KR101525096B1 - 콘크리트 수화열 저감장치 및 이의 운영방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 콘크리트 수화열 저감장치 및 이의 운영방법에 관한 것으로, 상기 거푸집의 내부에 높이 방향으로 길게 형성되되, 상기 거푸집의 길이방향을 따라 상호 이격되어 복수 개 배치되며, 냉각수가 유동하는 수직 파이프들; 상기 거푸집의 내부에 길이방향으로 길게 배치되어 상기 수직 파이프들의 일단과 연통되게 연결되며, 상기 냉각수가 유동하는 헤더 파이프; 및 길이 방향을 따라 중공이 형성되며, 상기 냉각수가 유동되어 상기 각 수직 파이프에서 배출되는 양생수의 흐름을 제어할 수 있도록 상기 각 수직 파이프의 타단에 착탈 가능하게 결합되어 상기 각 수직 파이프의 길이를 연장시키는 배수제어 캡을 포함한다.
Description
본 발명은 콘크리트 수화열 저감장치 및 이의 운영방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 콘크리트를 양생할 때 발생되는 수화열을 저감시켜 콘크리트의 양생 속도를 향상시킬 수 있는 콘크리트 수화열 저감장치 및 이의 운영방법에 관한 것이다.
콘크리트는 시멘트, 모레, 자갈, 그리고 물을 적절하게 배합한 콘크리트 혼합물을 양생시켜서, 물/불/지진 등과 같은 자연풍해에 잘 견디어 토목 또는 건축 구조물에서 중요한 재료로 사용된다.
이러한 콘크리트는 배치 플랜트(batch plant)에서 제조되어 레미콘으로 지칭하는 콘크리트 운반차로 운반된 다음, 콘크리트 구조물에 타설되어 다져지고 양생된다.
타설된 콘크리트 구조물은 양생될 때 수화작용이 동반되는데, 수화작용은 용질 분자 혹은 이온이 그 주위에 몇 개의 물분자를 끌어들여 하나의 분자군을 이루는 현상이므로, 하나의 분자군을 형성하는 과정에서 수화열이 발생된다.
수화열은 구조물의 내부온도를 상승시키고, 그 결과 구조물의 내외부 온도차가 발생되어 온도 균열의 원인이 된다. 이러한 온도균열은 양생 시에 필연적으로 발생할 수밖에 없는데, 이는 수화열에 의해 내부의 온도가 상승하여 구조물의 내외부 온도차가 30℃ 이상이나 되기 때문이다. 또한, 내부균열은 내부와 외부표면의 온도차에 의한 온도 균열 외에 구조물이 양생과정에서 외부표면이 건조 수축되면서 발생되는 건조수축균열 역시 존재하게 된다.
특히, 이러한 문제점들은 매스 콘크리트 구조물에서 더욱 큰 문제점으로 부각되고 있다. 따라서 이러한 문제점들을 발생시키는 수화열을 저감시켜 콘크리트 구조물 특히, 매스 콘크리트 구조물이 양생하면서 온도 균열이 발생되는 것을 방지하고, 정확한 온도제어가 가능하여 이에 따라 시공성이 향상될 수 있는 수화열 저감장치 또는 운영방법의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 거푸집에 콘크리트를 타설한 후, 콘크리트를 양생할 때 수화열이 지나치게 높은 온도로 발생되는 경우, 인위적으로 수화열을 저감시키고 콘크리트의 양생 속도를 향상시켜 콘크리트 구조물의 품질을 향상시킬 수 있는 콘크리트 수화열 저감장치 및 이의 운영방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 거푸집의 내부로 콘크리트를 타설하여 형성된 구조물 양생 시 발생되는 수화열을 저감하기 위한 콘크리트 수화열 저감장치에 있어서, 상기 거푸집의 내부에 높이 방향으로 길게 형성되되, 상기 거푸집의 길이방향을 따라 상호 이격되어 복수 개 배치되며, 냉각수가 유동하는 수직 파이프들; 상기 거푸집의 내부에 길이방향으로 길게 배치되어 상기 수직 파이프들의 일단과 연통되게 연결되며, 상기 냉각수가 유동하는 헤더 파이프; 및 길이 방향을 따라 중공이 형성되며, 상기 냉각수가 유동되어 상기 각 수직 파이프에서 배출되는 양생수의 흐름을 제어할 수 있도록 상기 각 수직 파이프의 타단에 착탈 가능하게 결합되어 상기 각 수직 파이프의 길이를 연장시키는 배수제어 캡을 포함하며, 상기 수직 파이프들 중 어느 하나를 통해 상기 냉각수를 공급하면, 상기 냉각수는 상기 헤더 파이프를 통해 상기 다른 수직 파이프들로 유동하여 상기 콘크리트 내부 수화열을 저감시키는 콘크리트 수화열 저감장치를 제공한다.
본 발명의, 다른 측면에 따르면 본 발명은, 거푸집의 내부로 콘크리트를 타설하여 형성된 구조물의 양생 시 발생된 수화열을 저감하기 위한 콘크리트 수화열 저감장치 운영방법에 있어서, 상기 거푸집의 높이 방향으로 길게 형성되는 수직 파이프들을 상기 거푸집의 길이 방향을 따라 상호 이격 배치하고, 상기 거푸집의 내부에 길이 방향으로 길게 배치되어 상기 수직 파이프들의 일단과 연통되도록 연결하여 상기 거푸집 내부에 설치하는 단계; 상기 거푸집의 내부에 상기 콘크리트를 타설하는 단계; 상기 수직 파이프들 중 어느 하나의 상기 수직 파이프로 냉각수를 공급하는 단계; 및 상기 냉각수가 상기 헤더 파이프로 유동하고 분기되어 다른 상기 수직 파이프들로 유동되면서 상기 콘크리트 내부 수화열을 저감시키는 단계를 포함하며, 길이 방향을 따라 중공이 형성되어 상기 각 수직 파이프에서 배출되는 상기 양생수의 흐름을 제어할 수 있도록 상기 각 수직 파이프의 타단에 착탈 가능하게 배수제어 캡이 결합되는 콘크리트 수화열 저감장치 운영방법을 제공한다.
본 발명에 따른 콘크리트 수화열 저감장치 및 이의 운영방법은 다음과 같은 효과가 있다.
헤더 파이프와 수직 파이프들을 유동하는 냉각수와 수직 파이프들에서 배출되어 콘크리트 상측 표면에 담수되는 양생수에 의해 콘크리트의 전 영역에서 고르게 수화열이 저감되는 효과를 가질 수 있다. 특히, 콘크리트 상측 표면에 양생수를 담수하여 콘크리트 상측 표면의 수화열을 저감시킬 수 있기 때문에 콘크리트 상측 표면이 건조 수축되면서 균열이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
각 수직 파이프의 선단에 가열부재를 설치하고 콘크리트의 내외부에 온도센서를 구비함으로써, 콘크리트 내부와 상측 표면의 온도를 측정하고 측정된 온도의 차가 설정된 온도 차이 값을 초과하면 가열부재로 콘크리트 상측에 담수된 양생수를 가열하여 콘크리트 내부와 상측 표면의 온도 차를 줄일 수 있다. 이렇게 콘크리트 내부와 상측 표면의 온도 차를 줄인 상태로 콘크리트를 양생하면, 콘크리트가 양생하면서 온도 차로 인해 발생되는 균열을 방지하여 콘크리트의 양생 품질을 향상시키는 효과를 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 수화열 저감장치가 도시된 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 콘크리트 수화열 저감장치의 단면도이다.
도 3은 도 1에 따른 콘크리트 수화열 저감장치가 적용되었을 때, 콘크리트 수화열 저감 효과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 콘크리트 수화열 저감장치가 도시된 단면도이다.
도 5는 도 4에 따른 콘크리트 수화열 저감장치 중 일부 구성의 부분 사시도이다.
도 6은 도 5에 따른 콘크리트 수화열 저감장치가 적용되었을 때, 콘크리트 내외부 온도차 감소 효과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 도 1에 따른 콘크리트 수화열 저감장치의 단면도이다.
도 3은 도 1에 따른 콘크리트 수화열 저감장치가 적용되었을 때, 콘크리트 수화열 저감 효과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 콘크리트 수화열 저감장치가 도시된 단면도이다.
도 5는 도 4에 따른 콘크리트 수화열 저감장치 중 일부 구성의 부분 사시도이다.
도 6은 도 5에 따른 콘크리트 수화열 저감장치가 적용되었을 때, 콘크리트 내외부 온도차 감소 효과를 나타낸 그래프이다.
도 1 내지 도 6에는 본 발명에 따른 콘크리트 수화열 저감장치에 대해 도시되어 있다.
먼저 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 수화열 저감장치(150)는, 수직 파이프들(151), 헤더 파이프(153) 및 배수제어 캡(157)을 포함한다. 상기 수직 파이프들(151)은 예시적으로 강철 또는 플라스틱으로 형성된다. 그러나 강철 또는 플라스틱은 본 실시예에 한정되는 것일 뿐, 상기 소재들에 한정되지 않고 열전도 효과가 좋은 다양한 소재들로 형성될 수도 있다. 상기 각 수직 파이프(151)는 원기둥의 형태로 형성되는 것이 일반적이고, 길이 방향에 교차하는 단면의 직경은 5 내지 6 cm 이다. 그러나 이는 본 실시예에 한정되는 형태일 뿐, 원기둥에 한정될 필요 없이 다양한 형태 다양한 크기로 형성될 수 있다.
상기 수직 파이프들(151)은 복수 개 구비되고, 상기 각 수직 파이프(151)는 상기 거푸집(110)의 높이 방향을 따라 길게 형성된다. 상기 수직 파이프들(151)은 상기 거푸집(110)의 길이 방향을 따라 상호 이격되어 배치된다. 상기 수직 파이프들(151) 중 어느 하나의 상기 수직 파이프(151)는 상기 거푸집(110)에 타설된 매스 콘크리트를 양생할 때, 발생되는 수화열을 저감하기 위해 사용되는 냉각수를 외부의 수도배관(미도시)으로부터 공급받는다. 여기서 상기 매스 콘크리트는 본 발명에 따른 실시예들을 설명하기 위해 기재된 것이므로 항상 매스 콘크리트에 한정될 필요는 없다.
도 1을 참조하여 보면, 상기 수직 파이프들(151) 중 어느 하나의 상기 수직 파이프(151)에는 고무호스(10)를 연결하고, 상기 고무호스(10)를 통해 외부의 수도배관으로부터 냉각수를 공급하게 된다. 본 실시예에서는 상기 수직 파이프들(151) 중 중앙에 위치한 상기 수직 파이프(151)에 상기 고무호스(10)를 연결하고, 상기 고무호스(10)를 통해 냉각수를 공급한다. 도면에는 도시되지 않았으나, 상기 고무호스(10)에는 펌프(미도시)가 연결되어 있을 수 있으며, 상기 펌프(미도시)의 작동에 의해 상기 수도배관(미도시)의 냉각수가 상기 고무호스(10)가 연결된 상기 수직 파이프(151)로 공급될 수 있다.
상기 헤더 파이프(153)는 상기 거푸집(110)의 길이 방향을 따라 길게 형성되며, 상기 거푸집(110)의 내부 하측에 수평하게 배치된다. 상기 헤더 파이프(153)는 상기 수직 파이프들(151)의 일단과 연통되게 연결되어 있다. 상기 수직 파이프들(151) 중 어느 하나의 상기 수직 파이프(151)로 냉각수가 공급되면, 이 냉각수가 상기 헤더 파이프(153)로 유동되고, 상기 헤더 파이프(153)와 연통되게 연결된 다른 상기 수직 파이프(151)들로 분기되어 유동된다. 즉, 상기 헤더 파이프(153)는 콘크리트가 타설된 후 양생될 때, 콘크리트(130)에서 발생된 수화열을 전 영역에서 고르게 저감시킬 수 있도록 공급되는 냉각수를 분기시키는 역할을 한다.
상기 헤더 파이프(153)는 상기 수직 파이프들(151)과 마찬가지로, 강철 또는 플라스틱으로 형성된다. 그리고 길이 방향에 교차하는 단면의 직경이 5 내지 6 cm인 원 기둥 형태로 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 수직 파이프들(151)과 상기 헤더 파이프(153)가 별도인 것으로 설명하였으나, 상기 수직 파이프들(151)과 상기 헤더 파이프(153)는 일체로 형성될 수 있다.
전술한 상기 수직 파이프들(151)은 동일한 간격으로 상호 이격되어 배치되는 것이 예시적으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 형태로 배치될 수도 있다. 즉, 상기 콘크리트(130)의 수화열을 저감시키는데 있어 수화열이 더 높게 발생되는 영역에는 상기 수직 파이프(151)들의 간격을 보다 좁게 하여 더 많은 개수의 상기 수직 파이프들(151)을 배치할 수 있다.
예시적으로 상기 콘크리트(130)의 중앙 영역은 상기 콘크리트(130)의 외곽 영역보다 상대적으로 더 높은 수화열이 발생될 수 있다. 상기 콘크리트(130)의 중앙 영역에 상기 수직 파이프들(151)을 보다 좁은 간격으로 더 많이 배치하면, 상기 콘크리트(130)의 중앙 영역에 더 많은 냉각수가 공급되기 때문에 상기 콘크리트(130)의 중앙 영역에서의 수화열 저감 효과가 향상될 수 있다. 이렇게 수화열이 더 높게 발생되는 영역에 더 많은 상기 수직 파이프들(151)을 배치함으로써 상기 콘크리트(150)의 전 영역에서 고르게 수화열을 저감시키는 효과를 가질 수 있다.
상기 배수제어 캡(157)은 상기 각 수직 파이프(151)의 선단에 착탈 가능하게 결합되어 상기 냉각수가 유동되어 상기 각 수직 파이프(151)에서 배출되는 양생수의 흐름을 조절하는 역할을 하는 것이다. 따라서 상기 배수제어 캡(157)은 길이 방향을 따라 중공이 형성되어 있다.
상기 각 수직 파이프(151)의 선단 외주면에는 상기 배수제어 캡(157)이 착탈 가능하게 결합될 수 있도록 설정된 길이만큼 나사산(151a)이 형성되어 있다. 상기 배수제어 캡(157)의 내주면에도 상기 나사산(151a)에 대응되는 나사부가 형성되어 있어, 상기 배수제어 캡(157)은 상기 각 수직 파이프(151)의 선단에 나사 결합되는 것이다. 특히, 상기 배수제어 캡(157)은 상기 각 수직 파이프(151)의 선단에 결합되어 상기 각 수직 파이프(151)의 길이을 연장시키는 효과를 가질 수 있다. 상기 각 수직 파이프(151)와 나사 결합 시 상기 배수제어 캡(157)이 결합되는 높이를 조절하면서, 상기 배수제어 캡(157)에 의해 상기 각 수직 파이프(151)가 연장되는 길이를 조절하면서 상기 각 수직 파이프(151)에서 배출되는 상기 양생수의 흐름을 제어하는 것이다. 그리고 상기 각 수직 파이프(151)에서 배출되는 양생수는 상기 콘크리트(130) 상측에 설정된 높이까지 담수된다.
전술하였듯이, 상기 수직 파이프들(151)에서 양생수가 배출되는 속도는 상기 배수제어 캡(157)과 상기 각 수직 파이프(151)가 나사 결합될 때, 상기 배수제어 캡(157)이 결합되는 높이에 따라 조절할 수 있다. 즉, 상기 배수제어 캡(157)이 상기 각 수직 파이프(151)의 선단에 깊게 나사 결합되면 상기 배수제어 캡(157)에 의해 상기 각 수직 파이프(151)가 연장되는 길이가 짧으므로 양생수의 배출 속도가 빨라지고, 상기 배수제어 캡(157)이 상기 각 수직 파이프(151)의 선단에 얕게 나사 결합되면 상기 배수제어 캡(157)에 의해 상기 각 수직 파이프(151)가 연장되는 길이가 길어지므로 양생수가 배출되는 속도는 느려진다.
상기 배수제어 캡(157)은 회전력을 제공하는 회전력 제공부재(미도시)와 연결하여 상기 각 수직 파이프(151)와의 나사 결합 높이를 자동으로 조절할 수 있다. 상기 회전력 제공부재는 예를 들어 모터와 기구 메커니즘(기어, 링크 등의 구조)로 구비될 수 있는데, 상기 모터와 상기 기구 메커니즘이 상기 배수제어 캡(157)에 회전력을 제공하여 작업자가 직접 상기 배수제어 캡(157)의 나사 결합을 조절하지 않아도 자동으로 작동될 수 있다. 이렇게 상기 배수제어 캡(157)의 나사 결합 높이를 자동으로 조절하면, 작업자가 상기 콘크리트(130)의 양생을 모니터링 하면서 상기 콘크리트(130)의 양생 상태에 따라 상기 배수제어 캡(157)을 원격으로 조절할 수 있거나, 상기 콘크리트(130) 양생 현장에 적용되도록 설계된 프로그램을 통하여 상기 배수제어 캡(157)을 원격으로 조절할 수 있다. 하지만 상기 배수제어 캡(157)이 나사 결합 구조가 나이라 슬라이딩 결합 구조일 경우, 상기 회전력 제공부재는 리니어 모터와 단순 링크에 의하여 구성될 수도 있다.
상기 콘크리트(130)의 상측에 설정 높이까지 담수되는 양생수는 상기 콘크리트(130)의 상측 표면의 수화열을 저감시키는 역할을 한다. 상기 수직 파이프들(151)과 상기 헤더 파이프(153)를 유동하는 냉각수는 상기 콘크리트(130) 내부의 수화열을 저감시킬 수 있으나, 상기 콘크리트(130) 상측의 표면에 발생되는 수화열은 저감시킬 수 없다. 따라서 전술한 바와 같이 냉각수가 상기 수직 파이프들(151)과 상기 헤더 파이프(153)를 유동하여 배출된 양생수를 상기 콘크리트(130) 상측에 설정된 높이까지 담수하면 담수된 양생수에 의해 상기 콘크리트(130) 상측 표면의 수화열이 저감될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 수화열 저감장치(150)를 적용하였을 때 냉각수에 의한 콘크리트(130)의 중심부 최고 온도 저감효과를 그래프로 도시한 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 수직 파이프들(151)이 구비된 상기 콘크리트 수화열 저감장치(150)를 사용하였을 때, 콘크리트(130) 중심부의 최고 온도가 상당히 낮아진 상태인 것을 확인 할 수 있다.
한편, 상기 콘크리트(130) 상측 표면과, 상기 콘크리트(130) 내부는 온도 차가 발생될 수 있다. 보다 구체적으로 살펴보면, 상기 콘크리트(130) 상측 표면은 담수되는 양생수는 상기 콘크리트(130) 상측 표면에 직접 닿아 수화열을 저감시키는 반면, 상기 콘크리트 내부는 상기 수직 파이프들(151) 및 상기 헤더 파이프(153)를 통해 상기 콘크리트(130)와 간접적으로 닿아 수화열을 저감시킨다. 이는 상기 헤더 파이프(153)와 상기 수직 파이프들(151)을 빠르게 유동하여 배출된 것이기 때문에 상기 콘크리트(130)로 열을 많이 빼앗기지 않은 상태이기 때문이다. 또한, 담수되는 양생수는 상기 콘크리트(130) 상측 표면과 접촉되는 면적이 넓으나, 상기 수직 파이프들(151) 및 상기 헤더 파이프(153)를 유동하는 상기 냉각수는 상기 콘크리트(130) 내부에 접촉되는 면적이 상대적으로 좁기 때문에 수화열이 저감되더라도 상기 콘크리트(130) 상측 표면과 상기 콘크리트 내부는 온도 차가 발생될 수 있다. 그런데 이렇게 상기 콘크리트(130) 내부와 상기 콘크리트(130) 상측 표면의 온도 차이는, 상기 콘크리트(130)가 양생될 때 발생되는 균열의 원인이 될 수 있다.
도 4 및 도 5에는 전술한 바와 같이 상기 콘크리트(130) 내부와 상기 콘크리트(130) 상측 표면의 온도 차를 줄이기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 콘크리트 수화열 저감장치(150`)가 도시되어 있다. 상기 콘크리트 수화열 저감장치(150`)는, 일 실시예에 따른 콘크리트 수화열 저감장치(150)와 마찬가지로, 수직 파이프들(151), 헤더 파이프(153) 및 배수제어 캡(157) 외에도 가열부재(163), 제1 온도센서(161) 및 제2 온도센서(162)를 더 포함한다.
상기 가열부재(163)는 상기 콘크리트(130) 내부와 상기 콘크리트(130) 상측 표면의 온도 차가 설정된 온도 차를 초과하면 상기 콘크리트(130) 상측에 담수된 양생수를 가열하도록 구비되는 것이다. 상기 가열부재(163)는 상기 각 수직 파이프(151)의 선단에 설치된다. 본 실시예에서는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 각 수직 파이프(151) 선단 외주면을 둘러싸는 형태로 설치되는데, 이는 본 실시예에 한정되는 것일 뿐 다양한 형태로 설치될 수 있다. 상기 가열부재(163)는 상기 양생수와 접촉할 수 있도록 상기 각 수직 파이프(151) 선단에 설치되어 상기 가열부재(163)와 접촉한 양생수가 상기 가열부재(163)에 의해 가열되는 것이다. 상기 가열부재(163)는 예시적으로 전기열선일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 실시 형태를 가질 수 있다.
상기 제1 온도센서(161) 및 상기 제2 온도센서(162)는 상기 가열램프(163)로 상기 양생수를 가열하기 전, 상기 콘크리트(130) 내부와 상기 콘크리트(130) 상측 표면의 온도를 측정하기 위해 구비되는 것이다. 상기 제1 온도센서(161)는 상기 콘크리트(130)의 내부에 구비되고, 상기 제2 온도센서(162)는 상기 콘크리트(130) 상측 표면과 연결되어 구비된다. 상기 제1 온도센서(161) 및 상기 제2 온도센서(162)는 각각 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다. 상기 제1 온도센서(161)와 상기 제2 온도센서(162)가 측정한 상기 콘크리트(130) 내부의 온도와 상기 콘크리트(130) 상측 표면의 온도의 차가 설정된 온도 차이 값을 초과하면 상기 가열부재(163)를 가동하여 상기 콘크리트(130) 상측에 담수된 양생수를 가열하여 상기 콘크리트(130) 내부의 온도와 상기 콘크리트(130) 상측 표면의 온도 차를 설정된 온도 차이 값이 이하로 낮추도록 한다.
본 실시예에서는 예시적으로 상기 설정된 온도 차이 값이 20℃이다. 따라서 상기 콘크리트(130) 내부의 온도와 상기 콘크리트(130) 상측 표면의 온도 차가 상기 20℃를 초과하면, 상기 가열부재(163)를 작동시켜 담수된 양생수를 가열하여 상기 콘크리트(130) 내부 온도와 상기 콘크리트(130) 상측 표면의 온도가 설정된 온도 차인 20℃ 이하가 되도록 한다. 상기 가열부재(163)의 작동이 시작되고 일정시간이 지난 후, 다시 상기 제1 온도센서(161)와 상기 제2 온도센서(163)로 상기 콘크리트(130) 내부 온도와 상측 표면 온도 차이가 설정된 온도 차인 20℃ 이하가 되면 상기 가열부재(163)의 작동을 멈춘다.
이렇게 상기 콘크리트(130) 내부의 온도와 상기 콘크리트(130) 상측 표면의 온도 차이가 설정된 차이 값 이하로 내려가면 상기 콘크리트(130) 전 영역의 양생 속도가 비슷해지므로 상기 콘크리트(130)의 양생 시 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 제1 온도센서(161) 및 상기 제2 온도센서(162)는 자동 또는 수동으로 작동될 수 있다. 상기 제1 온도센서(161) 및 상기 제2 온도센서(162)가 자동으로 작동되는 경우, 미리 설정된 시간 간격마다 상기 콘크리트(130) 내부의 온도와 상기 콘크리트(130) 상측 표면의 온도를 측정하는 것이다. 반면, 상기 제1 온도센서(161) 및 상기 제2 온도센서(162)가 수동으로 작동되는 경우, 상기 콘크리트 수화열 저감장치는 무선 송수신부재(미도시)를 더 포함한다. 상기 무선 송수신부재(미도시)는 예를 들어, 무선 안테나와 리모컨으로 구비될 수 있는데, 작업자가 상기 리모컨을 조작하여 상기 콘크리트(130) 내부 및 상측 표면의 온도 측정을 명령하는 신호를 전송하고, 상기 무선 안테나가 이 신호를 수신 받으면, 상기 제1 온도센서(161) 및 상기 제2 온도센서(162)가 각각 상기 콘크리트(130) 내부의 온도 및 상기 콘크리트(130) 상측 표면의 온도를 측정하는 것이다.
도 6은 본 실시예에 따른 콘크리트 수화열 저감장치(150`)를 적용하였을 때, 상기 콘크리트(130) 내외부 온도 차이를 측정한 그래프가 도시된 것이다. 가열부재(163)가 작동되어 담수된 양생수를 가열함으로써, 상기 콘크리트(130) 내부 온도와 상측 표면 온도의 차이가 줄어든 것을 확인할 수 있다.
이하에서는 전술한 바와 같은 콘크리트 수화열 저감장치의 운영하기 위한 방법에 대해 살펴보기로 한다.
상기 콘크리트 수화열 저감장치의 운영방법은, 먼저, 콘크리트를 타설할 수 있는 거푸집(110)을 제작하고, 상기 거푸집(110)에 콘크리틀 타설하기 전, 상기 거푸집(110)에 도면에 도시된 바와 같이 콘크리트 수화열 저감장치를 설치한다. 보다 구체적으로 살펴보면, 상기 거푸집(110) 내부에는 상기 거푸집(110)의 높이 방향을 따라 길게 형성된 수직 파이프들(151)이 상기 거푸집(110)의 길이 방향을 따라 상호 이격되어 배치된다. 그리고 상기 거푸집(110)의 길이 방향을 따라 길게 형성된 헤더 파이프(153)가 상기 거푸집(110)의 내부 하측에 배치되는데, 상기 수직 파이프들(151)과 상기 헤더 파이프(153)가 연통되게 연결된다. 그리고 상기 각 수직 파이프(151)의 선단에는 상기 각 수직 파이프(151)를 차폐하는 동시에 상기 각 수직 파이프(151) 내부의 공기압을 조절하는 배수제어 캡(157)이 결합된다.
상기와 같이 상기 거푸집(110)의 내부에 상기 콘크리트 수화열 저감장치가 설치되면, 상기 거푸집(110) 내에 콘크리트(130)를 타설한다. 콘크리트(130)가 타설되면 상기 콘크리트 수화열 저감장치가 상기 콘크리트(130)에 묻히게 된다. 타설된 상기 콘크리트(130)가 양생될 시점이 되면, 상기 콘크리트(130)에 발생되는 수화열을 저감시키도록 상기 콘크리트 수화열 저감장치로 물을 공급한다. 이때, 상기 수직 파이프들(151) 중 어느 하나의 상기 수직 파이프(151)로 냉각수를 공급한다.
상기 수직 파이프들(151) 중 어느 하나의 상기 수직 파이프(151)에 냉각수를 공급받을 수 있는 고무호스(10)가 연결되어 있다. 상기 수직 파이프(151)를 통해 공급되는 냉각수는 상기 헤더 파이프(153)로 유동된다. 상기 헤더 파이프(153)로 유동된 냉각수는 상기 헤더 파이프(153)와 연통되게 연결된 다른 수직 파이프(151)들로 분기되고 유동되어 다른 상기 수직 파이프들(151)로 유동된다. 상기 냉각수는 상기 수직 파이프(151)들과 상기 헤더 파이프(153)를 유동하고, 상기 수직 파이프들(151) 및 상기 헤더 파이프(153)에 저장되어 있으면서 상기 콘크리트(130) 내부의 수화열을 저감시킨다.
상기 수직 파이프들(151)을 따라 유동된 냉각수는 상기 각 수직 파이프(151) 선단을 통해 외부로 배출될 수 있다. 이때, 전술한 바와 같이 상기 각 수직 파이프(151) 선단에는 배수제어 캡(157)이 결합되어 있다. 상기 배수제어 캡(157)은 상기 각 수직 파이프(151) 선단에 나사 결합되어 상기 각 수직 파이프(151)의 길이를 연장시키는데, 상기 각 수직 파이프(151)와의 나사 결합 높이를 조절하면 상기 각 수직 파이프(151)의 연장되는 길이를 조절하여 상기 각 수직 파이프(151)에서 배출되는 양생수의 흐름을 제어한다.
상기 수직 파이프(151)들에서 배출되는 양생수는 상기 콘크리트(130)의 상측에 설정된 높이까지 담수되고, 담수된 양생수는 상기 콘크리트(130) 상측 표면의 수화열을 저감시키는 역할을 한다.
한편, 전술한 바와 같이 상기 콘크리트(130)의 내부와 상기 콘크리트(130) 상측 표면의 수화열을 저감시키는 과정에서 상기 콘크리트(130)의 내부 온도와 상기 콘크리트(130) 상측 표면의 온도 차가 발생될 수 있다. 상기 콘크리트(130) 내부와 상기 콘크리트(130) 상측 표면에는 각각 제1 온도센서(161) 및 상기 제2 온도센서(162)가 구비되어, 상기 콘크리트(130) 내부 온도와 상기 콘크리트(130) 상측 표면 온도를 측정하게 된다.
상기 제1 온도센서(161)와 상기 제2 온도센서(162)가 측정한 온도 차가 미리 설정한 온도 차의 값을 초과하면, 상기 콘크리트(130)가 양생되는 과정에서 균열이 발생될 수 있으므로, 상기 콘크리트(130) 상측에 담수된 양생수를 가열시킨다. 상기 각 수직 파이프(151)들 선단에는 담수된 양생수에 잠기도록 가열부재(163)가 설치되어 있으므로, 상기 가열부재(163)가 상기 양생수를 가열하여 상기 콘크리트(130) 내부 온도와 상기 콘크리트(130) 상측 표면의 온도 차가 설정된 차이 값 이하가 되도록 한다.
상기 제1 온도센서(161) 및 상기 제2 온도센서(162)의 측정은 자동 또는 수동으로 이루어질 수 있다. 상기 제1 온도센서(161) 및 상기 제2 온도센서(162)의 측정이 자동으로 이루어지는 경우에는, 미리 설정된 시간 간격마다 상기 제1 온도센서(161) 및 상기 제2 온도센서(162)가 상기 콘크리트(130)의 내부와 상기 콘크리트(130)의 상측 표면 온도를 측정하는 것이다.
반면, 상기 제1 온도센서(161) 및 상기 제2 온도센서(162)의 측정이 수동으로 이루어지는 경우에는, 상기 콘크리트 수화열 저감장치가 무선 송수신부재(미도시)를 더 포함하여 상기 무선 송수신 부재(미도시)로 상기 콘크리트(130)의 온도 측정을 명령하는 신호를 주고받으면, 상기 제1 온도센서(161) 및 상기 제2 온도센서(162)가 상기 콘크리트(130) 내부와 상측 표면 온도를 측정하는 것이다. 전술한 바와 같은, 상기 제1 온도센서(161) 및 상기 제2 온도센서(162)의 자동 또는 수동 조작은 작업 환경에 따라 선택적으로 변경하여 적용할 수 있다.
상기 가열부재(163)로 양생수를 가열하기 시작하여 일정 시간이 지난 후, 다시 상기 제1 온도센서(161) 및 상기 제2 온도센서(162)로 상기 콘크리트(130)의 내부와 상측 표면 온도를 측정한다. 측정된 온도의 차가 설정된 온도 차이 값 이하로 내려가면 상기 가열부재(163)의 작동을 멈추고, 상기 콘크리트(130)를 양생한다. 이렇게 상기 콘크리트(130) 내부와 상측 표면의 온도 차가 줄어들면 상기 콘크리트(130)가 양생되는 동안 발생되는 균열을 방지하여 상기 콘크리트(130)의 양생 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 고무호스
110: 거푸집
130: 콘크리트 150: 콘크리트 수화열 저감장치
151: 수직 파이프 153: 헤더 파이프
157: 배수제어 캡
161: 제1 온도센서 162: 제2 온도센서
163: 가열부재
110: 거푸집
130: 콘크리트 150: 콘크리트 수화열 저감장치
151: 수직 파이프 153: 헤더 파이프
157: 배수제어 캡
161: 제1 온도센서 162: 제2 온도센서
163: 가열부재
Claims (12)
- 거푸집의 내부로 콘크리트를 타설하여 형성된 구조물 양생 시 발생되는 수화열을 저감하기 위한 콘크리트 수화열 저감장치에 있어서,
상기 거푸집의 내부에 높이 방향으로 길게 형성되되, 상기 거푸집의 길이방향을 따라 상호 이격되어 복수 개 배치되며, 냉각수가 유동하는 수직 파이프들;
상기 거푸집의 내부에 길이방향으로 길게 배치되어 상기 수직 파이프들의 일단과 연통되게 연결되며, 상기 냉각수가 유동하는 헤더 파이프; 및
길이 방향을 따라 중공이 형성되며, 상기 냉각수가 유동되어 상기 각 수직 파이프를 유동하는 상기 냉각수의 흐름을 제어할 수 있도록 상기 각 수직 파이프의 타단에 착탈 가능하게 결합되어 상기 각 수직 파이프마다 길이를 설정 길이만큼 연장시키는 배수제어 캡을 포함하며,
상기 수직 파이프들 중 어느 하나를 통해 상기 냉각수를 공급하면, 상기 냉각수는 상기 헤더 파이프를 통해 상기 다른 수직 파이프들로 유동하여 상기 콘크리트 내부 수화열을 저감시키고,
상기 각 수직 파이프의 선단 외주면에는 나사산이 형성되고, 상기 배수제어캡의 내주면에는 상기 나사산에 대응되는 나사부가 형성되어 상기 배수제어 캡이 상기 각 수직 파이프의 선단에 나사 결합되며,
상기 각 배수제어 캡과 이에 대응되는 상기 수직 파이프 사이의 나사 결합되는 깊이를 상기 설정 길이에 대응되도록 조절함으로써, 상기 각 수직 파이프로 유동하는 상기 냉각수의 유량을 조절하는 콘크리트 수화열 저감장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 냉각수가 유동되어 상기 수직 파이프들로부터 배출된 양생수가 상기 콘크리트의 상측에 설정 높이만큼 담수되어 상기 콘크리트 상측 표면의 수화열을 저감시키는 콘크리트 수화열 저감장치. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 배수제어 캡의 나사 결합 높이를 자동으로 조절하는 경우, 상기 배수제어 캡과 연결되어 상기 배수제어 캡에 회전력을 제공하는 회전력 제공부재를 더 포함하는 콘크리트 수화열 저감장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 수화열 저감장치는,
상기 각 수직 파이프 선단에 설치되어, 상기 콘크리트 내부의 온도와 상기 콘크리트 상측 표면의 온도 차가 미리 설정된 온도를 초과하는 경우, 상기 콘크리트 상측에 담수된 상기 양생수를 가열하는 가열부재를 더 포함하는 콘크리트 수화열 저감장치. - 청구항 5에 있어서,
상기 수화열 저감장치는,
상기 콘크리트 내부에 구비되어 상기 콘크리트 내부의 온도를 측정하는 제1 온도센서; 및
상기 콘크리트 상측 표면에 구비되어 상기 콘크리트 상측 표면의 온도를 측정하는 제2 온도센서를 더 포함하는 수화열 저감장치. - 청구항 6에 있어서,
상기 가열부재가 수동으로 작동되는 경우 상기 수화열 저감장치는 무선 송수신부재를 더 포함하며,
상기 송수신부재가 상기 콘크리트의 온도 측정을 명령하는 신호를 주고받으면, 상기 제1 온도센서와 상기 제2 온도센서가 각각 온도를 측정하는 콘크리트 수화열 저감장치. - 청구항 6에 있어서,
상기 가열부재가 자동으로 작동되는 경우, 상기 제1 온도센서와 상기 제2 온도센서는 설정된 시간 간격마다 온도를 측정하는 콘크리트 수화열 저감장치. - 거푸집의 내부로 콘크리트를 타설하여 형성된 구조물의 양생 시 발생된 수화열을 저감하기 위한 콘크리트 수화열 저감장치 운영방법에 있어서,
상기 거푸집의 높이 방향으로 길게 형성되는 수직 파이프들을 상기 거푸집의 길이 방향을 따라 상호 이격 배치하고, 상기 거푸집의 내부에 길이 방향으로 길게 배치된 헤더 파이프가 상기 수직 파이프들의 일단과 연통되도록 연결하여 상기 거푸집 내부에 설치하는 단계;
상기 거푸집의 내부에 상기 콘크리트를 타설하는 단계;
상기 수직 파이프들 중 어느 하나의 상기 수직 파이프로 냉각수를 공급하는 단계; 및
상기 냉각수가 상기 헤더 파이프로 유동하고 분기되어 다른 상기 수직 파이프들로 유동되면서 상기 콘크리트 내부 수화열을 저감시키는 단계를 포함하며,
상기 각 수직 파이프의 선단 외주면에는 나사산이 형성되고,
길이 방향을 따라 중공이 형성되되 내주면에는 상기 나사산에 대응되는 나사부가 형성되며, 상기 각 수직 파이프를 유동하는 상기 냉각수의 유량을 조절할 수 있도록 상기 각 수직 파이프의 선단에 착탈 가능하게 배수제어 캡이 결합되되,
상기 배수제어 캡은 상기 각 수직 파이프 선단에 나사 결합되고,
상기 콘크리트 상측 수화열을 저감시키는 단계가 이루어지기 전, 상기 배수제어 캡과 상기 각 수직 파이프마다 길이를 설정 길이만큼 연장시키되, 상기 각 배수제어 캡과 이에 대응되는 상기 수직 파이프 사이의 나사 결합되는 깊이를 상기 설정 길이에 대응되도록 조절함으로써, 상기 각 수직 파이프로 유동하는 상기 냉각수의 유량을 조절하는 콘크리트 수화열 저감장치 운영방법. - 청구항 9에 있어서,
상기 콘크리트 내부 수화열을 저감시키는 단계 이후,
상기 냉각수가 유동되어 상기 수직 파이프들로부터 배출되는 양생수가 상기 콘크리트 상측에 설정 높이만큼 담수되어 상기 콘크리트 상측 수화열을 저감시키는 단계를 더 포함하는 콘크리트 수화열 저감장치 운영방법. - 삭제
- 청구항 10에 있어서,
상기 콘크리트의 내부에는 상기 콘크리트 내부의 온도를 측정하는 제1 온도센서가 구비되며, 상기 콘크리트의 상측 표면에는 상기 콘크리트의 상측 표면 온도를 측정하는 제2 온도센서가 구비되고, 상기 각 수직 파이프 선단에는 상기 양생수를 가열하는 가열수단이 설치되며,
상기 콘크리트 상측 수화열을 저감시키는 단계 이 후,
설정된 시간이 지나면 상기 제1 온도센서로 상기 콘크리트 내부의 온도를 측정하고, 상기 제2 온도센서로 상기 콘크리트 상측 표면 온도를 측정하는 단계; 및
상기 제1 온도센서가 측정한 온도와 상기 제2 온도센서가 측정한 온도의 차가 설정된 온도 차를 초과하면 상기 가열수단으로 상기 양생수를 가열시키는 단계를 더 포함하는 수화열 저감장치 운영방법.
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| KR100348121B1 (en) * | 2002-02-07 | 2002-08-09 | Eunsuk Tech Co Ltd | Device for adjusting restoring waste heat |
| KR20030013088A (ko) * | 2001-08-07 | 2003-02-14 | 주식회사유신코퍼레이션 | 매스 콘크리트의 수화열 저감방법 |
| KR20030017761A (ko) * | 2001-08-22 | 2003-03-04 | 정순용 | 메스콘크리트의 수화열 제어방법 및 장치 |
| KR20030062387A (ko) * | 2003-06-07 | 2003-07-25 | 우호석 | 콘크리트의 경화(양생)과정 중 온도변화를 감시하는 전자장치 |
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2013
- 2013-10-14 KR KR1020130121865A patent/KR101525096B1/ko active IP Right Grant
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