KR101275639B1

KR101275639B1 - 거더의 콘크리트 양생 장치 및 이를 이용한 거더의 제작 방법

Info

Publication number: KR101275639B1
Application number: KR1020130024360A
Authority: KR
Inventors: 임인규
Original assignee: 임인규; (주)일신이앤씨
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2013-06-17

Abstract

본 발명은, 거더의 콘크리트 양생 장치 및 이를 이용한 거더의 제작 방법에 관한 것으로, 거더의 콘크리트 양생 장치로서, 성형하고자 하는 상기 거더의 콘크리트의 일부 이상을 감싸는 거푸집 판재와, 상기 거푸집 판재의 외면에 일 방향을 따라 1열 이상으로 연장 배열되고 상기 거푸집 판재의 판면을 향하는 증기 유출공이 간격을 두고 다수 형성된 하나 이상의 폐단면 부재가 구비된 거푸집과; 상기 거푸집의 상기 폐단면 부재의 입구에 장착되어, 고온의 증기를 상기 폐단면 부재 내에 공급하는 증기 공급관을; 포함하여 구성되어, 상기 증기 공급관으로부터 공급된 고온의 증기가 상기 폐단면 부재를 따라 공급되면서 상기 증기 유출공을 통해 유출되어 상기 거푸집 판재를 가열함으로써, 적은 양의 증기로도 거푸집 판재의 표면을 효과적으로 데울 수 있게 되어, 거푸집에 타설된 콘크리트의 양생 공정에 필요한 에너지를 보다 줄이면서도 보다 짧은 시간 내에 콘크리트의 양생 공정을 마칠 수 있는 거더의 콘크리트 양생 장치 및 이를 이용한 거더의 제작 방법을 제공한다.

Description

거더의 콘크리트 양생 장치 및 이를 이용한 거더의 제작 방법 {GIRDER MOIST CURING EQUIPMENT AND METHOD OF FORMING GIRDER USING SAME}

본 발명은 거더의 콘크리트 양생 장치 및 이를 이용한 거더의 제작 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 거더의 콘크리트를 양생하는 데 필요한 양생 장치의 설치가 간단하고 용이하며, 적은 에너지로도 효율적으로 습윤 양생을 할 수 있도록 하는 거더의 콘크리트 양생 장치 및 이를 이용한 거더의 제작 방법에 관한 것이다.

콘크리트는 압축 응력을 지지하는 능력이 뛰어나고 저렴하므로 교량을 지지하는 거더 등의 토목 구조물에 널리 사용된다. 콘크리트는 굳지 않은 상태로 배합되어 제작하고자 하는 형틀인 거푸집 내에 타설되어, 소정의 시간 동안 양생시키는 것에 의하여 충분한 강도를 얻을 수 있다.

통상적으로 콘크리트의 초기 강도를 충분히 확보하기 위하여 증기 양생을 하게 된다. 도1에 도시된 종래의 콘크리트 증기 양생 장치(1)를 이용하여 강합성 거더(2)의 케이싱 콘크리트(2b)를 합성하는 구성을 살펴보면, 강재 거더(2)의 하부 플랜지를 감싸는 형틀의 거푸집(10)을 지지대(20) 상에 설치하고, 거푸집(10)에 굳지 않은 콘크리트를 타설한 후, 덮개(30)로 이들(10, 20)을 덮은 후, 물을 담아 놓은 보일러(40)를 가열하여 증기배관 파이프(45)를 통해 고온의 증기를 덮개(30) 내부에 주입하여, 덮개(30) 내부의 온도를 온도를 높여 케이싱 콘크리트(2b)를 양생하는 방식을 사용하여 왔다.

그러나, 도1에 도시된 종래의 증기 양생 장치(1)는 덮개(30) 내부의 공기를 모두 데우기 위해서는 도면부호 44로 표시된 방향으로 많은 양의 고온의 증기를 덮개(30) 내부에 불어 넣어야 하고, 덮개(30)를 통해 외부로 새는 열 손실만큼 고온의 증기를 지속적으로 주입해야 하므로, 에너지 효율이 저하될 뿐만 아니라, 거푸집(10) 내에 타설된 콘크리트(2b)까지 열이 전달되게 하는데 많은 열손실이 수반될 수 밖에 없었다.

따라서, 도면에 도시되지 않았지만, 보일러(40)의 증기배관파이프(45)로부터 가요성 튜브(미도시)를 연장하여, 가요성 튜브로부터 배출되는 고온의 증기를 거푸집(10)의 주변에 위치시켜 열 효율을 향상시키고자 하는 시도가 있었다. 그러나, 길이가 긴 거더의 거푸집(10)의 주변에 가요성 튜브를 위치시키는 것은 작업자에게 까다로운 공정일 뿐 아니라, 가요성 튜브를 거푸집(10)에 밀착시키도록 배치하는 것은 현실적으로 곤란하였다. 따라서, 도1에 도시된 증기 양생 장치(1)의 한계를 넘지 못하는 문제가 있었다.

한편, 배승진이 제안한 대한민국 등록특허공보 제10-650550호의 '구조물 양생 시스템'은 거푸집 내에 물을 수용할 수 있게 2겹으로 제작하고, 전기에 의해 작동하는 전열 장치로 거푸집 내의 물을 가열하여, 거푸집에 타설된 콘크리트만을 가열하고자 하는 기술이 제안되었다. 그러나, 2겹으로 제작되는 거푸집에 물을 수용할 수 있기 위해서는 누수되지 않도록 작은 틈새도 없이 거푸집을 제작해야 하는데, 작은 틈새없이 거푸집을 제작하여 조립하는 것은 매우 높은 비용을 수반할 뿐만 아니라, 거푸집의 설치 공정 중에 작은 부분에 파손이라도 발생되면 누수 문제로 사용할 수 없는 문제가 야기된다. 이 뿐만 아니라, 비열이 높은 물을 직접 전기로 가열하는 데에는 오랜 시간과 막대한 전기 사용량이 요구되므로, 에너지 효율과 양생 효율 측면에서도 불리한 문제가 있었다.

본 발명은 전술한 기술적 배경하에서 창안된 것으로, 본 발명은 콘크리트 제작을 위한 형틀인 거푸집을 설치하기만 하면, 거푸집에 타설되는 콘크리트의 양생에 필요한 설치 공정이 사실상 종료될 정도로 설치가 용이한 거더의 콘크리트 양생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 뿐만 아니라, 본 발명은 적은 에너지를 소모하면도 거푸집 내의 콘크리트를 효율적으로 가열하여 양생함으로써, 유지 비용이 적게 소모되면서 친환경적이고 경제적인 거더의 콘크리트 양생 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 일단 설치가 되면 거푸집 내에 타설된 콘크리트를 짧은 시간 내에 가열하여 양생에 소요되는 시간을 단축하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 거더의 콘크리트 양생 장치로서, 성형하고자 하는 상기 거더의 콘크리트의 일부 이상을 감싸는 거푸집 판재와, 상기 거푸집 판재의 외면에 일 방향을 따라 1열 이상으로 연장 배열되고 상기 거푸집 판재의 판면을 향하는 증기 유출공이 간격을 두고 다수 형성된 하나 이상의 폐단면 부재가 구비된 거푸집과; 상기 거푸집의 상기 폐단면 부재의 입구에 장착되어, 고온의 증기를 상기 폐단면 부재 내에 공급하는 증기 공급관을; 포함하여 구성되어, 상기 증기 공급관으로부터 공급된 고온의 증기가 상기 폐단면 부재를 따라 공급되면서 상기 증기 유출공을 통해 유출되어 상기 거푸집 판재를 가열하는 것을 특징으로 하는 거더의 콘크리트 양생 장치를 제공한다.

이는, 외면을 따라 1열 이상으로 연장 배열된 폐단면 부재가 구비된 거푸집 판재를 이용하여 거푸집을 설치함으로써, 거푸집을 설치하기만 하면 다수의 증기 유출공이 형성된 폐단면 부재에 의하여 거푸집 판재의 표면에 고온의 증기를 공급할 수 있는 환경이 제공하기 위함이다.

이를 통해, 굳지 않은 콘크리트를 설치된 거푸집 내에 타설한 후, 증기 공급관을 폐단면 부재의 일단 개구에 연결하여 고온의 증기를 폐단면 부재에 공급하면, 폐단면 부재에 간격을 두고 형성된 다수의 증기 유출공을 통해 고온의 증기가 거푸집의 판면을 따라 공급되면서, 적은 양의 증기로도 거푸집 판재의 표면을 효과적으로 데울 수 있게 되어, 거푸집에 타설된 콘크리트의 양생 공정에 필요한 에너지를 보다 줄이면서도 보다 짧은 시간 내에 콘크리트의 양생 공정을 마칠 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 물을 직접 가열하는 종래의 방식과 달리, 비열이 낮은 증기를 가열하여 거푸집 판재의 판면에 고온의 증기를 집중적으로 직접 공급하도록 구성되므로, 콘크리트의 가열에 필요한 에너지의 양을 훨씬 낮출 수 있는 잇점이 얻어진다.

그리고, 거푸집 판재에 구비된 폐단면 부재는 거푸집 내에 타설된 콘크리트의 양생을 돕는 고온의 증기가 이동하는 공급 통로 역할을 함과 동시에, 거푸집의 강성을 보강하는 보강재로서의 역할도 하므로, 거푸집의 보강 강도를 높일 수 있는 효과도 얻을 수 있다.

이 때, 상기 폐단면 부재는 상기 거푸집 판재에 분리 형태로 장착될 수도 있지만, 거푸집 판재에 일체로 결합된 상태로 형성되는 것이 거푸집의 설치를 보다 용이하게 한다는 점에서 바람직하다.

대체로 거더는 종방향으로 길게 형성되므로, 상기 거푸집 판재는 거더의 종방향을 따라 분할된 다수로 형성되고, 상기 폐단면 부재도 다수의 거푸집 판재에 하나 이상씩 각각 배열되어, 다수로 분할된 상기 거푸집 판재를 이어 거푸집을 설치하면, 상기 거푸집 판재에 각각 배열된 상기 폐단면 부재가 인접한 거푸집 판재에 형성된 상기 폐단면 부재와 서로 연통되게 배열되어, 다수의 거푸집 판재 중 어느 하나의 거푸집 판재에 배열된 폐단면 부재에 상기 증기 공급관이 연결되면, 연통하는 상기 폐단면 부재에 증기가 공급되도록 구성된다.

상기 증기 유출공은 상기 거푸집 판재의 판면으로부터 30mm 이내의 위치에 형성되어, 상기 거푸집 판재의 판면을 따라 증기를 유출되도록 구성되는 것이 거푸집을 데우는 효율을 높일 수 있다는 점에서 바람직하다.

거푸집 판재를 보다 효율적으로 가열하기 위하여, 상기 증기 유출공은 상기 거푸집 판재의 판면을 향하여 경사지게 증기를 유출하도록 구성될 수 있다.

상기 폐단면 부재는 상기 거더의 종방향을 따라 1열 이상으로 길게 배열될 수 있다.

상기 폐단면 부재는 상기 거더의 양측면과 저면 중 어느 하나 이상을 따라 종방향으로 배열될 수 있다.

그리고, 상기 증기 유출공은 상기 폐단면 부재의 양측에 형성되어, 상기 폐단면 부재로부터 2개의 서로 다른 방향으로 증기를 유출함으로써, 적은 수의 폐단면 부재에 의해서도 고온의 증기에 노출되는 거푸집 판재의 표면적을 넓히게 되어, 거푸집을 데우는 효율을 보다 높일 수 있다.

상기 거더의 콘크리트 양생 장치는 상기 거더를 덮는 덮개를 추가적으로 포함하여, 폐단면 부재의 증기 유출공을 통해 공급되는 고온의 증기가 외부에서 소산되지 않고 덮개 내에 남아, 열손실량을 줄이도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 거푸집 판재와 상기 폐단면 부재는 금속 부재로 형성되어, 영구적으로 사용할 수 있다.

한편, 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 전술한 거더의 콘크리트 양생 장치를 이용한 강합성 거더의 제작 방법으로서, 강재 거더를 준비하는 단계와; 상기 강재 거더의 일부 이상을 감싸는 콘크리트를 합성할 부분에 철근을 배근하고, 상기 폐단면 부재가 구비된 상기 거푸집 판재가 상기 강재 거더의 일부 이상을 감싸는 형태로 상기 거푸집을 설치하는 거푸집 설치 단계와; 상기 거푸집 내에 굳지 않은 콘크리트를 타설하는 단계와; 상기 강재 거더 및 거푸집을 외기와 차단하는 덮개를 설치하는 단계와; 상기 폐단면 부재의 끝단에 위치한 개구에 증기 공급관을 연결하여, 고온의 증기를 상기 폐단면 부재에 공급하여 상기 콘크리트를 양생하는 콘크리트 양생단계를; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 강합성 거더의 제작 방법을 제공한다.

그리고, 본 발명은, 전술한 거더의 콘크리트 양생 장치를 이용한 콘크리트 거더의 제작 방법으로서, 상기 콘크리트 거더의 내부에 철근을 배근하고, 상기 폐단면 부재가 구비된 상기 거푸집 판재로 거더의 측면과 바닥면을 감싸는 형태로 상기 거푸집을 설치하는 거푸집 설치 단계와; 상기 거푸집 내에 굳지 않은 콘크리트를 타설하는 단계와; 상기 강재 거더 및 거푸집을 외기와 차단하는 덮개를 설치하는 단계와; 상기 폐단면 부재의 끝단에 위치한 개구에 증기 공급관을 연결하여, 고온의 증기를 상기 폐단면 부재에 공급하여 상기 콘크리트를 양생하는 콘크리트 양생단계와; 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 거더의 제작 방법을 제공한다.

그리고, 상기 콘크리트 거더의 제작 방법에는, 상기 콘크리트 양생단계 이후에 상기 콘크리트에 압축 프리스트레스를 도입하는 단계를; 더 포함하여, 프리스트레스트 콘크리트(Prestressed Concrete; PSC) 거더를 제작할 수도 있다.

본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '폐단면 부재'는 그 자체의 단면이 밀폐된 중공공간을 이루는 단면(예를 들어, 'ㅁ'자 단면)을 포함할 뿐만 아니라, 인접한 구성에 밀착하여 인접한 구성과 함께 밀폐된 중공 공간을 이루는 단면(예를 들어, 'ㄷ'자 단면)을 포함한다. 즉, 본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '폐단면 부재'라는 용어는 폐단면 부재의 연장 방향을 따라 증기를 이동시킬 수 있는 통로 역할을 할 수 있는 모든 형태를 포함하는 것으로 정의하기로 한다.

또한, 본 발명에 의한 콘크리트 양생 장치에 의해 제작되는 대상물 및 이를 이용한 거더의 제작 방법으로서, 본 명세서 및 특허청구범위에 기재된 '거더의 콘크리트', '콘크리트 거더' 및 이와 유사한 용어는 반드시 충분히 긴 길이(예를 들어 10m 내지 30m 정도 되는 길이)로 제작되는 '거더'로 한정되지 않는다. 즉, 상기 '거더의 콘크리트' 및 이와 유사한 용어는 "거더의 일부 길이로만 형성되는 콘크리트"와, "분절 콘크리트 거더"와, "프리캐스트 형태로 제작되는 다양한 형태의 콘크리트 거더"와, "프리캐스트 형태로 제작되어 차후에 강재 거더에 합성될 예정인 콘크리트 블록" 등을 모두 포함하는 것으로 정의한다. 따라서, 본 발명은 거더 자체 또는 거더에 사용되는 콘크리트를 제작하는 데 사용되는 콘크리트 양생장치 및 이를 이용하여 거더 자체 또는 거더에 사용되는 콘크리트의 제작 방법을 모두 포함한다.

본 발명에 따르면, 제작하고자 하는 콘크리트의 외형의 형틀인 거푸집의 외면을 따라 다수의 증기 배출공이 간격을 두고 형성된 폐단면 부재를 배열시킴에 따라, 거푸집의 설치 이후에 폐단면 부재에 고온의 증기를 공급하기만 하면, 거푸집의 판면을 따라 배열된 폐단면 부재의 증기 배출공을 통해 고온의 증기가 거푸집의 판면에 공급됨으로써, 거푸집에 타설된 콘크리트를 보다 낮은 에너지로 신속하게 데워 양생할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

다시 말하면, 본 발명은 굳지 않은 콘크리트를 설치된 거푸집 내에 타설한 후, 증기 공급관을 폐단면 부재의 일단 개구에 연결하여 고온의 증기를 폐단면 부재에 공급하면, 폐단면 부재에 간격을 두고 형성된 다수의 증기 유출공을 통해 고온의 증기가 거푸집의 판면을 따라 공급되면서, 적은 양의 증기로도 거푸집 판재의 표면을 효과적으로 데울 수 있게 되어, 거푸집에 타설된 콘크리트의 양생 공정에 필요한 에너지를 보다 줄이면서도 보다 짧은 시간 내에 콘크리트의 양생 공정을 마칠 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은, 비열이 낮은 증기를 가열하여 폐단면 부재를 통해 콘크리트의 양생에 필요한 거푸집의 판면에만 고온의 증기가 직접적으로 공급되므로, 고온의 증기가 우선적으로 거푸집을 가열하여 콘크리트의 양생에 필요한 열공급의 효율을 극대화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 발명은 거푸집 판재의 외면에 배열된 폐단면 부재가 거푸집 내에 타설된 콘크리트의 양생을 위하여 공급되는 고온의 증기의 이동 통로 역할을 할 뿐만 아니라, 거푸집의 강성을 보강하는 보강재로서의 역할도 하므로, 폐단면 부재 이외에 콘크리트의 자중 등에 의한 거푸집 판재의 휨 변형을 억제하기 위한 보강재의 사용량을 최소화할 수 있게 하므로, 보다 경제적으로 거푸집을 제작할 수 있게 하는 잇점도 얻을 수 있다.

도1은 종래의 거더의 콘크리트 양생 장치의 구성을 도시한 개략도,
도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 강합성 거더의 콘크리트 양생 장치의 구성을 도시한 도면,
도3은 도2의 덮개를 제외한 거더의 콘크리트 양생 장치의 구성을 도시한 사시도,
도4는 도2의 'A'부분의 확대도,
도5는 도2의 정면도,
도6은 도5의 'B'부분의 확대도,
도7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 콘크리터 거더의 콘크리트 양생 장치를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 거더의 콘크리트 양생 장치(100)를 상술한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해서는 동일 또는 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도2 내지 도6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 강합성 거더의 콘크리트 양생 장치(100)는, 성형하고자 하는 거더(2)의 케이싱 콘크리트(2b)의 형상대로 설치되는 거푸집(110)과, 거더(2)를 감싸는 덮개(120)와, 거더(2)의 종방향을 따라 거푸집(110)에 형성된 폐단면 부재(113, 114)의 입구에 장착되어 고온의 증기를 공급하는 증기 공급관(130)으로 구성된다.

상기 거푸집(110)은 강재 거더(2a)의 하부 플랜지를 감싸는 케이싱 콘크리트(2b)의 바닥면을 지지하는 거푸집 바닥판재(111)와, 케이싱 콘크리트(2b)의 양측면을 지지하는 거푸집 측면판재(112)와, 거더(2)의 길이 방향(종방향)을 따라 거푸집 측면판재(112) 및 거푸집 바닥판재(111)에 배열된 폐단면 부재(113, 114)로 구성된다. 거푸집(110)은 거더의 전체 또는 양단부에서 지지대(55)에 의해 지지된다.

도3 및 도5에 도시된 바와 같이, 거푸집(110)은 종방향으로 분할된 다수의 분할 거푸집(110s1, 110s2, 110s3, 110s4, 110s5)이 종방향으로 밀착 배열되어 이루어지며, 각각의 분할 거푸집(110s1,...,110s5)을 이루는 거푸집 판재(111, 112)에는 폐단면 부재(113, 114)가 각각 배열 형성된다. 이에 따라, 거푸집 판재(111, 112)도 종방향으로 분할되며, 도6에 도시된 바와 같이 종방향으로 인접한 분할 거푸집(110s2, 110s3)은 경계면(99)이 맞닿도록 밀착되어 기밀성을 유지한다.

그리고, 도6에 도시된 바와 같이 분할 거푸집(110s2,110s3)마다 각각의 판면에 폐단면 부재(113s2, 113s3; 114s2, 114s3)가 분할된 형태로 장착되어, 분할 거푸집(110s1,...,110s5)을 종방향으로 밀착시키면, 각각의 분할 거푸집(110s1,...,110s5)에 배열되어 있는 분할된 형태의 폐단면 부재(...,113s2, 113s3, ...)도 종방향으로 밀착되어, 증기의 통로가 되는 중공 통로가 서로 연통되는 상태가 된다.

그리고, 폐단면 부재(113, 114)에는 거더(2)의 종방향을 따라 간격(s)을 두고 증기 배출공(113a, 114a)이 형성된다. 이에 따라, 서로 연통되는 중공 통로가 연결 형성된 폐단면 부재(113, 114)의 입구(113i, 114i)에 고온의 증기를 공급하면, 폐단면 부재(113, 114)를 따라 고온의 증기가 이동하면서 증기 배출공(113a, 114a)을 통해 도면부호 88로 표시된 바와 같이 배출되어, 고온의 증기가 거푸집(110)의 판면(111, 112)에 우선적으로 접촉하면서 거푸집(110)을 데우게 된다.

증기 배출공(113a, 114a)을 통해 배출되는 고온의 증기가 외부로 소산되지 않고 거푸집 판면(111, 112)에 보다 많이 공급되도록 하기 위하여, 증기 배출공(113a, 114a)은 거푸집 판재(111, 112)의 판면으로부터 30mm 이내의 가까운 간격(d)을 이루도록 그 위치가 정해지는 것이 바람직하다. 그리고, 도면에 도시되지 않았지만, 거푸집 판재(111, 112)에 직접 접촉하지 않고 소산되는 고온의 증기의 양을 최소화하기 위하여, 폐단면 부재(113, 114)의 입구(113i, 114i)의 반대측 끝단은 밀폐된 형태로 형성될 수도 있다.

이 때, 증기 배출공(113a, 114a)은 폐단면 부재(113, 114)의 양측에 형성되어, 폐단면 부재(113, 114)를 중심으로 그 양측의 거푸집 판재(111, 112)가 고온의 증기에 의해 동시에 가열되므로, 거푸집의 가열 효율을 보다 높이어 적은 에너지를 사용하면서도 짧은 시간 내에 보다 효율적으로 케이싱 콘크리트(2b)의 양생 공정을 마칠 수 있게 된다.

본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 폐단면 부재(113, 114)는 거푸집 판재(111, 112)에 일체로 결합된 형태가 아니라, 분할된 거푸집 판재(111, 112)가 설치된 이후에, 거푸집 판재(111, 112)에 별개로 설치되는 형태일 수 있다. 또한, 도면에는 폐단면 부재(113, 114)가 거푸집 판재(111, 112)의 양측면과 바닥면에 각각 배열된 형태가 도시되어 있지만, 양측면과 바닥면 중 어느 한 곳에만 배열될 수도 있다.

또한, 도면에 도시된 폐단면 부재(113, 114)는 'ㄷ'자 단면으로 이루어져 거푸집의 판면(111, 112)과 함께 증기의 통로가 되는 중공부를 형성하지만, 단면 계수가 높은 'ㅁ'자 단면으로 형성되어 거푸집의 휨 강성을 보강하는데 보다 유리한 형태로 형성될 수 있다. 폐단면 부재(113, 114)는 거푸집 판면(111, 112)에 용접으로 결합되지만, 체결수단 등으로 위치 고정될 수도 있다.

거푸집(110)은 철재, 알루미늄 등의 금속 재질로 제작되어, 영구적으로 사용된다.

상기 덮개(120)는 양생 중인 케이싱 콘크리트(2b)를 외기와 분리시켜, 폐단면 부재(113, 114)의 증기 배출공(113a, 114a)으로부터 배출되는 고온의 증기 중 도면부호 89로 표시된 바와 같이 외부로 소산되는 증기와, 도면부호 88로 표시된 바와 같이 거푸집 판면(111, 112)을 직접 접촉하여 데웠던 증기가 바깥으로 배출되지 않고 덮개(120) 내부로 모아두어, 덮개(120) 내부의 온도를 일정하게 높은 상태로 유지시키는 역할을 한다. 도면에 도시되지 않았지만, 덮개(120)의 위치를 유지할 수 있도록 하는 기둥 등의 받침대(미도시)가 거더(2)의 주변에 설치된다.

상기 증기 공급관(130)은 보일러(40)의 증기배관 파이프(45)에 연결되어, 물을 담아 놓은 보일러(40)를 가열하여 증발한 고온의 증기를 증기배관 파이프(45)를 통해 거푸집(110)의 폐단면 부재(113, 114) 내에 공급한다. 증기 공급관(130)은 대체로 원형 단면으로 형성되므로, 폐단면 부재(113, 114)의 입구(113i, 114i) 형상에 부합하는 커넥터(132)를 이용하여, 폐단면 부재(113, 114)의 입구(113i, 114i)에 탈착된다.

이와 같이, 거푸집(110)의 폐단면 부재(113, 114)의 입구(113i, 114i)에 증기 공급관(130)을 연결하기만 하면, 종방향으로 배열된 폐단면 부재(113, 114)를 따라 고온의 증기를 공급하여, 거푸집(110)의 판면(111, 112)에 직접 공급하게 되므로, 거푸집(110) 내의 콘크리트의 온도를 높여 증기 양생 공정을 행하는 데 필요한 에너지의 양을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 짧은 시간에 거푸집(110) 내의 콘크리트를 양생에 필요한 온도까지 높일 수 있으므로 양생 효율과 기간을 단축할 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

한편, 도면에는 증기 유출공이 폐단면 부재의 양측에 각각 형성된 구성이 예시되어 있지만, 경우에 따라 증기 유출공은 폐단면 부재의 일측에만 형성될 수도 있고, 열손실이 큰 모서리 부분에는 집중적으로 다수 배치될 수도 있다. 그리고, 폐단면 부재는 증기 공급관과 연결되는 개구의 반대편 끝단이 막힌 상태로 형성될 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 강합성 거더의 콘크리트 양생 장치(100)를 이용하여 강합성 거더를 제작하는 방법을 설명한다.

단계 1: 먼저, I자 형 강재 거더(2a)를 준비하여, 양단 지지되도록 거치시킨다.

단계 2: 그리고 나서, 강재 거더(2a)의 하부 플랜지를 감싸는 케이싱 콘크리트(2b)를 합성할 부분에 철근(미도시)을 배근한다. 강재 거더(2a)에 합성하고자 하는 케이싱 콘크리트(2b)에 압축 프리스트레스를 도입하고자 하는 경우에는, 프리텐션 방식으로 긴장재를 배열 설치할 수도 있고, 포스트 텐션 방식으로 긴장재를 설치할 수 있는 쉬스관을 배열 설치할 수도 있다.

단계 3: 그리고 나서, 거푸집 판재(111, 112)가 강재 거더(2a)의 하부 플랜지를 감싸는 케이싱 콘크리트(2b)가 합성될 부분에 폐단면 부재(113, 114)가 구비된 거푸집(110)을 설치한다. 거푸집(110)이 설치됨에 따라, 거푸집 판재(111, 112)에 배열된 폐단면 부재(113, 114)에 의하여 거푸집 판재(111, 112)의 판면에 고온의 증기가 공급될 수 있는 환경이 저절로 마련된다.

단계 4: 그리고 나서, 강재 거더(2a)의 상부 플랜지 상에 무거운 웨이트(38)를 거치시켜, 강재 거더(2a)가 하방으로 휘는 휨 변형이 발생되도록 한다. 단계 4는 단계 2 및 단계 3과 병행하거나 이보다 먼저 행해질 수도 있다.

단계 5: 그리고 나서, 거푸집(110) 내에 굳지 않은 콘크리트를 타설하여, 도2에 도시된 바와 같이 거푸집(110) 내에 콘크리트(2b)를 채운다.

단계 6: 그리고 나서, 강재 거더(2a)와 거푸집(110)을 외기와 차단하는 덮개(120)를 설치한다. 덮개(120)의 설치를 위하여 거더(2)의 주변에 기둥을 배치할 수 있다. 도면에는 덮개(120)의 내측에 하나의 거더(2)가 배열된 것을 예로 들었지만, 본 발명은 덮개(120)의 내측에 배열되는 거더(2)의 수가 2개 이상인 것을 포함한다.

단계 7: 그리고 나서, 거푸집(110)의 폐단면 부재(113, 114)의 끝단에 위치한 개구(113i, 114i)에 증기 공급관(130)의 커넥터(132)로 연결하여, 고온의 증기를 폐단면 부재(113, 114)를 통해 공급한다. 이에 의하여, 고온의 증기의 일부 이상이 도면부호 88로 표시된 바와 같이 폐단면 부재(113, 114)의 양측에 형성된 증기 배출공(113a, 114a)을 통해 거푸집 판면(111, 112)에 직접 닿도록 배출된다.

거푸집 판면(111, 112)에 직접 닿지 않은 고온의 증기와 거푸집 판면(111, 112)에 닿았던 고온의 증기는 주변으로 확산되면서, 덮개(220)의 내부의 온도를 전체적으로 상승시킨다.

이를 통해, 거푸집(110)의 온도가 고온의 증기에 의하여 빠른 속도로 상승하면서, 거푸집(110)에 타설되어 있는 콘크리트(2b)의 증기 양생을 적은 에너지로도 할 수 있게 된다.

단계 8: 거푸집(110)에 타설된 콘크리트의 양생이 완료되어 강재 거더(2a)와 케이싱 콘크리트(2b)의 합성되면, 폐단면 부재(113, 114)에 끼워져 있던 증기 공급관(130)을 분리시키고, 웨이트(38)를 제거하고, 거푸집(110)을 해체한다. 웨이트(38)에 의하여 강재 거더의 중앙부가 하방으로 휘는 변형이 야기된 상태에서 케이싱 콘크리트(2b)가 합성되므로, 강재 거더(2a)에 합성된 케이싱 콘크리트(2b)에는 압축 프리스트레스가 도입된다. 그리고, 필요에 따라, 쉬스관에 긴장재를 삽입하여 긴장 정착하여, 케이싱 콘크리트(2b)에 압축 프리스트레스를 도입할 수도 있다.

이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 콘크리트 거더의 제작을 위한 콘크리트 양생 장치(200)를 상술한다. 다만, 전술한 제1실시예의 구성과 중복되는 구성 및 작용에 대해서는 유사한 도면부호를 부여하고, 이에 관한 설명은 제2실시예의 요지를 명확하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

본 발명의 제2실시예에 따른 콘크리트 거더의 콘크리트 양생 장치(200)는 콘크리트 거더(3)의 제작을 위하여 거푸집(210)의 측면(212)이 거더 전체 측면의 형상대로 형성된다는 점에 차이가 있다. 따라서, 거푸집(210)의 측면(212)의 전체에 고온의 증기가 도달할 수 있도록 폐곡면 부재(213)가 보다 많게 또는 적게 배열될 수 있다.

도면에 도시되지 않았지만, 콘크리트 거더(3)에는 철근이 배근되고, 상측에 연결 철근이 돌출되도록 제작될 수 있다. 또한, 콘크리트 거더(3)의 바닥면을 지지하는 거푸집 판재(211)는 사용되지 않고 바닥면 또는 지면에 의해 지지되는 형태로 제작될 수도 있다.

이하, 콘크리트 양생 장치(200)를 이용하여 콘크리트 거더(3)를 제작하는 방법을 상술한다.

단계 1: 먼저, 콘크리트 거더(3)를 형성하는 콘크리트 내부에 철근(미도시)을 배근한다. 콘크리트에 압축 프리스트레스를 도입하고자 하는 경우에는, 프리텐션 방식으로 긴장재를 배열 설치할 수도 있고, 포스트 텐션 방식으로 긴장재를 설치할 수 있는 쉬스관(3c)을 배열 설치할 수도 있다.

단계 2: 그리고 나서, 콘크리트 거더(3)의 바닥면과 측면의 형상대로 거푸집 판재(211, 212)를 설치한다. 거푸집(210)이 설치됨에 따라, 거푸집 판재(211, 212)에 배열된 폐단면 부재(213)에 의하여 거푸집 판재(211, 212)의 판면에 고온의 증기가 공급될 수 있는 환경이 저절로 마련된다.

한편, 콘크리트 거더(3)를 감싸는 거푸집 판재(211, 212) 중 바닥면을 지지하는 거푸집 판재(211)는 지면으로부터 동바리 등에 의해 들뜬 상태로 거치될 수 있으며, 이 경우에는 바닥면 거푸집 판재(211)에도 폐단면 부재가 배열되어 고온의 증기가 통과하면서 콘크리트 바닥부를 데우는 형태로 실시될 수 있다.

단계 3: 그 다음, 거푸집(110) 내에 굳지 않은 콘크리트를 타설하여, 도7에 도시된 바와 같이 거푸집(110) 내에 콘크리트를 채운다.

단계 4: 그리고 나서, 콘크리트 거더(3)와 거푸집(210)을 외기와 차단하는 덮개(220)를 설치한다. 덮개(220)의 설치를 위하여 거더(3)의 주변에 기둥을 배치할 수 있다.

단계 5: 그리고 나서, 거푸집(210)의 폐단면 부재(213)의 끝단에 위치한 개구에 증기 공급관(230)을 연결하여, 고온의 증기를 폐단면 부재(213)를 통해 공급한다. 이에 따라, 고온의 증기의 일부 이상이 도면부호 88로 표시된 바와 같이 폐단면 부재(113, 114)의 양측에 형성된 증기 배출공(113a, 114a)을 통해 거푸집 판면(111, 112)에 직접 닿도록 배출되어, 거푸집(110)의 온도가 고온의 증기에 의하여 빠른 속도로 상승하면서, 적은 에너지로도 거푸집(110)에 타설되어 있는 콘크리트(2b)의 증기 양생을 할 수 있게 된다.

거푸집 판면(211, 212)에 직접 닿지 않은 고온의 증기와 거푸집 판면(211, 212)에 닿았던 고온의 증기는 주변으로 확산되면서, 덮개(220)의 내부의 온도를 전체적으로 상승시킨다.

단계 6: 거푸집(210)에 타설된 콘크리트의 양생이 완료되면, 폐단면 부재(213)에 끼워져 있던 증기 공급관(230)을 분리시키고, 거푸집(210)을 해체한다. 그리고, 필요에 따라, 쉬스관에 긴장재를 삽입하여 긴장 정착하여 압축 프리스트레스를 도입하여, 프리스트레스트 콘크리트 거더(PSC 거더)를 제작할 수도 있다.

한편, 도면에 예시된 콘크리트 거더(3)는 프리스트레스트 콘크리트 거더 또는 철근 콘크리트 거더를 예로 들었지만, 본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 강합성 거더에 합성되기 위한 '콘크리트 블록'을 제작하는 데 사용될 수 있다. 즉, 본 특허청구범위에 기재된 '콘크리트 거더'는 강합성 거더에 합성되는 '프리캐스트 콘크리트 거더'를 포함하는 것으로 정의된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 거더의 콘크리트 양생 장치 및 이를 이용한 거더의 제작 방법은, 제작하고자 하는 콘크리트의 외형의 형틀인 거푸집(110, 210)의 외면을 따라 다수의 증기 배출공(113a, 114a; 213a)이 간격을 두고 형성된 폐단면 부재(113, 114; 213)를 배열시킴에 따라, 거푸집(110, 210)을 설치하고 폐단면 부재(113, 114; 213)에 증기 공급관(130, 230)을 꽂아 고온의 증기를 폐단면 부재(113, 114; 213)에 공급하기만 하면, 거푸집의 판면을 따라 배열된 폐단면 부재(113, 114; 213)의 증기 배출공을 통해 고온의 증기가 거푸집의 판면에 직접적으로 공급됨으로써, 거푸집에 타설된 콘크리트를 보다 낮은 에너지로 짧은 시간 내에 양생 공정을 마칠 수 있는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

이 뿐만 아니라, 본 발명은, 비열이 낮은 증기를 가열하여 폐단면 부재(113, 114; 213)를 통해 콘크리트의 양생에 도움이 되는 거푸집의 판면(111, 112)에만 고온의 증기를 직접적으로 공급하여 가열함으로써, 콘크리트의 양생에 필요한 열공급의 효율을 극대화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이상에서 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명에서 제시한 기술적 사상, 구체적으로는 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있을 것이다.

2: 강합성 거더 3: 콘크리트 거더
100, 200: 거더의 콘크리트 양생장치 110, 210: 거푸집
111, 211: 거푸집 바닥판재 112, 212: 거푸집 측면판재
113, 114, 213: 폐단면 부재 120: 덮개
130: 증기 공급관

Claims

거더의 콘크리트 양생 장치로서,
성형하고자 하는 상기 거더의 콘크리트의 일부 이상을 감싸는 거푸집 판재와, 상기 거푸집 판재의 외면에 일 방향을 따라 1열 이상으로 연장 배열되고 상기 거푸집 판재의 판면을 향하는 증기 유출공이 간격을 두고 다수 형성된 하나 이상의 폐단면 부재가 구비된 거푸집과;
상기 거푸집의 상기 폐단면 부재의 입구에 장착되어, 고온의 증기를 상기 폐단면 부재 내에 공급하는 증기 공급관을;
포함하여 구성되어, 상기 증기 공급관으로부터 공급된 고온의 증기가 상기 폐단면 부재를 따라 공급되면서 상기 증기 유출공을 통해 유출되어 상기 거푸집 판재를 가열하는 것을 특징으로 하는 거더의 콘크리트 양생 장치.
제 1항에 있어서,
상기 폐단면 부재는 상기 거푸집 판재에 일체 형성되는 것을 특징으로 하는 거더의 콘크리트 양생 장치.
제 2항에 있어서,
상기 거푸집 판재는 상기 거더의 종방향을 따라 분할된 다수로 형성되고, 상기 폐단면 부재도 상기 다수의 거푸집 판재에 하나 이상씩 각각 배열되어, 다수로 분할된 상기 거푸집 판재를 이어 상기 거푸집을 설치하면, 상기 거푸집 판재에 각각 배열된 상기 폐단면 부재가 인접한 상기 거푸집 판재에 배열된 상기 폐단면 부재와 서로 연통되게 배열되는 것을 특징으로 하는 거더의 콘크리트 양생 장치.
제 3항에 있어서,
상기 증기 유출공은 상기 거푸집 판재의 판면으로부터 30mm 이내의 위치에 형성되어, 상기 거푸집 판재의 판면을 따라 증기를 유출하는 것을 특징으로 하는 거더의 콘크리트 양생 장치.
제 3항에 있어서,
상기 증기 유출공은 상기 거푸집 판재의 판면을 향하여 경사지게 증기를 유출하는 것을 특징으로 하는 거더의 콘크리트 양생 장치.
제 3항에 있어서,
상기 폐단면 부재는 상기 거더의 종방향을 따라 1열 이상으로 길게 연장 배열된 것을 특징으로 하는 거더의 콘크리트 양생 장치.
제 6항에 있어서,
상기 폐단면 부재는 상기 거더의 양측면과 저면 중 어느 하나 이상을 따라 종방향으로 배열된 것을 특징으로 하는 거더의 콘크리트 양생 장치.
제 1항에 있어서,
상기 거더를 감싸는 덮개를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 거더의 콘크리트 양생 장치.
제 1 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폐단면 부재는 'ㄷ'자 단면 또는 'ㅁ'자 단면으로 형성된 것을 특징으로 하는 거더의 콘크리트 양생 장치.
제 1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 증기 유출공은 상기 폐단면 부재의 양측에 형성되어, 상기 폐단면 부재로부터 2개의 서로 다른 방향으로 증기를 유출하는 것을 특징으로 하는 거더의 콘크리트 양생 장치.
제 1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 거더의 콘크리트 양생 장치를 이용한 강합성 거더의 제작 방법으로서,
강재 거더를 준비하는 단계와;
상기 강재 거더의 일부 이상을 감싸는 콘크리트를 합성할 부분에 철근을 배근하고, 상기 폐단면 부재가 구비된 상기 거푸집 판재가 상기 강재 거더의 일부 이상을 감싸는 형태로 상기 거푸집을 설치하는 거푸집 설치 단계와;
상기 거푸집 내에 굳지 않은 콘크리트를 타설하는 콘크리트 타설단계와;
상기 강재 거더 및 거푸집을 외기와 차단하는 덮개를 설치하는 단계와;
상기 폐단면 부재의 끝단에 위치한 개구에 증기 공급관을 연결하여, 고온의 증기를 상기 폐단면 부재에 공급하여 상기 콘크리트를 양생하는 콘크리트 양생단계를;
포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 강합성 거더의 제작 방법.
제 11항에 있어서,
상기 폐단면 부재의 양측에 상기 고온의 증기를 배출하는 증기 배출공이 형성된 것을 특징으로 하는 강합성 거더의 제작 방법.
제 11항에 있어서,
상기 강재 거더는 양단 지지된 상태로 설치되고,
상기 콘크리트 타설단계 이전에, 상기 강재 거더의 중앙부의 상부 플랜지 상에 웨이트를 거치시키는 웨이트 거치단계를; 추가적으로 포함하고, 상기 웨이트는 상기 콘크리트 양생단계 이후에 제거되는 것을 특징으로 하는 강합성 거더의 제작 방법.
제 13항에 있어서,
상기 콘크리트 양생단계 이후에 상기 콘크리트에 압축 프리스트레스를 도입하는 단계를; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 거더의 제작 방법.
제 1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 거더의 콘크리트 양생 장치를 이용한 콘크리트 거더의 제작 방법으로서,
상기 콘크리트 거더의 내부에 철근을 배근하고, 상기 폐단면 부재가 구비된 상기 거푸집 판재로 거더의 측면과 바닥면을 감싸는 형태로 상기 거푸집을 설치하는 거푸집 설치 단계와;
상기 거푸집 내에 굳지 않은 콘크리트를 타설하는 단계와;
상기 거푸집 내에 타설된 콘크리트와 상기 거푸집을 외기와 차단하는 덮개를 설치하는 단계와;
상기 폐단면 부재의 끝단에 위치한 개구에 증기 공급관을 연결하여, 고온의 증기를 상기 폐단면 부재에 공급하여 상기 거푸집 내에 타설된 콘크리트를 양생하여 상기 콘크리트 거더를 형성하는 콘크리트 양생단계와;
포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 거더의 제작 방법.
제 15항에 있어서,
상기 폐단면 부재의 양측에 상기 고온의 증기를 배출하는 증기 배출공이 형성된 것을 특징으로 하는 콘크리트 거더의 제작 방법.
제 15항에 있어서,
상기 콘크리트 양생단계 이후에 상기 콘크리트에 압축 프리스트레스를 도입하는 단계를; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 거더의 제작 방법.