KR101420343B1 - 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고층건물의 화재발생 시 화열에 의한 고강도 콘크리트의 폭렬을 방지함과 동시에 부재 내부의 온도상승을 방지하며, 산업부산물을 결합재의 주재료로 하는 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집은 존치형 내화거푸집(10)을 이루는 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 7~22 중량부와, 산화마그네슘 25~55 중량부와, 물유리(1종) 3~5 중량부와, 펄라이트 5~25 중량부와, 제올라이트 30~60 중량부와, 물 3~5 중량부 및, KOH(6M) 2~4 중량부로 이루어진 조성물로 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집 제조방법은 존치형 내화거푸집(10)을 이루는 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 7~22 중량부와, 산화마그네슘 25~55 중량부와, 물유리(1종) 3~5 중량부와, KOH(6M) 2~4 중량부 및, 물 3~5 중량부를 믹서에 투입하여 교반하는 제1 교반 단계 및; 상기 제1 교반 단계에 의해 교반된 혼합물에 펄라이트 5~25 중량부 및, 제올라이트 30~60 중량부를 투입하여 교반하는 제2 교반 단계로 이루어진 조성물로 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집은 존치형 내화거푸집(10)을 이루는 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 7~22 중량부와, 산화마그네슘 25~55 중량부와, 물유리(1종) 3~5 중량부와, 펄라이트 5~25 중량부와, 제올라이트 30~60 중량부와, 물 3~5 중량부 및, KOH(6M) 2~4 중량부로 이루어진 조성물로 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집 제조방법은 존치형 내화거푸집(10)을 이루는 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 7~22 중량부와, 산화마그네슘 25~55 중량부와, 물유리(1종) 3~5 중량부와, KOH(6M) 2~4 중량부 및, 물 3~5 중량부를 믹서에 투입하여 교반하는 제1 교반 단계 및; 상기 제1 교반 단계에 의해 교반된 혼합물에 펄라이트 5~25 중량부 및, 제올라이트 30~60 중량부를 투입하여 교반하는 제2 교반 단계로 이루어진 조성물로 제조되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고층건물의 화재발생 시 화열에 의한 고강도 콘크리트의 폭렬을 방지함과 동시에 부재 내부의 온도상승을 방지하며, 산업부산물을 결합재의 주재료로 하는 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 사무소빌딩, 주상복합구조물, 공공시설 등의 철근콘크리트구조물에 있어서 일반 콘크리트를 사용할 경우에 비하여 고강도콘크리트를 사용할 경우에는 화재 등에 의해 극도의 고온하에 노출되면 콘크리트의 표면으로부터 파편이 비산되는 폭렬현상이 발생하게 된다. 이러한 폭렬현상은 고온가열에 의해 콘크리트 내부의 수분이 증발할 때에 내부조직이 치밀한 고강도콘크리트의 경우에는 수증기가 배출되는 통기부분이 없기 때문에 수증기압이 극단적으로 상승하여 발생하는 것으로 알려져 있으나, 그 상세한 메커니즘은 아직까지도 규명되지 않은 실정이다.
전술한 폭렬현상이 고강도콘크리트 부재에 발생하게 되면 단면결손이 발생함과 동시에 피복두께의 감소에 의해 내부 철근의 온도상승을 유발하며, 그 결과 부재의 구조내력이 급격히 저하되는 것으로 알려져 있다. 또한, 기존의 콘크리트 기둥에
관한 연구결과에 의하면, 고온이력을 받은 콘크리트의 내부조직은 수화물의 수분이 빠져나가 수화물의 형상이 변화함과 동시에 수화물 조직내에 균열이 발생되는 것으로 보고되고 있으며, 이러한 원인에 의해 콘크리트 및 철근의 강도저하가 유발하게 된다. 한편, 설계기준강도가 60MPa 이상의 고강도콘크리트 부재는 주로 초고층건축물 등에 적용되기 때문에 건축기준법에 따라 최대 3시간의 내화성능(구조내력상 지장을 초래하는 변형, 파괴 및 그 외의 손상을 일으키지 않을 것, 즉 비손상성)이 요구된다.
이에 따라, 최근 전술한 폭렬현상을 방지하기 위해 안출된 것이 한국 등록특허 제10-0629457호 이다.
상기 선행특허는 건조모르타르 100 중량부, 배합수 5~30 중량부, 마이크로 단섬유 0.3~3.5 중량부, 입상고형재 1~13 중량부로 이루어진 영구거푸집 및 내화패널 겸용의 공강도 고인성 패널을 사용하여 화재발생시 고강도콘크리트의 폭렬현상 및 온도상승을 방지한다.
그러나, 선행특허는 시멘트와 잔골재가 주성분이며, 이러한 시멘트는 통상 포틀랜드 시멘트로서, 실리카, 알루미나 및 석회를 혼합하고, 그 일부가 용융되어 소결된 클링커에 적당량의 석고를 첨가하여 분말화 한 것으로, 클링커 제조를 위해 약 1,450℃의 고온상태에서 용융시켜야만 하기 때문에 대량의 에너지를 소비하게 되고, 이러한 시멘트 1톤을 제조하는 데에는 약 1톤의 이산화탄소가 배출되기에 에너지 소비 및 환경문제를 야기할 수 있다는 문제점이 있었다.
또한, 선행특허는 입상고형재로 폴리프로필렌 분말, 폴리프로필렌비드, 폴리에틸렌비드 또는, 폴리에스테르비드가 사용되며, 마이크로 단섬유로 폴리비닐알콜섬유와 폴리프로필렌섬유의 혼합물 또는, 폴리에틸렌섬유와 폴리프로필렌섬유의 혼합물이 사용되기에, 화재시 악취와 다량의 일산화 탄소를 발생하여 대피자 및 화재 진압자의 안전에 문제를 야기할 수 있다는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 산업부산물인 고로슬래그를 사용함으로써, 제조단가가 저렴하면서도 품질이 우수하며, 소량의 알칼리 자극제 및 황산염 자극제를 이용한 활성화 슬래그를 결합재로 활용하며, 100 MPa 이하의 모든 고강도 콘크리트에 대해서 사용이 가능하고, 향후 내화기준 강화에 따른 내화성능에 대응 가능한 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집은 존치형 내화거푸집(10)을 이루는 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 7~22 중량부와; 산화마그네슘 25~55 중량부와; 물유리(1종) 3~5 중량부와; 펄라이트 5~25 중량부와; 제올라이트 30~60 중량부와; 물 3~5 중량부 및; KOH(6M) 2~4 중량부로 이루어진 조성물로 제조되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집 제조방법은 존치형 내화거푸집(10)을 이루는 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 7~22 중량부와, 산화마그네슘 25~55 중량부와, 물유리(1종) 3~5 중량부와, KOH(6M) 2~4 중량부 및, 물 3~5 중량부를 믹서에 투입하여 교반하는 제1 교반 단계 및; 상기 제1 교반 단계에 의해 교반된 혼합물에 펄라이트 5~25 중량부 및, 제올라이트 30~60 중량부를 투입하여 교반하는 제2 교반 단계로 이루어진 조성물로 제조되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집 및 그 제조방법은 산업부산물 및 산업폐기물을 사용함으로써, 제조단가가 저렴하면서도 품질이 우수하며, 시멘트 사용 억제를 통한 저탄소형 그린 스트럭쳐(Green Structure) 구현이 가능하다는 이점이 있다.
또한, 존치형 내화거푸집을 이용하여 콘크리트 내부로의 열전달을 최소화하여 내화성능을 확보함으로써, 주요부재(기둥, 보)의 잔존내력(구조물 안전성)을 확보할 수 있어, 재건축 및 보강 비용을 절감할 수 있으며, 거푸집 공사비용 절감 및 마감공사 비용을 절감할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 존치형 내화거푸집을 거푸집으로 사용함으로써 별도의 거푸집 조립공정이 생략되어 공기를 단축할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집의 사시도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집의 사시도.
도 3은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집용 간이내화실험체에 대한 간이내화실험 온도특성 그래프.
도 5는 본 발명에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집용 간이내화실험체의 제작 전경 도시도.
도 6은 본 발명에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집용 간이내화실험체에 대한 간이내화실험 전경 도시도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집의 사시도.
도 3은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집용 간이내화실험체에 대한 간이내화실험 온도특성 그래프.
도 5는 본 발명에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집용 간이내화실험체의 제작 전경 도시도.
도 6은 본 발명에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집용 간이내화실험체에 대한 간이내화실험 전경 도시도.
이하, 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통하여 본 발명에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집 및 그 제조방법을 보다 상세히 기술하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 클라이언트나 운용자, 사용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도면 전체에 걸쳐 같은 참조번호는 같은 구성 요소를 가리킨다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집의 사시도이며, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집의 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집용 간이내화실험체에 대한 간이내화실험 온도특성 그래프이며, 도 5는 본 발명에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집용 간이내화실험체의 제작 전경 도시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집용 간이내화실험체에 대한 간이내화실험 전경 도시도이다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 콘크리트 구조물(100)은 크게 2부분으로 구성되는데, 본 발명에 따른 탄소저감형 재료를 이용하여 제조된 존치형 내화거푸집(10)과, 상기 내화거푸집(10)의 내부에 타설되는 콘크리트층(20)으로 구성된다. 여기서 내화거푸집(10)은 연속되는 사각단면, 기둥구조, 벽체 및 패널 구조를 갖는 중공의 모재(11)로 이루어지는데, 상기 내화거푸집(10)의 강도를 증대시키고 상기 내화거푸집(10)의 휨강도 및 굽힙강도를 증대시키기 위해, 상기 모재(11)의 내벽에 부분적으로 함입되어 노출 및 배치되게 다수의 골재(미도시) 및 보강 철물(미도시)가 구비될 수 있다. 또한, 콘크리트층(20)은 일반 콘크리트의 초기 수축율을 보상하도록 상기 일반 콘크리트에 소정비율로 배합되는 팽창재를 포함하여 구성된다.
한편, 상기 존치형 내화거푸집(10)은 상기 존치형 내화거푸집(10)을 이루는 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 7~22 중량부와, 산화마그네슘 25~55 중량부와, 물유리(1종) 3~5 중량부와, 펄라이트 5~25 중량부와, 제올라이트 30~60 중량부와, 물 3~5 중량부 및, KOH(6M) 2~4 중량부로 이루어진 조성물로 제조된다.
여기서, 상기 고로슬래그는 제철공장 선철 제조 시 발생되는 산업부산물로, 고로슬래그의 양은 존치형 내화거푸집(10)을 이루는 조성물 100 중량부에 대하여, 7~22 중량부인 것이 바람직한데, 상기 고로슬래그의 양이 7 중량부 미만인 경우에는 최종제품의 성형성 및 제품의 강도를 확보할 수 없다는 문제가 있으며, 상기 고로슬래그의 양이 22 중량부를 초과하면 초기 반응 및 응결 시간이 지연되는 등 초기 강도 확보에 어려움이 있으며, 경제성이 낮아진다는 문제가 있다.
또한, 산화마그네슘은 마그네슘과 산소의 화합물로 수화반응 시 수산화마그네슘(Magnesium hydroxide, Mg(OH)2)형태로 팽창성능을 확보하여 수축저감 효과를 얻을 수 있으나, 산화마그네슘의 양은 존치형 내화거푸집(10)을 이루는 조성물 100 중량부에 대하여, 25~55 중량부인 것이 바람직한데, 상기 산화마그네슘의 양이 25 중량부 미만인 경우에는 내화성능이 저하되는 문제가 있으며, 상기 산화마그네슘의 양이 55 중량부를 초과하면, 경화체 균열 및 제조단가의 상승을 초래하는 문제가 있다.
또한, 물유리(1종)은 고로슬래그의 활성화 자극제 역할을 수행하는 물질로, 물유리(1종)의 양은 존치형 내화거푸집(10)을 이루는 조성물 100 중량부에 대하여, 3~5 중량부인 것이 바람직한데, 상기 물유리(1종)의 양이 3 중량부 미만인 경우에는 활성화된 고로슬래그 경화체가 소정의 강도확보가 곤란하며, 상기 물유리(1종)의 양이 5 중량부를 초과하면, 활성화된 고로슬래그 경화체의 강도가 증가되나, 증가되는 물유리량에 비례하여 강도가 증가되지 않으며, 경제성 확보가 어려워지는 문제가 있다.
또한, 펄라이트는 내화거푸집의 내화성능을 확보하기 위한 것으로, 펄라이트의 양은 존치형 내화거푸집(10)을 이루는 조성물 100 중량부에 대하여, 5~25 중량부인 것이 바람직한데, 상기 펄라이트의 양이 5 중량부 미만인 경우에는 내화거푸집의 내화성능을 확보할 수 없다는 문제가 있고, 상기 펄라이트의 양이 25 중량부를 초과하면, 내화거푸집의 내화성능은 확보되나 경량성능이 저하되는 문제가 있다.
또한, 제올라이트는 잔골재의 대용으로 내화거푸집의 경량성능을 확보하기 위한 것으로, 제올라이트의 양은 존치형 내화거푸집(10)을 이루는 조성물 100 중량부에 대하여, 30~60 중량부인 것이 바람직한데, 상기 제올라이트의 양이 30 중량부 미만인 경우에는 내화거푸집의 경량성능을 확보할 수 없다는 문제가 있고, 제올라이트의 양이 60 중량부를 초과하면, 내화거푸집의 경량성능은 확보되나 내화성능이 저하되는 문제가 있다.
또한, KOH(6M)은 내화성능 확보 및 고로슬래그의 활성화 유도를 위한 알칼리 자극제로, KOH(6M)의 양은 존치형 내화거푸집(10)을 이루는 조성물 100 중량부에 대하여, 2~4 중량부인 것이 바람직한데, 상기 KOH(6M)의 양이 2 중량부 미만인 경우에는 내화거푸집 제조용 무기바인더의 경화반응 유도가 곤란하며, 상기 KOH(6M)의 양이 4 중량부를 초과하면, 상기 고로슬래그의 활성화제의 역할로 급결하여, 내화거푸집 제조를 위한 작업시간을 확보할 수 없고, 경제성이 낮아진다는 문제가 있다.
이러한 상기 내화거푸집(10)의 단열효과를 조절하여 콘크리트층(20)으로의 열전달을 최소화하기 위해, 펄라이트 또는 제올라이트 중 어느 1종 이상을 5~85 중량부를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집 제조방법은 존치형 내화거푸집(10)을 이루는 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 7~22 중량부와, 산화마그네슘 25~55 중량부와, 물유리(1종) 3~5 중량부와, KOH(6M) 2~4 중량부 및, 물 3~5 중량부를 믹서에 투입하여 교반하는 제1 교반 단계 및; 상기 제1 교반 단계에 의해 교반된 혼합물에 펄라이트 5~25 중량부 및, 제올라이트 30~60 중량부를 투입하여 교반하는 제2 교반 단계로 이루어진다.
여기서, 상기 제1 및 제2 교반 단계 후에, 혼합물의 안정화를 위해 3~24시간 동안 전치시킨 후, 영구거푸집을 40~90℃에서 8~48시간 동안 증기양생하여 건식시공된다.
이하에서는 내화성능평가의 기초실험 단계로서, 내화시스템 축소모델을 통한 간이내화실험을 통해 다양한 실험조건 변화에 따른 고온가열 시의 내화성능을 검토하여, 내화거푸집 조성물에 대한 최적배합비 도출 및 내화실험 결과 예측을 위한 기초 자료를 실시예와 관련하여 설명하고자 한다.
[실시예 1]
존치형 내화거푸집을 이루는 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 7~22 중량부, 산화마그네슘 25~55 중량부, 물유리(1종) 3~5 중량부, 펄라이트 5~25 중량부 제올라이트 30~60 중량부, 물 3~5 중량부, KOH(6M) 2~4 중량부, 경량골재 0~5 중량부가 균일하게 혼합된 조성물로 간이내화를 위한 간이내화실험체를 제조하였다.
이렇게 제조된 간이내화실험체는 200×200×140㎜ 직육면체 형상의 축소모델로 제작되었고, 콘크리트 내부에 SS400 강종의 10㎜ 철근을 삽입하고, 중앙부에 K-Type형 열전대를 설치하여, 내화거푸집 조성물 배합 및 배합 별 내부철근 온도를 측정하였다.
[실시예 2]
존치형 내화거푸집을 이루는 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 7~22 중량부, 산화마그네슘 25~55 중량부, 물유리(1종) 3~5 중량부, 물 3~5 중량부, KOH(6M) 2~4 중량부, 펄라이트 5~25 중량부를 균일하게 혼합하여 조성물을 제조하였고, 상기 실시예 1과 동일한 방법의 간이내화실험을 실시하였다.
[실시예 3]
존치형 내화거푸집을 이루는 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 7~22 중량부, 산화마그네슘 25~55 중량부, 물유리(1종) 3~5 중량부, 물 3~5 중량부, KOH(6M) 2~4 중량부, 석탄재 미분말 5~10 중량부를 균일하게 혼합하여 조성물을 제조하였고, 상기 실시예 1과 동일한 방법의 간이내화실험을 실시하였다.
[실시예 4]
존치형 내화거푸집을 이루는 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 7~22 중량부, 산화마그네슘 25~55 중량부, 물유리(1종) 3~5 중량부, 물 3~5 중량부, KOH(6M) 2~4 중량부, 제올라이트 5 중량부를 균일하게 혼합하여 조성물을 제조하였고, 상기 실시예 1과 동일한 방법의 간이내화실험을 실시하였다.
[실시예 5]
존치형 내화거푸집을 이루는 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 7~22 중량부, 산화마그네슘 25~55 중량부, 물유리(1종) 3~5 중량부, 물 3~5 중량부, KOH(6M) 2~4 중량부, 제올라이트 10 중량부를 균일하게 혼합하여 조성물을 제조하였고, 상기 실시예 1과 동일한 방법의 간이내화실험을 실시하였다.
[실시예 6]
존치형 내화거푸집을 이루는 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 7~22 중량부, 산화마그네슘 25~55 중량부, 물유리(1종) 3~5 중량부, 물 3~5 중량부, KOH(6M) 2~4 중량부, 제올라이트 15 중량부를 균일하게 혼합하여 조성물을 제조하였고, 상기 실시예 1과 동일한 방법의 간이내화실험을 실시하였다.
[실시예 7]
존치형 내화거푸집을 이루는 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 7~22 중량부, 산화마그네슘 25~55 중량부, 물유리(1종) 3~5 중량부, 물 3~5 중량부, KOH(6M) 2~4 중량부, 제올라이트 20 중량부를 균일하게 혼합하여 조성물을 제조하였고, 상기 실시예 1과 동일한 방법의 간이내화실험을 실시하였다.
[실시예 8]
존치형 내화거푸집을 이루는 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 7~22 중량부, 산화마그네슘 25~55 중량부, 물유리(1종) 3~5 중량부, 물 3~5 중량부, KOH(6M) 2~4 중량부, 제올라이트 25 중량부를 균일하게 혼합하여 조성물을 제조하였고, 상기 실시예 1과 동일한 방법의 간이내화실험을 실시하였다.
[실시예 9]
존치형 내화거푸집을 이루는 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 7~22 중량부, 산화마그네슘 25~55 중량부, 물유리(1종) 3~5 중량부, 물 3~5 중량부, KOH(6M) 2~4 중량부, 제올라이트 30 중량부를 균일하게 혼합하여 조성물을 제조하였고, 상기 실시예 1과 동일한 방법의 간이내화실험을 실시하였다.
[내화거푸집 조성물 및 배합 별 내부철근온도 측정결과]
아래 표 1은 내화거푸집 조성물 별로 내화간이실험체를 제조하고, 제조된 내화간이실험체에 대한 ISO 834-1 규정에서 제시된 온도조건에 따라 실험된 내부철근온도 결과이며, 이러한 결과에 따른 내화거푸집 간이내화실험 온도특성 결과는 도 4에 도시된 바와 같다.
| 표 1 | |||||||||
| 항목 시간 |
실시예1 | 실시예 2 |
실시예 3 |
실시예4 |
실시예5 |
실시예6 |
실시예7 |
실시예8 |
실시예9 |
| 0분 | 41.1℃ | 19.8℃ | 18.3℃ | 13.7℃ | 23.8℃ | 17.9℃ | 14.7℃ | 12.2℃ | 19.5℃ |
| 30분 | 135.2℃ | 96.2℃ | 96.1℃ | 37.7℃ | 92.3℃ | 28.4℃ | 26.3℃ | 46.3℃ | 25.4℃ |
| 60분 | 228.5℃ | 126.2℃ | 148.5℃ | 103℃ | 121.4℃ | 100.2℃ | 97.4℃ | 98.8℃ | 95.9℃ |
| 90분 | 321.5℃ | 231℃ | 263.8℃ | 137.5℃ | 217.8℃ | 140.2℃ | 129.9℃ | 125.8℃ | 149.8℃ |
| 120분 | 415.5℃ | 339.6℃ | 374.2℃ | 233.5℃ | 291.5℃ | 235.1℃ | 231.4℃ | 238.7℃ | 234.8℃ |
| 150분 | 518.8℃ | 490.2℃ | 530℃ | 322℃ | 393.8℃ | 319.9℃ | 338.2℃ | 355.8℃ | 315.8℃ |
| 180분 | 493.6℃ | 569.9℃ | 705.7℃ | 421℃ | 510.8℃ | 416.7℃ | 459.4℃ | 468.6℃ | 392.8℃ |
| 온도차 | 550.1℃ | 687.4℃ | 407.2℃ | 487℃ | 398.8℃ | 444.7℃ | 456.4℃ | 373.3℃ | |
상기 표 1에서 실시 예 3의 경우, 내화거푸집 조성물 중 제올라이트 배합이 가장 낮은 것으로 나타났고, 제올라이트가 첨가된 배합에서 ISO 834-1 규정 최고온도 기준인 649℃를 만족함을 알 수 있다.
[내화거푸집 조성물 및 배합 별 실험체 형상]
이하 표 2는 내화거푸집 조성물 별로 내화간이실험체를 제조하고, 제조된 내화간이실험체에 대한 ISO 834-1 규정에서 제시된 온도조건에 따른 실험 결과를 나타낸다
| 표 2 | ||||||||||
| 항목 시간 |
실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시에 4 | 실시예 5 | 실시예 6 | 실시예 7 | 실시예 8 | 실시예 9 | |
| 최고온도 | 493.6℃ | 550.1℃ | 687.4℃ | 407.2℃ | 487℃ | 398.8℃ | 444.7℃ | 456.4℃ | 373.3℃ | |
| 실험체 형상 |
 |
 |
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 |
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 |
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| 특이사항 | 실험전 | 양호 | 양호 | 미세균열 | 양호 | 균열 및 휨 변형 | 균열 및 휨 변형 | 미세균열 | 양호 | 양호 |
| 실험후 | 회분상태 | 회분상태 | 실험체 파괴발생 | 회분상태 | 실험체 변형발생 |
실험체 변형발생 |
회분상태 | 회분상태 | 회분상태 | |
상기 표 2에서 실시예 6의 경우, 철근의 최고온도는 낮으나, 실험체에 균열변형이 발생되었기에, 펄라이트 및 목분 함유로 인성 증가가 필요하다. 또한, 실시예 9의 경우, 철근의 최고온도가 373.3℃로 가장 낮고 실험체의 균열변형이 발생되지 않았음을 알 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집 및 그 제조방법을 이용하여 ISO 834-1 규정에 만족하는 내화성능 확보가 가능하다.
이러한 본 발명에 따른 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집 및 그 제조방법은 산업부산물 및 산업폐기물을 사용함으로써, 제조단가가 저렴하면서도 품질이 우수하며, 시멘트 사용 억제를 통한 저탄소형 그린 스트럭쳐 구현이 가능하다. 또한, 존치형 내화거푸집을 이용하여 콘크리트 내부로의 열전달을 최소화하여 내화성능을 확보함으로써, 주요부재(기둥, 보)의 잔존내력(구조물 안전성)을 확보할 수 있어, 재건축 및 보강 비용을 절감할 수 있으며, 거푸집 공사비용 절감 및 마감공사 비용을 절감할 수 있다. 또한, 존치형 내화거푸집을 거푸집으로 사용함으로써 별도의 거푸집 조립공정이 생략되어 공기를 단축할 수 있다는 이점이 있다.
이상과 같이 본 발명은 양호한 실시 예에 근거하여 설명하였지만, 이러한 실시 예는 본 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이므로, 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련자라면 본 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시 예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능할 것이다. 그러므로, 본 발명의 보호 범위는 본 발명의 기술적 사상의 요지에 속하는 변화 예나 변경 예 또는 조절 예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 내화거푸집 11: 모재
20: 콘크리트층 100: 콘크리트 구조물
20: 콘크리트층 100: 콘크리트 구조물
Claims (4)
- 존치형 내화거푸집(10)을 이루는 조성물 100 중량부에 대하여,
고로슬래그 7~22 중량부와;
산화마그네슘 25~55 중량부와;
물유리(1종) 3~5 중량부와;
펄라이트 5~25 중량부와;
제올라이트 30~60 중량부와;
물 3~5 중량부 및;
KOH(6M) 2~4 중량부로 이루어진 조성물로 제조되는 것을 특징으로 하는 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집.
- 삭제
- 존치형 내화거푸집(10)을 이루는 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 7~22 중량부와, 산화마그네슘 25~55 중량부와, 물유리(1종) 3~5 중량부와, KOH(6M) 2~4 중량부 및, 물 3~5 중량부를 믹서에 투입하여 교반하는 제1 교반 단계 및;
상기 제1 교반 단계에 의해 교반된 혼합물에 펄라이트 5~25 중량부 및, 제올라이트 30~60 중량부를 투입하여 교반하는 제2 교반 단계로 이루어진 조성물로 제조되는 것을 특징으로 하는 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집 제조방법.
- 제3항에 있어서,
상기 제1 및 제2 교반 단계는, 교반 후에 혼합물의 안정화를 위해 3~24시간 동안 전치시킨 후, 영구거푸집을 40~90℃에서 8~48시간 동안 증기양생하여 건식시공되는 것을 특징으로 하는 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120148921A KR101420343B1 (ko) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020120148921A KR101420343B1 (ko) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집 및 그 제조방법 |
Publications (2)
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|---|---|
| KR20140079213A KR20140079213A (ko) | 2014-06-26 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020120148921A KR101420343B1 (ko) | 2012-12-18 | 2012-12-18 | 탄소저감형 재료를 이용한 존치형 내화거푸집 및 그 제조방법 |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100873515B1 (ko) | 2007-08-21 | 2008-12-15 | 한국건설기술연구원 | 고인성 콘크리트 거푸집을 이용한 구조물 시공방법 |
| KR20100079863A (ko) * | 2008-12-31 | 2010-07-08 | 대림산업 주식회사 | 마감성을 보유한 고강도 콘크리트시멘트계 고밀도 내화피복재 조성물 |
-
2012
- 2012-12-18 KR KR1020120148921A patent/KR101420343B1/ko active IP Right Grant
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| KR20100079863A (ko) * | 2008-12-31 | 2010-07-08 | 대림산업 주식회사 | 마감성을 보유한 고강도 콘크리트시멘트계 고밀도 내화피복재 조성물 |
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| KR20140079213A (ko) | 2014-06-26 |
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