KR101714152B1 - 마감일체형 중공슬래브의 자동화 생산 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 문양폼과 양생의 적합한 온도 제어를 통해 문양을 갖는 양질의 중공슬래브를 자동으로 대량 제작할 수 있는 마감일체형 중공슬래브의 자동화 생산 방법을 제공한다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 마감일체형 중공슬래브의 자동화 생산 방법은, 온수파이프가 배관되어 있는 중공슬래브 타설용 하부 몰드, 중공슬래브 타설용 하부 몰드의 측방에 길이방향으로 배치되는 가이드 레일, 중공슬래브 타설용 하부 몰드의 길이 방향 양쪽으로 배치되어 있는 긴장장치로 이루어진 몰드 시스템을 구비하는 단계와; 상기 중공슬래브 타설용 하부 몰드의 베드측에 길이 방향으로 문양폼을 설치하는 단계와; 상기 중공슬래브 타설용 하부 몰드에 긴장재를 배치한 후 긴장장치로 인장하여 놓는 단계와; 하부 몰드에 가이드 레일에 탑재된 슬래브 전용 대차형 타설기를 이동시키면서 콘크리트를 타설한 후 타설된 구간을 가이드 레일에 탑재된 천막 포장장비를 이용하여 양생 천막을 설치하는 단계와; 시간 및 온도를 조절하여 콘크리트의 양생을 완료한 후 천막을 제거하고 상기 긴장재의 인장을 해체하는 단계와; 단위 길이에 해당하는 콘크리트의 절단위치를 확인하여 콘크리트를 절단한 후 절단된 콘크리트를 탈형하는 단계를 포함하여 제작되는 것을 특징으로 한다.

Description

마감일체형 중공슬래브의 자동화 생산 방법{Hollowcore slab automation manufacturing method}

본 발명은 마감일체형 중공슬래브의 생산 방법에 관한 것으로, 특히 문양폼과 논슬럼프의 배합 및 양생의 적합한 온도 제어를 통해 문양을 갖는 양질의 중공슬래브를 자동으로 대량 제작할 수 있는 마감일체형 중공슬래브의 자동화 생산 방법에 관한 것이다.

중공슬래브는 슬래브에 중공부를 두어 슬래브의 자중을 저감시키면서도 슬래브의 두께를 크게 하여 휨강성을 향상시킨 바닥판 시스템으로, 효율적이고 경제적인 건물설계를 가능하게 하는 부재로, 최근에는 외벽판, 방음벽 등의 프리캐스트 콘크리트 외벽에도 그 적용범위가 확대되고 있다.

통상, 프리캐스트 콘크리트 외벽은 단일 몰드에 콘크리트를 타설하여 제작된다. 이러한 단일 몰드 방식의 경우 대량 생산에 부적합하고, 대량 생산시 다수 몰드를 제작해야 하므로 비용 상승이 발생된다. 또한 일반 프리캐스트 콘크리트 외벽의 경우 의장 마감이 필요한 경우 별도 후공정이 필요한 문제가 발생된다.

이러한 의장 마감을 해결하는 본 발명의 배경이 되는 기술로는 한국 공개특허 공개번호 특1997-0069271호로서, 건축물 외벽용 슬래브 및 그 제조방법이 제안되어 있다. 이 기술은 프리스트레스드 콘크리트로 구성된 중공의 내벽층과 다색표면의 테라죠 재질로 이루어진 외벽층이 일체로 형성된 박판형 슬래브를 제조하기 위해, 1차로 내벽층을 형성하고 2차로 내벽층의 위로 외벽층 성형용 원료혼합물을 적용한 외벽층을 타설하는 성형방식이다.

그러나 상기 배경기술은 외벽층 성형용 원료혼합물에 의존하는 색상의 표현만이 가능하므로 시공자나 소비자가 원하는 다양한 문양을 갖는 중공슬래브를 대량으로 제작할 수 없다.

한국 공개특허 공개번호 특1997-0069271호(건축물 외벽용 슬래브 및 그 제조방법)

본 발명은 문양폼과 논슬럼프의 배합 및 양생의 적합한 온도 제어를 통해 문양을 갖는 양질의 중공슬래브를 자동으로 대량 제작할 수 있는 마감일체형 중공슬래브의 자동화 생산 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

이러한 자동화 생산방식은 슬리포머(적층)방식과 익스트루더(압송)방식으로 구분되는데, 여기서는 생산 용이성을 고려하여 슬리포머 방식을 적용하였다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 마감일체형 중공슬래브의 자동화 생산 방법은,

온수파이프가 배관되어 있는 중공슬래브 타설용 하부 몰드, 중공슬래브 타설용 하부 몰드의 측방에 길이방향으로 배치되는 가이드 레일, 중공슬래브 타설용 하부 몰드의 길이 방향 양쪽으로 배치되어 있는 긴장장치로 이루어진 몰드 시스템을 구비하는 단계와;

상기 중공슬래브 타설용 하부 몰드의 베드측에 길이 방향으로 문양폼을 설치하는 단계와;

상기 중공슬래브 타설용 하부 몰드에 긴장재를 배치한 후 긴장장치로 인장하여 놓는 단계와;

하부 몰드에 가이드 레일에 탑재된 슬래브 전용 대차형 타설기를 이동시키면서 콘크리트를 타설한 후 타설된 구간을 가이드 레일에 탑재된 천막 포장장비를 이용하여 양생 천막을 설치하는 단계와;

시간 및 온도를 조절하여 콘크리트의 양생을 완료한 후 천막을 제거하고 상기 긴장재의 인장을 해체하는 단계와;

단위 길이에 해당하는 콘크리트의 절단위치를 확인하여 콘크리트를 절단한 후 절단된 콘크리트를 탈형하는 단계를 포함하여 제작되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 콘크리트의 양생은,

본 양생으로 진입하기 전 온도 상승이 시간당 20℃를 넘지 않도록 하여 2∼2.5시간에 50~60℃로 온도를 상승시키는 단계와;

본 양생으로 6시간에 걸쳐 50~60℃ 정도의 적정온도를 유지하는 단계와;

본 양생 이후 시간당 20℃를 넘지 않는 범위 내에서 온도를 2시간 내에 30℃까지 하강시키는 단계;를 순차적으로 거쳐서 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 콘크리트의 타설 직전에 하부 몰드의 베드에 20~25℃의 온도로 유지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 마감일체형 중공슬래브의 자동화 생산 방법에 따르면, 탈형 후 문양폼에 의해 일면에 문양을 갖게 되어 미관이 향상된다. 또한 공장에서 자동화 라인 방식으로 제조되기 때문에 생산성이 향상되고 대량생산으로 제조비용을 줄일 수 있고, 품질을 균일하게 유지할 수 있는 장점을 갖는다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 중공슬래브 타설용 하부 몰드의 배치상태도.
도 2는 도 1의 중공슬래브 타설용 하부 몰드에 문양폼이 배치된 상태도.
도 3은 도 2에서 긴장재가 배치된 상태도.
도 4는 콘크리트 타설 및 양생 천막 설치 과정을 보여주는 생산공정도.
도 5는 타설된 콘크리트의 절단면을 나타내는 중공슬래브의 제작상태도.
도 6은 문양이 나타난 중공슬래브의 사시도.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 마감일체형 중공슬래브의 자동화 생산 방법에 따라 제작된 문양폼의 다양한 문양도.
도 8은 본 발명에 따른 콘크리트 시간과 양생 온도의 관계를 도시한 그래프.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

하부 몰드 설치

도 1과 같이 중공슬래브 타설용 하부 몰드(10)가 제작 공장에 설치된다. 제작공장에 중공슬래브 타설용 하부 몰드(10)는 나란하게 다수개 설치된다. 하부 몰드(10)에는 온수공급을 위한 온수파이프(120)가 배관되어 설치된다. 온수파이프(120)에는 온수의 순환으로 콘크리트의 양생에 필요한 적정 양생 온도(열량)를 공급한다. 또한 하부 몰드(10)에는 길이 방향으로 양측에 도 4의 슬래브 전용 대차형 타설기(40)가 이동 안내되는 가이드 레일(14)이 설치된다.

본 실시 예에서 하부 몰드(10)의 기본적인 길이는 150m, 폭은 1.2m로 구성하였으나 제작될 마감일체형 중공슬래브(100)의 단위 길이에 따른 수량이나 폭에 따라 변경될 수 있다. 온수파이프(120)는 도시안된 보일러와 연결되어 도시안된 순환펌프에 의해 온수가 순환하며, 보일러측 컨트롤러의 온도조절을 통해 순환 온수의 온도가 조절된다.

또한 하부 몰드(10)의 길이 방향의 양측으로 긴장재(30)를 긴장해 놓기 위한 긴장장치(16)가 설치된다. 긴장장치(16)는 유압 액튜에이터 및 정착장치를 포함하는 것으로 이 분야에서 주지의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.

문양폼 설치

그 다음, 도 2와 같이 하부 몰드(10)의 베드측에 문양폼(20)을 설치한다. 이때 문양폼(20)은 콘크리트의 타설 도중에 움직이지 않도록 베드 하부의 천공홀에 볼트로 체결 고정한다.

도 7a 내지 도 7f와 같이 문양폼(20)은 도 6의 마감일체형 중공슬래브(100)에 각인될 문양(102)을 갖는 것으로, 예시된 문양에 한정되는 것은 아니다. 문양폼(20)은 일정 두께를 갖는 필름형(또는 판상형)으로 예로, 일면에 문양을 갖는 합성수지로 제작된 것이 될 수 있다. 문양폼(20)은 단위 길이를 갖는다. 따라서 문양폼은 하부 몰드의 길이에 따라 다수개가 연속적으로 배치되어 설치된다. 문양은 규칙성 또는 불규칙성을 가리지 않는 다양한 무늬가 나타나면 족한 것으로, 줄무늬, 도형 무늬, 요철 무늬, 자연적 무늬, 기호나 문자 등 특정한 모양에 한정되는 것은 아니다.

설치된 문양폼(20)의 하면에는 몰드에 문양폼을 고정하기 위한 임시고정용 접착제가 도포되고 또 그의 상면에는 바람직하게는 이형제가 도포될 수 있다. 이형제는 도 6의 마감일체형 중공슬래브(100)가 얻게 되는 문양의 미관을 더욱 양호하게 하는 기능을 하게 된다. 이형제는 콘크리트와 친화성이 작은 물질로서, 송진, 비닐 아세테이트, 실리콘, 폐윤활류 등의 유용성을 갖는 것이나 파라핀왁스, 식물성 유지 등의 수용성을 갖는 것이 될 수 있다.

긴장재 인장

그 다음, 도 3과 같이 하부 몰드(10)의 베드 상면측에 긴장재(30)를 적정 수로 배열한 후 인장하는 작업이 이루어진다. 본 실시 예에서 긴장재(30)는 폭 방향으로 상호 일정 간격을 갖고 배열되어진 후 인장된다. 인장 작업은 긴장장치(16)에 의해 모든 긴장재(30)에 균일한 인장이 발생되도록 한다. 긴장재(30)의 인장 후에는 정착부에 고정하여 긴장을 유지시킨다.

콘크리트 타설

그 다음, 도 4와 같이 하부 몰드(10)에 콘크리트(18)가 타설된다.

콘크리트의 타설은 하부 몰드(10)의 상방에 위치되어 가이드 레일(14)을 따라 이동하는 슬래브 전용 대차형 타설기(40)에 의해 이루어진다. 타설은 슬리포머(적층)방식을 적용하여 타설하며, 호퍼의 갯수에 따라 2~3개의 층으로 나누어 타설한다. 첫번째 층은 문양이 잘 나올 수 있도록 별도의 배합이 적용될 수 있다. 슬래브 전용 대차형 타설기(40)는 원격 제어로 일정 속도를 가지고 하부 몰드(10)의 길이 방향으로 이동하면서 상부로부터 호퍼에 콘크리트를 투입받아 하부 몰드(10)에 일정 두께의 콘크리트층을 형성시켜 나간다. 이때 타설 콘크리트(18)는 문양폼(20)의 상면에 이루어진다.

콘크리트가 타설될 시 하부 몰드(10)의 베드는 약 25℃의 적정 온도로 유지함이 바람직하다. 이는 콘크리트가 실제적으로 양생되는 양생 온도(50~60℃)에 쉽게 접근할 수 있기 때문이다.

양생 천막 설치 및 양생

그 다음, 도 4와 같이 콘크리트 타설 후 상부 표면의 건조를 막기 위해 즉시 양생 천막(50)을 설치한다. 이는 슬래브 전용 대차형 타설기(40)가 타설하고 난 구간을 즉시 양생 천막(50)으로 덮어서 가능해진다. 양생 막(50)의 설치는 동일한 가이드 레일(14)에 탑재되어 이동가능한 천막 포장장비(60)를 이용하여 이루어질 수 있다. 천막 포장장비(60)는 이동하면서 보빈(62)에 감겨져 있는 천막(50)을 풀어서 콘크리트 타설구간을 덮는다.

천막 설치가 완료된 후 양생은 도 8의 그래프에 나타난 바와 같이 온도와 시간의 제어를 이루어진다. 여기서 온도 조절은 온수파이프(120)로 공급되는 온수의 온도를 제어하여 이루어진다.

먼저, 콘크리트 타설 후 2시간 동안 베드의 온도를 20∼30℃로 온도를 유지한다. 따라서 하절기는 타설 상태 그대로 될 수 있고, 동절기는 20∼30℃로 가온시켜 유지한다.

이후, 본 양생으로 진입하기 전 온도 상승이 시간당 20℃를 넘지 않도록 하여 약 2∼2.5시간 정도에 50~60℃로 온도를 상승시킨다.

다음, 본 양생으로 약 6시간 정도에 걸쳐 50~60℃ 정도의 적정온도를 유지한다.

그 다음, 본 양생 이후 온도를 2시간내에 30℃까지 하강시킨다. 이때 온도 하강 변화는 시간당 20℃를 넘지 않도록 함이 바람직하다.

이같이 하여 탈형 후 7일, 28일 강도를 체크하여 재령 28일에서 측정(시험)결과가 설계 기준강도 보다 작을 경우 부적합품 관리절차에 따라 불합격(REJECT) 처리하여야 한다. 단,고강도일 경우는 재령 56일로 볼 수도 있다

인장 해체 및 탈형

그 다음, 콘크리트의 탈형 강도를 확인한 도 4의 양생 천막(50)을 제거한 후 긴장재(30)의 인장을 해체한다. 인장 해체로서 양생된 콘크리트에는 프리스트레스가 도입된다.

콘크리트의 소요 강도는 1일 압축 강도가 설계강도의 70% 이상으로 하고 미달시 추가 양생을 실시할 수 있다. 이는 슈미트 해머의 강도 측정으로 확인해 볼 수 있다. 인장 해체시 절단기로 긴장재가 절단되고, 이때 좌우 대칭으로 긴장재를 절단하여 편심이 걸리지 않도록 한다.

인장 해체 후에는 단위 길이에 해당하는 절단위치를 확인한 후 소우장비(미도시)를 이용하여 콘크리트를 절단한다. 절단위치는 주지의 콘크리트 절단표시기를 활용할 수 있다. 콘크리트의 절단은 양단부 절단후 중앙부 절단, 상부 절단후 하부 절단, 쪽면 절단후 잔여부분 절단 방법이 적용될 수 있다.

절단 부재의 탈형시 전용 리프팅(Lifting) 지그를 사용하고, 상하 좌우 한 방향으로만 이동하고 양방향 동시 이동은 원칙적으로 위험하므로 금지한다. 뿐만 아니라 장비위로 절단 부재를 들어 올려 양중하는 것은 절대 금지된다.

이후 야적장에 절단부재인 마감일체형 중공슬래브(100)를 받침목을 사용하여 안전하게 야적하여 둔다.

이와 같이 하여 제작된 마감일체형 중공슬래브(100)는 탈형 후 문양폼(20)에 의해 도 6과 같이 일면에 문양(102)을 갖게 되어 미관이 향상된다. 또한 본 공법에 따르면 공장에서 자동화 라인 방식으로 제조되기 때문에 생산성이 향상되고 대량생산으로 제조비용을 줄일 수 있고, 품질을 균일하게 유지할 수 있는 장점을 갖는다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

10: 중공슬래브 타설용 하부 몰드
16: 긴장장치
20: 문양폼
30: 긴장재
50: 양생 천막
60: 천막 포장장비

Claims (4)

1. 온수파이프(120)가 배관되어 있는 중공슬래브 타설용 하부 몰드(10), 중공슬래브 타설용 하부 몰드(10)의 측방에 길이방향으로 배치되는 가이드 레일(14), 중공슬래브 타설용 하부 몰드(10)의 길이 방향 양쪽으로 배치되어 있는 긴장장치(16)로 이루어진 몰드 시스템을 구비하는 단계와;
   상기 중공슬래브 타설용 하부 몰드(10)의 베드측에 길이 방향으로 문양폼(20)을 배치한 후 베드의 천공된 홀에 볼트를 사용하여 문양폼(20)을 고정하는 단계와;
   상기 중공슬래브 타설용 하부 몰드(10)에 긴장재(30)를 배치한 후 긴장장치(16)로 인장하여 놓는 단계와;
   하부 몰드(10)에 가이드 레일(14)에 탑재된 슬래브 전용 대차형 타설기(40)를 이동시키면서 콘크리트를 타설한 후 타설된 구간을 가이드 레일(14)에 탑재된 천막 포장장비(60)를 이용하여 양생 천막(50)을 설치하는 단계와;
   시간 및 온도를 조절하여 콘크리트의 양생을 완료한 후 천막(50)을 제거하고 상기 긴장재(30)의 인장을 해체하는 단계와;
   단위 길이에 해당하는 콘크리트의 절단위치를 확인하여 콘크리트를 절단한 후 절단된 콘크리트를 탈형하는 단계를 포함하여 제작되는 것을 특징으로 하는 마감일체형 중공슬래브의 자동화 생산 방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 콘크리트의 양생은,
   본 양생으로 진입하기 전 온도 상승이 시간당 20℃를 넘지 않도록 하여 2∼2.5시간에 50~60℃로 온도를 상승시키는 단계와;
   본 양생으로 6시간에 걸쳐 50~60℃의 적정온도를 유지하는 단계와;
   본 양생 이후 시간당 20℃를 넘지 않는 범위 내에서 온도를 2시간 내에 30℃까지 하강시키는 단계;를 순차적으로 거쳐서 이루어지는 것을 특징으로 하는 마감일체형 중공슬래브의 자동화 생산 방법.
3. 제 1항에 있어서,
   콘크리트의 타설 직전에 하부 몰드(10)의 베드에 20~25℃의 온도로 유지하는 것을 특징으로 하는 마감일체형 중공슬래브의 자동화 생산 방법.
4. 청구항 제 1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 방법으로 제작된 것을 특징으로 하는 마감일체형 중공슬래브.

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