 내부구조와 유사한 형태로 내열성 심재(300)가 형성되어 내열성을 더욱 좋게 할 수 있다.

4. 내화충전구조의 방화구획처리용 채움재의 시공방법

도 7은 방화구획처리용 채움재(P)의 시공모습을 나타낸다.

도 7의 (a)는 방화구획처리용 채움재(P)를 압축하여 삽입하는 모습을 나타낸다. 공장에서 규격별로 제작된 방화구획처리용 채움재(P)를 현장에 반입하여 도 7의 (a)와 같이 약 30% 정도 압축하여 콘크리트 구조물(600)의 개구부(601)에 삽입한다. 방화구획처리용 채움재(P)의 압축은 25~35% 정도의 범위에서 이루어진다. 그 리고, 도 7의 (b)는 삽입 후 콘크리트 구조물(600)과 방화구획처리용 채움재(P)의 접하는 부분을 밀폐하기 위하여 접하는 부분에 난연성이 첨가된 수밀화도포재(500)를 발라 마무리 공정을 하는 모습을 나타낸다. 다만 수밀화 시공방법이 필요하지 않은 경우에는 보온재층(100) 표면의 방화피막(200) 형성시 사용하는 방화용 탄성 도포재를 발라 마무리공정을 할 수도 있다.

또한 도 7의 (c)는 설비 관통부에서 파이프와 슬리브 중간에 방화구획처리용 채움재(P)를 시공하기 위해서 롤(ROLL) 형태의 방화구획처리용 채움재(P)를 절단하는 방법과 결합상태를 보여주고 있다. 설비 관통부는 폭이 좁은 만큼 방화구획처리용 채움재(P)를 끼워 넣기 어렵고 끼워 넣은 후에도 연결면이 어긋나서 높낮이가 일치하지 않는다. 그러나 도 7의 (c)와 같이 방화구획처리용 채움재(P)를 절단할 때 양쪽 절단 부위에 동일한 각을 주어 절단한 다음, 파이프 바깥쪽에 갖다 대고 감싸주면서 밀어 넣게 되면, 방화구획처리용 채움재(P)가 원통형으로 형성되면서 연결면의 높낮이를 맞추는데 편리하고 채움재가 꺾이거나 밀리는 현상을 막아준다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 내화충전구조의 방화구획처리용 채움재(P)의 기술적 효과는 다음과 같다.

첫째, 방화피막(200)을 보온재층(100) 표면에 형성시킴으로써 난연성, 방수성, 내마모성, 내분진성 및 복원력을 높이고, 보온재층(100)에 신축성을 주는 압착공정을 도입하여 밀실한 시공한 시공이 가능하게 한다.

둘째, 보온재층(100) 내부에 내열성 심재(300)를 형성하여 보온재층(100)의 열화현상을 막아주고, 가열시 수축에 의한 탈락을 방지하며, 주수시험시 수압에 의한 버팀목 역할을 하게 한다.

셋째, 내열성 주입재의 주입량, 원료 배합비 및 내열성 심재(300)의 크기를 다르게 적용하여 내화성능 등급을 조절할 수 있으며, 관통부의 넓이에 따라서 내열성능 및 압축성을 조절하여 품질시공이 가능하도록 한다.

넷째, 방화피막(200) 형성시 내열성 주입재가 건조되기 전에 방화용 탄성 도포재를 도포하여 내열성과 시공성을 좋게 하여 넓은 관통부에도 적합하다.

다섯째, 시공과정에서 비숙련자의 작업이 가능하고, 작업공정수를 크게 줄여 인건비를 절감한다. 그리고 고가의 방화재료를 사용하지 않음으로써 기존의 시공에 비해 공사비를 약 40% 이상 절감할 수 있으며, 공기를 절반으로 단축할 수 있다. 또한 실외 현장 작업시 겨울철 및 우천시 작업이 불가능했던 문제점을 해결하였다.

여섯째, 공장 제작과정에서 보온재층(100) 표면에 방화피막(200)을 형성시켜 규격화한 제품을 반입해 사용하게 함으로써, 암면과 같은 산업폐기물 발생을 억제하고, 현장작업시 암면 분진에 의한 작업자 피해를 막아준다. 그 밖에 암면과 같은 보온재료의 외부 노출을 차단하여 암면분진에 의한 실내공기 오염을 방지하므로 입주자에게 쾌적한 실내환경을 제공한다.

Claims (14)

1. 암면, 유리면, 세라믹(세라크)면, 질석면, 퍼라이트면, 폴리에스터 계통의 단열재 중 어느 하나로 구성되는 보온재층; 및

   상기 보온재층의 표면에 형성되며, 액상의 아크릴라텍스 또는 고무라텍스 중 어느 하나 및 난연재를 포함하여 구성되는 방화용 탄성도포재를 도포하여 형성되는 방화피막;

   을 포함하여 구성되는 방화구획처리용 채움재.
2. 제 1항에서,

   상기 방화피막을 표면에 도포한 상기 보온재층을 연속적으로 적층하여 형성되는 것을 특징으로 하는 방화구획처리용 채움재.
3. 세라믹면, 광물성 섬유계, 폴리에스터 계통의 단열재 중 어느 하나로 구성되는 보온재층;

   상기 보온재층의 표면에 형성되며, 액상의 라텍스 및 난연재를 포함하여 구성되는 방화용 탄성도포재를 도포하여 형성되는 방화피막; 및

   기둥형, 점형, 판형 중 어느 하나의 형태로 상기 보온재층의 내부에 일정한 간격을 두고 형성되는 내열성 심재;

   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방화구획처리용 채움재.
4. 삭제
5. 제 3항에서,

   상기 내열성 심재는 무기계 액상 규산염을 포함하는 내열성 주입재를 주입하여 형성되는 것을 특징으로 하는 방화구획처리용 채움재.
6. 제 5항에서,

   상기 내열성 주입재는 분말형태의 규산알루미늄, 수산화알루미늄, 세피올라이트, 탈크, 탄산칼슘 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방화구획처리용 채움재.
7. 제 6항에서,

   상기 내열성 주입재는 액상규산나트륨 52중량%와 분말형태의 세피올라이트 24중량%, 수산화알루미늄 8중량%, 탈크 16중량%로 구성되는 것을 특징으로 하는 방화구획처리용 채움재.
8. 제 3항에서,

   상기 보온재층은 암면, 유리면, 세라믹(세라크)면, 질석면, 퍼라이트면, 폴리에스터 계통의 단열재 중 어느 하나로 구성되고,

   상기 방화피막은 액상의 아크릴라텍스 또는 고무라텍스 중 어느 하나를 포함하는 방화용 탄성도포재를 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 방화구획처리용 채움재.
9. 제 1항 또는 제 8항에서,

   상기 방화용 탄성도포재는 난연재로서 분말형태의 탄산칼슘, 수산화알루미늄, 멜라민, 암모니움폴리포스페이트, 탈크 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방화구획처리용 채움재.
10. 제 9항에서,

    상기 방화용 탄성도포재는 액상 아크릴라텍스 60중량%와 분말형태의 탄산칼슘 23중량%, 수산화알루미늄 12중량%, 멜라민 3중량%, 암모니움폴리포스페이트 2중량%로 구성되는 도포재 또는 액상 합성고무라텍스 68중량%와 분말형태의 탄산칼슘 15중량%, 수산화알루미늄 8중량%, 탈크 5중량%, 암모니움폴리포스페이트 4중량%로 구성되는 도포재 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방화구획처리용 채움재.
11. 내화충전구조의 방화구획처리용 채움재를 제조하기 위하여,

    세라믹면, 광물성 섬유계, 폴리에스터 계통의 단열재 중 어느 하나로 구성되는 보온재층을 규격에 맞게 절단하는 제1단계;

    주사핀을 내열성 심재 형성틀에 일정한 간격으로 배열시켜 상기 보온재층에 틀의 주사핀 부분을 찔러넣은 후 빼내면서 상기 보온재층 내부로 주사핀 끝부분을 통하여 내열성 주입재를 주입하여 상기 보온재층 내부에 기둥형, 점형, 판형 중 어느 하나의 형태로 내열성 심재를 형성시키는 제2단계;

    상기 보온재층 표면에 액상의 라텍스 및 난연재를 포함하여 구성되는 방화용 탄성도포재를 도포하여 방화피막을 형성시키는 제3단계;

    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방화구획처리용 채움재 제조방법.
12. 제 11항에서,

    상기 보온재층이 암면, 유리면, 세라믹(세라크)면, 질석면, 퍼라이트면 중 어느 하나로 구성되는 무기계 보온재인 경우 상기 제1단계는 상기 보온재층에 압력과 진동을 가하여 신축성을 갖게 하는 압착공정을 더 가지는 것을 특징으로 하는 방화구획처리용 채움재 제조방법.
13. 제 12항에서,

    상기 보온재층이 상기 무기계 보온재인 경우 상기 제3단계는 상기 보온재층 내부의 내열성 심재의 주입재가 건조하기 전에 보온재층의 재압착공정을 더 거친 다음 상기 방화피막을 형성시키는 것을 특징으로 하는 방화구획처리용 채움재 제조방법.
14. 제 11항 내지 제13항 중 어느 하나의 항에서,

    상기 제 3단계는 상기 보온재층 내부의 내열성 심재의 주입재가 건조하기 전에 방화용 탄성도포재를 도포하여 상기 방화피막을 형성시키는 것을 특징으로 하는 방화구획처리용 채움재 제조방법.

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