KR101029252B1 - 페이퍼크리트를 이용한 경량형 이축 중공슬라브 및 그 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 페이퍼크리트를 이용한 경량형 이축 중공슬라브에 관한 것이다. 본 발명에 따른 페이퍼크리트를 이용한 경량형 이축 중공슬라브는 건축 구조물의 층을 형성하도록 수평방향으로 설치되는 콘크리트 패널과, 상호 이격되어 나란하게 배치되며 콘크리트 패널의 상부에 매설되는 복수의 상부근과, 상호 이격되어 나란하게 배치되며 콘크리트 패널의 하부에 매설되는 복수의 하부근을 포함하며, 특히 상부근과 하부근 사이에는 가로방향 및 세로방향을 따라 서로 이격되어 매트릭스 형태로 복수의 중량저감유닛이 배치되는데, 중량저감유닛은 시멘트와 종이와 혼화재와 물을 혼합하여 이루어지는 페이퍼크리트 소재의 중량저감재를 포함하여 이루어지는 것에 특징이 있다.

Description

페이퍼크리트를 이용한 경량형 이축 중공슬라브 및 그 시공방법{Lightweight biaxial hollow slab using papercrete and Constructing method of the same}

본 발명은 건축 구조물의 층을 형성하는 슬라브 및 그 시공방법에 관한 것으로서, 특히 콘크리트 패널 내부에 중량이 가벼운 성형재를 삽입하여 전체 중량을 저감시킨 경량형 중공슬라브 및 그 시공방법에 관한 것이다.

중공형 슬라브(hollow slab)는 콘크리트 패널의 내부를 중공으로 형성하여 패널의 중량을 감소시키기 위한 구조로서, 장경간(long span)과 무량판(flat slab)에 적용될 수 있음은 물론 층간소음 저감에 있어서도 이점을 가진다. 이러한 중공형 슬라브는 중공부가 막대 형상으로 길게 형성되어 1방향 저항특성을 가지는 1축 형태와, 속이 비어 있는 단위 중공체가 매트릭스 형태로 콘크리트 패널에 복수 개 배치되어 2방향 저항특성을 가지는 2축 형태로 나누어 진다.

종래의 중공슬라브에서는 중량이 가벼워지는 반면 중공체에 의한 콘크리트 패널의 단면적 감소로 인하여, 전단강도가 솔리드 슬라브 시스템에 비하여 약 50% 정도 감소되며, 펀칭쉬어에 의한 전단파괴의 위험도 존재하는 등 구조적인 취약점을 가지고 있다. 아울러 종래의 2축 중공형 슬라브는 슬라브의 자중감소로 인하여 고유진동수가 증가하기 때문에 중량 충격음에 대한 저항성능은 증가하나, 슬라브 내의 중공부로 인하여 경량충격음이 증가하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 2축 중공슬라브에 사용되는 중공체는 경량성을 강화하기 위하여 플라스틱 또는 스티로폼 재질로 형성하는데, 이러한 재질은 콘크리트와의 부착력이 떨어져 콘크리트와 중공체의 일체성이 저하되며, 재질의 특성상 압축강도가 현저히 저하되는 문제점이 있었다.

즉, 종래의 플라스틱을 이용한 2축 중공슬라브는 경량화에서는 장점을 가지지만, 전단강도와 압축강도의 저하 및 콘크리트와 중공체와의 일체성 저하로 인한 구조적인 문제점이 있었으며, 경량충격음의 증가로 인한 층간소음을 해결하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 중공슬라브의 장점인 경량성을 보유하면서도, 중공체와 콘크리트 패널 사이의 일체성 강화 및 전단강도의 보강으로 구조적인 안전성이 증대되고, 층간소음을 저감할 수 있도록 구조가 개선된 경량형 이축 중공슬라브와 그 시공방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명에 따른 경량형 이축 중공슬라브는 건축 구조물의 층을 형성하도록 수평방향으로 설치되는 콘크리트 패널, 상호 이격되어 나란하게 배치되며 상기 콘크리트 패널의 상부에 매설되는 복수의 상부근, 상호 이격되어 나란하게 배치되며 상기 콘크리트 패널의 하부에 매설되는 복수의 하부근 및 상기 상부근과 하부근 사이에 가로방향 및 세로방향을 따라 서로 이격되어 매트릭스 형태로 복수 개 배치되며, 시멘트와 종이 및 물을 혼합하여 이루어지는 페이퍼크리트 소재의 중량저감재를 포함하여 이루어지는 것에 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 페이퍼크리트에서 물은 시멘트 100 중량부에 대하여 200~800 중량부의 비율이며, 종이는 시멘트 100 중량부에 대하여 10 ~ 60 중량부의 비율로 혼합되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 중량저감재가 복수 개 단위로 상호 연결된 중량저감모듈을 형성하기 위하여, 상기 콘크리트 패널의 두께방향에 대하여 경사지게 배치되도록 알파벳 'V'자 형상이 연속적으로 이어진 트러스 형태로 이루어지며 상 호 이격되게 배치되는 한 쌍의 보강근과, 상기 보강근의 길이방향을 따라 서로 이격되게 배치되며 상기 한 쌍의 보강근을 상호 연결시키는 복수의 연결근을 더 구비하며, 상기 복수의 중량저감재는 상기 한 쌍의 보강근 사이에 결합되어 상기 중량저감모듈을 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 중량저감재가 복수 개 단위로 상호 연결된 중량저감모듈을 형성하기 위하여, 알파벳 'V'자 형상이 연속적으로 이어진 트러스 형태로 이루어지며 서로 이격되어 상측과 하측에 각각 배치되는 한 쌍의 보조근과, 상기 보조근의 길이방향을 따라 서로 이격되게 배치되며 상기 한 쌍의 보조근을 상호 연결하는 복수의 연결보강근을 더 구비하며, 상기 복수의 중량저감재는 상기 한 쌍의 보조근 사이에 배치되며, 상기 각 중량저감재는 상기 각 연결보강근에 끼워져 결합됨으로써 상기 중량저감모듈을 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 중량저감재는 구형, 육면체형 및 아치형 중 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 페이퍼크리트를 이용한 경량형 이축 중공슬라브 시공방법은 콘크리트 타설을 통해 건축 구조물의 층을 형성하도록 수평하게 거푸집을 설치하는 단계, 상기 거푸집의 상부에 복수의 하부근을 상호 이격되게 설치하는 단계, 복수의 중량저감재를 연결하여 하나의 단위체로 형성한 복수의 중량저감모듈을 상기 하부근 위에 나란하게 설치하는 단계, 상기 복수의 중량저감모듈 위에 복수의 상부근을 상호 이격되게 설치하는 단계, 상기 각 중량저감모듈을 상기 상부근 및 하부근 중 적어도 하나의 주근에 결합시키는 단계 및 상기 하부근, 중량저감모듈 및 상부 근이 모두 매설되도록 상기 거푸집에 콘크리트를 타설하는 단계를 포함하여 이루어진 것에 특징이 있다.

본 발명에서는 중공체의 소재로서 페이퍼크리트를 이용함으로써 콘크리트와 중공체 사이의 부착력을 향상시켜 슬라브의 일체성이 증대된다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에서는 페이퍼크리트 소재의 중공체를 사용함으로써, 종래의 중공슬라브에 비하여 슬라브의 압축강도, 인장강도 및 전단성능이 향상되어 구조적 안전성이 증대된다는 장점이 있다.

또한, 본 발명에서는 페이퍼크리트 소재의 중공체를 사용함으로써 층간소음을 저감시킬 수 있으며, 보강근을 채용하여 전단성능이 더욱 향상된다는 이점이 있다.

또한, 본 발명에서는 중량저감모듈이 상부근과 하부근 사이에서 스페이서 역할을 함으로써 시공성이 향상된다는 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 경량형 이축 중공슬라브를 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 경량형 이축 중공슬라브의 개략적 일부 절개 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 중량저감모듈의 개략적 사시도이고, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선 개략적 단면도이며, 도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ선 개략적 단면도이다.

일반적으로 건축 구조물은 기둥과 보와 슬라브의 순서로 골조를 형성하는데, 본 발명은 이들 중 슬라브에 해당하는 것으로서, 도 1 내지 도 4를 참조하면 본 발명의 제1실시예에 따른 경량형 2축 중공슬라브(100)는 콘크리트 패널(10), 상부근(21,22), 하부근(31,32) 및 복수의 중량저감모듈(80)을 구비한다.

콘크리트 패널(10)은 건축구조물의 층을 형성하는 것으로서, 기둥(미도시)과 기둥 사이에 수평방향으로 배치되며 일정한 두께의 콘크리트를 타설하여 형성하는 것이 일반적이다. 설명의 편의를 위하여 도시하지는 않았지만, 콘크리트 패널(10)에는 층간소음을 저감하기 위한 완충층, 난방을 위한 수로 등 다양한 구성들이 포함될 수 있다.

콘크리트 패널(10)에는 상부근(21,22)과 하부근(31,32)이 배근된다.

상부근(21,22)은 콘크리트 패널(10)의 상부에 매설되는 것으로서, 복수의 상부 가로주근(21)과, 가로 주근에 대하여 직교하게 배치되는 복수의 상부 세로주근(22)으로 이루어지며, 상부 가로주근(21)과 상부 세로주근(22)은 격자형으로 설치된다. 복수의 상부 가로주근(21)들과 상부 세로주근(22)들은 각각 서로 이격되어 나란 배치되는데, 상부근의 설치 개수는 건물의 설계하중에 따라 달라지게 된다.

하부근(31,32)은 콘크리트 패널(10)의 하부에 매설되는 것으로서, 상부근과 마찬가지로 복수의 하부 가로주근(31)과, 가로 주근에 대하여 직교하게 배치되는 복수의 하부 세로주근(32)이 격자형으로 설치된다. 복수의 하부 가로주근(31)들과 하부 세로주근(32)들은 각각 서로 이격되어 나란 배치되는데, 하부근의 설치 개수 는 건물의 설계하중에 따라 달라지게 된다.

상부근(21,22)과 하부근(31,32) 사이에는 복수의 중량저감재(50)가 가로방향 및 세로방향을 따라 서로 이격되어 매트릭스 형태로 배치되어 콘크리트 패널(10)의 중량을 저감시키는 기능을 수행한다. 제1실시예에서 중량저감재(50)는 속이 비어 있는 중공의 구 형상으로 페이퍼크리트(papercrete) 소재로 이루어진다.

페이퍼크리트는 종이(폐지)와 시멘트를 주성분으로 하여 물에 혼합한 것을 말한다. 페이퍼크리트는 물, 시멘트, 모래 및 종이 및 첨가제를 혼합하여 제조되는데, 종이의 셀룰로오스 섬유의 인장력과 시멘트와 모래로 이루어진 시멘트 슬러리의 압축력이 하나가 된 복합재료로서 콘크리트와의 부착성, 전당성능 및 성형성에서 우수한 기능을 나타낸다.

그러나 종래의 페이퍼크리트의 조성은 대략 물-시멘트비가 1691%로 물의 함량이 너무 많아 건조시간이 너무 길고 수축량이 크다는 문제점이 있었다. 이에 종래에 사용되는 페이퍼크리트의 조성 비율을 본 발명에서와 같은 중공의 구 형상의 중량저감재(50)에 적용하기는 매우 곤란하였다.

이에 본 발명의 중량저감재(50)에 적용되는 페이퍼크리트는 시멘트 100중량부에 대하여 물 200~800중량부, 시멘트 100중량부에 대하여 모래 10~60중량부 및 시멘트 100중량부에 대하여 모래 50~100중량부의 비율로 혼합한다.

물과 시멘트의 혼합비율은 페이퍼크리트의 강도, 수축량 시공성과 관련된 변수이다. 공시체 실험결과 시멘트 100중량부에 대하여 물이 200중량부 미만으로 혼합되는 경우 강도 및 수축량에는 문제가 없지만 시멘트와 종이의 비빔이 불가능할 정도로 된비빔이 되는 바 작업성에 문제가 있어 바람직하지 못하다. 또한, 시멘트 100중량부에 대하여 물이 800중량부를 초과한 경우 수축량이 너무 크고 페이퍼크리트의 건조시간이 길어지는 바 바람직하지 않다.

종이와 시멘트의 혼합비율은 페이퍼크리트의 무게, 강도, 시공성에 관련된 변수이다. 공시체 실험결과 시멘트 100중량부에 대하여 종이가 10중량부 미만으로 혼합되는 경우 단위 무게당 강도가 높은 수준으로 구현되지 않아 문제가 있다. 또한, 시멘트 100중량부에 대하여 물이 60중량부를 초과한 경우 페이퍼크리트의 건조시간이 일반 콘크리트와 비교하여 길어지는 바 바람직하지 않다.

모래와 시멘트의 혼합비율은 페이퍼크리트의 수축량을 억제하기 위한 변수이다. 시멘트 100중량부에 대하여 모레가 100중량부를 초과하는 경우 페이퍼크리트의 수축억제효과는 크지만 시멘트의 양의 부족으로 인해 페이퍼크리트의 강도발현이 안되는 현상이 일어나므로 바람직하지 못하며, 50중량부 미만인 경우 수축량 억제효과가 충분하지 않은 바 바람직하지 않다.

본 발명의 제1실시예에서는 시멘트 100중량부에 대하여 물 800중량부와 모래 100중량부의 비율로 혼합한 상태에서, 종이를 시멘트 대비 0.1~0.6의 중량비율로 혼합하여 사용한다. 또한, 위의 비율에서 시멘트에 대한 물의 중량 비율을 200%까지 선택적으로 감소시킬 수 있으며, 시멘트에 대한 모래의 중량 비율을 50%로 감소시켜 사용할 수 있다. 또한, 석고나 혼화재 등의 첨가제를 혼합할 수도 있다.

위와 같은 혼합비율을 사용하여 페이퍼크리트를 제작시 건조시간이 기존 콘크리트와 유사한 수준으로 나타났으며, 단위 무게당 강도는 기존의 페이퍼크리트에 비하여 훨씬 향상됨을 확인할 수 있었다. 또한, 콘크리트와의 부착성, 인장강도 및 층간소음방지효과에 있어 우수한 성능을 확인할 수 있었다.

즉, 종래의 중량저감재로 사용된 플라스틱이나 스티로폼의 경우 재료의 이질성으로 인하여 콘크리트 패널(10)과 잘 부착되지 않았으며 결과적으로 슬라브의 일체성을 저하시키는 문제가 있었으나, 본 발명에 따른 중공슬라브(100)에서 채용되는 페이퍼크리트 소재의 중량저감재(50)는 그 재료로 사용된 시멘트 및 모래, 석고 등의 혼화재의 영향으로 콘크리트와의 부착성이 우수하여 콘크리트 패널이 일체성을 형성할 수 있게 한다.

페이퍼크리트의 인장강도는 2~5MPa 정도로 일반 콘크리트보다 훨씬 높은데, 이는 종이의 셀룰로오스 섬유가 인장력을 보강하는 역할을 하기 때문이다. 압축강도의 측면에서 살펴보면, 페이퍼크리의 압축강도는 1.2MPa 정도로 일반 콘크리트의 압축강도보다는 떨어지지만 종래의 중량저감재로 사용된 플라스틱 등의 재료에 비해서는 훨씬 우수하다.

또한, 페이퍼크리트의 재료인 종이의 셀룰로오스 섬유와 섬유 사이에 형성된 수많은 공극은 페이퍼크리트에 경량성과 단열효과 및 흡음효과를 부여한다. 또한 페이퍼크리트는 폐지의 섬유질에 형성된 수많은 공극은 재료에 탄력성을 부여하기 때문에 외부의 충격을 자체적으로 흡수하여 충격이 하부로 전달이 되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 페이퍼크리트는 종이 소재로 인하여 열용량이 크고, 결로를 억제시킬 수 있으며, 화재 시에 불꽃이 발생하지 않으며 인명 피해의 직접적인 원인인 유독 가스가 발생하지 않는 장점이 있다. 또한, 페이퍼크리트는 콘크리트와 마찬가지로 성형성이 우수하여, 중량저감재(50)를 구, 정육면체 등 다양한 형상으로 제조할 수 있는 장점이 있다. 한편, 페이퍼크리트에는 성능 개선을 위해 첨가물이 첨가될 수 있다. 예를 들면 페이퍼크리트에는 불연특성을 높이기 위해 붕소가 첨가될 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 중공슬라브(100)의 중량저감재(50)로 페이퍼크리트를 사용함으로써 경량화라는 중량슬라브의 본래적 기능을 수행하면서도, 종래의 중공슬라브에서 문제시되었던 콘크리트 패널의 일체성 결여, 인장강도의 저하, 압착강도의 저하 및 층간소음의 문제를 해결할 수 있다. 한편, 지금까지 중량저감재(50)가 속이 비어있는 중공형인 것으로 설명 및 도시하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 페이퍼크리트가 콘크리트보다 중량이 가벼운 바 속이 채워져 있는 솔리드(solid) 형태로 제작될 수도 있다.

한편, 본 실시예에 따른 경량형 이축 중공슬라브(100)를 제조하기 위해서는 거푸집 내에 상부근(21,22)과 하부근(31,32) 및 중량저감재(50)를 설치한 상태에서 콘크리트를 타설 및 양생하게 되는데, 중량저감재(50)는 콘크리트에 비하여 중량이 가벼우므로 콘크리트가 양생되기 전의 상태에서는 별도의 구속력이 없는 한 부력에 의하여 중량저감재(50)가 정해진 위치에서 위쪽으로 이동하게 된다.

이에 중량저감재(50)를 위치고정시키는 기본적 기능과 함께 콘크리트 패널(10)의 전단강도 향상 및 작업성 향상을 위하여, 본 제1실시예에서는 중량저감재(50)가 복수 개 단위로 상호 연결된 중량저감모듈(80)을 형성한다.

중량저감모듈(80)은 복수의 중량저감재(50)와, 한 쌍의 보강근(61,62)과 연결근(66)을 구비한다.

한 쌍의 보강근(61,62)은 서로 나란하게 배치되며, 스틸 소재로서 트러스 형태로 이루어진다. 여기서 트러스 형태란 알파벳 'V'자 형상이 연속적으로 이어진 형태를 말하며 'V'자 형상에서 절곡되는 각도는 다양하게 변화가능하다. 또한 연결근(66)은 알파벳 'V'자 형상의 보강근(61,62)에서 절곡된 부분에 배치되어, 한 쌍의 보강근(61,62)을 상호 연결한다. 이 연결근(66)은 보강근(61,62)의 길이방향을 따라 서로 이격되어 복수 개 배치된다.

일렬로 배치되어 있는 복수의 중량저감재(50)는 한 쌍의 보강근(61,62)과 연결근(66)들 사이에 배치되어 한 쌍의 보강근(61,62)에 결합된다.

즉, 중량저감재(50)의 중앙부와 보강근(61,62)의 중앙부에는 각각 관통공이 형성되며, 고정핀(65)이 이 관통공들에 끼워져 결합된다. 고정핀(65)은 머리부(63)와 복수의 탄성편(64)을 구비한다. 머리부(63)는 직경이 관통공보다 크게 형성되어 관통공에 삽입될 수 없지만, 복수의 탄성편(64)은 내측으로 오므려지거나 외측으로 벌어질 수 있는 구성으로 되어 있어, 오므려진 상태에서 관통공을 통과하여 중량저감재(50)의 내부에서 벌어짐으로써 보강근(61,62)과 중량저감재(50)를 상호 결합시킨다.

이렇게 복수의 연결근(66)에 의하여 한 쌍의 보강근(61,62)이 상호 결합되고, 복수의 중량저감재(50)는 한 쌍의 보강근(61,62) 사이에 결합됨으로써, 복수의 중량저감재(50)가 하나로 연결된 중량저감모듈(80)이 이루어진다. 상기한 구성으 로 이루어진 복수의 중량저감모듈(80)을 콘크리트 패널(10)에 나란하게 배치시키고, 중량저감모듈(80)의 연결근(66)을 상부근(21,22) 또는 하부근(31,32) 중 적어도 하나에 용접 또는 철사 등으로 고정시키면 중량저감모듈(80)의 설치가 완료되며, 중량저감재(50)는 콘크리트 패널(10)에 매트릭스 형태로 배치된다.

중량저감모듈(80)에는 복수의 중량저감재(50)가 설치되어 있으므로, 중량저감재(50)를 하나씩 콘크리트 패널(10)에 설치할 때에 비하여 훨씬 작업성이 향상될 수 있다. 중량저감모듈(80)은 시공 현장에서 직접 제조할 수도 있지만, 프리캐스트 형태로 미리 제조하는 것이 바람직하다.

상기한 구성의 중량저감모듈(80)에서 보강근(61,62)은 중량저감재(50)를 위치고정시키는 기능을 수행하지만, 콘크리트 패널(10)에 전단성능을 강화하는 역할도 함께 수행한다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 콘크리트 패널(10)에서는 그 두께방향에 대하여 경사진 방향으로 균열(c)이 형성되는데, 보강근(61,62)은 지그재그 형태로 이루어져 있으므로 균열(c)이 상부 좌측에서 하부 우측으로 경사지게 형성되거나 상부 우측에서 하부 좌측으로 경사지게 형성되는 경우에도 균열(c)이 보강근(61,62)과 상호 교차하게 되므로 콘크리트 패널(10)의 전단성능이 향상된다.

이하, 도 9를 참조하여, 상기한 구성으로 이루어진 경량형 이축 중공슬라브(100)의 시공방법에 대하여 설명한다.

건축 구조물의 층을 형성하는 콘크리트 패널(10)을 제작하기 위하여 도 9의 (a)에 나타난 바와 같이 거푸집(m)을 수평하게 설치한다. 이후, 도 9의 (b)에 나타난 바와 같이, 복수의 하부 세로주근(32)을 서로 이격되게 설치한 위에 복수의 하부 가로주근(31)을 서로 이격되게 설치한다. 하부 가로주근(31)과 세로주근(32)은 서로 직교하게 배치되어 매트릭스 형태를 이룬다.

하부근(31,32)의 배근이 완료되면, 상기한 구성으로 이루어진 복수의 중량저감모듈(80)을 하부근(31,32) 위에 올려 놓으면 도 9의 (c)와 같은 상태가 된다. 이러한 상태에서 중량저감모듈(80)의 연결근(66)을 하부근(31,32)에 용접하거나 철사로 묶어 중량저감모듈(80)을 하부근(31,32)에 고정시킨다.

이후 도 9의 (d)에 도시된 바와 같이, 중량저감모듈(80)의 연결근(66) 위로 상부 세로주근(22)과 가로주근(21)을 배근한다. 상부근(21,22)도 하부근(31,32)과 마찬가지로 매트릭스 형태로 배치된다. 용접, 철사 등을 이용하여 중량저감모듈(80)의 연결근(66)을 상부근(21,22)에 결합시킬 수도 있지만 하부근(31,32)과 중량저감모듈(80)의 결합력이 공고한 경우 상부근(21,22)과의 결합은 생략할 수 있다. 다만, 중량저감모듈(80)과 하부근(31,32)을 결합시키지 않은 경우라면, 반드시 상부근(21,22)에 연결근(66)을 고정시켜야 한다.

최종적으로 하부근(31,32), 상부근(21,22) 및 복수의 중량저감모듈(80)이 매설되도록 거푸집(m)에 콘크리트를 타설 및 양생하면 경량형 이축 중공슬라브(100)가 완성된다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 제2실시예를 설명한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 경량형 이축 중공슬라브의 개략적 일부 절개 사시도이며, 도 6은 도 5에 도시된 중량저감모듈의 개략적 사시도이고, 도 7은 도 5의 Ⅶ-Ⅶ선 개략적 단면도이다.

도 5 내지 도 7에 도시된 제2실시예는 제1실시예와 비교하여 중량저감모듈의 구성에서만 차이가 있을 뿐 다른 구성요소는 모두 동일한 바, 차이나는 부분에 대해서만 설명하기로 한다.

도 5 내지 도 7에 도시된 제2실시예에 따른 경량형 이축 중공슬라브(200)에 채용된 중량저감모듈(90)은 스틸 소재로 이루어진 한 쌍의 보조근(71)과 연결보강근(72)을 포함하여 이루어진다.

한 쌍의 보조근(71)은 서로 이격되어 상측과 하측에 각각 배치되며, 제1실시예의 보강근(61,62)과 마찬가지로 알파벳 'V'자가 연속적으로 이어진 트러스 형태로 이루어진다. 한 쌍의 보조근(71)은 상부근(21,22)과 하부근(31,32) 중 적어도 하나에 결합되어, 중량저감모듈(90)을 위치고정시킨다.

한 쌍의 보조근(71) 사이에는 복수의 연결보강근(72)이 수직하게 배치되어, 한 쌍의 보조근(71)을 연결시킨다. 복수의 연결보강근(72)은 보조근(71)의 길이방향을 따라 이격되어 복수 개 배치된다. 한 쌍의 보조근(71) 사이에는 일렬로 배치된 복수의 중량저감재(50)가 배치되는 것은 제1실시예에서와 동일하지만, 제2실시예에서는 중량저감재(50)가 고정핀이 아닌 연결보강근(72)에 끼워져 결합되는 형태로 되어 있다.

제2실시예에서는 연결보강근(72)이 중량저감재(50)를 위치고정시키는 기능을 수행하며, 콘크리트 패널(10)의 두께 방향을 따라 형성되어 콘크리트 패널(10)의 전단강도를 향상시키는 작용을 한다. 한 쌍의 보조근(71)은 중량저감모듈(90)을 상부근(21,22) 또는 하부근(31,32)에 결속시키는 기본적 기능을 수행한다. 또한, 한 쌍의 보조근(71)은 스틸 소재로 이루어져 상부근(21,22) 및 하부근(31,32)과 동일한 위치에 배치되므로 상부근(21,22) 및 하부근(31,32)과 함께 콘크리트 패널(10)의 휨 저항성을 향상시키는 역할도 수행하게 된다.

상기한 제1실시예 및 제2실시예와 같은 구성으로 된 중공슬라브에서는 페이퍼크리트 소재의 중량저감재와 콘크리트 사이의 우수한 부착력으로 인하여 콘크리트 패널의 일체성이 향상되어 구조적으로 안정성이 발현된다는 장점이 있다.

또한, 페이퍼크리트 소재의 중량저감재를 사용함으로써 종래의 종공슬라브에 비하여 압축강도, 인장강도 및 전단강도가 향상된다는 장점이 있으며, 층간소음도 저하되는 이점이 있다.

또한, 보강근을 채용하여 콘크리트 패널의 전단성능이 향상된다는 이점이 있고, 중량저감유닛을 복수 개 단위로 모듈화 하여 작업성도 향상될 수 있다.

지금까지, 중량저감재(50)가 구형인 것으로 설명 및 도시하였으나, 도 8에 도시된 바와 같이, 육면체형(55), 아치형(56,57) 등 다른 형태도 가능하다. 또한, 중량저감재(50)의 중공부도 단일하게 형성하지 않고, 참조번호 57번의 아치형과 같이 두 개로 분리할 수도 있는 등 다양한 형태로 제조될 수 있다.

또한 지금까지 하나의 중량저감모듈(80)에 4개의 중량저감재(50)가 설치된 것으로 설명 및 도시하였으나, 다른 실시예에서는 6개, 8개 등이 배치될 수도 있음을 첨언한다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다 양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 경량형 이축 중공슬라브의 개략적 일부 절개 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 중량저감모듈의 개략적 사시도이다.

도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ선 개략적 단면도이다.

도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ선 개략적 단면도이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 제2실시예에 따른 경량형 이축 중공슬라브의 개략적 일부 절개 사시도이다.

도 6은 도 5에 도시된 중량저감모듈의 개략적 사시도이다.

도 7은 도 5의 Ⅶ-Ⅶ선 개략적 단면도이다.

도 8은 다른 형태의 중량저감유닛의 개략적 사시도이다.

도 9는 본 발명에 따른 경량형 2축 중공슬라브의 시공방법을 설명하기 위한 개략적 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100,200 ... 경량형 2축 중공슬라브 10 ... 콘크리트 패널

21 ... 상부 가로주근 22 ... 상부 세로주근

31 ... 하부 가로주근 32 ... 하부 세로주근

50 ... 중량저감재 61,62 ... 보강근

66 ... 연결근 71 ... 보조근

72 ... 연결보강근 80,90 ... 중량저감모듈

Claims (9)

1. 건축 구조물의 층을 형성하도록 수평방향으로 설치되는 콘크리트 패널;

   상호 이격되어 나란하게 배치되며 상기 콘크리트 패널의 상부에 매설되는 복수의 상부근;

   상호 이격되어 나란하게 배치되며 상기 콘크리트 패널의 하부에 매설되는 복수의 하부근; 및

   상기 상부근과 하부근 사이에 가로방향 및 세로방향을 따라 서로 이격되어 매트릭스 형태로 복수 개 배치되며, 시멘트와 종이 및 물을 혼합하여 이루어지는 페이퍼크리트 소재의 중량저감재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 페이퍼크리트를 이용한 경량형 이축 중공슬라브.
2. 제1항에 있어서,

   상기 페이퍼크리트에서 물은 시멘트 100 중량부에 대하여 200 ~ 800 중량부의 비율이며, 종이는 시멘트 100 중량부에 대하여 10 ~ 60 중량부의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 경량형 이축 중공슬라브.
3. 제1항에 있어서,

   상기 중량저감재를 상기 상부근 또는 하부근에 결합시키기 위한 보강근을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 페이퍼크리트를 이용한 경량형 이축 중공슬라브.
4. 제1항에 있어서,

   상기 중량저감재가 복수 개 단위로 상호 연결된 중량저감모듈을 형성하기 위하여, 상기 콘크리트 패널의 두께방향에 대하여 경사지게 배치되도록 알파벳 'V'자 형상이 연속적으로 이어진 트러스 형태로 이루어지며 상호 이격되게 배치되는 한 쌍의 보강근과, 상기 보강근의 길이방향을 따라 서로 이격되게 배치되며 상기 한 쌍의 보강근을 상호 연결시키는 복수의 연결근을 더 구비하며,

   상기 복수의 중량저감재는 상기 한 쌍의 보강근 사이에 결합되어 상기 중량저감모듈을 형성하는 것을 특징으로 하는 페이퍼크리트를 이용한 경량형 이축 중공슬라브.
5. 제1항에 있어서,

   상기 중량저감재가 복수 개 단위로 상호 연결된 중량저감모듈을 형성하기 위하여, 알파벳 'V'자 형상이 연속적으로 이어진 트러스 형태로 이루어지며 서로 이격되어 상측과 하측에 각각 배치되는 한 쌍의 보조근과, 상기 보조근의 길이방향을 따라 서로 이격되게 배치되며 상기 한 쌍의 보조근을 상호 연결하는 복수의 연결보강근을 더 구비하며,

   상기 복수의 중량저감재는 상기 한 쌍의 보조근 사이에 배치되며, 상기 각 중량저감재는 상기 각 연결보강근에 끼워져 결합됨으로써 상기 중량저감모듈을 형성하는 것을 특징으로 하는 페이퍼크리트를 이용한 경량형 이축 중공슬라브.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,

   상기 중량저감모듈은 상기 상부근 및 하부근 중 적어도 하나에 결합되는 것을 특징으로 하는 페이퍼크리트를 이용한 경량형 이축 중공슬라브.
7. 제1항에 있어서,

   상기 중량저감재는 내부가 비어 있는 중공형 또는 내부가 채워져 있는 솔리드형(solid type)인 것을 특징으로 하는 페이퍼크리트를 이용한 경량형 이축 중공슬라브.
8. 제1항에 있어서,

   상기 중량저감재는 구형, 육면체형 및 아치형 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 페이퍼크리트를 이용한 경량형 이축 중공슬라브.
9. 콘크리트 타설을 통해 건축 구조물의 층을 형성하도록 수평하게 거푸집을 설치하는 단계;

   상기 거푸집의 상부에 복수의 하부근을 상호 이격되게 설치하는 단계;

   상기 청구항 4 또는 청구항 5에 기재된 형태의 복수의 중량저감모듈을 상기 하부근 위에 나란하게 설치하는 단계;

   상기 복수의 중량저감모듈 위에 복수의 상부근을 상호 이격되게 설치하는 단 계;

   상기 각 중량저감모듈을 상기 상부근 및 하부근 중 적어도 하나의 주근에 결합시키는 단계; 및

   상기 하부근, 중량저감모듈 및 상부근이 모두 매설되도록 상기 거푸집에 콘크리트를 타설하는 단계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 페이퍼크리트를 이용한 경량형 이축 중공슬라브 시공방법.

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