KR101778233B1 - 발열부재 및 이를 이용한 콘크리트 양생 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의하면, 구조물의 길이에 따라 열원발생부재가 장착된 열전달부재를 열교환부재 내부에 일정간격 이격되게 다수 내장하여 발열부재를 형성할 수 있으므로, 제작 및 설치가 간편할 뿐만 아니라 동절기와 같이 콘크리트 양생이 어려운 기간에 구조물을 형성하도록 타설된 콘크리트 내부에 내장된 발열부재에서 발산하는 열로 콘크리트를 직접 가열하여 콘크리트의 양생 온도를 높여 콘크리트의 균일한 양생과 충분한 조기강도를 구현함과 아울러 콘크리트의 양생 기간을 획기적으로 줄여 공기를 단축할 수 있으므로 시공비용을 절감하여 경제성을 향상시킬 수 있음은 물론 발열부재에서 발산하는 열이 구조물을 형성하도록 타설된 콘크리트에 100% 전달되므로 발열부재의 열손실을 방지하여 에너지 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 발열부재의 열원으로 전기를 이용하여 매연이 발생하지 않아 환경오염을 방지할 수 있으므로 안정감있게 사용할 수 있는 발열부재 및 이를 이용한 콘크리트 양생 방법에 관한 것이다.

Description

발열부재 및 이를 이용한 콘크리트 양생 방법{Heating unit and concrete curing method using the same}

본 발명은 발열부재 및 이를 이용한 콘크리트 양생 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 구조물의 길이에 따라 열원발생부재가 장착된 열전달부재를 열교환부재 내부에 일정간격 이격되게 다수 내장하여 발열부재를 형성할 수 있으므로, 제작 및 설치가 간편할 뿐만 아니라 동절기와 같이 콘크리트 양생이 어려운 기간에 구조물을 형성하도록 타설된 콘크리트 내부에 내장된 발열부재에서 발산하는 열로 콘크리트를 직접 가열하여 콘크리트의 양생 온도를 높여 콘크리트의 균일한 양생과 충분한 조기강도를 구현함과 아울러 콘크리트의 양생 기간을 획기적으로 줄여 공기를 단축할 수 있으므로 시공비용을 절감하여 경제성을 향상시킴은 물론 발열부재에서 발산하는 열이 구조물을 형성하도록 타설된 콘크리트에 100% 전달되므로 열손실을 방지하여 에너지 효율을 높일 수 있는 발열부재 및 이를 이용한 콘크리트 양생 방법에 관한 것이다.

일반적으로 아파트, 주상복합건물, 오피스텔 등의 건축구조물이나 토목구조물의 시공을 위해서는 시공하고자 하는 건물의 벽체 및 슬라브를 형성하는 거푸집을 설치하고, 상기 거푸집에 철근 배근 후, 콘크리트를 타설 및 양생하면서 구조물을 형성하게 된다.

상기 콘크리트는, 양생시의 온도(양생 온도)에 따라 재령별 강도가 달라지는 특성을 가지고 있는데, 하절기와 같이 기온이 높은 경우에는 콘크리트의 수화반응이 정상적으로 진행되어 충분한 강도를 확보할 수 있으므로 시공에 문제가 없으나, 동절기와 같이 기온이 낮은 경우에는 콘크리트의 수화반응이 일어나기 어려워 충분한 강도를 확보할 수 없으므로 시공기간이 그만큼 늘어나는 문제점이 있었다.

상기 기온이 낮은 동절기에 콘크리트를 양생하는 방법으로는, 보온 양생 공법이 주로 사용되는데, 이는 타설이 끝난 면을 보양막으로 덮고, 그 내부를 열풍기 등을 이용하여 고온으로 유지시키는 방법이 통상적으로 사용되었으나, 타설이 끝난 면을 보양막으로 덮고, 걷는 과정이 복잡하여 시공이 불편할 뿐만 아니라 보온 양생을 위한 보일러, 열풍기, 난로 등의 설치가 까다롭고, 막대한 양의 기름 및 가스 등의 많은 열원을 필요로 하기 때문에 원가상승으로 경제성이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 기름 및 가스의 연소로 인해 유독가스가 다량 발생하여 환경문제, 콘크리트의 품질 저하로 인해 겨울철 공사가 진행되기 어려운 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위해 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0008724호에 전기 가열 시트를 이용한 동절기 콘크리트 양생 방법이 공개된 바 있다.

선 공개된 특허는, 전기 가열 시트가 부착된 거푸집을 설치하고, 상기 거푸집에 콘크리트를 타설 및 양생할 때, 전기 가열 시트에 전기를 공급하여 전기 가열 시트에서 발생하는 열로 콘크리트를 양생하는 구성이다.

그러나 선 공개된 특허는, 전기 가열 시트에서 발생된 열이 콘크리트의 표면만을 가열하므로, 콘크리트의 양생 시간이 여전히 늘어나는 문제점이 있었고, 전기 가열 시트에서 발생된 열이 100% 콘크리트로 전달되지 못하고 거푸집을 통해 외부로 방출되어 열손실이 발생하므로 에너지 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0008724호

이에 상술한 바와 같은 종래의 제반 결함을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 구조물의 길이에 따라 열원발생부재가 장착된 열전달부재를 열교환부재 내부에 일정간격 이격되게 다수 내장하여 발열부재를 형성할 수 있으므로, 제작 및 설치가 간편할 뿐만 아니라 동절기와 같이 콘크리트 양생이 어려운 기간에 발열부재에서 발산하는 열로 콘크리트를 직접 가열하여 콘크리트의 양생 온도를 높여 콘크리트의 균일한 양생과 충분한 조기강도를 구현함과 아울러 콘크리트의 양생 기간을 줄여 공기를 단축할 수 있는 발열부재 및 이를 이용한 콘크리트 양생 방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 발열부재에서 발산하는 열이 구조물을 형성하도록 타설된 콘크리트에 100% 전달되므로 발열부재의 열손실을 방지하여 에너지 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 발열부재의 열원으로 전기를 이용하므로 매연이 발생하지 않아 환경오염을 방지할 수 있는 발열부재 및 이를 이용한 콘크리트 양생 방법을 제공함에 있다.

본 발명 발열부재는,

열전달부재와;

상기 열전달부재 일측에 장착되어 제어부의 제어에 따라 발생하는 열을 열전달부재로 공급하는 열원발생부재와;

상기 열원발생부재가 장착된 열전달부재를 일정간격으로 다수 내장하여 열전달부재로 공급되는 열로 구조물을 형성하도록 타설된 콘크리트와 열교환하면서 콘크리트가 양생되도록 하는 열교환부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명 발열부재를 이용한 콘크리트 양생 방법은,

설계도면에 따라 구조물을 형성하도록 설치된 거푸집에 철근을 배근하는 단계와;

발열부재를 상기 철근과 일정간격으로 거푸집에 설치하는 단계와;

상기 철근 및 발열부재가 매몰되도록 거푸집에 콘크리트를 타설 및 양생하는 단계와;

상기 콘크리트가 양생될 때, 제어부의 제어에 따라 발열부재에서 발산하는 열로 콘크리트를 양생하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 구조물의 길이에 따라 열원발생부재가 장착된 열전달부재를 열교환부재 내부에 일정간격 이격되게 다수 내장하여 발열부재를 형성할 수 있으므로, 제작 및 설치가 간편할 뿐만 아니라 동절기와 같이 콘크리트 양생이 어려운 기간에 구조물을 형성하도록 타설된 콘크리트 내부에 내장된 발열부재에서 발산하는 열로 콘크리트를 직접 가열하여 콘크리트의 양생 온도를 높여 콘크리트의 균일한 양생과 충분한 조기강도를 구현함과 아울러 콘크리트의 양생 기간을 획기적으로 줄여 공기를 단축할 수 있으므로 시공비용을 절감하여 경제성을 향상시킬 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 의하면, 발열부재에서 발산하는 열이 구조물을 형성하도록 타설된 콘크리트에 100% 전달되므로 발열부재의 열손실을 방지하여 에너지 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 발열부재의 열원으로 전기를 이용하여 매연이 발생하지 않아 환경오염을 방지할 수 있으므로 안정감있게 사용할 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 분리사시도
도 2는 본 발명의 평면구성도
도 3 내지 도 4는 본 발명의 단면도
도 5는 본 발명의 시공상태도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 분리사시도이고, 도 2는 본 발명의 평면구성도이다.

본 발명 발열부재(100)는, 열전달부재(110)가 구성되고, 상기 열전달부재(110) 일측에 장착되어 제어부(140)의 제어에 따라 발생하는 열을 열전달부재(110)로 공급하는 열원발생부재(120)가 구성되며, 상기 열원발생부재(120)가 장착된 열전달부재(110)를 일정간격으로 다수 내장하여 열전달부재(110)로 공급되는 열로 구조물을 형성하도록 타설된 콘크리트와 열교환하면서 콘크리트가 양생되도록 하는 열교환부재(130)를 포함하여 구성되는 것으로, 이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 열전달부재(110)는, 내부가 진공이면서 열전도성이 높은 히트파이프인 것이 바람직하다.

상기 열교환부재(130)는, 상기 열원발생부재(120)가 장착된 열전달부재(110)를 수용하는 수용공간(132)이 일정간격으로 형성된 한 쌍의 열교환몸체(131)가 구비되고, 상기 열원발생부재(120)에 연결되는 전선을 수용하도록 열교환몸체(131) 내부에 요입되는 전선수용공간(133)을 포함하여 구비된다.

상기 한 쌍의 열교환몸체(131)를 결합하도록 한 쌍의 열교환몸체(131) 중 어느 하나의 열교환몸체에 돌출된 결합돌기(134)가 구비되고, 상기 결합돌기(134)가 결합되도록 다른 하나의 열교환몸체에 요입된 결합홈(135)을 더 포함하여 구비된다.

상기 열교환몸체(131)는, 열전도성이 높은 세라믹재질로 형성되는 것이 바람직하다.

다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 결합 및 시공과정을 설명한다.

먼저, 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 일정길이로 제작된 열교환부재(130)를 구조물의 길이에 대응하도록 절단한 후, 한 쌍의 열교환몸체(131) 중 어느 하나의 열교환몸체(131)에 일정간격으로 형성된 다수의 수용공간(132)에 내부가 진공이면서 열전도성이 높은 히트파이프로 형성된 열원발생부재(120)가 장착된 열전달부재(110)를 각각 안착시킨다.

이때, 상기 열원발생부재(120)에 전원을 공급하도록 연결되는 전선(121)은 열교환몸체(131) 내부에 요입된 전선수용공간(133)에 결합되면서 열교환부재(130) 외부의 제어부(140)와 연결되도록 하는데, 상기 전선수용공간(133)에 제어부(140)와 연결되어 내장된 연결선(미도시)에 연결할 수도 있다.

상기와 같이 열원발생부재(120)가 장착된 열전달부재(110)를 어느 하나의 열교환몸체의 수용공간(132)에 안착시킨 상태에서 다른 하나의 열교환몸체를 어느 하나의 열교환몸체에 밀착시켜 수용공간(132)을 폐쇄하도록 하면서 어느 하나의 열교환몸체에 돌출된 결합돌기(134)가 다른 하나의 열교환몸체에 요입된 결합홈(135)에 결합되면서 한 쌍의 열교환몸체(131)가 일체가 되는 발열부재(100)를 형성하게 된다.

여기서, 상기 수용공간(132)은, 한 쌍의 열교환몸체(131) 중 어느 하나의 열교환몸체 내면에 형성될 수도 있고, 상기 어느 하나의 열교환몸체 내면과 어느 하나의 열교환몸체에 대응되는 다른 하나의 열교환몸체 내면에 같이 형성될 수도 있다.

또한, 상기 열교환몸체(131)는 원형이나 사각형상의 기둥으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기의 과정으로 형성된 발열부재(100)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 설계도면에 따라 철근(20) 배근 및 거푸집(10)에 철근(20)과 일정간격을 유지하도록 다수 설치하는데, 상기 발열부재(100)는 상기 거푸집(10)에 일정간격으로 장착되는 별도의 받침부재(미도시)에 의해 지지되면서 철근(20)과 일정간격을 유지함이 바람직하다.

상기 발열부재(100)가 설치된 거푸집(10)에 콘크리트를 타설하여 철근(20)과 발열부재(100)가 매몰되도록 하는데, 상기 발열부재(100)의 열원발생부재(120)와 연결된 전선(121)은 콘크리트 상부로 돌출되어 제어부(140)에 연결되어야 한다.

상기 거푸집(10)에 타설된 콘크리트가 양생될 때, 제어부(140)의 제어에 따라 상기 전선(121)에 전원을 인가하면, 인가되는 전원에 의해 열원발생부재(120)에서 발산하는 열은 열전달부재(110)로 전달됨과 동시에 열교환부재(130)의 한 쌍의 열교환몸체(131)로 전달되고, 이 열은 타설된 콘크리트로 전달되어 열교환되면서 콘크리트 내부를 고르게 가열하여 콘크리트의 균일한 양생과 충분한 조기강도를 구현할 수 있는 것이다.

여기서, 상기 한 쌍의 열교환몸체(131)는, 열전도성이 높은 세라믹재질로 형성되어 거푸집(10)에 타설되는 콘크리트에 의한 열원발생부재(120) 및 열전달부재(110)를 보호함은 물론 열교환부재(110)로 공급되는 열을 콘크리트로 전달되어 열교환되도록 하여 열의 손실을 최대한으로 방지함으로써, 콘크리트의 양생 기간을 단축시킬 수 있는 것이다.

또한, 상기 열교환몸체(131) 내부에 열원발생부재(120)가 장착된 열전달부재(110)를 다수 장착하여 각 열원발생부재(120)에서 발산하는 열이 열전달부재(110)로 용이하게 전달되도록 하여 상기 열전달부재(110)보다 길이가 긴 하나의 열전달부재에 열원발생부재에서 발산하는 열전달보다 열전달효율이 높아 열전달효율 향상으로 콘크리트의 양생 기간이 단축될 수 있는 것이다.

한편, 본 발명은 구조물의 슬라브를 예로 들었으나, 거푸집(10)으로 형성하는 벽체 및 터널공사시에도 본 발명 발열부재(100)를 설치한 후, 외부로부터 공급되는 전원에 의해 발산하는 열로 거푸집(10)에 타설된 콘크리트를 기온이 낮은 동절기에도 용이하게 양생시킬 수 있으므로 양생기간을 단축시킬 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명은, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명의 청구범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100: 발열부재 110: 열전달부재
120: 열원발생부재 130: 열교환부재

Claims (6)

1. 내부가 진공인 열전달부재와;
   상기 열전달부재 일측에 장착되어 제어부의 제어에 따라 발생하는 열을 열전달부재로 공급하는 열원발생부재와;
   상기 열전달부재로 공급되는 열로 타설된 콘크리트와 열교환하면서 콘크리트가 양생되도록 열전달부재를 다수 수용하는 수용공간이 일정간격으로 형성된 한 쌍의 열교환몸체가 구비되고, 상기 열원발생부재에 연결되어 제어부의 제어에 따라 전원이 공급되는 전선을 수용하도록 열교환몸체 내부에 요입되는 전선수용공간이 구비되며, 상기 한 쌍의 열교환몸체를 결합하도록 한 쌍의 열교환몸체 중 어느 하나의 열교환몸체에 돌출된 결합돌기가 구비되고, 상기 결합돌기가 결합되도록 다른 하나의 열교환몸체에 요입된 결합홈이 구비된 열교환부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발열부재.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 열교환몸체는, 세라믹재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 발열부재.
   
6. 설계도면에 따라 구조물을 형성하도록 설치된 거푸집에 철근을 배근하는 단계와;
   청구항 1 또는 청구항 5 중 어느 하나의 항으로 구성된 발열부재를 상기 철근과 일정간격으로 거푸집에 설치하는 단계와;
   상기 철근 및 발열부재가 매몰되도록 거푸집에 콘크리트를 타설 및 양생하는 단계와;
   상기 콘크리트가 양생될 때, 제어부의 제어에 따라 발열부재에서 발산하는 열로 콘크리트를 양생하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발열부재를 이용한 콘크리트 양생 방법.
   

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