KR101402407B1 - 흙집용 충진재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이미 구축된 벽체 프레임 내에 흙집용 충진재의 타설과 동시에 시공시간을 단축할 수 있도록 하는 흙집용 충진재에 관한 것으로서, 본 발명의 특징적인 구성은, 볏짚, 톱밥, 숯으로 이루어진 경량화소재와, 진흙성분을 포함하는 무기물 분말과, 상기 경량화소재와 상기 무기물 분말을 혼합하여 형성된 자갈 형상의 충진재와, 상기 충진재의 표면에 액상의 점액질이 도포되어 형성된 코팅막을 포함한다.

Description

흙집용 충진재{FILLING METERIAL FOR CLAY HOUSE}

본 발명은 흙집용 충진재에 관한 것으로서, 구체적으로는 이미 구축된 벽체 프레임 내에 흙집용 충진재의 타설과 동시에 시공기간을 단축할 수 있도록 하는 흙집용 충진재에 관한 것이다.

일반적으로 흙집은, 기존 콘크리트 또는 스티로폼을 충진재로 한 판넬 및 석고보드 등을 이용한 건축 구조물에 비교하여 화학성 유해물질을 방출하지 않아 친환경적일 뿐 아니라 건축물 해체시에도 환경오염을 줄이는 등의 이점이 부각되면서 최근 관련기술 분야에서 관심과 개발이 집중되고 있다.

그러나, 종래의 흙집을 축조하는 과정 중 흙과 물 및 톱밥이나 볏짚 등을 혼합한 재료를 기 구축된 벽체 구조물 내에 충진함에 있어서, 그 내부에 구석구석 틈새 없이 충전하기 위해 많은 양의 물이 소요되고, 또 이렇게 사용된 물기를 건조시키는데 따른 많은 시간이 소요되어 시공 기간이 지연되는 문제가 있었다.

본 출원인은 흙집 축조를 용이하도록 하는 대한민국 등록특허공보 제10-1195308호('건축용 조립식 벽체 프레임 및 이를 이용한 천정 프레임';이하, [문헌 1]이라 함)를 개시한 바 있고, 또 [문헌 1]의 구조물 내에 충진하기 위한 충진재에 대하여 대한민국 특허출원 제10-2012-0141039호('흙집용 충진재의 제조방법';이하, [문헌 2]이라 함)를 개발한 바 있다.

대한민국 등록특허공보 제1195308호(2012.10.22.) 대한민국 특허출원 제10-2012-0141039호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은, 본 출원인에 의해 개발되어 개시된 [문헌 1]과 [문헌 2]의 기술 사상을 포함하여 기 구축된 벽체 프레임 내에 볏짚 등의 섬유질이나 톱밥 내지 숯 등 경량화와 결속력을 높이기 위한 경량화 소재가 흙과 함께 혼합된 자갈 형태의 제 1 충진재와 분말 상태의 흙으로 이루어진 제 2 충진재 및 수분을 각각 구분하여 공급함과 동시에 기 구축된 벽체 프레임 내에서 상호 혼합되게 메우며 그 결속이 이루어지도록 하는 흙집용 충진재를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 흙집용 충진재는, 볏짚, 톱밥, 숯으로 이루어진 경량화소재와, 진흙성분을 포함하는 무기물 분말과, 상기 경량화소재와 상기 무기물 분말을 혼합하여 형성된 자갈 형상의 충진재와, 상기 충진재의 표면에 액상의 점액질이 도포되어 형성된 코팅막을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 코팅막의 표면에는 진흙 성분이 포함된 무기물 분말이 증착된 피복층이 더 형성되는 것이 바람직하다.

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본 발명에 따르면, 자갈 형태 충진재를 준비함으로써 물과 혼합하여 반죽하는 과정을 생략할 수 있고, 충진재의 건조가 빠르게 진행될 뿐 아니라 자갈 형태의 충진재는 코팅막에 의해 감싸인 정도의 체적으로 이미 굳어 있어 건조가 요구되는 체적을 줄임에 따라 벽체를 건조시키는 소요시간을 단축하는 효과가 있다.

도 1a 내지 도 1c는 본 출원인에 의해 개시된 [문헌 1] 중 도 5, 도 6 및 도 8a를 통해 참조되는 벽체 프레임 구조를 나타낸 도면이다.
도 2와 도 3은 본 발명의 각 실시 예에 따른 흙집용 충진재 공급장치의 구성과 이들 각 구성에 의한 흙집용 충진재의 공급과정을 설명하기 위한 계통도이다.
도 4는 도 1a 내지 도 1b의 스페이스 내에 설치되는 파이프블럭의 구성과 이들 구성의 조립 및 설치관계를 설명하기 위해 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 적용되는 흙집용 충진재 중 자갈 형태의 제 1 충진재를 예시한 도면이다.

본 명세서 및 청구범위에서 사용하는 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석될 것이 아니라, '발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다'는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

또한, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시한 구성은, 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과한 것일 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해해야 한다.

그리고, 본 명세서에서 방향을 지시하는 일단 또는 일단부와 타단 또는 타단부는, 흙집용 충진재와 수증기가 진행하는 방향의 끝단 부위를 일단이라 지칭하고, 흙집용 충진재와 수증기의 공급이 이루어지는 방향의 끝단 부위를 가리켜 타단이라고 지칭하기로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 설명에 앞서서, 도 1a 내지 도 1c에 도시한 벽체 프레임은, 앞서 언급한 [문헌 1]의 기술사상에 의해 제작되는 벽체 구조물로서, 본 발명의 실시 이전에 이미 구축될 것이 요구된다.

이러한 벽체 프레임은, 조립식으로 이루어져 내측벽(Wa)과 외측벽(Wb)이 상호 간격을 두고 설치되고, 이들 사이 공간은 흙집용 충진재의 충진이 이루어지는 스페이서(S)를 이루며, 이렇게 형성된 스페이서(S) 내로 충진이 이루어진 흙집용 충진재는 그 내부에 이미 설치되는 배관 또는 전선 파이프 내지 각종 골조와 결속됨으로써 안정적인 구조물을 이루게 된다.

즉, 상술한 벽체 프레임에 의한 내측벽(Wa)과 외측벽(Wb)은, 이후 충진되는 흙집용 충진재가 벽체로 형성될 수 있도록 하는 거푸집 기능을 할 뿐 아니라 흙집용 충진재의 충진 이후에 하나의 내·외장 마감재로써 기능한다.

그리고, 상술한 벽체 프레임에 의한 내측벽(Wa)과 외측벽(Wb) 사이의 스페이서(S)에는, 도 4에 도시한 바와 같이, 다수의 통기홀(h)을 갖는 파이프(30b)들과 파이프 연결부재(30a)들의 조립으로 이루어진 파이프블럭(30)이 설치될 수 있다.

이러한 파이프 블럭(30)은 후술하는 시공과정에서 다시 설명하기로 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 흙집용 충진재는, 앞서 언급한 [문헌 2]의 기술 사상에 의해 제작되는 흙집용 충진재를 포함한다.

뿐 아니라, 본 발명에서 사용되는 흙집용 충진재는, 도 5a 내지 도 5c에 도시한 바와 같이, 볏짚을 포함한 각종 섬유볏짚을 포함한 각종 섬유(M2), 톱밥(M1), 숯(M3)을 포함한 경량화 소재와 황토, 뻘, 진흙, 찰흙 및 돌가루를 포함한 무기물 분말(흙)을 혼합하여 자갈 형상으로 뭉쳐 제 1 충진재를 포함한다.

이때 제 1 충진재 내의 경량화 소재의 함유 비율은 제 1 충진재의 전체 부피 내에 40 부피% 이상으로 함이 바람직하고, 이는 자갈 형상의 체적 대비 중량을 대략 절반 수준에서 그보다 가볍게 형성하기 위한 것이다.

이에 더하여 상술한 자갈 형상의 충진재에 대한 제조과정은, 위의 경량화 소재(M1, M2, M3)와 더불어 흙(M4)을 혼합하여 일정 크기의 자갈 형상으로 제조한 후 충분한 건조과정을 통해 부피 대비 경량인 자갈 형상이 유지되게 한다.

이후에는, 도 5b에 도시한 바와 같이, 충분한 건조 과정을 거쳐 형성된 자갈의 표면에 대하여 코팅막(M5)을 형성한다.

상술한 코팅막(M5)은, 자갈들의 표면에 액상의 코팅제를 분사 도포하는 것으로 이루어질 수 있으며, 이때 사용되는 코팅제로는 아교 또는 소나무나 잣나무 등에서 추출한 송진 등의 점액질이 이용될 수 있다.

이렇게 형성되는 코팅막(M5)은, 후술하는 시공과정에서 공급되는 수증기 또는 벽체 프레임에 의한 내측벽(Wa)과 외측벽(Wb) 사이에 충진됨에 따라 고일 수 있는 수분이 적어도 코팅막(M5)의 내부로 침투하는 것을 방지토록 함에 있다.

즉, 이러한 코팅막(M5)은, 도 5a의 초기 자갈 형상 부위에 대하여 그 건조상태를 안정적으로 유지시키는 기능을 한다.

이에 더하여 상술한 코팅막(M5)의 표면에는, 도 5c에 도시한 바와 같이, 자갈 형태를 구성하는 황토, 뻘, 진흙 등의 분말 상태의 흙을 증착시켜 이루어진 피복층(M6)이 더 구비된다.

이러한 피복층(M6)은, 후술하는 흙집용 충진재를 공급하는 과정에서 충진재 공급부(14, 14') 내에서 또는 공급되는 스팀(수증기)의 접촉을 통해 물기를 머금은 상태(머드 상태)를 이루고, 이러한 상태는 다른 제 1 충진재 또는 제 2 충진재들과 접촉할 때에 상호 결합될 수 있도록 한다.

즉, 제 1 충진재는 상술한 코팅막(M5) 내부는 충분히 건조한 상태에 있고, 코팅막(M5) 외측의 피복층(M6)은 건조한 상태 또는 그 형상을 유지하는 범위 내에서 수분을 머금은 상태로 충진재 공급부(14, 14') 내에 투입되어 공급되는 과정을 거치게 된다.

또한, 본 발명에서 사용되는 흙집용 충진재는, 풍압에 의해 이송될 수 있도록 하기 위하여 그 경량화 소재가 혼합된 것을 감안하여 대략적인 직경이 약 60㎜ 이내에 있는 것으로 함이 바람직하다.

그리고, 본 발명에서 사용되는 다른 유형의 흙집용 충진재는, 황토 또는 어느 정도 수분을 머금은 진흙(찰흙) 및 각종 분말 상태의 흙을 포함한다.

더불어, 본 발명에서 사용되는 또 다른 유형의 흙집용 충진재는, 물에 불린 볏짚을 포함하여 이미 설정한 길이 범위(약 5~20㎝)로 절단된 섬유 또는 이미 설정한 크기(개략적인 직경이 30㎜ 이내)의 물에 불린 톱밥이나 숯 등의 경량화 소재일 수 있다.

여기서, 본 발명의 설명에서는, 상술한 흙집용 충진재 중 자갈 형태의 충진재를 제 1 충진재라고 명명하기로 하고, 위의 다른 유형 또는 또 다른 유형의 흙집용 충진재 설명에서 언급된 분말 형태의 충진재나 이미 설정한 길이 범위로 절단된 섬유 또는 이미 설정한 크기의 톱밥이나 숯 등의 경량화 소재를 제 2 충진재로 명명하여 설명하기로 한다.

한편, 본 발명에 따른 흙집용 충진재 공급장치는, 도 2 또는 도 3에 도시한 바와 같이, 상술한 제 1, 2 충진재를 이미 설정한 비율로 혼합하여 수용하거나 또는 제 1 충진재와 제 2 충진재를 각각 구분하여 수용하는 저장탱크(10, 10')를 구비하고, 이들 저장탱크(10, 10')로부터 그 내부에 수용된 제 1, 2 충진재를 일 방향으로 이송을 안내하는 서브관(12, 12')을 포함하여 이루어진 충진재 공급부(14, 14')를 구비한다.

이러한 충진재 공급부(14, 14') 중 상술한 저장탱크(10, 10')는, 다양한 형태의 것이 적용될 수 있겠으나, 호퍼 형상의 것으로 상부를 통해 수용하는 제 1 충진재 또는 제 2 충진재를 자중에 의해 그 하부로 이동하게 안내하고, 또 저장탱크(10, 10')는, 도 2 또는 도 3에 도시한 바와 같이, 그 하부에 제 1 충진재 또는 제 2 충진재의 이송이 단위 시간당 일정량 범위에 있도록 그 통로의 직경을 제한하는 서브관(12, 12')을 구비토록 함이 바람직하다.

여기서, 상술한 서브관(12, 12')은, 호퍼 형상의 저장탱크 하단부 형상을 관 형상으로 형성한 것으로 이루어질 수 있으며, 또 서브관(12, 12')의 직경은 투입되는 제 1 충진재 또는 제 2 충진재의 굵기 내지 건조상태 등을 고려하여 설계될 수 있는 것이고, 또는 제 1 충진재 또는 제 2 충진재의 굵기 내지 건조상태 등의 조건에 따라 그 개폐를 조절할 수 있도록 하는 통상의 밸브 등이 설치될 수 있다.

또한, 상술한 서브관(12, 12')의 일단부는, 관체를 이루는 제 1 공급관(16, 16')의 측부와 연통 연결되고, 제 1 공급관(16, 16')은 연통하는 서브관(12, 12')의 일단을 통해 배출되는 제 1 충진재 또는 제 2 충진재를 일시적으로 수용한다.

그리고, 제 1 공급관(16, 16')의 타단부에는, 제 1 공급관(16, 16')의 일단 방향으로 풍압을 제공하는 송풍부(18)가 설치되고, 이 송풍부(18)의 팬(fan)에 의한 풍압은 제 1 공급관(16, 16') 내로 유입된 제 1 충진재 및 제 2 충진재를 제 1 공급관(16, 16')의 일단 방향으로 이송시키기 위한 동력으로 작용한다.

또한, 상술한 제 1 공급관(16, 16')에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 제 2 공급관(20)의 일단부가 연통 연결되고, 이때 제 2 공급관(20)의 일단부 방향은, 연통하는 제 1 공급관(16, 16')의 측부에서 제 1 공급관(16, 16')의 일단 방향으로 향하여 배치되게 함이 바람직하다.

그리고, 제 2 공급관(20, 20)의 타단부에는, 제 2 공급관(20, 20')을 통해 고온고압의 수증기를 공급하는 스팀공급부(22)가 설치되고, 이때 스팀공급부(22)에 의한 수증기의 공급 압력은, 적어도 상술한 송풍부(18)에 의한 풍압 이상의 압력을 이루도록 함이 바람직하다.

여기서, 스팀공급부(22)에 의한 수증기의 공급 압력을 송풍부(18)에 의한 풍압 이상의 압력으로 제한하는 것은, 앞서 언급한 바와 같이, 제 2 공급관(20, 20') 일단부의 배치방향과 함께 제 1 충진재 및 제 2 충진재를 이송시키는 힘을 더욱 높이기 위한 목적과 제 1 충진재 및 제 2 충진재가 오리피스 원리에 따라 제 1 공급관과 제 2 공급관을 통해 역류하는 것을 방지하기 위한 것이다.

이러한 기술 구성은, 도 3에 도시한 바와 같이, 일반적인 이젝터 구성으로 적용될 수 있음은 당연하다고 할 것이다.

즉, 도 3에 도시한 구성은, 상술한 제 1, 2 공급관(16', 20')의 각 일단부에 대하여 제 3 공급관(24)의 타단부를 마주보게 배치하고, 이들의 각 단부 부위를 포함하여 구획하는 이젝터챔버(26)로 통해 연통 연결하고, 제 1, 2 공급관(16', 20') 중 제 1, 2 충진재의 이송이 이루어지는 제 1 공급관(16')의 일단부를 제 3 공급관(24)의 타단부에 더 근접시키는 것으로 이루어질 수 있다.

이러한 구성에 따르면, 볏짚을 포함한 섬유나 톱밥 또는 숯 등의 친환경적이며 경량화 소재를 흙과 함께 혼합하여 만들어진 자갈 형태의 제 1 충진재와 분말 형태의 각종 흙을 건조시킨 상태로 충진재 공급부(14, 14')에 저장하고, 이를 단위 시간당 일정량 범위로 제 1 공급관(16, 16')으로 이동토록 한다.

이렇게 제 1 공급관 (16, 16') 내부로 유입되는 제 1, 2 충진재는 송풍부(18)의 풍압 또는 제 2 공급관(20, 20')을 통한 고온고압의 수증기 공급압에 의해 제 1 공급관(16, 16')의 일단 방향으로 그 이동이 유도된다.

이에 더하여, 수증기의 공급이 이루어지는 부위에서 이들이 배출되는 일단 사이의 구간에는, 이들이 상호 접촉 가능성을 더욱 높이도록 그 흐름이 와류 현상을 갖도록 하는 스크류(S/F)를 더 구비하는 것으로 이루어질 수 있다.

이에 따라 제 1 공급관(16, 16')을 통과하는 제 1, 2 충진재들은 계속적으로 공급되는 고온고압의 수증기와 접촉하고, 이러한 영향으로 자갈 형태의 제 1 충진재의 표면 중 표층 부위는 수분을 머금은 상태를 이룬다.

또한, 제 1 충진재에 비해 상대적으로 그 크기가 작은 분말 형태의 제 2 충지재는 그 표층 내지 전체적으로 수분을 머금은 상태를 이룬다.

이들 제 1, 2 충진재들은 제 1 공급관(16, 16') 또는 제 3 공급관(24)을 통과하는 과정에서 충돌할 경우 상호 접합되거나 제 1 공급관(16, 16') 또는 제 3 공급관(24)의 일단을 통해 분사되어 기 구축된 벽체 프레임 내에 쌓이는 과정에서 결국 이웃하는 것끼리 상호 접합이 이루어진다.

그리고, 제 1 공급관(16, 16')의 단부를 통해 분사되는 제 1 충진재 또는 제 2 충진재는 그 분사 압력에 의해 벽체 프레임 내부의 각종 형태의 틈새로 충진이 용이한 상태로 있고, 이를 통해 각 틈새를 메우면서 제 1, 2 충진재 상호 간에 접합되며 축적된다.

이때, 도 5a에 도시한 제 1 충진재는, 표층을 제외한 내부는 이미 경화되어 있어, 수분이 잔존하는 영역을 충분히 줄일 뿐 아니라 제 1 충진재 표층을 적신 수증기는 그 축적 과정에서도 고온이 일정 시간 유지됨에 따라 쉽게 기화하므로, 벽체 프레임 내에 포설된 이후의 건조 시간을 단축할 수 있다.

그리고, 도 5b에 도시한 바와 같이, 제 1 충진재의 표면에 코팅막(M5)이 형성된 경우에는, 코팅막(M5)의 내부는 수분의 침투가 억제되어 건조한 상태가 도 5a에 비해 더욱 안정적으로 유지될 수 있다.

이에 더하여 도 5c에 도시한 제 1 충진재의 경우에는, 코팅막(M5) 외부의 피복층(M6)이 다른 제 1 충진재와 제 2 충진재에 대하여 그 공급과정과 공급 이후에 상호 간의 접합 가능성을 더욱 높이게 된다.

한편, [문헌 1]의 벽체 프레임은, 자체적으로도 충분한 내구성을 갖추고 있으며, 이에 더하여 그 내부의 스페이서(S)에 포설되는 제 1, 2 충진재와 결속됨에 의해 더욱 안정적인 벽체 구조물을 이루게 된다.

또한, 이들 벽체 프레임들에 의한 스페이서(S) 내부에는, 도 4에 도시한 바와 같이, 다수의 통기홀(h)을 갖는 파이프(30b)와 이들 파이프(30b)들을 상하 방향과 수평 방향으로 연결하는 파이프 연결부재(30a)를 통해 연결되어 이루어진 파이프블럭(30)이 구비될 수 있으며, 이러한 파이프블럭(30)의 설치는 그 내부에 충진되는 제 1, 2 충진재들의 결속력을 보완하는 골조를 이루게 된다.

여기서, 파이프블럭(30)을 이루는 각 파이프(30b)상에 형성된 통기홀(h)은, 스페이서(S) 내에 제 1, 2 충진재들과 수증기가 혼합되어 축적됨에 있어서, 이들 사이에 존재하는 수분이 파이프(30b) 내측으로 유입되게 하는 배수 통로의 기능을 한다.

즉, 제 1, 2 충진재들 사이에 잔존하는 수분은, 상대적으로 그 흐름이 자유로운 통기홀(h)을 통해 이동하여 배출되는 과정을 갖는다.

더욱이, 상술한 파이프블럭(30)의 하측 부위는 그 끝단이 지지기반의 하부에서 외벽(Wb)의 외측으로 향하도록 하고, 파이프블럭(30)의 상측 부위는 그 끝단이 상부로부터 내벽(Wa) 내측으로 일부 돌출되게 함과 동시에 물의 유입이 방지되게 통상의 마개를 구비하거나 하향 굴곡시킨 형상을 이루도록 한다.

이렇게 형성되는 파이프블럭(30)은, 상술한 제 1, 2 충진재의 공급 과정 또는 공급 이후에 그 상측 부위로 연장된 부위를 통해 고온의 건조한 공기를 불어넣도록 함으로써 제 1, 2 충진재의 건조시간을 더욱 단축시키는데 이용될 수 있다.

그리고, 벽체 프레임의 상부에는 수증기까지 혼합된 제 1, 2 충진재가 포설됨에 의해 더럽혀 질 수 있으므로 이를 방지하기 위한 가드(28)를 더 구비할 수 있다.

10, 10': 저장탱크 12, 12': 서브관
14, 14': 충진재 공급부 16, 16': 제 1 공급관
18: 송풍부 20, 20': 제 2 공급관
22: 스팀공급부 24: 제 3 공급관
26: 이제팅챔버 28: 가드
30: 파이프블록

Claims (10)

1. 볏짚, 톱밥, 숯으로 이루어진 경량화소재와;
   진흙성분을 포함하는 무기물 분말과;
   상기 경량화소재와 상기 무기물 분말을 혼합하여 형성된 자갈 형상의 충진재와;
   상기 충진재의 표면에 액상의 점액질이 도포되어 형성된 코팅막을 포함하는 것을 특징으로 하는 흙집용 충진재.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 코팅막의 표면에는 진흙 성분이 포함된 무기물 분말이 증착된 피복층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 흙집용 충진재.
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