KR101798630B1 - 부유체 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부유체 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 육면체 형상의 발포체의 외면을 감싸는 형태로 철근이 배근되어 이뤄진 발포체부가 내부에 위치된 상태에서 상기 발포체부를 둘러싸는 형태로 콘크리트를 주입 및 양생하여 부유체를 제조하기 위한 부유체 형틀로서, 사각형의 바닥부; 상기 바닥부의 각 변의 상측으로 연장 형성되어 사각의 벽면을 형성하는 측벽부; 및 상기 측벽부 상부의 미리 설정된 높이에서 측벽부를 관통하도록 횡설되어 형틀 내부로 주입된 콘크리트의 부력에 의한 발포체부의 부상을 상기 미리 설정된 높이 이하로 제한하며, 상기 측벽부로부터의 삽탈 및 회동 가능한 형태로 삽입 설치되는 하나 이상의 지지봉;을 포함하는 부유체 형틀을 이용한 부유체 제조방법이 개시된다.

Description

부유체 제조 방법 {Floating body manufacturing method}

본 발명은 부유체 제조 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 발포체 외면에 철근이 배근된 발포체부를 형틀에 삽입하여 부유체를 제조하되, 측벽부와 지지봉을 이용하여 형틀 내부로 주입되는 콘크리트에 의해 발포체부가 부상하는 것을 제한함으로써 콘크리트 주입 및 양생 시간을 단축시키며, 발포체 외측을 둘러싸는 콘크리트가 미리 설정된 양만큼 균일하게 주입될 수 있도록 하여 균일한 콘크리트 외벽이 형성되도록 하는 부유체를 제조하는 부유체 제조 방법에 관한 것이다.

부유체(폰툰)는 호수, 바다 등의 수면에 뜰 수 있는 수상 부력체로, 석유 등의 시추를 위해 원해에 설치되는 구조물, 방파제나 인공섬 등으로 이용되는 구조물, 수상에서 태양광 발전을 위해 태양광 발전 시설을 지지하는 목적으로 사용되는 구조물 등 다양한 형태, 구조로 이뤄진다.

특히 철근 콘크리트 블록의 형태로 이뤄지는 부유체는 물에 뜨는 성질을 가지면서도 합성수지재 등으로 이뤄진 부유체나 철재 박스 내부에 발포체를 충진하여 이뤄진 부유체 등에 비해 견고하고 내구성이 뛰어나 외력에 효과적으로 저항할 수 있어 많이 이용되고 있다.

이러한 철근 콘크리트 블록 형태의 부유체는 육상에서 제조하여 수상으로 옮겨지게 되며, 예를 들어 육상에서 형틀(거푸집)에 발포체를 넣고 콘크리트를 주입한 후 콘크리트를 양생하여 부유체를 제조하는 과정을 거치게 된다.

종래기술의 일예로, 대한민국 등록특허 제10-1675507호의 "해상부유구조물용 부력체 및 그 제작방법"이 있다.

상기 종래기술에 의한 부유체 형성은 현장에서 철근을 이용하여 콘크리트 보강재를 형성하는 단계, EPS(Expandable Poly-Styrene, 발포체) 블럭을 배치한 후 콘크리트 주입에 따른 EPS 블럭의 부상을 막기 위해 EPS 블럭의 상측에 콘크리트 보강재를 설치하는 단계, 거푸집을 설치하는 단계, 콘크리트를 타설하는 단계를 거쳐 부력체(부유체)를 형성하도록 구성된다.

상기 종래기술은 EPS 블럭의 상하로 콘크리트 보강재를 설치하는 과정 및 콘크리트를 타설하는 과정 등 부유체 제조 과정이 모두 현장에서 이뤄지므로 현장에서 많은 작업시간이 소요되며, EPS 블럭의 부상을 막기 위해 설치되는 콘크리트 보강재가 EPS 블럭과 함께 부상하지 않도록 무거운 소재의 콘크리트 보강재를 사용하거나 고정된 틀에 콘크리트 보강재를 연결하는 작업을 필요로 한다.

또한 콘크리트 보강재와 EPS 블럭의 배치를 모두 마친 후 콘크리트 타설이 이뤄지므로 콘크리트 보강재와 EPS 블럭의 사이에 콘크리트가 골고루 주입되는 것이 어려워 균일한 부력체(부유체) 형성이 어렵다는 문제가 있다.

콘크리트가 골고루 주입되지 않는 문제를 해결하기 위해, 콘크리트 보강재 설치 후 1차로 콘크리트를 주입하여 부유체의 바닥면을 먼저 양생한 다음, EPS 블럭을 그 상부에 배치하고 EPS 블럭 상부에 콘크리트 보강재를 설치하여 2차로 콘크리트를 주입하는 방법이 본 발명자에 의해 시도된 바 있다.

그러나 이 경우 1차로 주입된 바닥면의 콘크리트의 양생이 완료된 후 EPS 블럭을 배치하고, 콘크리트 보강재 설치, 콘크리트 추가 주입 과정이 순차적으로 이뤄져야 하므로 작업시간이 증가하며, 1차 주입된 콘크리트의 양생 후 2차로 주입된 콘크리트의 양생이 이뤄지므로 서로 다른 시차로 양생이 이뤄진 각각의 콘크리트 사이에 결합이 견고하게 이뤄지지 못한다는 문제가 있다.

대한민국 공개특허 제10-2011-0020573호 (2011년03월03일 공개) 대한민국 등록실용신안 제20-0468423호 (2013년08월06일 등록) 대한민국 등록특허 제10-1675507호 (2016년11월07일 등록)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 발포체 외면에 철근이 배근된 발포체부를 형틀에 삽입하여 부유체를 제조하되, 측벽부와 지지봉을 이용하여 형틀 내부로 주입되는 콘크리트에 의해 발포체부가 부상하는 것을 제한함으로써 콘크리트 주입 및 양생 시간을 단축시키며, 발포체 외측을 둘러싸는 콘크리트가 미리 설정된 양만큼 균일하게 주입될 수 있도록 하여 균일한 콘크리트 외벽이 형성되도록 하는 부유체를 제조하는 부유체 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 육면체 형상의 발포체의 외면을 감싸는 형태로 철근이 배근되어 이뤄진 발포체부가 내부에 위치된 상태에서 상기 발포체부를 둘러싸는 형태로 콘크리트를 주입 및 양생하여 부유체를 제조하기 위한 부유체 형틀로서, 사각형의 바닥부; 상기 바닥부의 각 변의 상측으로 연장 형성되어 사각의 벽면을 형성하는 측벽부; 및 상기 측벽부 상부의 미리 설정된 높이에서 측벽부를 관통하도록 횡설되어 형틀 내부로 주입된 콘크리트의 부력에 의한 발포체부의 부상을 상기 미리 설정된 높이 이하로 제한하며, 상기 측벽부로부터의 삽탈 및 회동 가능한 형태로 삽입 설치되는 하나 이상의 지지봉;을 포함하는 부유체 형틀이 개시된다.

바람직하게, 상기 부유체 형틀은, 상기 발포체의 상면과 상기 지지봉의 사이에 구비되며, 형틀 내부에 주입되는 콘크리트의 부력으로 인해 상기 지지봉이 발포체의 상면을 가압하는 힘을 분산시키는 지지판;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 각각의 측벽부 상단에는 발포체와 형틀 사이의 간격 유지를 위한 적어도 하나 이상의 제1 스페이서가 삽탈 가능하도록 구비되며, 상기 제1 스페이서는, 측벽부 상단에 거치되도록 하는 삽입부와, 상기 삽입부 상측에 구비되어 상기 측벽부 상단으로부터 삽탈이 이뤄질 수 있도록 하는 손잡이부와, 상기 삽입부 일측에 형틀의 내측 방향으로 돌출 형성되며 상기 발포체의 측면 일측과 접촉되어 발포체와 형틀 사이의 간격이 유지되도록 하는 간격유지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 부유체 형틀은, 상기 바닥부 하부 각각의 모서리측에 적어도 하나 이상 구비되며 상기 형틀을 탄성 지지하는 스프링; 및 각각의 스프링을 지지하는 지지프레임;을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 각각의 스프링은, 상호 대각 방향에 위치한 스프링이 서로 동일한 탄성 계수로 이뤄지며, 상호 인접 방향에 위치한 스프링이 서로 다른 탄성 계수로 이뤄지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일측면에 따르면, 상기 부유체 형틀을 이용한 부유체 제조 방법으로, 1) 지지봉이 분리된 부유체 형틀 내부로 미리 설정된 부유체의 바닥 콘크리트 두께에 해당하는 제1 높이만큼 콘크리트를 주입하는 단계; 2) 육면체 형상의 발포체의 외면을 감싸는 형태로 철근이 배근되어 이뤄진 발포체부를 상기 측벽부와 간격이 유지되는 상태로 상기 부유체 형틀 내부에 삽입하는 단계; 3) 상기 지지봉을 측벽부에 삽입 결합하고, 상기 지지봉과 발포체 상면 사이에 지지판을 배치하는 단계; 4) 미리 설정된 부유체의 전체 높이에 해당하는 제2 높이까지 상기 부유체 형틀 내부로 콘크리트를 주입하는 단계; 5) 콘크리트를 양생하는 단계; 및 6) 상기 지지봉을 인출하고, 부유체 형틀에서 부유체를 분리하는 단계;를 포함하는 부유체 제조 방법이 개시된다.

바람직하게, 상기 철근에는 발포체와의 간격 유지를 위한 복수의 제2 스페이서가 결합되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 5) 단계에서, 상기 지지봉을 회전하여 지지봉이 콘크리트에 고착되지 않도록 하며, 상기 6) 단계에서, 상기 지지봉의 인출부위 내측으로 콘크리트를 주입하도록 더욱 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 부유체 형틀은, 상기 바닥부 하부 각각의 모서리측에 적어도 하나 이상 구비되며 상기 형틀을 탄성 지지하는 스프링과, 각각의 스프링을 지지하는 지지프레임을 더욱 포함하며, 상기 1) 단계 및 4) 단계 중 적어도 어느 하나의 단계에서, 상기 부유체 형틀의 측면을 가압하여 부유체 형틀이 탄성에 의해 유동하도록 하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 1) 단계 이후 또는 4) 단계 이후에, 상기 바닥부와 지지프레임 사이에 상기 바닥부가 지지프레임에 의해 직접 지지되도록 하는 고정프레임을 삽입하는 단계;를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명은, 부유체 제조시 부유체 형틀 내부로 주입되는 콘크리트에 의해 발포체가 일정 높이 이상으로 부상되는 것을 방지하면서 발포체를 부유체 형틀 내부에 용이하게 고정할 수 있으며, 콘크리트가 발포체 외면을 균일하게 둘러싸는 부유체를 신속하게 제조할 수 있다는 장점이 있다.

특히, 본 발명은, 발포체의 외면을 감싸는 형태로 철근이 배근되어 이뤄진 발포체부를 부유체 형틀 내부에 삽입하여 부유체를 형성하도록 함으로써 발포체 삽입 공정 시간(발포체 삽입 전에 이뤄지는 콘크리트 주입과 발포체 삽입 후에 이뤄지는 콘크리트 주입 사이에 소요되는 시간)이 짧아 현장에서 부유체 형틀을 이용한 부유체 제조 작업이 신속하고 용이하게 이뤄지며 견고한 부유체를 형성할 수 있다는 장점이 있다.

또한 본 발명은 부유체 형틀에 외력을 가하는 경우 부유체 형틀 하부에 구비되는 스프링의 탄성력에 의해 부유체 형틀의 적어도 일부가 유동 가능하므로 부유체 형틀 내부로 콘크리트를 균일하게 주입할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 부유체 형틀의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 부유체 형틀의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 부유체 형틀에 삽입되는 발포체부의 사시도이다.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 일실시예에 따른 부유체 형틀을 이용한 부유체 제조 방법의 각 단계를 나타낸 단면 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 부유체 제조 방법의 최종 단계의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 부유체 형틀의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 부유체 형틀의 사시도이다.

본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다.

본 출원에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 구성요소 또는 이들의 조합이 존재하는 것을 표현하려는 것이지, 다른 구성요소 또는 특징이 존재 또는 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

본 발명의 설명에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 부유체 형틀의 사시도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 부유체 형틀의 단면도로서 도 1의 A-A를 바라본 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 부유체 형틀에 삽입되는 발포체부의 사시도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 부유체 형틀(1)은, 육면체 형상의 발포체(E)의 외면을 감싸는 형태로 철근(R)이 배근되어 이뤄진 발포체부(100)가 내부에 위치된 상태에서 상기 발포체부(100)를 둘러싸는 형태로 콘크리트(C)를 주입 및 양생하여 부유체를 제조하기 위한 형틀로서, 내부가 빈 상부 개방형 육면체 형상의 형틀로 이뤄진다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 부유체 형틀(1)에 의해 제조되어 부유체를 형성하도록 구성된 발포체부(100)는 공지의 발포 폴리스티렌(EPS, Expandable Poly-Styrene) 등으로 이뤄진 발포체(E)와, 상기 발포체(E)를 감싸면서 배근되어 발포체부(100)가 철근 콘크리트의 외부 강성을 갖도록 하는 철근(R)을 포함하여 이뤄진다.

상기 발포체부(100)는 공장 등에서 미리 성형될 수 있으며, 부유체 형틀(1)에서 부유체 제조시 부유체 형틀(1) 내부에 별도의 철근(R)을 배근하지 않고도 철근 콘크리트 구성이 가능하므로 현장 작업시간을 단축할 수 있게 된다.

일예로, 상기 발포체부(100)는 상기 철근(R)에 결합되어 철근(R)과 발포체(E) 사이에 간격(hb)이 유지 되도록 하기 위한 복수의 제2 스페이서(S)를 포함한다.

일예로, 상기 제2 스페이서(S)는 철근 삽입공이 형성된 원형 디스크 형태로 구성될 수 있다.

상기 제2 스페이서(S)에 의해 철근(R)과 발포체(E) 사이에 간격(hb)이 유지되므로, 철근(R)이 발포체(E)와 접촉하거나 발포체(E)와 철근(R) 사이의 간격(hb)이 지나치게 좁아져서 콘크리트(C)가 발포체(E)와 철근(R) 사이로 주입(타설)되지 못하는 것을 방지하게 되며, 콘크리트(C)가 균일하게 발포체(E) 외면을 감싸서 높은 강성의 철근 콘크리트 외벽을 갖는 부유체 제조가 가능하게 된다.

상기 제2 스페이서(S)는, 예를 들어, 각각의 배근된 철근(R)마다 상하로 2 이상 각각 설치될 수 있다.

일예로, 상기 부유체 형틀(1)은 사각형의 바닥부(10)와, 상기 바닥부(10)의 각 변의 상측으로 연장 형성되어 사각의 벽면을 형성하는 측벽부(20)와, 측벽부(20) 상단 일측에 설치되는 지지봉(30)을 포함하여 이뤄진다.

일예로, 상기 측벽부(20)는 바닥부(10)와 착탈 가능하도록 구비되며, 부유체 제조 후 하나 이상의 측벽부(20) 벽면을 바닥부(10)로부터 분리하여 부유체를 부유체 형틀(1)에서 용이하게 분리할 수 있게 된다.

예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 부유체 형틀(1)은 상기 측벽부(20)와 바닥부(10)를 체결볼트(60)를 이용하여 결합함으로써 분리 가능하도록 구성될 수 있으며, 측벽부(20)와 이웃하는 측벽부(20)를 체결볼트(60)를 이용하여 결합할 수 있다.

또다른 예로, 바닥부(10)와 측벽부(20)가 접하는 부위 상호간 또는 이웃하는 측벽부(20) 상호간에 힌지부(미도시)를 구비하여 회동이 가능하도록 구성될 수도 있다.

상기 지지봉(30)은 콘크리트(C) 주입에 따른 부력에 의해 발포체부(100)가 부상하는 것을 방지하기 위한 것으로, 상기 측벽부(20) 상부의 미리 설정된 높이에서 측벽부(20)를 관통하도록 횡설되어 형틀 내부로 주입된 콘크리트(C)의 부력에 의한 발포체부(100)의 부상을 상기 미리 설정된 높이 이하로 제한한다.

상기 지지봉(30)에 의한 발포체부(100)의 부상 제한은, 상기 측벽부(20)에 삽입, 고정되는 지지봉(30) 하부에 콘크리트에 의해 부상하는 발포체부(100)의 발포체(E) 상면의 걸림에 의해 이뤄진다.

상기 지지봉(30)은 상기 측벽부(20)로부터의 삽탈 및 회동 가능한 형태로 삽입 설치되며, 하나 이상으로 이뤄진다.

상기 지지봉(30)이 삽탈 가능하므로, 지지봉(30)을 인출한 상태에서 부유체 형틀(1) 내부에 발포체부(100)를 삽입할 수 있으며, 발포체부(100) 삽입 후 콘크리트 주입 전 단순히 상기 지지봉(30)을 측벽부(20)에 삽입하면 발포체부(100)의 부상 제한이 용이하게 이뤄지는 장점이 있다.

상기 측벽부(20) 상부의 미리 설정된 높이(부상 제한 높이)에는 상기 지지봉(30)이 삽입될 수 있도록 하는 관통공(22)이 형성된다.

일예로, 상기 지지봉(30)의 일단부에는 상기 측벽부(20)로부터의 삽탈 및 회동을 위한 지지봉 손잡이(32)가 구비된다.

일예로, 상기 부유체 형틀(1)은, 상기 발포체(E)의 상면과 상기 지지봉(30)의 사이에 구비되며, 형틀 내부에 주입되는 콘크리트(C)의 부력으로 인해 상기 지지봉(30)이 발포체(E)의 상면을 가압하는 힘을 분산시키는 지지판(50)을 더 포함한다.

상기 지지봉(30)이 발포체(E)의 상면에 접촉하도록 하기 위해 지지봉(30)을 발포체(E)와 철근(R) 사이로 삽입하게 되므로, 지지봉(30)의 크기(단면 크기)가 너무 크지 않아야 한다.

이로 인해, 콘크리트(C)의 부력에 의한 발포체부(100)의 부상에 따라 지지봉(30)의 측면이 발포체(E) 상면을 누를 때 발포체(E)가 국부적으로 강하게 눌려져 찌그러질 수 있으므로, 후술하는 지지판(50)이 사용된다.

즉, 상기 지지봉(30)과 발포체(E)의 상면 사이에 지지봉(30)의 접촉면 크기보다 넓은 면적으로 형성되는 지지판(50)이 위치하도록 함으로써 지지봉(30)이 발포체(E) 상면을 가압하는 힘을 분산시켜 발포체(E)의 상면이 국부적으로 찌그러지는 것을 최소화할 수 있다.

일예로, 상기 각각의 측벽부(20) 상단에는 발포체(E)와 형틀 사이의 간격(ha) 유지를 위한 적어도 하나 이상의 제1 스페이서(40)가 삽탈 가능하도록 구비된다.

상기 제1 스페이서(40)는, 측벽부(20) 상단에 거치되도록 하는 삽입부(46)와, 상기 삽입부(46) 상측에 구비되어 상기 측벽부(20) 상단으로부터 삽탈이 이뤄질 수 있도록 하는 손잡이부(42)와, 상기 삽입부(46) 일측에 형틀의 내측 방향으로 돌출 형성되며 상기 발포체(E)의 측면 일측과 접촉되어 발포체(E)와 형틀 사이의 간격(ha)이 유지되도록 하는 간격유지부(48)를 포함하여 이뤄진다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 삽입부(46)는 외측벽(44)과 내측벽(45)에 의해 형성되며, 상기 삽입부(46)가 측벽부(20) 상단에 삽입되면 외측벽(44)이 측벽부(20) 외측에 위치하고 내측벽(45)이 측벽부(20) 내측에 위치하게 된다.

상기 간격유지부(48)는 발포체부(100)에 배근되는 철근(R)과 철근(R) 사이로 삽입되어 상기 발포체(E)에 직접 접촉되며, 발포체(E)의 측면 네 면을 모두 접촉하여 발포체부(100)가 측면 방향으로 움직이지 않고 고정되면서 상기 발포체(E)와 형틀 사이의 간격(ha)이 일정하게 유지되도록 한다.

따라서 상기 제1 스페이서(40)에 의해 부유체의 콘크리트(C) 외벽 두께가 균일하게 형성되며, 발포체(E)를 감싸도록 배근된 철근(R)이 외부로 드러나지 않게 된다.

도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 부유체 형틀의 사시도이다.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 부유체 형틀(1)은, 상기 바닥부(1010) 하부 각각의 모서리측에 적어도 하나 이상 구비되며 상기 형틀을 탄성 지지하는 스프링(1070) 및 각각의 스프링(1070)을 지지하는 지지프레임(1080)을 더욱 포함하여 이뤄진다.

상기 부유체 형틀(1) 내부로 주입(타설)되는 콘크리트(콘크리트 반죽, C)는 수분이 많이 포함되는 경우 유동성이 높아지지만 양생에 많은 시간이 소요되고, 수분이 적게 포함되는 경우 유동성이 낮아지므로 콘크리트(C) 주입이 어려워져 적절한 수분이 포함되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 스프링(1070)은 콘크리트(콘크리트 반죽, C)의 낮은 유동성을 보완할 수 있으며, 주입되는 콘크리트(C)가 용이하게 유동하도록 한다.

예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 스프링(1070)이 부유체 형틀(1) 하부에 구비되는 경우, 측벽부(20) 일측 가압시 상기 스프링(1070)의 탄성력에 의해 부유체 형틀(1)이 상하방향을 포함, 가압방향 및 가압방향의 반대방향으로 유동하게 되며, 부유체 형틀(1) 내부로 주입되는 콘크리트(C)가 부유체 형틀(1)의 유동에 의해 함께 유동할 수 있으므로 부유체 형틀(1) 내부로의 균일한 콘크리트(C) 주입이 가능하게 된다.

일예로, 상기 부유체 형틀(1)에는 상기 지지프레임(1080)과 바닥부(1010) 사이에 분리 가능하도록 삽입 결합되며, 상기 바닥부(1010)가 지지프레임(1080)에 의해 직접 지지되도록 하는 고정프레임(1090)을 더욱 구비될 수 있다.

일예로, 상기 고정프레임(1090)은 바닥부(1010)와 지지프레임(1080)의 간극과 동일 높이를 갖는 강체(예, 박스형)로 형성될 수 있다.

상기 고정프레임(1090)은 바닥부(1010)와 지지프레임(1080)이 일체로 고정되도록 하므로 측벽부(20) 등이 가압되더라도 부유체 형틀(1)이 유동하는 것을 방지하게 되며, 주입된 콘크리트(C)의 양생시 콘크리트(C)가 유동하지 않고 고정된 상태에서 양생이 이뤄지도록 한다.

도 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 부유체 형틀의 사시도이다.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 부유체 형틀(1)은, 상기 바닥부(2010) 하부 각각의 모서리측에 구비되는 각각의 스프링(2070)의 적어도 일부가 서로 다른 탄성 계수를 갖도록 형성될 수 있다.

일예로, 상호 대각 방향에 위치한 스프링(2072, 2076)이 서로 동일한 탄성 계수로 이뤄지며, 상호 인접 방향에 위치한 스프링(2072, 2074)이 서로 다른 탄성 계수로 이뤄지도록 구성될 수 있다.

이 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, 측벽부(2020) 일측을 가압시 각각의 스프링(2072, 2074)의 탄성 계수가 서로 동일하지 않으므로, 가압방향과 상관 없이 탄성 계수가 작은 쪽이 더욱 강하게 유동하는 등 대각 방향의 유동력을 제공한다.

따라서 부유체 형틀(1)이 상하방향, 가압방향 및 가압방향 반대방향은 물론, 가압방향이 아닌 다른 측면 방향을 포함하여 여러 방향으로 더욱 용이하게 유동할 수 있게 되며, 동일한 탄성 계수를 갖는 스프링(1070)만으로 이뤄지는 경우에 비해 주입되는 콘크리트(C)가 더욱 유동하면서 발포체(E) 외부를 신속하게 감싸게 된다.

이하, 도면을 중심으로 상기 부유체 형틀(1)을 이용한 부유체 제조 방법에 대해 설명한다.

도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 일실시예에 따른 부유체 형틀을 이용한 부유체 제조 방법의 각 단계를 나타낸 단면 모식도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 부유체 제조 방법의 최종 단계의 사시도이다.

상기 부유체 형틀(1)을 이용한 부유체 제조 방법은, 지지봉(30)이 분리된 상태로 조립된 부유체 형틀(1) 내부에 콘크리트(C1)를 주입하는 것으로 시작된다.

즉, 도 4a에 도시된 바와 같이, 지지봉(30)이 분리된 부유체 형틀(1) 내부로 미리 설정된 부유체의 바닥 콘크리트 두께에 해당하는 제1 높이(h1)만큼 콘크리트(C1)를 주입한다(S1).

바람직하게, 상기 콘크리트(C1)는 철근(R)의 부피를 고려하여 부유체의 바닥 콘크리트 두께보다 크지 않은 범위에서 다소 낮게 주입될 수도 있다.

상기 콘크리트(C1)의 주입은 반죽(paste) 상태의 콘크리트(C1)를 타설하는 것으로 이해될 수 있다.

다음으로, 주입된 콘크리트(C1)의 양생과정을 별도로 두지 않고, 도 4b에 도시된 바와 같이, 육면체 형상의 발포체(E)의 외면을 감싸는 형태로 철근(R)이 배근되어 이뤄진 발포체부(100)를 상기 측벽부(20)와 간격(ha)이 유지되는 상태로 상기 부유체 형틀(1) 내부에 삽입한다(S2).

상기 발포체부(100)는 미리 철근(R)이 발포체(E)에 배근된 것으로, 전술한 복수의 제2 스페이서(S)에 의해 철근(R)과 발포체(E) 사이에 간격(hb)이 유지되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 발포체부(100)는 발포체(E)의 하면이 상기 제1 높이(h1)만큼 주입된 콘크리트(C1)의 상면에 접촉하도록 삽입된다.

상기 측벽부(20)와 발포체부(100)의 간격(ha) 유지는 전술한 제1 스페이서(40)에 의해 이뤄지며, 예를 들어, 제1 스페이서(40)의 손잡이부(42)를 이용하여 상기 제1 스페이서(40)의 삽입부(46)를 일측 측벽부(20)의 상단부에 삽입하고, 상기 삽입 설치된 제1 스페이서(40)의 간격유지부(48)와 대응된 위치의 발포체(E) 측면을 밀착시킨 후, 다른 제1 스페이서(40)를 타측 측벽부(20)의 상단부에 삽입하여 다른 제1 스페이서(40)의 간격유지부(48)와 대응된 위치의 발포체(E) 타측면을 밀착시킴으로써 측벽부(20)와 발포체부(100)의 간격(ha)이 유지된다.

발포체부(100) 삽입이 이뤄지면, 도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 지지봉(30)을 측벽부(20)에 삽입 결합하고, 상기 지지봉(30)과 발포체(E) 상면 사이에 지지판(50)을 배치한다(S3).

다음으로, 도 4c 및 4d에 도시된 바와 같이, 미리 설정된 부유체의 전체 높이에 해당하는 제2 높이(h2)까지 상기 부유체 형틀(1) 내부로 콘크리트(C2)를 주입한다(S4).

상기 콘크리트(C1, C2)가 발포체(E)의 외면을 균일하게 감싸도록 하기 위해, 상기 제2 높이(h2)는 발포체 높이(h)와 부유체 바닥 콘크리트의 두께에 해당하는 제1 높이(h1) 및 상기 제1 높이(h1)와 동일한 두께를 가지는 부유체 상부 콘크리트의 두께를 더한 값으로 설정하는 것이 바람직하다.

h₂ = 2×h₁ + h

콘크리트(C1, C2) 주입이 끝나면, 도 4d에 도시된 바와 같이, 콘크리트(C1, C2)를 양생하게 된다(S5).

일예로, 상기 S5 단계에서는 상기 지지봉(30)을 회전하여 지지봉(30)이 콘크리트(C)에 고착되지 않도록 한다.

콘크리트(C) 양생 과정에서 콘크리트(C)와 지지봉(30)이 서로 고착될 수 있으므로, 상기 지지봉 손잡이(32)를 이용하여 지지봉(30)을 회전시켜 지지봉(30)과 콘크리트(C)의 고착 결합을 방지하는 것이 바람직하며, 예를 들어, 상기 지지봉(30)을 일정 시간마다 한번씩 일측 또는 타측 방향으로 회전하거나 지속적으로 서서히 회전하도록 구성할 수도 있다.

양생 후 상기 지지봉(30)을 인출하고, 부유체 형틀(1)에서 부유체를 분리하여 부유체 제조가 이뤄진다(S6).

일예로, 상기 S6 단계에서 상기 인출된 지지봉(30)의 인출부위 내측에 콘크리트(C)를 주입하여 균일한 콘크리트(C) 외벽을 갖는 부유체를 형성하도록 구성될 수 있다.

상술하면, 도 4e에 도시된 바와 같이 상기 지지봉(30)을 인출하고, 도 4f에 도시된 바와 같이 상기 지지봉(30)의 인출부위 내측으로 콘크리트(C3)를 주입하며, 주입된 콘크리트(C3)를 양생한다.

예를 들어, 상기 지지봉(30)의 인출부위 내측으로 콘크리트(C3)를 주입하는 과정은 상기 지지봉(30)을 인출하고 부유체 형틀(1)에서 부유체를 분리한 후에 이뤄질 수 있으며, 다른 예로, 상기 지지봉(30)을 인출하고 부유체 형틀(1)에서 부유체를 분리하기 전(도 4d, 도 4f 참조)에 이뤄질 수도 있다.

이때, 상기 인출부위 내측으로 주입되는 콘크리트(C3)는 상기 S1 단계 및 S4 단계에서 각각 주입되는 콘크리트(C1, C2)와 동일한 반죽 상태의 콘크리트(C3)를 인출부위 내측으로 봉형 부재(미도시)를 이용하여 압입하여 주입된다.

상기 지지봉(30)의 인출부위 내측으로 콘크리트(C3)를 주입하는 과정이 부유체 형틀(1)에서 부유체를 분리하기 전에 이뤄진 경우, 상기 주입된 콘크리트(C3)가 외부로 나오지 않도록 상기 인출부위 양측단을 폐쇄하면, 콘크리트(C3)의 양생이 완료되지 않더라도 부유체 형틀(1)에서 부유체를 분리할 수 있다.

상기 부유체 형틀(1)은, 전술한 바와 같이(도 6 참조), 상기 바닥부(1010) 하부 각각의 모서리측에 적어도 하나 이상 구비되며 상기 형틀을 탄성 지지하는 스프링(1070)과, 각각의 스프링(1070)을 지지하는 지지프레임(1080)을 더욱 포함한다.

이때, 상기 S1 단계 및 S4 단계 중 적어도 어느 하나의 단계에서는, 상기 부유체 형틀(1)의 측면을 가압하여 부유체 형틀(1)이 탄성에 의해 유동하도록 한다.

즉, 콘크리트(C)를 제1 높이(h1) 또는 제2 높이(h2)로 주입할 때, 상기 부유체 형틀(1)의 측면을 가압함으로써 부유체 형틀(1)이 탄성에 의해 유동되고, 콘크리트(C)의 유동이 더욱 용이하게 이뤄져 균일한 콘크리트(C) 외벽을 갖는 부유체 형성이 가능하게 된다.

상기 S1 단계의 콘크리트(C1) 주입이 이뤄지면, 지지봉(30) 및 제1 스페이서(40) 등의 설치과정이 이뤄지게 된다. 이때, 부유체 형틀(1)이 외력에 의해 유동되면 설치과정이 용이하게 이뤄질 수 없으므로 부유체 형틀(1)이 고정되는 것이 바람직하다.

또한, S4 단계의 콘크리트(C2) 주입이 이뤄지면, 콘크리트(C) 양생 과정이 이뤄지는데, 마찬가지로 부유체 형틀(1)이 외력에 의해 유동되면 균일한 두께의 콘크리트(C) 외벽을 갖는 부유체 제조가 어려우므로 부유체 형틀(1)이 고정되는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 S1 단계 이후 및/또는 S4 단계 이후에, 상기 바닥부(1010)와 지지프레임(1080) 사이에 상기 바닥부(1010)가 지지프레임(1080)에 의해 직접 지지되도록 하는 고정프레임(1090)을 삽입하여, 상기 부유체 형틀(1)이 유동되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

상기 고정 프레임은 이해를 위해 직육면체 형상으로 표현하였으나, 상기 바닥부(1010)가 지지프레임(1080)에 의해 직접 지지되어 부유체 형틀(1)이 외력에 의해 유동되지 않도록 하는 것이라면 다양한 형상으로 이뤄질 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.

1: 부유체 형틀 10, 1010, 2010: 바닥부
20, 1020, 2020: 측벽부 22: 관통공
30, 1030, 2030: 지지봉 32: 지지봉 손잡이
40, 1040, 2040: 제1 스페이서 42: 손잡이부
44: 외측벽 45: 내측벽
46: 삽입부 48: 간격유지부
50, 1050, 2050: 지지판 60, 1060, 2060: 체결볼트
1070, 2070, 2072, 2074, 2076: 스프링 1080, 2080: 지지프레임
1090: 고정프레임 C, C1, C2, C3: 콘크리트
ha, hb: 간격 h1: 제1 높이
h2: 제2 높이 h: 발포체 높이
100, 1100, 2100: 발포체부 E: 발포체
R: 철근 S: 제2 스페이서

Claims (10)

1. 육면체 형상의 발포체의 외면을 감싸는 형태로 철근이 배근되어 이뤄진 발포체부가 내부에 위치된 상태에서 상기 발포체부를 둘러싸는 형태로 콘크리트를 주입 및 양생하여 부유체를 제조하기 위한 부유체 형틀로서, 사각형의 바닥부와; 상기 바닥부의 각 변의 상측으로 연장 형성되어 사각의 벽면을 형성하는 측벽부와; 및 상기 측벽부 상부의 미리 설정된 높이에서 측벽부를 관통하도록 횡설되어 형틀 내부로 주입된 콘크리트의 부력에 의한 발포체부의 부상을 상기 미리 설정된 높이 이하로 제한하며, 상기 측벽부로부터의 삽탈 및 회동 가능한 형태로 삽입 설치되는 하나 이상의 지지봉;을 포함하는 부유체 형틀을 이용한 부유체 제조 방법으로,
   1) 지지봉이 분리된 부유체 형틀 내부로 미리 설정된 부유체의 바닥 콘크리트 두께에 해당하는 제1 높이만큼 콘크리트를 주입하는 단계;
   2) 육면체 형상의 발포체의 외면을 감싸는 형태로 철근이 배근되고 상기 철근에는 발포체와의 간격 유지를 위한 복수의 제2 스페이서가 결합되어 이뤄진 발포체부를 상기 측벽부와 간격이 유지되는 상태로 상기 부유체 형틀 내부에 삽입하는 단계;
   3) 상기 지지봉을 측벽부에 삽입 결합하되 상기 지지봉이 상기 발포체와 철근 사이로 삽입되도록 하며, 상기 지지봉과 발포체 상면 사이에 지지판을 배치하는 단계;
   4) 미리 설정된 부유체의 전체 높이에 해당하는 제2 높이까지 상기 부유체 형틀 내부로 콘크리트를 주입하는 단계;
   5) 콘크리트를 양생하되, 상기 지지봉의 일단부에 구비된 지지봉 손잡이를 이용하여 상기 지지봉을 회전하여 지지봉이 콘크리트에 고착되지 않도록 하는 단계; 및
   6) 상기 지지봉을 인출하고, 부유체 형틀에서 부유체를 분리하며, 상기 지지봉의 인출부위 내측으로 콘크리트를 주입하는 단계;를 포함하며,
   상기 부유체 형틀은, 상기 바닥부 하부 각각의 모서리측에 적어도 하나 이상 구비되며 상기 형틀을 탄성 지지하는 스프링과, 각각의 스프링을 지지하는 지지프레임을 포함하되, 상기 각각의 스프링은 상호 대각 방향에 위치한 스프링이 서로 동일한 탄성 계수로 이뤄지며 상호 인접 방향에 위치한 스프링이 서로 다른 탄성 계수로 이뤄지며, 상기 1) 단계 및 4) 단계 중 적어도 어느 하나의 단계에서, 상기 부유체 형틀의 측면을 가압하여 부유체 형틀이 탄성에 의해 유동하도록 하며,
   상기 1) 단계 이후 또는 4) 단계 이후에, 상기 바닥부와 지지프레임 사이에 상기 바닥부가 지지프레임에 의해 직접 지지되도록 하는 고정프레임을 삽입하도록 구성된 것을 특징으로 하는 부유체 제조 방법.
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