KR102223935B1 - 단열재 거푸집 및 이를 이용한 건축물의 시공방법 - Google Patents

Abstract

소정 두께의 마감재 위에 단열재가 설치된 거푸집으로 콘크리트 경화 후 추가 마감재 설치작업 없이 건축물의 벽체로 사용하도록 하는 단열재 거푸집 및 이를 이용한 건축물의 시공방법이 개시되어 있다.
이 개시된 단열재 거푸집은 콘크리트 골조가 굳혀진 후에도 철거되지 않고 단열재 역할을 하는 단열재 거푸집에 있어서, 소정 두께를 가지며, 경질소재로 이루어진 패널부재; 및 상기 패널부재의 적어도 어느 하나의 표면에 일체로 형성된 발포부재를 포함하며, 마주하는 상대편 거푸집과 연결하기 위한 개구부가 상기 패널부재 및 상기 발포부재에 형성되고, 이웃하는 상대편 거푸집의 발포부재와 결합되도록 소정 형상을 가진 조립부가 상기 발포부재의 둘레에 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

단열재 거푸집 및 이를 이용한 건축물의 시공방법{CONCRETE FORM PANEL WITH INSULATION MATERIALS AND METHOD FOR CONSTRUCTING STRUCTURE USING THE SAME}

본 발명은 단열재 거푸집 및 이를 이용한 건축물의 시공방법에 관한 것으로서, 상세하게는 철근 콘크리트 건축물의 벽체 시공시 철거가 필요 없는 단열재 일체형 거푸집 및 이를 이용한 건축물의 시공방법에 관한 것이다.

일반적으로, 거푸집은 원하는 모양을 얻기 위해 미리 짜두는 틀을 말한다. 즉, 건설분야에서는 철근 콘크리트 공사 중 공사기간을 결정짓는 주공정이다. 종래에 있어서는 각 콘크리트 골조 부위를 형성할 때 조립된 거푸집판을 해체하고, 공사 현장에서 반출하는 작업이 행해진다. 이 경우 거푸집 해체기간이 필요하고, 거푸집의 조립 전 또는 거푸집 해체 후에 거푸집이나 부속자재를 일시 보관하는 야적장 등을 필요로 한다. 이러한 문제를 해결하는 방법으로 아래와 같은 선행문헌이 개시된 바 있다.

특허문헌 1에는 고정부재가 제1패널 및 제2패널에 형성된 삽입홈에 삽입되어 설치되므로, 고정부재의 돌출에 의한 추가적인 마감 작업 없이 건설공사용 거푸집을 벽체로 구성하는 것이 제시되어 있다.

특허문헌 2에는 보강부재를 통해 제1웨브 및 제2웨브의 조립작업이 용이하며, 보다 견고하게 제1웨브 및 제2웨브를 조립할 수 있고, 철근 고정부를 통해 수평방향으로 배치되는 철근의 배치작업이 보다 용이하게 되는 것이 제시되어 있다.

그리고 특허문헌 3에는 콘크리트 골조가 경화된 후에도 철거하지 않고 그대로 단열재 패널 구조로서 전용할 수 있는 건설공사용 거푸집 구조에 대해 개시되어 있다.

특허문헌 1 내지 3의 경우 거푸집을 해체할 필요는 없지만 단열재가 외부로 노출되어 건축물 내부에 못을 박거나 타일을 설치하는 등의 추가 작업을 할 때 단열재에 다시 마감재를 설치해야 하는 문제점이 있다.

한국 등록특허 제10-1203298호(2012.11.14) 한국 등록특허 제10-1247837호(2013.03.20) 한국 등록특허 제10-1476665호(2014.12.19)

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 소정 두께의 마감재 위에 단열재가 설치된 거푸집으로 콘크리트 경화 후 추가 마감재 설치작업 없이 건축물의 벽체로 사용하도록 하는 단열재 거푸집 및 이를 이용한 건축물의 시공방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 콘크리트 골조가 굳혀진 후에도 철거되지 않고 단열재 역할을 하는 단열재 거푸집에 있어서, 소정 두께를 가지며, 경질소재로 이루어진 패널부재; 및 상기 패널부재 적어도 어느 하나의 표면에 일체로 형성된 발포부재를 포함하며, 마주하는 상대편 거푸집과 연결하기 위한 개구부가 상기 패널부재 및 상기 발포부재에 형성되고, 이웃하는 상대편 거푸집의 발포부재와 결합되도록 소정 형상을 가진 조립부가 상기 발포부재의 둘레에 형성될 수 있다.

여기서 상기 패널부재는 상기 발포부재가 적어도 일 면에 일체로 형성된 제1 및 제2패널부재를 포함하며, 상기 제1 및 제2패널부재는 상호 소정 간격 이격되도록 배치됨과 아울러 상기 발포부재가 위치하는 면이 서로 마주하도록 배치되고, 상기 제1 및 제2패널부재 사이의 양생 공간에 콘크리트가 양생 될 수 있다.

이때, 상기 패널부재의 개구부와 상기 발포부재의 개구부를 관통하여 설치되는 연결부재와; 상기 콘크리트의 양생 공간이 소정 간격을 유지하도록 하는 것으로, 상기 연결부재에 고정되는 고정부재; 및 상기 연결부재에 결합되며, 상기 콘크리트 양생 공간 외측에 위치되어 상기 제1 및 2패널부재를 지지하고 보강시키는 보강부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 패널부재는 상기 발포부재가 일체로 형성된 제1패널부재와, 상기 발포부재가 형성되지 않은 제3패널부재를 포함하며, 상기 제1패널부재와 제3패널부재는 상호 소정 간격 이격되도록 배치됨과 아울러 상기 제1패널부재의 상기 발포부재가 위치하는 면이 상기 제3패널부재와 마주하도록 배치되고, 상기 제1패널부재와 제3패널부재 사이의 양생 공간에 콘크리트가 양생 될 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 패널부재의 개구부와 상기 발포부재의 개구부를 관통하여 설치되는 연결부재와; 상기 콘크리트의 양생 공간이 소정 간격을 유지하도록 하는 것으로, 상기 연결부재에 고정되는 고정부재; 및 상기 연결부재에 결합되며, 상기 콘크리트 양생 공간의 외측에 위치되어 상기 제1패널부재와 상기 제3패널부재를 지지하고 보강시키는 보강부재를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 다수의 층간을 구획하는 슬래브를 더 포함하며, 상기 슬래브는 상기 패널부재 및 발포부재의 상측에 설치되어, 상기 패널부재와 상기 발포부재 상부에 콘크리트 양생 공간을 형성할 수 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 단열재 거푸집을 이용한 건축물의 시공방법은 상기한 구조의 단열재 거푸집을 준비하는 단계와; 상기 단열재 거푸집을 소정 건축물 형상으로 배치하는 단계와; 상기 단열재 거푸집에 의해 형성된 공간에 콘크리트를 타설하는 단계; 및 상기 콘크리트 양생 후, 상기 단열재 거푸집을 유지하는 단계를 포함할 수 있다.

특히, 상기 단열재 거푸집을 준비하는 단계는, 개방된 성형틀 상면에 상기 패널부재를 위치시키고 발포체를 전체 도포하고, 상기 성형틀의 개방된 상면을 덮는 단계와; 고온 환경에서 소정 시간 동안 상기 발포체를 발포하여, 상기 패널부재 상에 소정 두께의 발포부재를 형성하는 단계; 및 상기 단열재 거푸집 둘레에 요철 형상의 조립부를 절단하여 성형하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 단열재 거푸집은 마감재 역할을 하는 패널부재에 일체화된 발포부재를 사용함으로써, 콘크리트 양생 후 별도의 단열재를 부착하는 종래의 시공법과 대비하여 볼 때, 후 공정이 필요 없어 공정을 단순화 할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 콘크리트와의 일체화가 가능하고, 콘크리트와 단열재 사이가 밀폐하여 거푸집, 단열재, 철근 시공이 한번에 이루어지는 이점이 있다. 따라서, 외기에 면하는 슬래브에서 철근 콘크리트와 거푸집 사이에 단열재를 일체화해 후속 단열 공정을 배제하고 공기단축 및 시공성을 향상시킬 수 있다.

또한, 일체화된 발포부재는 건물 내부를 둘러싼 내벽을 이루게 배치되어 건물 내부의 단열 효과를 가져올 수 있다. 그리고, 건축 내부를 향하는 패널부재가 마감재 역할을 하여 건물 내부 벽에 액자, 선반 등을 설치하기 위한 못박기가 용이하다.

이에 더하여, 본 발명의 조립부는 요철 형상을 갖추어 시공시 용이하게 단열재 거푸집을 설치 할 수 있고 조립라인을 형성하여 내외측간 열교환을 최소화할 수 있게 하는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단열재 거푸집의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단열재 거푸집의 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단열재 거푸집의 단면도.
도 4a 및 도 4b는 도 1 의 단열재 거푸집의 일 제조 공정을 설명하기 위한 개략적인 도면.
도 5는 도 1의 단열재 거푸집의 다른 제조 공정을 설명하기 위한 개략적인 도면.
도 6은 건축물의 시공방법에서 건축물 형상으로 본 발명의 실시예들에 따른 단열재 거푸집을 배치한 일 예를 보인 개략적인 평면도.
도 7은 건축물의 시공방법에서 건축물 형상으로 본 발명의 실시예들에 따른 단열재 거푸집을 배치한 다른 예를 보인 개략적인 평면도.

본 발명에서 사용되는 용어 "및/또는"은 전후에 나열한 구성요소들 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 의미로 사용된다.

첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 실시형태를 도시한 것으로, 이는 단지 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공된다. 첨부된 도면에서 각 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위해 두께는 확대하여 나타낸 것일 수 있다. 예를 들어 도면에 표시된 두께, 크기 및/또는 비율 등에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.

이하 첨부한 도면들을 참조로 본 발명에 따른 단열재 거푸집 및 이를 이용한 건축물의 시공방법을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단열재 거푸집의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 단열재 거푸집(100)은 지지체 및 마감재 역할을 하는 패널부재(1)와, 이 패널부재 표면에 형성된 발포부재(8)를 포함한다. 이 단열재 거푸집(100)은 콘크리트 골조가 굳혀진 후에도 철거되지 않고 잔류하여 기계적 강도를 보강하는 기능과 단열재 역할을 한다.

패널부재(1)는 콘크리트가 양생 할 때 이를 지지하는 거푸집 기능과 마감재 역할을 한다. 이 패널부재(1)는 넓은 표면이 적어도 2개 이상으로 된 판형상의 부재로서, 소정의 두께를 가지는 경질소재로 이루어질 수 있다. 즉, 패널부재(1)는 섬유 강화 시멘트 보드(Cellulose fiber reinforced cement board, CRC 보드) 또는 산화마그네슘 보드(Magnesium oxide board, MGO 보드) 등의 경질 소재인 벽체 마감재료로부터 선택될 수 있다. 상기 CRC 보드는 셀룰로스 섬유(Cellulose fiber), 포틀랜드 시멘트(Portland cement) 및 규사 등을 물(H₂O)과 혼합하여 가압한 후, 오토 클레이브 양생과정을 거쳐 생산된 준불연자재이다. 따라서, 온도 편차에 따른 길이변화가 적고 내수성, 내화성, 차음성이 우수하다. 또한, MGO 보드는 산화마그네슘(MgO), 염화마그네슘(MgCl₂) 및 물(H₂O)의 주 성분으로 구성되어 있는 준불연자재이다. 위와 같은 패널부재(1)는 천연재료를 주 원료로 제조된 친환경적 건축자재로 구성할 수 있고 내화, 내수 및 내구성을 가진다. 또한, 방염성, 방부성 및 방충성이 뛰어나고 별도의 마감재를 사용하지 않고 시멘트색상 및 노출콘크리트 마감을 자연스럽게 드러나게 하는 건축 내외장재 역할을 가능하게 한다.

또한, 패널부재(1)는 마감면이 평탄하여 타일, 벽지 등 마감재를 바로 붙일 수 있는 장점이 있다. 이러한 패널부재(1)의 두께는 대략 1 내지 20 mm를 가질 수 있다. 예를 들어, CRC 보드는 대략 2 내지 15 mm 두께를 가지고, MGO 보드는 대략 1 내지 15 mm 두께를 가질 수 있다. 이때, 패널부재(1)의 두께가 1mm 미만인 경우는 지지력이 약하여 거푸집으로서 기능을 할 수 없다. 반면, 패널부재(1)의 두께가 20mm를 초과하는 경우는 제조 원가가 상승하고, 무게가 증가하게 되어 조립공수가 많이 드는 단점이 있다. 특히 MGO 보드는 15 mm 이내의 두께 범위에서 표면에 발포부재(8)가 화학반응을 통해 생산되기 가장 적합하며 접착제 없이 잘 부착되는 효과가 있다. 본 실시예에 있어서, 패널부재(1)의 예로서 CRC 보드, MGO 보드를 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 거푸집 기능을 수행하는 범위에서 다양하게 소재를 선택하여 실시 할 수 있다.

한편, 화재 초기 화염발생을 억제하고 인명대피시간을 확보하여 인명피해를 막는 목적으로 건물 내외부(I, O)를 향하는 패널부재(1)의 일 면에 방염처리를 할 수 있다.

발포부재(8)는 상기 패널부재(1)의 넓은 표면 중 한 면 및/또는 양 면에 형성될 수 있다. 이 발포부재(8)는 패널부재(1) 표면에 도포된 발포체를 화학반응을 통해 발포시킴으로써, 패널부재(1)에 형성될 수 있다. 이 제조공정에 대한 상세한 설명은 도 4a, 도4b 및 도5를 참조하여 후술하기로 한다.

발포부재(8)는 패널부재(1)에 적어도 어느 하나의 표면에 일체로 설치된다. 이때, 패널부재(1)와 일체화된 발포부재(8)는 마주하는 별도의 상대편 거푸집과 연결하는 연결구가 설치되기 위한 적어도 하나의 개구부가 형성된다. 또한, 발포부재(8)의 둘레에는 이웃하는 상대편 거푸집의 발포부재(8)와 억지끼움 결합되도록 요철 형상의 조립부(5)를 형성하는 것이 특징이다. 발포부재(8)는 콘크리트 보다 연질의 재료인 발포 합성 수지재로 이루어 질 수 있다. 즉 이 발포부재(8)는 발포 폴리스티렌 수지, 발포 폴리에틸렌 수지, 발포 우레탄 수지, 아이소핑크 등의 플라스틱계 소재로 이루어질 수 있다. 이와 같이 발포부재(8)가 콘크리트 보다 연질의 재료인 발포 합성 수지재로 이루어짐으로써, 콘크리트를 양생하였을 때 발포 합성 수지 내측으로 흡수 경화되어 견고하게 콘크리트와 일체화 될 수 있다.

상기 발포부재(8)의 두께는 대략 5 내지 500 mm로 다양하게 제조 될 수 있고, 사용 용도에 따라 두께를 다르게 제조하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 지하 이중벽으로 사용 할 때는 대략 30 내지 70 mm의 두께로 제조하고, 욕실, 주방벽, 내부 칸막이벽으로 사용하고자 할 때는 대략 55 내지 100 mm의 두께로 제조하고, 세대간벽, 복도벽, 발코니벽 등으로 사용하고자 할 때는 대략 100 내지 250 mm의 두께로 제조할 수 있다. 이렇게 사용 용도에 따라 두께를 다르게 할 수도 있지만, 발포부재(8)의 두께는 콘크리트 양생하는 양에 따라 단열재 거푸집(100)에 미치는 하중을 고려하여 다르게 할 수 있다.

또한, 발포부재(8)는 접착제를 이용하는 단열재 후부착 시공이 필요 없다. 또한, 콘크리트와의 일체화가 가능하고, 콘크리트와 단열재 사이가 밀폐하여 거푸집, 단열재, 철근 시공이 한번에 이루어지는 효과를 가져온다. 따라서, 외기에 면하는 슬래브에서 철근 콘크리트와 거푸집 사이에 단열재를 일체화해 후속 단열 공정을 배제하고 공기단축 및 시공성을 향상시키는 효과를 가져온다.

한편, 개구부(3)는 마주하는 별도의 상대편 거푸집과 연결하기 위해 패널부재(1) 및 발포부재(8)에 형성된다. 또한, 개구부(3)는 패널부재(1)가 일체화된 발포부재(8)에 다수 형성될 수 있다. 이때, 개구부(3)는 일정한 배열로 나란히 형성되어 단열재 거푸집(100)이 서로 마주보게 배치 되었을 때 수평을 이룰 수 있도록 위치할 수 있다. 개구부(3)는 일자형태로 가늘고 긴 형상인 직사각형일 수 있다. 이러한 형상은 성형이 용이하여 시공 단계의 단열재 거푸집(100)을 배치한 후에도 쉽게 절단하여 형성할 수 있다. 그 외에, 정사각형, 원형, 육각형 등 다양한 형태를 가질 수 있다. 또한, 하나의 일체화된 발포부재(8)에는 같은 형상의 개구부(3)가 형성되고 인출입구가 동일한 크기이다.

조립부(5)는 이웃하는 상대편 거푸집의 발포부재(8)와 결합되도록 소정 형상을 가진다. 또한, 발포부재(8)의 둘레에 형성될 수 있다. 이때, 조립부(5)는 동일한 요철 형상을 가진 이웃하는 발포부재(8)와 억지끼움 결합된다. 이러한 조립부(5)는 도 1에서는 발포부재(8) 좌우 및/또는 상하단 측에 전체 둘레에 형성된 예가 도시되어 있다. 반면, 발포부재(8)가 건축물의 마감이 되는 구간, 예를 들어 바닥, 천장, 좌우측 모서리 부분에서는 조립부(5)가 형성되지 않을 수 있다. 따라서, 조립부(5)는 시공시 용이하게 단열재 거푸집(100)을 설치 할 수 있고 조립라인을 형성하여 건물 내외부 (I, O) 공간의 열교환을 최소화할 수 있게 하는 효과를 제공한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단열재 거푸집(100)의 단면도이다.

도 2를 참조하면, 제1 및 제2패널부재(1), 발포부재(8), 연결부재(11), 고정부재(15), 보강부재(25)를 포함한다.

발포부재(8)가 적어도 일 면에 일체로 형성된 제1 및 제2패널부재(1)를 포함하며, 상기 제1 및 제2패널부재(1)는 상호 소정 간격 이격되도록 배치된다. 아울러 상기 발포부재(8)가 위치하는 면이 서로 마주하도록 배치되고, 제1 및 제2패널부재(1) 사이는 콘크리트가 양생 공간(13)이 될 수 있다.

패널부재(1)와 발포부재(8)는 도 1에서 설명하였으므로 생략할 수 있다.

한편, 연결부재(11)는 패널부재(1)의 개구부(3)와 발포부재(1)의 개구부(3)를 관통하여 설치될 수 있다. 또한, 연결부재(11)는 패널부재(1)가 일체화된 발포부재(8)가 적어도 둘 이상일 때 소정의 간격을 유지시키도록 연결된다. 이때, 발포부재(8)가 상호 마주하도록 배치되며, 발포 부재(8) 사이 공간은 콘크리트 양생 공간(13)이 된다.

도 2에서 보는 바와 같이, 건물 내외부(I, O)을 향해 위치한 연결부재(11)는 동일한 두께로 콘크리트 양생 공간(13)에 관통된다. 콘크리트 양생 공간(13)에 위치한 연결부재(11)는 철거할 필요가 없이 단열재 간의 위치를 잡아주고 견고한 건축물의 뼈대 역할을 할 수 있다.

반면, 건물 내외부(I, O)를 향해 위치하고 콘크리트 양생 공간(13)을 관통한 연결부재(11)는 콘크리트 경화 후 필요시 타 시설물에 설치 되거나 불필요시 커팅할 수 있다. 이러한 연결부재(11)에는 관통 홈 및/또는 요철 형상의 돌출부 등이 형성될 수 있다. 특히, 관통 홈은 연결부재(11)의 바깥쪽으로 다수 형성될 수 있고, 일체화된 발포부재(8)의 두께에 따라 조절이 가능하다. 또한, 요철 형상의 돌출부는 너트와 같은 보강부재(25)를 가질 때 사용될 수 있다. 이때, 보강부재(25)는 일체화된 발포부재(8)와 연결부재(11) 간의 틈새 없이 체결할 수 있는 역할을 한다.

도 2에 상세히 도시된 바와 같이, 긴 판상의 가로 일자 형상을 가질 연결부재(11)의 형상은 도 1에서 서술된 개구부(3)에 연결되도록 같은 두께 및 형상을 가질 수 있다.

이때, 긴 판상의 형상은 성형하기 용이한 개구부(3)의 형상과 일치되고 연결 및 커팅이 용이한 장점이 있다. 또한, 소재는 강화 플라스틱재 또는 금속판재 등으로 제조될 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.

고정부재(15)는 연결부재(11)에 결합되고, 상호 양생 공간이 소정 간격을 유지한 상태로 제1 및 제2패널부재(1)가 설치되도록 역할을 할 수 있다. 소재로는 기계적 강도가 큰 스테인리스강(stainless steel)소재 등의 금속으로 이루어질 수 있다.

더 상세하게, 고정부재(15)는 콘크리트 양생 공간(13)에 배치되어 콘크리트 경화 후 철거할 필요가 없다. 또한, 콘크리트 양생 공간(13) 내부에 위치한 연결부재(11)와 발포부재(8)를 단단히 고정시켜 위치 및 수평을 잡아주고 발포부재(8)의 변형을 방지하는 역할을 한다.

보강부재(25)는 외부에 위치한 연결부재(11)와 건물 내외부(I, O)에 위치한 하나 이상의 패널부재(1)를 견고하게 고정시키는 역할을 한다. 또한, 도 2에서와 같이 보강부재는 상(上)면이 하(下)면보다 넓을 수 있고, 하면의 크기는 보강부재(25)에 형성된 홈과 일치하여 억지끼움 결합되기 적합한 구조이다. 반면, 고정부재(15)와는 달리 콘크리트 경화 후 제거할 수 있다. 따라서, 보강부재(25)의 결합구조가 단순하여 콘크리트 경화 후 탈거하기 용이하다. 또한, 콘크리트가 양성할 때 외측 패널부재(1)와 외측 연결부재(11) 사이의 내측에서 외측으로 가해지는 힘에 대항하면서 기계적 강도를 유지하는 역할을 한다. 보강부재(25)는 도 2에서 보는 형상에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 너트, 걸쇠, 핀, 쐐기 등과 같은 다양한 형상을 선택하여 실시 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단열재 거푸집(100)의 단면도이다.

도 3은 도 2의 실시예에 따른 구성과 비교하여 볼 때, 제1패널부재(1), 제3패널부재(101), 연결부재(11), 고정부재(15), 보강부재(25)를 포함한다. 또한, 슬래브(slab)(17)를 더 포함할 수 있다.

도 3은 도 2와 같이 연결부재(11), 고정부재(15), 보강부재(25)를 포함할 수 있다. 이때, 각 부재에 자세한 설명은 도 2에서 이미 서술하였으므로 이를 생략한다.

제3패널부재(101)은 패널부재(1)에 발포부재(8)가 형성되지 않은 것이다. 제1패널부재(1)와 제3패널부재(101)는 상호 소정 간격이 이격 되도록 배치될 수 있다. 또한, 아울러 제1패널부재(1)의 발포부재(8)가 위치하는 면이 제3패널부재(101)와 마주하도록 배치될 수 있다. 이때, 제1패널부재(1)와 제3패널부재(101)의 상호 마주하는 공간은 콘크리트 양생 공간(13)이 될 수 있다.

슬래브(slab)(17)는 다수의 층간을 구획하는 역할을 한다. 단열재 거푸집(100)과 별도의 상대편 거푸집 사이 외기에 수평한 판상의 부분이다. 예를 들면 바닥, 천장 등을 말한다. 본 발명에서의 슬래브(slab)(17)는 그 사이 공간을 폐쇄시켜 콘크리트를 양생하도록 공간(13)을 형성한다.

도 4a 및 도 4b는 도 1 의 단열재 거푸집의 일 제조 공정을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.

도 4a 및 4b에서 보는 바와 같이, 성형틀(50), 발포체(59), 패널부재(1), 발포부재(8), 발열판(55)으로 구성된다.

도 4a는 패널부재(1)를 성형틀(50)에 놓고 발포체(59)로 도포하는 단계이다. 도 4a의 단계 후, 도 4b는 발열판(55)을 성형틀(50)의 개방된 면에 올려 놓은 후 고온의 환경에서 소정의 시간 동안 발포시켜 발포부재(8)를 형성한 제조 공정이다.

도 4a 및 4b는 성형틀(50)에 패널부재(1)를 인서트로 삽입하여 고정하는 방법으로 금속(또는 기타 재질)과 수지와의 열팽창계수의 차를 이용하여 고정하는 것이다. 열팽창계수의 차에 의한 응력이 생겨서 인서트를 고정한다.

도 4a 및 4b에서 보는 바와 같이, 발포 성형을 위해 성형틀(50) 안에 인서트 되는 패널부재(1)와 발포체(59)는 다양하게 중첩된다. 이때 발포체와 패널부재(1)의 다른 특성이나 현상은 포개져 하나의 형태로 유지되며, 포개어진 각각의 특성은 중첩되어 있는 경우에도 각각 변하지 않는다. 중첩의 예를 들면, 발포 성형을 위해 성형틀(50) 안에 인서트 되는 강도 보강용 패널부재(1)가 발포체(59)에 겹쳐지거나, 패널부재(1)와 발포체(59)가 서로 이어지거나, 패널부재(1)의 메쉬 구조 및/또는 수세미 구조 사이사이에 발포체(59)가 스며들어 경화되거나, 패널부재(1)와 발포체(59)가 각각 고유의 특성을 유지한 상태로 겹쳐지는 것을 포함한다. 즉, 패널부재(1)를 성형틀(50)에 먼저 투입하고, 일예로 성형틀(50)에 발포성 합성수지 중 폴리스티렌(Polystyrene), 폴리우레탄(polyure-thane) 등을 발포기를 통해 액체 상태에서 투입하고 경화시키면 패널부재(1)와 발포체(59)가 복합 구조로 중첩된 발포성 합성수지 중 폴리스티렌(Polystyrene), 폴리우레탄(polyurethane) 등의 발포부재(8)를 제작할 수 있다.

발포체(59)는 고분자 반응 중 기포를 형성하여 주는 물질로, 발포성 합성수지와 프로판, 부탄, 펜탄 등을 배합한 것이다.

이 발포체(59)는 그대로 또는 미리 발포한 것을 적당한 성형틀(50)에 넣어서 가열하는 것만으로 대략 10 ~ 100배로 팽창하여 가볍고 튼튼한 발포체 성형품을 얻을 수 있다. 또한, 발포체(59)를 직접 압출기 속에서 혼련 용융하여 한꺼번에 판상 또는 관상의 발포체를 만들 수가 있다. 이들 발포체(59)는 독립기포로 이루어지기 때문에 열과 음향에 대한 차단작용이 매우 뛰어나며 우수한 단열재 또는 흡음재로서 널리 응용되고 있다.

성형틀(50)은 판모양, 블럭모양 또는 통모양 등의 다양한 형태의 금형(틀)을 말한다. 이 내부에 발포체(59)가 도포된 패널부재(1)를 채우고 스팀을 가하여 성형틀 내의 발포체(59) 밑 공기의 팽창에 의한 발포 입자끼리 융착시켜 성형틀(50)에서 분리하여도 성형틀(50)의 모양을 유지하게 한다.

대형 성형틀(50)의 경우 발포체(59) 주입 방법으로 고압 발포기를 사용하여 발포체(59)의 희석을 양호하게 하여 발포부재(8) 제작시 품질을 높게 할 수 있다.

발열판(55)은 전기로의 온도(외부온도)가 대략 100 내지 1000℃로 고정시켜 열처리를 한다. 이를 통해 일차 수분이 증발 제거되어 슬러리 상태의 혼합상은 더욱 고점성의 슬러리 상태의 섬유조직으로 된다.

이때, 온도가 높아지면 발포체(59)로부터 기체가 발생되는 단계에서 기체는 섬유조직 안에서 밖으로 빠져 나가기가 어렵게 된다. 이렇게 생성된 기포는 이어지는 열처리 공정을 통하여 기공을 성하거나, 섬유 사이로 빠져나가게 되어 폐 기공 또는 개 기공을 형성하게 되어 발포체(59)가 형성되는 것이다. 이렇게 형성된 섬유상 발포체(59)는 그 골격이 섬유상으로 형성되어 있으므로 유연성과 유연성을 가지며 또한 폐 기공으로 인한 보온 단열 효과와 개 기공으로 인한 흡음 및 차음 효과의 성능을 가질 수 있게 된다.

도 5는 도 1 의 단열재 거푸집의 다른 제조 공정을 설명하기 위한 개략적인 도면이다. 도 5에는 스프레이(Spray)(63)가 포함된다.

도 5에서 보는 바와 같이, 스프레이(Spray)(63) 방식은 이소시아네이트 (isocyanate)와 레진프리믹스(Resin Premix) 등을 혼합하여 고압의 공기를 이용하여 노즐 밖으로 강하게 분사, 수초 내에 표면이 불규칙한 폼으로 만들어지는 방식이다.

도 6은 건축물의 시공방법에서 건축물 형상으로 본 발명의 실시예들에 따른 단열재 거푸집을 배치한 일 예를 보인 개략적인 평면도이다.

도 6은 제3패널부재(101)를 소정 간격 이격된 상태로, 제1패널부재(1)와 마주하도록 배치한다. 이때, 제1패널부재(1)와 제3패널부재(101) 사이에 콘크리트가 양생 공간(13)을 형성하여 건축물 형상으로 배치할 수 있다.

이때, 발포부재(8)는 건물 내부(I)를 둘러싼 내벽을 이루게 배치되어 건물 내부(I)의 단열 효과를 가져올 수 있다. 또한, 콘크리트 경화 후 별도의 거푸집을 철거할 필요가 없다. 따라서, 패널부재(1)가 마감재 역할을 하여 건물 내부(I) 벽에 액자, 선반 등을 설치하기 위한 못박기가 용이하다.

한편, 제3패널부재(101)는 건물 외부(O)를 둘러싼 외벽을 이루게 배치되고 콘크리트 양생 시 내부에서 외부로부터 가해지는 압력을 지지하는 역할을 할 수 있다. 이때, 더 강하게 외벽을 지지하기 위해 보강벽을 임시로 추가 설치할 수도 있다.

도 7은 건축물의 시공방법에서 건축물 형상으로 본 발명의 실시예들에 따른 단열재 거푸집을 배치한 다른 예를 보인 개략적인 평면도이다.

도 6과 비교하였을 때, 상기 발포부재(1)가 적어도 일 면에 일체로 형성된 제1 및 제2패널부재(1)를 포함한다. 또한, 제1 및 제2패널부재(1)는 상호 소정 간격 이격되도록 배치됨과 아울러 발포부재(8)가 위치하는 면이 서로 마주하도록 배치될 수 있다. 이때, 제1 및 제2패널부재(1) 사이에 콘크리트가 양생 공간(13)을 형성하여 건축물 형상으로 배치할 수 있다.

따라서, 건물 내외부(I, O)에 발포부재(8)가 포함되어 있어 단열 및 흡음 효과를 가져올 수 있다. 또한, 건물 내외부(I, O) 방향을 향하는 패널부재(1)가 마감재 역할을 하여 콘크리트 양생 후 철거할 필요가 없고 결국 시공 시 공기가 단축되는 효과를 가져온다.

또한, 도 1내지 도7에서 서술한 단열재 거푸집(100)을 이용한 건축물의 시공방법은 단열재 거푸집(100)을 준비하는 단계, 단열재 거푸집을 소정 건축물 형상으로 배치하는 단계, 단열재 거푸집에 의해 형성된 공간에 콘크리트를 타설하는 단계, 콘크리트 양생 후, 상기 단열재 거푸집을 유지하는 단계를 포함할 수 있다.

이러한 단열재 거푸집(100)을 이용한 건축물의 시공방법은 콘크리트 양생 후 철거가 필요 없어 시공의 공기를 단축시킬 수 있다. 따라서, 철거시 필요한 장비 및 인력 등의 부대비용을 절감하는 효과를 가져온다.

특히, 시공방법의 단계 중 단열재 거푸집(100)을 준비하는 단계는 개방된 성형틀(50) 상면에 패널부재(1)를 위치시키고 발포체를 전체 도포하고 상기 성형틀(50)의 개방된 상면을 덮는 단계, 고온 환경에서 소정 시간 동안 상기 발포체(59)를 발포하여 상기 패널부재(1) 상에 소정 두께의 발포부재(8)를 형성하는 단계, 단열재 거푸집(100) 둘레에 요철 형상의 조립부(5)를 절단하여 성형하는 단계를 포함할 수 있다.

따라서, 위에서 서술된 준비단계를 통해 발포부재(8)가 일체화된 패 널부재(1)는 유해한 부착제로 제조되지 않아 친환경적이다. 또한, 기공으로 인한 보온 단열 효과와 개 기공으로 인한 흡음 및 차음 효과를 가질 수 있다.

위의 서술한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

1: 패널부재 3: 개구부
5: 조립부 8: 발포부재
11: 연결부재 13: 콘크리트 양생 공간
15: 고정부재 17: 슬래브
25: 보강부재 50: 성형틀
55: 발열판 59: 발포체
63: 스프레이 100: 단열재 거푸집
101: 제3패널부재 I: 건물 내부
O: 건물 외부

Claims (8)

1. 콘크리트 골조가 굳혀진 후에도 철거되지 않고 단열재 역할을 하는 단열재 거푸집에 있어서,
   각각 1 내지 20㎜ 범위의 두께를 가지며, 섬유 강화 시멘트 보드 및 산화마그네슘 보드 중 적어도 어느 하나의 경질소재로 이루어지고, 상호 소정 간격 이격 배치되는 제1 및 제2패널부재; 및
   상기 제1 및 제2패널부재 각각의 적어도 일면에 일체로 형성된 발포부재를 포함하며,
   마주하는 상대편 거푸집과 연결하기 위한 개구부가 상기 패널부재 및 상기 발포부재에 형성되고,
   이웃하는 상대편 거푸집의 발포부재와 억지끼움 결합되도록 상기 발포부재의 전체 둘레에 요철 형상으로 조립부가 형성되며,
   상기 발포부재가 위치하는 면이 서로 마주하도록 상기 제1 및 제2패널부재가 배치되며,
   상기 제1 및 제2패널부재 중 적어도 어느 하나는 건물 내부를 둘러싼 내벽을 이루게 배치되는 것으로, 상기 제1 및 제2패널부재 사이의 양생 공간에서 콘크리트가 양생 될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 단열재 거푸집.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1패널부재의 개구부와 상기 제2패널부재의 개구부를 관통하여 설치되는 연결부재와;
   상기 콘크리트의 양생 공간이 소정 간격을 유지하도록 하는 것으로, 상기 연결부재에 고정되는 고정부재; 및
   상기 연결부재에 결합되며, 상기 콘크리트 양생 공간 외측에 위치되어 상기 제1 및 2패널부재를 지지하고 보강시키는 보강부재를 더 포함하는 단열재 거푸집.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 발포부재가 일체로 형성된 제1패널부재와, 상기 발포부재가 형성되지 않은 제3패널부재를 포함하며,
   상기 제1패널부재와 상기 제3패널부재는 상호 소정 간격 이격되도록 배치됨과 아울러 상기 제1패널부재의 상기 발포부재가 위치하는 면이 상기 제3패널부재와 마주하도록 배치되고,
   상기 제1패널부재와 상기 제3패널부재 사이의 양생 공간에 콘크리트가 양생 될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 단열재 거푸집.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 패널부재의 개구부와 상기 발포부재의 개구부를 관통하여 설치되는 연결부재와;
   상기 콘크리트의 양생 공간이 소정 간격을 유지하도록 하는 것으로, 상기 연결부재에 고정되는 고정부재; 및
   상기 연결부재에 결합되며, 상기 콘크리트 양생 공간의 외측에 위치되어 상기 제1패널부재와 상기 제3패널부재를 지지하고 보강시키는 보강부재를 더 포함하는 단열재 거푸집.
   
6. 제1항에 있어서,
   다수의 층간을 구획하는 슬래브를 더 포함하며,
   상기 슬래브는,
   상기 패널부재 및 발포부재의 상측에 설치되어, 상기 패널부재와 상기 발포부재 상부에 콘크리트 양생 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 단열재 거푸집.
   
7. 단열재 거푸집을 이용한 건축물의 시공방법에 있어서,
   제1항 및 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 단열재 거푸집을 준비하는 단계와;
   상기 제1 및 제2패널부재 중 적어도 어느 하나는 건물 내부를 둘러싼 내벽을 이루게 배치된 상기 단열재 거푸집을 소정 건축물 형상으로 배치하는 단계와;
   상기 단열재 거푸집에 의해 형성된 공간에 콘크리트를 타설하는 단계; 및
   상기 콘크리트 양생 후, 상기 단열재 거푸집을 유지하는 단계를 포함하고,
   상기 단열재 거푸집을 준비하는 단계는,
   개방된 성형틀 상면에 상기 패널부재를 위치시키고 발포체를 전체 도포하고, 상기 성형틀의 개방된 상면을 덮는 단계와;
   100 내지 1000℃의 고온 환경에서 소정 시간 동안 상기 발포체를 발포하여, 상기 패널부재 상에 소정 두께의 발포부재를 형성하는 단계; 및
   상기 단열재 거푸집 둘레에 요철 형상의 조립부를 절단하여 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단열재 거푸집을 이용한 건축물의 시공방법.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 발포체는,
   고분자 반응 중 기포를 형성하여 주는 발포성 합성수지, 프로판 및 페탄 중 적어도 어느 하나를 배합하여 이루어진 물질을 포함하는 것으로, 발열판 속에서 혼련 용융하여 한꺼번에 판상 또는 관상으로 형성되고, 상기 패널부재의 기공 사이에 스며들어 경화되거나 혼합되는 것을 특징으로 하는 단열재 거푸집을 이용한 건축물의 시공방법.

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