KR102011626B1 - 다수개의 홀이 형성된 콘크리트데크 생산 방법 - Google Patents

다수개의 홀이 형성된 콘크리트데크 생산 방법 Download PDF

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Abstract

다수개의 홀이 형성된 콘크리트데크 생산 방법이 소개된다.
이를 위해 본 발명은 시멘트, 규석분, 첨가물을 배합한 혼합물을 제조혼합탱크에 넣어 소정마력으로 교반하는 단계; 상기 교반된 혼합물을 원료공급기에 투입하는 단계; 상기 원료공급기에 투입된 혼합물이 직육면체 형상의 콘크리트데크로 성형되도록 압출하우징으로 압출하는 단계; 상기 압출하우징을 통해 압출된 혼합물을 1차 절단하는 단계; 상기 1차 절단된 압출된 혼합물을 소정온도 및 소정시간동안 1,2차에 걸쳐 양생하는 단계; 상기 1,2차 양생을 거친 압출된 혼합물의 상부면을 면가공하고, 면가공을 마친 상기 압출된 혼합물의 사방 외둘레면을 각치기하며, 상기 각치기를 마친 압출된 혼합물을 직사각형태로 2차 절단하는 단계;를 포함하되, 상기 압출하우징은, 길이 방향으로 그 중심에 소정 깊이의 홈이 형성된 케이싱과, 상기 소정 깊이의 홈에 인입 장착되는 압출성형구로 구성되되, 상기 케이싱에는 상기 압출성형구가 끼움결합되도록 양 측에 끼움홈이 형성되며, 상기 압출성형구는 베이스와 상기 베이스 상단에 복수개의 성형발이 형성된 것을 특징으로 하고, 상기 베이스는 상기 끼움홈에 결합될 수 있도록 계단식으로 단차지게 구성되는 것을 특징으로 하고, 상기 성형발에 의해 상기 홈으로 유입된 혼합물은 그 내부에 소정 간격으로 소정 크기의 홀이 복수개가 형성된 콘크리트데크로 성형되는 것을 특징으로 하고, 상기 성형발은 상기 베이스의 상단부터 그 단면이 직사각형 형상이고 소정 길이로 연장된 제1직선구와, 상기 혼합물의 흐름을 유도하고, 와류에 의한 흐름 차단을 방지하도록 상기 제1직선구에서 폭이 점차 증가하는 연결구와, 상기 연결구로부터 그 단면이 직사각형 형상이고 소정 길이로 연장된 제2직선구가 형성되되, 상기 제2직선구의 단면형상인 직육면체의 가로 길이는 상기 제1직선구의 단면형상인 직육면체의 가로 길이보다 길고, 상기 제2직선구의 단면형상인 직육면체의 세로 길이는 상기 제1직선구의 단면형상인 직육면체의 세로 길이보다 긴 것을 특징으로 하며, 상기 혼합물은, 시멘트 45 이상 49 이하 중량부, 규석분 42 이상 46 이하 중량부인 것을 특징으로 하고, 상기 첨가물은, 인조섬유제, 증점제, 무기질 색소, 펄프, 규회석이 혼합된 것을 특징으로 하되, 상기 인조섬유제, 증점제, 무기질 색소, 펄프, 규회석의 첨가물은 7 이상 11 이하 중량부인 것을 특징으로 하고, 상기 혼합물을 제조혼합탱크에 넣어 소정 마력으로 30분 이상 60분 이하 동안 교반기를 이용하여 교반하는 것을 특징으로 하며, 상기 소정 간격으로 소정 크기의 홀이 복수개가 형성된 콘크리트데크에서, 상기 소정 크기의 홀은 그 단면이 직사각형으로 구성되되, 상기 홀의 가로길이는 1.7 cm이고, 그 세로 길이는 1.2cm 이고, 상기 홀간의 간격은 0.9cm이며 상기 홀의 갯수는 5개인 것을 특징으로 하며, 5개의 홀이 형성된 상기 콘크리트데크의 가로길이는 16cm, 세로길이는 3cm 인 것을 특징으로 하며, 상기 홀이 5개로 구성된 콘크리트데크는, 표면건조포화상태의 비중이 1.77이고, 크리프변형이 0.02%이고, 뒤틀림성이 0.2%이고, 미끄럼저항성이 0.62이고, 수분흡수율이 4.5%이고, 길이선열팽창계수는 4.9×10-5/℃ 이고, 폼알데하이드 방산량이 0.1mg/L 미만인 것을 특징으로 한다.

Description

다수개의 홀이 형성된 콘크리트데크 생산 방법{Manufacturing method for concrete deck with plurality of holes}
본 발명은 다수개의 홀이 형성된 콘크리트데크 생산 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 목재로 이루어진 데크의 문제점을 일거에 해결하고, 생산된 콘크리트데크에서 가장 강성이 높도록 홀을 형성하였으며, 더 나아가 이러한 구조의 콘크리트데크가 생산될 수 있는 성형발을 포함한 새로운 방식의 콘크리트데크 생산 방법에 관한 것이다.
주지하디시피, 바닥재는 일정 간격으로 배치되는 다수의 지지대와, 상기 지지대 위에 재치되는 패널로 구성되는 것이 일반적이며, 현재 국내, 외에 이중 바닥재에 널리 사용되는 패널은 파티클보드나 스틸 플레이트(Steel Plate)로 만들어진 것이 대부분이다.
그러나 파티클보드 제품은 목재칩으로 이루어진 만큼 가격은 경제적이지만, 제품강도가 약하며, 화재시 화염과 유독가스를 다량 발생하고, 습기에 노출되면 내구성이 떨어진다. 또한, 스틸 플레이트로 만들어진 경우 화염과 유독가스는 차단할 수는 있으나 차열성능이 부족하고, 보행시 소음이 발생하며, 가공이 어렵고, 다양한 종류의 마감이 불가능하여 외관의 형태에 제한이 있으며, 이에 따라 재료의 다양한 조성 변화를 통해 여러 종류의 건축용 마감 및 내장재료가 갖추어야 할 필요, 충분조건을 갖추지 못하여 사용에 제한을 받는 등 단편적인 특성만을 가진 자재로서 현재 사용되고 있다.
한편, 대부분 사용되고 있는 목재로 이루어진 데크의 경우 여름과 겨울을 지나면서 목재가 부서지거나, 휘어지는 문제가 발생하며 이를 고려하여 1년에 여러번 보수 공사를 하게된다.
또한, 목재를 사용하는 경우 강성도 문제가 되며, 목재로 인해 그 수명 역시 길지 않아 다시 한번 재공사를 해야 하는 등 다양한 문제가 발생한다.
이에 본 발명은 기존의 목재로 이루어진 데크를 지양하고, 이른바 콘크리트가 함유된 콘크리트데크를 구현하게 되었으며, 이 콘크리트데크의 강성을 높이기 위해 성분함량을 도출하였음은 물론이고, 특별한 형상을 통해 강성이 구현되도록 콘크리트데크을 압출하는 성형기도 개발하게 되었다.
KR 10-2017-0119613 (2018.03.27 등록)
본 발명은 기존에 사용되던 목재 데크의 단점을 일거에 해결하고, 강성을 높이기 위해 콘크리트데크 내부에 홀을 형성하였으며, 이러한 홀을 형성하기 위해 새로운 방식의 성형틀을 제공함으로써 새로운 방법의 다수개의 홀이 형성된 콘크리트데크 생산 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
다수개의 홀이 형성된 콘크리트데크 생산 방법이 소개된다.
이를 위해 본 발명은 시멘트, 규석분, 첨가물을 배합한 혼합물을 제조혼합탱크에 넣어 소정마력으로 교반하는 단계; 상기 교반된 혼합물을 원료공급기에 투입하는 단계; 상기 원료공급기에 투입된 혼합물이 직육면체 형상의 콘크리트데크로 성형되도록 압출하우징으로 압출하는 단계; 상기 압출하우징을 통해 압출된 혼합물을 1차 절단하는 단계; 상기 1차 절단된 압출된 혼합물을 소정온도 및 소정시간동안 1,2차에 걸쳐 양생하는 단계; 상기 1,2차 양생을 거친 압출된 혼합물의 상부면을 면가공하고, 면가공을 마친 상기 압출된 혼합물의 사방 외둘레면을 각치기하며, 상기 각치기를 마친 압출된 혼합물을 직사각형태로 2차 절단하는 단계;를 포함하되, 상기 압출하우징은, 길이 방향으로 그 중심에 소정 깊이의 홈이 형성된 케이싱과, 상기 소정 깊이의 홈에 인입 장착되는 압출성형구로 구성되되, 상기 케이싱에는 상기 압출성형구가 끼움결합되도록 양 측에 끼움홈이 형성되며, 상기 압출성형구는 베이스와 상기 베이스 상단에 복수개의 성형발이 형성된 것을 특징으로 하고, 상기 베이스는 상기 끼움홈에 결합될 수 있도록 계단식으로 단차지게 구성되는 것을 특징으로 하고, 상기 성형발에 의해 상기 홈으로 유입된 혼합물은 그 내부에 소정 간격으로 소정 크기의 홀이 복수개가 형성된 콘크리트데크로 성형되는 것을 특징으로 하고, 상기 성형발은 상기 베이스의 상단부터 그 단면이 직사각형 형상이고 소정 길이로 연장된 제1직선구와, 상기 혼합물의 흐름을 유도하고, 와류에 의한 흐름 차단을 방지하도록 상기 제1직선구에서 폭이 점차 증가하는 연결구와, 상기 연결구로부터 그 단면이 직사각형 형상이고 소정 길이로 연장된 제2직선구가 형성되되, 상기 제2직선구의 단면형상인 직육면체의 가로 길이는 상기 제1직선구의 단면형상인 직육면체의 가로 길이보다 길고, 상기 제2직선구의 단면형상인 직육면체의 세로 길이는 상기 제1직선구의 단면형상인 직육면체의 세로 길이보다 긴 것을 특징으로 하며, 상기 혼합물은, 시멘트 45 이상 49 이하 중량부, 규석분 42 이상 46 이하 중량부인 것을 특징으로 하고, 상기 첨가물은, 인조섬유제, 증점제, 무기질 색소, 펄프, 규회석이 혼합된 것을 특징으로 하되, 상기 인조섬유제, 증점제, 무기질 색소, 펄프, 규회석의 첨가물은 7 이상 11 이하 중량부인 것을 특징으로 하고, 상기 혼합물을 제조혼합탱크에 넣어 소정 마력으로 30분 이상 60분 이하 동안 교반기를 이용하여 교반하는 것을 특징으로 하며, 상기 소정 간격으로 소정 크기의 홀이 복수개가 형성된 콘크리트데크에서, 상기 소정 크기의 홀은 그 단면이 직사각형으로 구성되되, 상기 홀의 가로길이는 1.7 cm이고, 그 세로 길이는 1.2cm 이고, 상기 홀간의 간격은 0.9cm이며 상기 홀의 갯수는 5개인 것을 특징으로 하며, 5개의 홀이 형성된 상기 콘크리트데크의 가로길이는 16cm, 세로길이는 3cm 인 것을 특징으로 하며, 상기 홀이 5개로 구성된 콘크리트데크는, 표면건조포화상태의 비중이 1.77이고, 크리프변형이 0.02%이고, 뒤틀림성이 0.2%이고, 미끄럼저항성이 0.62이고, 수분흡수율이 4.5%이고, 길이선열팽창계수는 4.9×10-5/℃ 이고, 폼알데하이드 방산량이 0.1mg/L 미만인 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 의한다면 강성이 우수하고, 종래 목재 데크에 비해 수명이 연장됨은 물론이고, 새로운 방식의 성형틀에 의해 홀이 다수개가 형성된 콘크리크데크가 구현되는 등 다양한 효과가 구현된다.
도 1은 본 발명의 전체 순서도,
도 2는 실제 본 발명에 사용되는 케이싱을 나타내는 실제 사진이고, 도 3은 이 케이싱에 인입 장착되는 압출성형구의 실제 사진,
도 4는 케이싱이 연결 부분에 고정될 수 있도록 하는 일종의 게이트(400)의 실제 사진,
도 5 및 도 6은 본 발명에 사용되는 압출성형구의 일 실시예,
도 7a는 그 홀의 형상과 갯수에 따라 변경될 수 있는 성형발의 또 다른 실시예,
도 7b는 게이트에 케이싱에 결합되고, 성형발에 의해 압출되는 콘크리트데크의 정면 부분을 나타내는 도면,
도 8은 콘크리트데크의 측면을 나타내는 실제 사진이고, 도 9는 사시도의 실제 사진,
도 10과 도 11은 본 발명의 실제 시험성적서이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명인 다수개의 홀이 형성된 콘크리트데크 생산 장치의 바람직한 실시 예를 설명한다.
우선, 본 발명의 설명에 앞서 일반적으로 사용되는 목재 데크에 대해 설명하면 다음과 같다.
주지하다시피, 도심이나 공원, 산책로 등을 보행자가 이동할 때 편의를 증대할 수 있는 보도블록을 설치하였고, 주택이나 일반 가정집에서도 현관을 포함한 여러 장소에 데크를 설치하게 된다.
과거 보도블록 혹은 데크의 경우 장시간 동안 다수의 보행자가 사용하여도 강성을 유지할 수 있도록 주로 콘크리트와 같은 재질로 제조되었으나, 이러한 콘크리트 블록은 주변 환경과 어우러지지 못해서 도시의 미관을 해칠 뿐만 아니라, 콘크리트 블록의 강성에 의해서 보행자의 관절에 무리가 간다는 문제점이 있었다.
이에 주지하다시피 일반적으로 미관을 향상시키기 위해서 일반 목재 및 합성목재 등을 이용한 목제데크를 적용하였다. 그러나 목재의 경우, 통나무를 일정한 두께 이상으로 절단한 원판형태로 구성하여 보도의 표면에 적재하거나 계단 등에 사용하게 된다.
또한 합성목재의 경우에도, 목재의 특성상 습도에 의하여 형상이 쉽게 변형될 뿐만 아니라 1, 2년 사이에 부식이 심화되어 장기간 사용할 수 없고, 일정 시간이 지나면 보행시 삐걱거리는 소리가 나게 되면서 보행자가 불안감을 느끼게 된다.
또한, 보행자에 의해 충격을 받게 되면 별도의 충격흡수장치가 없기 때문에 쉽게 파손된다. 게다가 원목 그대로 보도블록으로 사용하기 위해서는 다량의 목재가 사용되어야 한다는 문제점이 있었다.
또한, 목재의 경우, 우수 및 잔설 등에 의해 보행시 미끄러지는 경우가 많아 안전사고 발생률이 높아진다는 문제점이 있었다.
또한, 목재데크의 경우 여름과 겨울을 지나면서 온도 차이에 의해 그 신장률이 변화되고, 이로 인해 여러번의 보수 공사를 해야 되는등 다양한 문제가 발생하였다.
이에 본 발명은 목재로 이루어진 데크의 문제점을 해결하기 위해 이른바 '콘크리트데크'를 구현하였음은 물론이고, 아래와 같은 성분을 포함하며, 더 나아가 단일품으로 판매되는 콘크리트데크의 내부에 5개의 홀과 이 각각의 홀의 폭과 높이 및 홀 간의 간격을 통해 가장 강성이 높은 콘크리트데크를 구현하게 되었다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명은, 아래와 같은 단계로 이루어진다.
시멘트, 규석분, 첨가물을 배합한 혼합물을 제조혼합탱크에 넣어 소정마력으로 교반하는 단계(S10), 교반된 혼합물을 원료공급기에 투입하는 단계(S20), 원료공급기에 투입된 혼합물이 직육면체 형상의 콘크리트데크로 성형되도록 압출하우징으로 압출하는 단계(S30), 압출하우징을 통해 압출된 혼합물을 1차 절단하는 단계(S40), 1차절단된 압출된 혼합물을 소정온도 및 소정시간동안 1,2차에 걸쳐 양생하는 단계(S50), 1,2차 양생을 거친 압출된 혼합물의 상부면을 면가공하고, 면가공을 마친 압출된 혼합물의 사방 외둘레면을 각치기하며, 각치기를 마친 압출된 혼합물을 직사각형태로 2차 절단하는 단계(S60)로 구성된다.
제조혼합탱크는 그 형상이나 구조가 다양한 방식으로 구현될 수 있으며, 바람직하게는 소정 마력으로 30분 이상 60분 이하 동안 교반기를 이용하여 교반하는 것을 특징으로 한다.
이 교반된 혼합물을 원료공급기에 투입하게 되는데, 원료공급기는 통상적으로 사용되는 호퍼일 수도 있으나, 반드시 어떤 구조에 한정되는 것은 아니고 혼합물이 이하 설명할 압출하우징 내부로 인입될 수 있는 구조라면 본 발명에 적용될 수 있다.
원료공급기로 투입된 혼합물은 압출하우징으로 투입되어 직육면체 형상의 콘크리트데크로 압출된다.
이 중 본 발명의 기술적 특징 중 하나인 압출하우징은, 길이 방향으로 그 중심에 소정 깊이의 홈이 형성된 케이싱(200)과, 상기 소정 깊이의 홈(210)에 인입 장착되는 압출성형구(300)로 구성된다.
도 2는 실제 본 발명에 사용되는 케이싱(200)을 나타내는 실제 사진이고, 도 3은 이 케이싱(200)에 인입 장착되는 압출성형구(300)의 실제 사진이다.
해당 도면의 케이싱(200)과 압출성형구(300)는 평지에 눕혀 있는 상태이고, 압출성형구(300)가 케이싱(200)에 끼워진 상태로 원료공급기에 연결된다.
도 3은 실제로 원료공급기와 케이싱(200)과의 연결 부분을 나타내는 연결구(233)이고, 도 4는 케이싱(200)이 연결 부분에 고정될 수 있도록 하는 일종의 게이트(400)의 실제 사진이다.
게이트(400)와 케이싱(200)은 볼트 너트 결합으로 체결되고, 이 케이싱(200)에 형성된 홈으로 압출성형구(300)가 인입 고정된 채 연결구(233)를 매개로 원료공급기에 연결되어 원료공급기로 유입되는 혼합물이 압출성형구(300)를 통해 압출되면서 콘크리트데크가 컨베이어벨트를 따라 이동하게 된다.
한편, 도 5 및 도 6은 본 발명에 사용되는 압출성형구(300)의 일 실시예이다.
도 5에 도시된 바와 같이 압출성형구(300)에는 계단식으로 단차진 부분(231)이 형성되어 있고, 이 단차진 부분이 도 2에 도시된 끼움홈(220)에 결합된다.
이때, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 성형발(240)은 제1직선구(232), 연결구(233) 및 제2직선구(234)로 이루어져 있다.
혼합물은 원료공급기로 공급된 뒤 이 제1직선구(232), 연결구(233) 및 제2직선구(234)를 따라 흐르게 되고, 최종적으로 제2직선구(234)의 단면 형상과 동일한 홀이 내부에 형성된 콘크리트데크가 컨베이어벨트를 따라 이동하게 된다.
베이스(230)의 상단에 소정 길이와 두께로 형성된 제1직선구(232)를 따라 혼합물이 이동하게 되는데, 이때 일직선으로 구성된 제1직선구(232)를 따라 혼합물이 흐르게 되면, 그 흐름에 따라 와류가 발생하여 역류 현상이 발생될 수도 있고, 그 흐름을 원활하게 하기 위해 그 폭이 점차 증가하는 연결구(233)가 형성된다.
제2직선구(234)를 향해 점차 그 폭이 증가하는 연결구(233)가 형성됨에 따라 혼합물의 역류 현상이 미연에 방지되고, 그 흐름이 원활하게 이루어질 수 있다.
이 연결구(233) 끝단에는 제1직선구(232)의 폭과 두께보다 큰 제2직선구(234)가 형성되는데, 혼합물이 이 제2직선구(234)를 따라 압출 성형됨에 따라 이 제2직선구(234)의 단면과 동일한 홀이 콘크리트데크에 형성된다.
한편, 도 7a는 그 홀의 형상과 갯수에 따라 변경될 수 있는 성형발(240)의 또 다른 실시예로, 작업자가 원하는 홀의 형상 및 홀의 크기, 갯수에 따라 다양한 성형발(240)이 본 발명에 적용될 수 있다.
또한, 도 7b는 게이트(400)에 케이싱(200)에 결합되고, 성형발(240)에 의해 압출되는 콘크리트데크의 정면 부분을 나타내는 도면이다.
이러한, 성형발(240)에 의해 홈으로 유입된 혼합물은 그 내부에 소정 간격으로 소정 크기의 홀이 복수개가 형성된 콘크리트데크로 성형되는 것을 특징으로 한다.
도 8은 콘크리트데크의 측면을 나타내는 실제 사진이고, 도 9는 사시도의 실제 사진이다.
이때, 소정 크기의 홀은 그 단면이 직사각형으로 구성되되, 그 폭(10)은 1.3cm 이상 1.7 cm 이하이고, 그 높이(20)는 1cm 이상 1.4cm 이하인 것을 특징으로 하고, 소정 크기의 홀간의 간격(30)은 0.6cm 이상 0.9cm 이하인 것을 특징으로 하며, 소정 크기의 홀은 5개인 것을 특징으로 한다.
다만, 본 발명에 의해 실제 생산되는 콘크리트데크는 그 각각의 홀의 폭(가로길이)가 1.7cm, 높이(세로길이)가 1.2cm 이며, 홀과 홀 간의 간격은 0.9cm로 구현됨이 바람직하다.
그 이유는 5개의 홀 이외에 다른 갯수의 홀 및 여러 길이 및 폭의 홀을 형성시켜 실험한 결과 그 각각의 홀의 폭(가로길이)가 1.7cm, 높이(세로길이)가 1.2cm 이며, 홀과 홀 간의 간격은 0.9cm로 구현되는 경우 강도가 가장 좋음을 확인하였다.
한편, 도 10을 통해 본 발명에 의해 압출성형된 콘크리트데크의 시험성적서를 살펴보면 다음과 같다.

시험결과

시험항목
단위
시료구분
결과치
시험방법

충격저항성
(실온조건)
-
-
이상없음
KS F 3230:2013

충격저항성
(저온조건)
-
-
이상없음
KS F 3230:2013
실제 본 발명에 의해 구현된 콘크리트데크를 실온조건에서 수행한 결과 이상없음을 확인하였고, 설정된 온도 범위 내에서의 저온 조건 실험시에도 충격저항성이 문제 없음을 확인하였다.
아울러, 도 11에 의한 시험성적서를 살펴보면 다음과 같다.
표면건조포화상태의 비중, 굴곡최대하중, 굴곡크리프변형, 뒤틀림성, 미끄럼저항성, 수분흡수율, 동결용해, 길이선열팽창계수, 폼알데하이드 바산량 등 본 발명의 의한 경우 그 결과치가 어떤 환경에서도 내구성 및 강성이 유지되는 것을 확인하였다.
도 8 내지 도 9 에 도시된 콘크리트데크는 그 가로의 길이가 16cm 이고, 그 세로의 길이가 3cm 이고, 이러한 단품에 의해 형성된 홀의 갯수가 5개이고, 각각의 홀의 가로와 세로 길이 및 각각의 홀 간의 간격이 상기와 같을 때 가장 좋은 강성을 유지함을 확인하였다.
본 발명에 사용되는 압출하우징은 도면상에는 도시되어 있지 않지만, 압출성형된 혼합물이 이동하는 컨베이어벨트의 전방에 설치되고, 더욱 구체적으로는 혼합물이 투입되는 호퍼와 컨베이어벨트 사이에 위치하여, 호퍼로 투입된 혼합물이 해당 압출하우징을 통과하면서 그 내부에 다수개의 홀이 형성된 혼합 성형물로 인출되고, 이 인출된 혼합 성형물은 컨베이어 벨트를 따라 이동하면서 1차적으로 커팅된다.
압출하우징은, 기 설명한 바와 같이 길이 방향으로 그 중심에 소정 깊이의 홈이 형성된 케이싱(200)과, 소정 깊이의 홈에 인입 장착되는 압출성형구(300)로 구성된다.
해당 케이싱(200)은 직육면체 형상으로 구현되고, 그 중심에는 소정 깊이의 홈(210)이 형성되어 있다.
이 소정 깊이의 홈(210)으로 압출성형구(300)가 인입되어 장착된다.
기 설명한 바와 같이 이 압출성형구(300)가 케이싱(200)에 형성된 소정 깊이의 홈(210)으로 인입 장착되고, 이 홈(210)으로 혼합물이 흐르게 되며, 혼합되어 압출 성형된 혼합물은 컨베이어 벨트를 따라 이동하게 된다. 이 압출성형구(300)를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
압출성형구(300)는 베이스(230)와 베이스(230) 상단에 복수개의 성형발(240)이 형성된 것을 특징으로 한다.
베이스(230)는 그 하단이 곡면으로 형성되어 있고, 양 측에 일종의 계단 형식의 단(231)이 형성되어 있다. 이 베이스(230) 상단에 복수개의 성형발(240)이 연장되어 있다.
케이싱(200)의 홈(210)으로 인입된 압출성형구(300)에 의해 이 케이싱(200)의 홈(210)으로 유입되는 혼합물이 압출성형구(300)에 마련된 성형발(240)을 통과하면서 성형발(240)에 의해 단면에 복수개의 홀이 형성된 혼합물로 압출된 뒤 컨베이어벨트를 따라 이동하게 된다.
즉, 성형발(240)에 의해 홈으로 유입된 혼합물은 그 내부에 소정 간격으로 소정 크기의 홀이 복수개가 형성된 콘크리트데크로 성형되는 것을 특징으로 한다.
이러한 성형발(240)은 베이스(230)의 상단부터 소정 길이로 연장된 제1직선구(232)와, 혼합물의 흐름을 유도하고, 와류에 의한 흐름 차단을 방지하도록 직선구에서 폭이 점차 증가하는 연결구(233)와, 연결구(233)에서 상기 제1직선구(232)의 폭과 두께가 넓은 제2직선구(234)로 구성된 것을 특징으로 한다.
제1직선구(232)를 따라 혼합물이 흐르게 되는데, 케이싱(200)에 형성된 홈의 깊이를 작업 환경상 그 깊이를 제한할 수 밖에 없으며, 이로 인해 제1직선구(232)를 따라 흐르는 혼합물이 와류 혹은 역류에 의해 컨베이어벨트를 따라 이동하는 콘크리트데크의 방향과 반대방향으로 흐를 수 있다.
이에 혼합물의 흐름을 원활하게 하고 안정적으로 압출될 수 있도록 제1직선구(232)의 끝단에는 그 폭이 점차 증가하는 연결구(233)가 형성된다. 연결구(233)는 혼합물의 흐름이 원활해 지도록 그 폭이 점차 증가하게 형성하였으며, 그 끝단에는 제1직선구(232)의 폭보다 넓은 제2직선구(234)로 구성되어 있다.
결국, 제2직선구(234)의 폭, 즉 단면상의 가로길이와 세로길이는 실제로 본 발명에 의해 구현되는 콘크리트데크에 형성된 복수개의 홀 형상과 대응된다.
이 2직선구에 의해 콘크리트데크에 복수개의 홀이 형성된다.
본 발명은 이른바 '콘크리트데크'를 생산하게 되었고, 이하 구체적으로 설명하겠지만, 콘크리트 성분이 포함된 콘크리트데크를 생산하게 되었고, 종래 목재데크의 문제를 일거에 해결할 수 있는 새로운 타입의 콘크리트데크 생산 장치를 구현하게 되었다.
본 발명에 의해 구현되는 콘크리트데크의 성분을 설명하면 다음과 같다.
콘크리트데크는 시멘트, 규석분, 첨가물을 배합한 혼합물로 이루어진다.
해당 혼합물은 제조혼합탱크에 넣은 뒤 교반하는 원료배합단계가 이루어진다.
해당 혼합물의 성분을 살펴보면 다음과 같다.
시멘트는 통상적인 포틀랜트 시멘트를 적용한다. 해당 시멘트는 비표면적(Blaine:/g)인 Blaine값이 클수록(분말이 미세할수록) 초기강도의 발생이 빠르며 강도 증진율이 높기 때문에 본 발명에서는 Blaine값이 2800/g 이상인 것을 적용한다.
시멘트 45 이상 49 이하 중량부, 규석분 42 이상 46 이하 중량부인 것을 특징으로 하고, 상기 첨가물은, 인조섬유제, 증점제, 무기질 색소, 펄프, 규회석이 혼합된 것을 특징으로 한다.
규석분은 SiO2 함량이 90% 이상인 것을 시멘트에 혼합한다.
규석분이 함께 혼합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는데, 혼합물을 압출성형하여 콘크리트데크를 생산하는데 입자형태의 규사에 의한 다양한 표면질감을 얻을 수 있음과 아울러, 규석분에 의해 내부구조의 치밀화를 구현할 수 있게 되어 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.
규석분이 42 중량부 보다 적게 혼합되는 경우에는 생산되는 콘크리트데크의 강도가 작게되고, 규석분이 46 중량부 보다 큰 경우에는 규석분 성분 이외에 다른 성분들과의 혼합 비율이 맞지 않아 원하는 정도의 강도를 얻을 수 없는 문제가 발생한다.
본 발명에서는 바람직하게 이미 설명한 시멘트의 경우 47 중량부, 규석분 44 중량부를 혼합하는 경우 생산된 콘크리트데크의 강도가 원하는 정도로 구현될 수 있다.
한편, 시멘트와 규석분 이외에 인조섬유제 역시 혼합된다.
인조섬유제는 합성섬유, 예컨대 아라미드 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 아크릴 섬유, 비닐론 섬유(PVA(polyvinyl acohol)섬유)와 같은 합성섬유 및 금속섬유, 유리섬유, 탄소섬유를 적용할 수 있다. 이중 콘크리크데크에 적합하도록 내 알칼리성과 인장력을 지니며, 친수성과, 화학적 물리적으로 우수한 접착성을 지닌 것을 적용하는 것이 바람직하다.
한편, 증점제는 콘크리트데크의 물리적 성질을 높이는 기능을 수행한다. 이와 같은 증점제는 바람직하게 35,000 ~ 75,000의 점도로 지닌다.
또한, 무기질 색소 역시 혼합된다. 압출성형된 콘크리트데크 자체에 색상을 부여하는 기능을 수행하는데, 이와 같은 무기질 색소는 산화철, 합성 안료산화철, 운모, 펄라이트 중 선택해서 어느 하나 혹은 복수개 이상 혼합되어 본 발명에 적용될 수 있다.
산화철은 무기질 재료로써 철강을 제조하는 공정에서 용광로 등에서 채취된 것을 적용할 수 있다. 이때, 산화철에는 흑색 가루인 산화제일철, 적색 가루인 산화제이철, 흑색가루인 사산화삼철이 있으며, 산화염 소성에서는 갈색 내지 적갈색을, 환염염 소성에서는 청록색, 회청색, 암회색 등을 나타낸다.
아울러, 철분 함유량이 많은 점토를 소성하면 붉은 벽돌색을, 알칼리가 함유된 붕산유약에 산화철을 가하면 검붉은 색조를 띠게 되고, 상기 합성 안료산화철은 산화철과 함께 산화코발트 또는 망간화합물, 구리화합물 등을 섞은 유약은 검은색을, 기타 유약의 조성이나 가열온도에 따라 다양한 색조를 띠게 된다. 아울러, 유색 산화철 및 합성안료 산화철은 압출성형 콘크리트 패널의 착색재로 사용할 경우 분산성이 좋고, 입자가 미세해야만 착색력이 우수한 요구성능이 있는데, 본 발명에서는 상기의 요구성능을 충족하기 위해 입자크기가 325 ~ 1200메쉬(mesh)인 것을 적용한다.
운모는 규산염 광물로서, 그 종류로는 백운모, 금운모, 흑은모, 형광금은모, 홍은모, 소다은모, 견운모 등이 있으며, 그 자체에 여러 가지 색상이 부여된 것인데, 본 발명에서는 운모를 적용함에 있어, 전술한 바와 같이 착색력이 우수한 요구성능을 충족할 수 있도록 미립의 결정체, 예컨대 입자크기가 600 ~ 1200메쉬(mes
h)인 미립의 결정체로 성형한 것을 적용한다.
펄라이트(Perlite)는 화산석으로 된 진주석을 900 ~ 1200℃로 소성한 후 분쇄하여 소성, 팽창한 것인데, 진주처럼 납빛을 가지며 보통 회색 또는 갈색이나 청색 및 적색을 띤다. 이에, 본 발명에서는 펄라이트를 적용함에 있어, 전술한 바와 같이 착색력이 우수한 요구성능을 충족할 수 있도록 미립의 결정체, 예컨대 입자크기가 600 ~ 1200메쉬(mesh)인 미립의 결정체로 성형한 것을 적용한다.
이에, 상기와 같이 산화철, 합성 안료산화철, 운모, 펄라이트 중 어느 하나가 적용되는 무기질 색소는 적색, 갈색, 흑색, 황색, 녹색, 청색, 백색의 색상인 것을 사용하거나 이들의 혼합색이 부여된 것을 사용할 수 있어, 원하는 모든 색상을 부여할 수 있다.
한편, 펄프는 천연섬유로서 온도편차에 따른 길이변화가 적고 내수성, 내화성, 차음성이 우수한 소재로 본 발명에 역시 적용된다.
이러한 인조섬유, 증점제, 칼라몰탈, 펄프, 규회석의 첨가물은 7 이상 11 이하 중량부인 것을 특징으로 하고, 이 혼합물을 제조혼합탱크에 넣어 소정 마력으로 30분 이상 60분 이하 동안 교반기를 이용하여 교반하는 것을 특징으로 한다.
한편, 압출하우징을 통해 압출된 혼합물을 1차 절단하는 단계, 1차 절단된 압출된 혼합물을 소정온도 및 소정시간동안 1,2차에 걸쳐 양생하는 단계 및 1,2차 양생을 거친 압출된 혼합물의 상부면을 면가공하고, 면가공을 마친 압출된 혼합물의 사방 외둘레면을 각치기하며, 상기 각치기를 마친 압출된 혼합물을 직사각형태로 2차 절단하는 단계를 포함한다.
이러한 단계를 거쳐 생산된 제품이 도 9에 도시된 콘크리트데크이고, 1차 양생 단계에서는 60℃ ~ 75℃의 온도에서 10 ~ 18시간 동안 1차 양생하고, 1차 양생된 성형물을 오토클레이브에서 2차 양생단계를 수행하는데, 이때에는 140℃ ~ 180℃의 온도와 70kg/cm2 ~ 10kg/cm2 의 압력환경에서 10 ~ 18시간 동안 상기 1차 양생된 압출물을 2차 양생한다.
이후, 1,2차에 걸친 양생과정을 마친 압출물은 별도의 기구를 이용하여 사방 외둘레면을 각치기하며, 상기 각치기를 마친 압출된 혼합물을 직사각형태로 2차 절단한다.
상기와 같은 단계로 이루어진 본 발명에 의해 생산된 이른바 콘크리트데크의 경우, 기존의 목재 데크를 대체할 수 있을뿐만 아니라 기존의 목재 데크의 문제점을 일거에 해결함은 물론이고, 별도로 제작된 성형발에 의해 최적의 강성을 확보할 수 있는 다수개의 홀이 형성된 콘크리트데크를 구현하게 된다.
200 : 케이싱 300 : 압출성형구
400 : 게이트

Claims (3)

  1. 시멘트, 규석분, 첨가물을 배합한 혼합물을 제조혼합탱크에 넣어 소정마력으로 교반하는 단계;
    상기 교반된 혼합물을 원료공급기에 투입하는 단계;
    상기 원료공급기에 투입된 혼합물이 직육면체 형상의 콘크리트데크로 성형되도록 압출하우징으로 압출하는 단계;
    상기 압출하우징을 통해 압출된 혼합물을 1차 절단하는 단계;
    상기 1차 절단된 압출된 혼합물을 소정온도 및 소정시간동안 1,2차에 걸쳐 양생하는 단계;
    상기 1,2차 양생을 거친 압출된 혼합물의 상부면을 면가공하고, 면가공을 마친 상기 압출된 혼합물의 사방 외둘레면을 각치기하며, 상기 각치기를 마친 압출된 혼합물을 직사각형태로 2차 절단하는 단계;를 포함하되,
    상기 압출하우징은, 길이 방향으로 그 중심에 소정 깊이의 홈이 형성된 케이싱과, 상기 소정 깊이의 홈에 인입 장착되는 압출성형구로 구성되되,
    상기 케이싱에는 상기 압출성형구가 끼움결합되도록 양 측에 끼움홈이 형성되며,
    상기 압출성형구는 베이스와 상기 베이스 상단에 복수개의 성형발이 형성된 것을 특징으로 하고, 상기 베이스는 상기 끼움홈에 결합될 수 있도록 계단식으로 단차지게 구성되는 것을 특징으로 하고,
    상기 성형발에 의해 상기 홈으로 유입된 혼합물은 그 내부에 소정 간격으로 소정 크기의 홀이 복수개가 형성된 콘크리트데크로 성형되는 것을 특징으로 하고,
    상기 성형발은 상기 베이스의 상단부터 그 단면이 직사각형 형상이고 소정 길이로 연장된 제1직선구와, 상기 혼합물의 흐름을 유도하고, 와류에 의한 흐름 차단을 방지하도록 상기 제1직선구에서 폭이 점차 증가하는 연결구와, 상기 연결구로부터 그 단면이 직사각형 형상이고 소정 길이로 연장된 제2직선구가 형성되되,
    상기 제2직선구의 단면형상인 직육면체의 가로 길이는 상기 제1직선구의 단면형상인 직육면체의 가로 길이보다 길고, 상기 제2직선구의 단면형상인 직육면체의 세로 길이는 상기 제1직선구의 단면형상인 직육면체의 세로 길이보다 긴 것을 특징으로 하며,
    상기 혼합물은, 시멘트 45 이상 49 이하 중량부, 규석분 42 이상 46 이하 중량부인 것을 특징으로 하고, 상기 첨가물은, 인조섬유제, 증점제, 무기질 색소, 펄프, 규회석이 혼합된 것을 특징으로 하되, 상기 인조섬유제, 증점제, 무기질 색소, 펄프, 규회석의 첨가물은 7 이상 11 이하 중량부인 것을 특징으로 하고, 상기 혼합물을 제조혼합탱크에 넣어 소정 마력으로 30분 이상 60분 이하 동안 교반기를 이용하여 교반하는 것을 특징으로 하며,
    상기 소정 간격으로 소정 크기의 홀이 복수개가 형성된 콘크리트데크에서,
    상기 소정 크기의 홀은 그 단면이 직사각형으로 구성되되, 상기 홀의 가로길이는 1.7 cm이고, 그 세로 길이는 1.2cm 이고, 상기 홀간의 간격은 0.9cm이며 상기 홀의 갯수는 5개인 것을 특징으로 하며, 5개의 홀이 형성된 상기 콘크리트데크의 가로길이는 16cm, 세로길이는 3cm 인 것을 특징으로 하며,
    상기 홀이 5개로 구성된 콘크리트데크는, 표면건조포화상태의 비중이 1.77이고, 크리프변형이 0.02%이고, 뒤틀림성이 0.2%이고, 미끄럼저항성이 0.62이고, 수분흡수율이 4.5%이고, 길이선열팽창계수는 4.9×10-5/℃ 이고, 폼알데하이드 방산량이 0.1mg/L 미만인 것을 특징으로 하는, 다수개의 홀이 형성된 콘크리트데크 생산 방법.
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