KR102299982B1 - 인공어초 - Google Patents

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KR102299982B1
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은솔기
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송준혁
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Abstract

본 발명은 구조를 단순하게 하면서도 서식공간에서 이물질의 퇴적을 방지하기 위한 인공어초에 관한 것이다.
이를 위해, 인공어초는 무근 콘크리트 혼합물에 의해 제작되는 어초구조물과, 어초구조물의 정면을 기준으로 전방부와 후방부에 각각 형성된 출입구가 연결되도록 어초구조물에 관통 형성되는 적어도 하나의 서식공간을 포함하고, 서식공간의 바닥은 일측의 출입구 바닥으로부터 상향 경사를 이루다가 타측의 출입구 바닥을 향해 하향 경사를 이루도록 한다.

Description

인공어초{ARTIFICIAL REEF}
본 발명은 인공어초에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 구조를 단순하게 하면서도 서식공간에서 이물질의 퇴적을 방지하기 위한 인공어초에 관한 것이다.
인공어초는 설치 위치에 따라 해저지반에 구조물을 설치하는 침설형(沈設型)과, 바닷속에 구조물을 계류(繫留)시키는 부표형 어초로 나눌 수 있다.
또한, 인공어초는 바닷속에서 다른 물체에 몸을 접촉하거나 가깝게 있으면서 몸을 의지하거나 보호하는 물고기의 본능에 맞추어 제작하여 구멍이 뚫린 형태의 어류형 어초와, 전복이나 소라 등의 패조류의 서식에 적합한 패조류형 어초가 있다. 통상적으로, 어류형 어초는 20~30미터 간격으로 설치하고, 패조류형 어초는 5~15미터 간격으로 설치하는데, 어류형 어초와 패조류형 어초가 엄격하게 구분되는 것은 아니며, 하나의 어초가 두 가지 용도로 모두 사용되는 경우도 있다.
한편, 국내에서는 폐전신주를 이용한 조립식 어초 등을 사용한 바 있고, 국외에서는 폐자재로서의 폴리에틸렌 수지나 폐타이어 등을 일정한 모양으로 구성한 조립식 어초를 포함하여 폐선어초나 폐차어초와 같은 여러 가지의 종류의 어초가 사용되었으나, 해양환경과 관련하여 현재 폐자원 활용문제는 감소 추세에 있다.
인공어초는 어미고기의 산란장소를 제공하여 수정율과 부화율을 높일 수 있도록 하여 주는 산란장으로서의 기능을 하고, 어초를 중심으로 먹이사슬을 형성하여 성육을 증대시키는 먹이장으로서의 기능을 하며, 수산 생물이 도피할 수 있는 공간을 제공하여 서식환경을 개선하는 휴식장으로서의 기능을 한다.
세계 각국은 200해리 배타적 경제수역을 선포하면서 수산을 자국화하는 정책을 강화하고 있어, 해양 자원을 조성하는 사업의 중요성이 강조되어 왔고, 연안 어장에 대한 간척과 매립 등으로 어장을 상실하고 있는 현실에서 어장의 생산력을 높일 수 있는 인공어초에 대한 사업의 필요성은 나날이 높아진다 하겠다.
이에 따라 관련 업계에서는 다양한 형태의 인공어초들이 개발되어 오고 있으나, 구조가 복잡하여 제작 자체가 어렵거나, 제작 공정이 복잡하고 제작 과정에서 조립이 요구되는 등 제작 자체에 문제가 많았고, 해저에 설치하는 것이 단순하지 않아 설치에 어려움이 있으며, 해저에 설치한 후에도 쉽게 전도되거나, 연약지반에 쉽게 침하되고, 퇴적물이 덮여 어초가 그 기능을 못하게 되는 등 여러 가지 문제점을 안고 있었다.
또한, 해양 환경에 따라 그에 맞는 인공어초를 별도로 생산하여 설치해야 하는 점은 사업성을 떨어뜨리는 또 다른 요인이 되어 왔다.
대한민국 등록특허공보 제10-1492188호 (발명의 명칭 : 인공어초, 2015. 02. 10. 공고)
본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 구조를 단순하게 하면서도 서식공간에서 이물질의 퇴적을 방지하기 위한 인공어초를 제공함에 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 인공어초는 무근 콘크리트 혼합물에 의해 제작되는 어초구조물; 및 상기 어초구조물의 정면을 기준으로 전방부와 후방부에 각각 형성된 출입구가 연결되도록 상기 어초구조물에 관통 형성되는 적어도 하나의 서식공간;을 포함하고, 상기 서식공간의 바닥은, 일측의 출입구 바닥으로부터 상향 경사를 이루다가 타측의 출입구 바닥을 향해 하향 경사를 이룬다.
여기서, 상기 서식공간에는, 탄성을 가지되, 중공의 튜브 형태를 나타내는 탄성거푸집;이 삽탈 가능하게 결합된다.
본 발명에 따른 인공어초는 상기 어초구조물의 저면으로부터 돌출되도록 상기 어초구조물에 결합되는 고정유닛;을 더 포함한다.
여기서, 상기 어초구조물은, 상기 서식공간이 관통 형성된 반구 형상의 블럭 형태를 나타낸다.
여기서, 상기 무근 콘크리트 혼합물은, 시멘트가 포함되거나 시멘트와 모래가 포함된 콘크리트에 비중이 3.0~3.2 이상인 저품위 철광석을 혼합한다.
여기서, 상기 무근 콘크리트 혼합물에는, 상기 콘크리트의 중성화를 위한 고로슬래그;를 더 혼합한다.
본 발명에 따른 인공어초는 상기 어초구조물의 표면 전체 또는 일부에 도포되고, 액상의 폴리우레아에 미세분말 형태의 유리섬유가 혼합된 복합탄성중합체를 포함하는 도장층;을 더 포함한다.
여기서, 상기 도장층은, 상기 어초구조물의 표면에 도포되는 하도층; 및 상기 하도층에 도포되는 복합탄성층;을 포함하되, 상기 복합탄성층은, 상기 복합탄성중합체를 포함하며, 상기 유리섬유는, 상기 폴리우레아 100 중량%를 기준으로 5~10 중량% 또는 6~15 중량%가 혼입된다.
여기서, 상기 유리섬유의 밀도는 0.55~0.60 g/cc 를 나타내고, 상기 유리섬유의 수분율은 0.08 % 미만을 나타낸다.
여기서, 상기 어초구조물은, 평판 형상을 나타내는 바닥구조물; 및 상기 서식공간이 관통 형성되도록 상기 바닥구조물의 상부에 반원통 형상으로 구비되는 반원통블럭;을 포함하고, 상기 반원통블럭의 외주면에는, 상기 반원통블럭의 길이 방향으로 길게 형성되고, 정면을 기준으로 좌우 대칭을 이루어 상기 반원통블럭의 외주면을 따라 복수 개의 계단홈;이 함몰 형성된다.
여기서, 상기 반원통블럭에는, 상기 서식공간과 외부를 연결하는 호흡공;이 관통 형성된다.
여기서, 인접한 두 어초구조물 사이에는, 다른 어초구조물이 적층 지지되되, 하부의 어초구조물에 구비된 상기 계단홈에는, 상부의 어초구조물의 하단 모서리 부분이 적층 지지된다.
여기서, 상기 바닥구조물의 하단부에는, 지지후크부;가 돌출 형성된다.
여기서, 상기 계단홈에는, 후크결합부;가 함몰 또는 관통 형성되고, 인접한 두 어초구조물 사이에는, 다른 어초구조물이 적층 지지되되, 하부의 어초구조물에 구비된 상기 후크결합부에는, 상부의 어초구조물에 구비된 상기 지지후크부가 끼움 결합된다.
본 발명에 따른 인공어초에 따르면, 구조를 단순하게 하면서도 서식공간에서 이물질의 퇴적을 방지할 수 있다. 특히, 서식공간에 퇴적되는 일부 이물질은 서식공간을 통과하는 해류의 작용으로 서식공간의 고점으로부터 서식공간의 저점을 거쳐 출입구로 이물질을 배출시킬 수 있다.
또한, 서식공간의 구조적 특징을 통해 해저에서 해저생물의 은신처 및 해저생물의 쾌적한 서식 환경을 제공할 수 있다.
또한, 철근을 사용하지 않으므로, 재료 및 노무비를 절감할 수 있고, 해저 생태계 조성 사업에 소요되는 예산을 줄여 경제적이며 실용적인 인공어초를 제공할 수 있다.
또한, 탄성거푸집에 의해 어초구조물에서 서식공간을 형성하므로, 서식공간의 형상을 다양화할 수 있다.
또한, 탄성거푸집의 입체적인 중공 형상 및 탄성거푸집의 탄성력으로 인해 어초구조물의 제작을 위한 액상의 무근 콘크리트 혼합물에 탄성거푸집이 침지된 상태로 양생되더라도, 양생 과정에서 무근 콘크리트 혼합물의 압력은 분산된 상태로 탄성거푸집에 작용하므로, 탄성거푸집의 형상을 안정되게 유지시킬 수 있고, 어초구조물이 양생된 이후에 서식공간으로부터 탄성거푸집을 간편하게 분리시킬 수 있으며, 탄성거푸집을 반복적으로 재활용할 수 있다.
또한, 어초구조물의 반구 형상 어초구조물의 반원통 형상 또는 또는 고정유닛의 부가 또는 베이스구조물의 부가 등을 통해 어초구조물의 자중만으로도 해저에서 인공어초가 파도 또는 태풍 또는자연재해로부터 전도위험, 파손위험, 위치변경 등의 문제를 해결할 수 있다.
또한, 어초구조물의 반구 형상을 통해 인공어초의 외관을 미려하게 하고, 어초구조물의 적층을 가능하게 할 수 있다.
또한, 어초구조물을 제조함에 있어서, 무근 콘크리트 혼합물에 저품위 철광석이 첨가되므로, 저품위 철광석의 비중으로 인해 어초구조물의 자중을 증진시키고, 인공어초의 전도, 흔들림 등의 효과를 배제하여 해저에서 인공어초의 안정성을 증진시킬 수 있다.
또한, 무근 콘크리트 혼합물에 고로슬래그가 첨가되므로, 어초구조물에서 콘크리트를 중성화시키고, 어초구조물에 의한 해양 오염을 방지할 수 있다.
또한, 무근 콘크리트 방식의 어초구조물에서 철근을 대용한 어초구조물의 형상과 역학적이 거동에 따라 어초구조물의 전체 또는 국부적인 표면에 복합탄성중합체을 도포하여 어초구조물의 인장강도 및 연성을 개선할 수 있다.
또한, 어초구조물에 철근을 배근한 다음 콘크리트를 타설하는 종래의 인공어초의 제작방법은 비경제적이므로, 본 발명은 폴리우레아와 폴리머를 혼입하여 콘크리트의 취약점인 인장강도 및 연성을 개선하며, 경제성을 고려하여 전면도포 또는 국부적인 도포를 실시할 수 있다.
또한, 어초구조물의 반원통 형상을 통해 인공어초의 외관을 미려하게 하고, 어초구조물의 적층을 간편하게 할 수 있다.
또한 호흡공이 관통 형성되므로, 서식공간에서의 해류 이동을 원활하게 할 수 있다.
또한, 어초구조물의 적층에 있어서, 어초구조물 사이의 유동을 억제하고, 상부의 어초구조물이 낙하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 어초구조물을 해저면에 안정되게 고정시킬 수 있고, 해류 이동에 대응하여 어초구조물의 밀림 현상을 방지할 수 있다.
또한, 어초구조물의 적층에 있어서, 어초구조물 사이의 유동을 억제하고, 상부의 어초구조물이 낙하되는 것을 방지하며, 서식공간으로의 해류 이동을 보조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 인공어초를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 정면도이다.
도 3은 도 1의 측면도이다.
도 4는 도 1의 단면 분해도이다.
도 5는 도 4의 결합 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 인공어초를 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6의 정면도이다.
도 8은 도 6의 측면도이다.
도 9는 도 6의 단면 분해도이다.
도 10은 도 9의 결합 단면도이다.
도 11은 도 6의 배치 상태를 도시한 정면도이다.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 인공어초의 배치 상태를 도시한 정단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 인공어초의 실시예를 설명한다. 이때, 본 발명은 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위해 생략될 수 있다.
지금부터는 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 인공어초에 대하여 설명한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 인공어초는 무근 콘크리트 혼합물에 의해 제작되는 어초구조물(10)과, 어초구조물(10)의 정면을 기준으로 전방부와 후방부에 각각 형성된 출입구(21)가 연결되도록 어초구조물(10)에 관통 형성되는 적어도 하나의 서식공간(20)을 포함할 수 있다. 이때, 서식공간(20)의 바닥은 일측의 출입구(21) 바닥으로부터 상향 경사를 이루다가 타측의 출입구(21) 바닥을 향해 하향 경사를 이루도록 한다.
해저생물의 서식환경을 제공하기 위하여 어초구조물(10)의 내부에 서식공간(20)을 조성하므로, 어초구조물(10)에서 해저생물의 이동동선과 서식지를 제공하게 된다.
서식공간(20)에는 탄성을 갖는 탄성거푸집(30)이 삽탈 가능하게 결합된다. 탄성거푸집(30)은 중공의 튜브 형태를 나타낸다. 탄성거푸집(30)은 액상의 무근 콘크리트 혼합물이 타설됨에 따라 면압력을 지탱할 수 있다.
본 발명의 제1실시예에서 서식공간(20)의 내부 직경은 실질적으로 동일한 것이 바람직하지만, 서식공간(20)의 최대 내부 직경은 출입구(21)의 직경보다 1.1배 내지 1.2배를 초과하지 않도록 한다. 서식공간(20)의 최대 내부 직경은 탄성거푸집(30)의 탄성력과 면압력을 바탕으로 조절되고, 서식공간(20)의 최대 내부 직경이 출입구(21)의 직경보다 1.1배 내지 1.2배를 초과하는 경우, 서식공간(20)에서 탄성거푸집(30)을 분리하기 어렵고, 분리 과정에서 탄성거푸집(30)의 손상이 발생하게 되고, 탄성거푸집(30)의 재활용을 어렵게 한다.
본 발명의 제1실시예에서 어초구조물(10)은 서식공간(20)이 관통 형성된 반구 형상의 블럭 형태를 나타내는 반구블럭(12)을 포함할 수 있다.
본 발명의 제1실시예에서 어초구조물(10)은 반구블럭(12)의 바닥에 일체형으로 또는 탈부착 가능하게 결합되는 베이스구조물(11)을 더 포함할 수 있다. 반구블럭(12)과 베이스구조물(11)은 무근 콘크리트 혼합물에 의해 제조되는 것이 바람직하다. 베이스구조물(11)은 반구블럭(12)의 바닥 지름과 같거나 큰 내접원을 갖는 원형, 타원형, 다각형 형상이고, 기설정된 두께를 갖는 판 형상 또는 블럭으로 이루어진다. 베이스구조물(11)은 후술하는 고정유닛(40)에 의해 반구블럭(12)과 탈부착 가능하게 결합될 수 있다.
여기서, 반구블럭(12)의 바닥 부분에 대한 직경은 반구블럭(12)의 높이보다 실질적으로 같거나 크게 하므로, 해저면에 접하는 면적으로 증가시켜 해저에서 어초구조물(10)의 전도를 최소화 또는 방지할 수 있다.
또한, 반구블럭(12)의 바닥 부분에 대한 직경은 반구블럭(12)의 높이와 베이스구조물(11)의 두께를 합한 것과 같거나 크게 하는 것이 포함된다.
또한, 베이스구조물(11)의 바닥 부분에 대한 내접원의 직경은 반구블럭(12)의 높이와 베이스구조물(11)의 두께를 합한 것과 같거나 크게 하는 것이 포함된다.
본 발명의 제1실시예에 따른 인공어초는 어초구조물(10)의 저면으로부터 돌출되도록 어초구조물(10)에 결합되는 고정유닛(40)을 더 포함할 수 있다.
고정유닛(40)은 어초구조물(10)로부터 돌출되도록 배치되는 고정기둥(41)과, 고정기둥(41)을 어초구조물(10)에 결합시키는 결합앵커(42)를 포함할 수 있다.
고정기둥(41)은 일단부가 뽀족한 기둥 형상을 나타낼 수 있다.
결합앵커(42)는 어초구조물(10)과 고정기둥(41) 중 어느 하나에서 돌출되도록 일체로 결합되는 수나사부(421)와, 어초구조물(10)과 고정기둥(41) 중 다른 하나에 내장되어 수나사부(421)와 나사 결합되는 암나사부(422)를 포함할 수 있다.
이때, 반구블럭(12)과 베이스구조물(11)과 고정유닛(40)을 결합하는 경우, 베이스구조물(11)에는 베이스홈(111)이 함몰 형성되고, 베이스홈(111)의 바닥에 수나사부(421) 또는 암나사부(422)가 형성되도록 한다. 도시되지 않았지만, 반구블럭(12)과 고정유닛(40)을 결합하는 경우, 반구블럭(12)에는 베이스홈(111)이 함몰 형성되고, 베이스홈(111)의 바닥에 수나사부(421) 또는 암나사부(422)가 형성되도록 한다.
수나사부(421)와 암나사부(422)는 각각 어초구조물(10)과 고정기둥(41)에 인서트 방식으로 일부 또는 전체가 내장되도록 한다.
그러면, 수나사부(421)가 암나사부(422)에 나사 결합됨에 따라 고정기둥(41)의 일부가 베이스홈(111)에 삽입 지지되어 어초구조물(10)에 고정유닛(40)을 결합할 수 있다.
해저면에 설치되는 인공어초는 정수압의 압축강도를 받으므로, 압축강도가 큰 콘크리트만에 의해 외력에 저항하므로, 철근의 보강이 필요치 않다. 이에 따라, 본 발명의 제1실시예에서 어초구조물(10)은 철근이 제외된 무근 콘크리트 혼합물로 제작되며, 비중이 큰 저품위 철광석을 굵은 골재로 사용하므로, 인공어초의 자중을 증가시키게 된다.
여기서, 무근 콘크리트 혼합물은 철근이 제외된 콘크리트 혼합물이고, 시멘트가 포함되거나 시멘트와 모래가 포함된 콘크리트를 포함한다. 또한, 무근 콘크리트 혼합물은 시멘트가 포함되거나 시멘트와 모래가 포함된 콘크리트에 비중이 3 내지 3.2 이상인 저품위 철광석이 혼합된 것을 사용하게 된다.
다시 말해, 어초구조물(10)은 철근을 배근하지 않으므로, 철근 비용과 인건비를 크게 절약할 수 있고, 경제적이다. 해저면에 해류에 의한 전도를 막기 위하여 비중이 큰 저품위의 철광석을 굵은 골재로 사용하여 어초의 자중을 증가시키게 된다. 무근 콘크리트 혼합물에 혼합되는 비중이 3 내지 3.2 이상(비중이 3.15 정도)인 저품위의 철광석은 비중이 2.65인 종래의 굵은 골재를 대신하게 되므로, 동일한 어초구조물에 대해 약 15% 정도 자중을 증가시켜 해저에서 어초구조물(10)의 전도를 방지하게 된다.
본 발명의 제1실시예에서 콘크리트 혼합물에 사용되는 골재가 기존의 굵은 골재보다 비중이 큰 저품위의 철광석을 사용하므로, 어초구조물(10)에서 단위 중량을 증가시키고, 인공어초의 자중을 늘리며, 인공어초의 부력으로 불안정하거나 해류에 의한 전도 혹은 흔들림에 인한 인공어초의 파괴를 방지하고, 해저생물의 서식 환경에 대한 안정성을 증대시킬 수 있다.
또한, 무근 콘크리트 혼합물에는 콘크리트의 중성화를 위한 고로슬래그를 더 혼합할 수 있다.
여기서, 콘크리트는 PH가 약 13인 강알칼리성으로 해저생물(예: 어패류)의 서식환경으로 부적합하므로, 현장에 방치하여 비와 바람에 의해 PH를 줄인 후에 사용하는 것이 유리하다. 무근 콘크리트 혼합물에 고로슬래그 등을 추가로 혼입하면 강알칼리의 콘크리트 특성이 중성화된 어초구조물(10)을 제작하므로, 어초구조물(10)을 제작한 다음, 해저에 투입되는 시간을 단축시킬 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 인공어초는 어초구조물(10)의 표면 전체 또는 일부에 도포되고 액상의 폴리우레아에 미세 분말 형태의 유리섬유가 혼합된 복합탄성중합체를 포함하는 도장층을 더 포함할 수 있다. 도장층이 형성되는 어초구조물(10)의 표면 전체 또는 일부에는 서식공간(20)의 내벽이 포함될 수 있다.
도장층은 어초구조물(10)에 도포되어 어초구조물(10)의 구조성능, 내진성능, 방폭성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 제1실시예에 따른 도장층은 해저에서의 전도, 흔들림, 하중이나 충격 등을 포함한 외부요인들로 인해 저하된 어초구조물(10)의 성능을 회복시키는 한편, 충격에 대한 연성 및 저항능력을 개선시킬 수 있다.
도장층은 하도층과 복합탄성층을 포함하고, 중도층과 상도층 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
그러면, 도장층은 어초구조물(10)로부터 하도층과 중도층과 복합탄성층과 상도층이 차례로 적층되거나, 하도층과 복합탄성층과 중도층과 상도층이 차례로 적층되는 구조를 나타낼 수 있고, 중도층과 상도층 중 적어도 어느 하나가 생략되는 구조가 부가될 수 있다.
하도층은 어초구조물(10)의 표면에 도포된다. 여기서, 어초구조물(10)의 표면은 후술하는 바탕처리단계(S5)를 거쳐 표면처리가 이루어질 수 있다. 하도층은 후술하는 하도단계(S61)를 통해 어초구조물(10)의 표면에 도포된다.
복합탄성층은 하도층에 도포된다. 복합탄성층은 본 발명의 제1실시예에 따른 복합탄성중합체를 포함한다. 복합탄성층은 후술하는 복합탄성단계(S63)를 통해 어초구조물(10)의 표면에서 하도층 또는 중도층에 도포된다.
복합탄성층은 1차적으로 인장저항 능력을 개선하고자 미분말의 유리섬유를 투입한 폴리우레아인 복합탄성중합체(25-30MPa의 인장강도)를 어초구조물의 표면 또는 국부적으로 도포하므로, 철근을 대신하여 인장강도 및 연성을 증진시키게 된다.
복합탄성중합체는 액상의 폴리우레아와 유리섬유의 혼합물로써, 분사 방식에 적용 가능한 어초구조물(10)의 내진 재료 및 어초구조물(10)의 구조보강 재료이고, 어초구조물(10)의 성능 개선을 통해 어초구조물(10)의 유지 보수 작업을 개선시킬 수 있다. 좀더 자세하게, 복합탄성중합체는 폴리우레아의 특성(고연성, 고인성)을 향상시키고, 폴리우레아의 열화 현상을 억제 또는 방지할 수 있으며, 폴리우레아의 팽창 또는 수축 작용에 대한 저항 성능을 향상시키고, 분사 방식으로 고온 고압의 분사 기술을 적용할 수 있다.
복합탄성중합체는 탄성체로 인한 내력과 연성을 개선하여 어초구조물(10)의 구조성능 및 내진성능을 개선하는 기능을 부여할 수 있다. 좀더 자세하게, 복합탄성중합체는 어초구조물(10)의 변형에 대한 구속 효과로 인해 어초구조물(10)의 내력 및 강도를 개선하고, 어초구조물(10)의 구조성능을 개선하며, 어초구조물(10)의 연성 증진을 통해 어초구조물(10)에 내진 기능이 부여되고, 어초구조물(10)의 재질에 영향을 받지 않아 콘크리트 혼합물에 간편하게 적용할 수 있으며, 해저에서 충격 발생시 에너지 소산 능력을 향상시키고, 방폭성능을 개선할 수 있다.
복합탄성중합체는 액상의 폴리우레아와, 폴리우레아에 혼입되는 유리섬유를 포함할 수 있다.
폴리우레아는 폴리올과 이소시아네이트의 중합으로 형성되는 프리폴리머 및 아민기를 갖는 화합물 경화제 화합물의 반응으로 이루어지는데, 바람직하게는 폴리올(30~70 wt%)과 이소시아네이트(30~70 wt%)가 반응하는 1차 반응(Urethane 반응)과, 1차 반응이 완료된 물질(30~70 wt%)과 아민화합물(30~70 wt%)과의 반응으로 구분된 고분자 화합물을 합성하도록 하는 2차 반응(Urea 반응)으로 이루어질수 있다.
폴리우레아는 위의 설명에 한정하는 것은 아니고, 공지된 다양한 형태의 폴리우레아가 적용될 수 있다.
유리섬유는 폴리우레아에 혼입하여 어초구조물(10)의 표면에 분사 및 코팅하여 어초구조물의 강도를 증가시키는 첨가제이다. 미분말인 유리섬유(Milled Glass Fiber)는 평균입자직경 13.5 마이크로미터, 평균길이 300 마이크로미터를 나타낼 수 있다.
일예로, 유리섬유는 폴리우레아 100 중량%를 기준으로 5~10 중량% 또는 6~15 중량%가 혼입될 수 있다. 여기서, 유리섬유가 5 중량% 또는 6 중량%보다 작게 첨가되면, 폴리우레아의 특성 향상이 미비하고, 유리섬유가 10 중량% 또는 15 중량% 보다 커지면, 유리섬유가 폴리우레아의 특성을 저해하는 요소로 변화된다. 하지만, 유리섬유의 혼합비율이 한정됨으로써, 폴리우레아의 특성이 향상되어 어초구조물(10) 또는 복합탄성층의 인장강도 20~30 N/mm2, 어초구조물(10) 파단시 어초구조물(10) 또는 복합탄성층의 신장율 350~380 %, 어초구조물(10)에서 복합탄성층의 접착성능 2.2~2.5 N/mm2 이상, 좀더 자세하게는, 접착성능 2.3 N/mm2 이상을 나타낼 수 있다.
다른 예로, 유리섬유는 폴리우레아 100 체적%를 기준으로 8.5~25.5 체적%가 혼입될 수 있다. 여기서, 유리섬유가 8.5 체적%보다 작게 첨가되면, 폴리우레아의 특성 향상이 미비하고, 유리섬유가 25.5 체적% 보다 커지면, 유리섬유가 폴리우레아의 특성을 저해하는 요소로 변화된다. 하지만, 유리섬유의 혼합비율이 한정됨으로써, 폴리우레아의 특성이 향상되어 어초구조물(10) 또는 복합탄성층의 인장강도 20~30 N/mm2, 어초구조물(10) 파단시 어초구조물(10) 또는 복합탄성층의 신장율 350~380 %, 어초구조물(10)에서 복합탄성층의 접착성능 2.2~2.5 N/mm2 이상, 좀더 자세하게는, 접착성능 2.3 N/mm2 이상을 나타낼 수 있다.
이러한 유리섬유는 미세 분말 고체 형태를 나타낼 수 있다.
여기서, 유리섬유의 밀도는 0.55~0.60 g/cc 를 나타낼 수 있다. 좀더 구체적으로, 유리섬유의 밀도는 0.57~0.59 g/cc 를 나타낼 수 있다. 바람직하게, 유리섬유의 밀도는 0.58 g/cc 를 나타낼 수 있다. 이에 따라, 유리섬유의 특성으로, 폴리우레아의 인장강도을 증가시키고, 폴리우레아의 신장율을 증가시키며, 폴리우레아의 수축율을 줄일 수 있다. 여기서, 유리섬유의 밀도가 최소값보다 작아지는 경우, 상대적으로 유리섬유의 크기가 커지므로 폴리우레아와 혼입된 상태에서 분사될 때, 분사노즐에서 유리섬유가 정체되어 폴리우레아와 유리섬유의 혼합비율을 변경시킬 수 있고, 유리섬유의 밀도가 최대값보다 커지면, 상대적으로 유리섬유의 크기가 작아지므로, 본 발명의 제1실시예에 따른 유리섬유의 특성을 발휘하지 못하게 된다.
또한, 유리섬유의 수분율은 0.08 % 미만을 나타냄으로써, 폴리우레아와의 혼합을 용이하게 하고, 폴리우레아와 이형율을 최소화시킬 수 있으며, 폴리우레아와의 혼합시 유리섬유가 응집되는 것을 최소화 또는 방지할 수 있다. 하지만, 유리섬유의 수분율이 기준값을 벗어나는 경우, 폴리우레아와 혼합시 뭉침 현상이 발생되고, 폴리우레아와의 혼합을 불균일하게 할 수 있다.
이러한 복합탄성층의 두께는 2~10 mm로 이루어질 수 있다. 좀더 자세하게, 복합탄성층의 두께는 2~9 mm로 이루어질 수 있다. 복합탄성층의 두께는 어초구조물(10)의 성능 저하 상태 또는 어초구조물(10)에 가해지는 외부요인들의 특성들에 대응하여 다양하게 설정될 수 있고, 복합탄성층의 두께에 대해 2mm보다 작은 경우에는 복합탄성중합체 보강에 의한 성능개선이 무의미하며, 복합탄성층의 두께에 대해 9mm 또는 10 mm보다 커지는 경우에는 도포를 수차례 실시해야 하는 시공상의 어려움이 있다.
중도층은 하도층 또는 복합탄성층에 도포된다. 중도층에는 상도층이 도포될 수 있다. 중도층은 후술하는 중도단계(S62)를 통해 어초구조물(10)의 표면에서 하도층에 도포될 수 있다.
상도층은 복합탄성층 또는 중도층에 도포된다. 상도층은 도장층의 표면을 마감한다. 상도층은 후술하는 상도단계(S64)를 통해 어초구조물(10)의 표면에서 복합탄성층 또는 중도층에 도포될 수 있다.
도장층에 대한 성능 테스트 결과, 무근콘크리트의 휨부재에 적용시 취성 재료인 콘크리트에 대해 연성이 증진되는 한편, 강도가 약 58%(최대 57.5%)까지 향상되는 것이 나타나고, 철근콘크리트의 휨부재에 적용시 2배 이상의 연성이 증진하는 한편, 강도가 최대 약 26%(최대 25.17%)까지 향상되는 것이 나타난다.
또한, 도장층이 어초구조물(10)에 적용됨으로써, 콘크리트의 에너지 소산 능력이 향상됨을 관찰할 수 있었고, 어초구조물(10)에 대한 강한 구속력을 통해 어초구조물(10)의 내력 향상은 물론 어초구조물(10)의 균열 억제, 어초구조물(10)의 연성 증가 성능을 관찰할 수 있었다.
이러한 본 발명의 제1실시예에 따른 인공어초는 어초구조물(10)의 외관에 대응하여 외부 거푸집을 제작한 다음, 외부 거푸집에 탄성거푸집(30)으로 서식공간(20)을 확보하고, 여기에 무근 콘크리트 혼합물을 타설하여 양생한 다음, 외부 거푸집과 탄성거푸집(30)을 제거하여 어초구조물(10)을 제작할 수 있다. 여기서, 탄성거푸집이 설치된 부분에서는 서식공간(20)과 출입구(21)를 형성할 수 있다.
좀더 자세하게, 본 발명의 제1실시예에 따른 인공어초의 제작방법은 어초구조물(10)에 도장층을 도포하여 어초구조물(10)의 구조성능, 내진성능, 방폭성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 제1실시예에 따른 인공어초의 제작방법이 적용됨으로써, 외부하중이나 충격 등을 포함한 외부요인들로 인해 저하된 어초구조물(10)의 성능을 회복시키는 한편, 충격에 대한 저항능력을 개선시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 제1실시예에 따른 인공어초의 제작방법은 염화물이온의 침투저항성이 향상되고, 도장층에서 표면의 잔갈라짐을 없애며, 내투수성 및 습기 투과성을 부여할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1실시예에 따른 인공어초의 제작방법은 종래에 비해 다단계의 도장층에서 분사식을 채택하므로, 외부요인들로 인해 넓은 면적에서 어초구조물(10)의 성능이 저하되더라도 시공의 간편함을 부여하고, 시공가격을 대폭 줄일 수 있으며, 공기 단축 및 인건비 단축을 초래하고, 복합탄성층의 급결 성질(5분 이내, 최소 1분 이내)을 부여하며, 하도층 또는 중도층과의 접착성 및 상도층과의 접착성이 향상되고, 분사 방식 시공에 따라 어초구조물(10)의 형상을 다양화할 수 있다.
일예로, 본 발명의 제1실시예에 따른 인공어초의 제작방법은 어초구조물(10)에서 구조적으로 부재력이 부족한 부분에 복합탄성중합체를 코팅하므로, 어초구조물(10)의 내력 보강 및 보수 공사에 적용할 수 있다. 여기서, 복합탄성중합체는 폴리우레아-이소시아네이트와 아민으로 구성되는 2액형 탄성물질을 사용할 수 있고, 여기에 미세 분말 형태의 유리섬유를 기설정된 혼합비율로 혼합 가열하고, 이것을 보강하고자 하는 부위에 고압 분사하는 형태를 나타낸다. 이에 의해 형성되는 복합탄성층은 순간적으로 완전히 접착(30초 이내)되므로, 복합탄성층의 경화를 신속하게 하고, 복합탄성층의 두께를 안정되게 형성한다. 따라서, 본 발명의 제1실시예에 따른 인공어초의 제작방법은 시공성이 우수하며, 우수한 접착성능으로 어초구조물(10)의 사용 성능을 증대시킬 수 있다.
특히, 본 발명의 제1실시예에 따른 인공어초의 제작방법에서 액상의 폴리우레아에 분말형의 유리섬유가 혼입된 복합탄성중합체는 우수한 보강 성능으로 어초구조물(10)의 전단 및 휨 강도를 개선하고 구조체의 균열을 억제 또는 방지하며, 어초구조물(10)에 가해지는 에너지 소산 효과를 나타낼 수 있다. 또한, 복합탄성중합체는 우수한 내균열성으로, 어초구조물(10) 또는 복합탄성층에서 인장강도, 신장율이 뛰어나고, 균열에 대한 대응성능의 향상 효과를 나타낼 수 있다. 또한, 복합탄성중합체는 우수한 부착력으로 접촉면에서의 부착력이 기존 보강재보다 높고, 부풀음 또는 박리 등의 하자 원인이 감소되며, 부착 유지성능 및 보강 성능이 오래 유지되는 효과를 나타낼 수 있다. 또한, 복합탄성중합체는 빠른 시공속도로, 도포 후 5분 이내에 복합탄성층을 완전히 급결할 수 있다. 또한, 복합탄성중합체는 탁월한 시공성으로 어초구조물(10)의 형상에 제약이 없이 시공이 가능하고, 시공성을 우수하게 하는 효과를 나타낼 수 있다. 또한, 복합탄성중합체는 인장강도, 인열강도, 내구성, 내약품성 등이 매우 우수하다. 또한, 복합탄성중합체는 도막두께(3mm, 5mm, 9mm 등)를 자유롭게 조정할 수 있고, 보강 효과 조절이 가능하다.
본 발명의 제1실시예에 따른 인공어초의 제작방법은 본 발명의 제1실시예에 따른 인공어초를 제작하는 방법이고, 무근 콘크리트 혼합물로 어초구조물(10)을 제작하는 구조물제작단계를 포함하고, 어초구조물(10)의 표면에서 이물질을 제거하는 바탕처리단계(S5)를 더 포함하며, 어초구조물(10)의 표면 전체 또는 일부에 복합탄성중합체를 도포하는 도장단계(S6)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 인공어초의 제작방법은 무근 콘크리트 혼합물을 배합한 다음, 어초구조물()의 형상에 대응되는 외부 거푸집과 탄성거푸집(30)을 이용하여 어초틀을 제작하고, 무근 콘크리트 혼합물을 타설하여 양생한다. 양생이 완료되거나 양생 후반부가 되면, 탄성거푸집(30)을 제거하고, 구조적으로 취약한 부위 혹은 전면에 복합탄성중합체를 도포하여 제작된다.
<구조물제작단계>
구조물제작단계는 무근 콘크리트 혼합물을 배합하는 배합단계(S2)와, 제작하고자 하는 어초구조물(10)의 형상에 대응하여 외부 거푸집으로 외관을 형성하고, 탄성거푸집(20)으로 해저생물의 서식공간(20)을 형성하여 어초틀을 제작하는 틀제작단계(S3)와, 무근 콘크리트 혼합물을 어초틀에 타설한 다음 양생하고, 어초틀을 분리하여 어초구조물(10)을 제작하는 어초제작단계(S4)를 포함할 수 있다.
어초제작단계(S4)에서 어초구조물(10)에 대하여 신축인 경우, 어초구조물(10)은 상온(섭씨 18도 내지 섭씨 24도, 좀더 자세하게, 평균온도 섭씨 20도)이고 상대습도 80% 이하에서 최소 28일간 양생한다.
이때, 어초구조물(10)의 표면에서 표면함수율은 8% 이하가 되도록 건조시킴으로써, 하도층과의 접착력이 저하되는 것을 방지하고, 완성된 도장층에서 수분에 의한 불량 발생을 방지할 수 있다.
구조물제작단계는 배합단계(S2)에 앞서, 무근 콘크리트 혼합물의 원료를 준비하는 재료준비단계(S1)를 더 포함할 수 있다. 재료준비단계(S1)에서는 배합단계(S2)에 앞서, 무근 콘크리트 혼합물에 혼합되는 저품위 철광석과 고로슬래그 중 적어도 어느 하나를 추가로 준비할 수 있다.
<바탕처리단계(S5)>
바탕처리단계(S5)는 복합탄성중합체를 시공하기 위한 어초구조물(10)의 표면에서 이물질을 제거한다.
어초구조물(10)의 표면은 블라스팅, 칩핑, 그라인딩 등의 표면처리 방식을 사용하여 표면처리함으로써, 어초구조물(10)의 표면에서 레이턴스, 먼지, 유분 등 이물질을 완전히 제거할 수 있다.
우레탄하도의 침투가 어려운 치밀한 구조의 어초구조물(10)의 표면에서는 하도피막이 형성되어 부착 불량을 유발시키므로, 우레탄하도의 침투가 원활하도록 어초구조물(10)의 표면에서 표면처리를 충분히 실시하도록 한다.
어초구조물(10)의 표면에서 틈새, 흠, 균열이 심한 부분은 후프라이머공정 및 실링 공정을 부가하고, 어초구조물(10)의 표면을 다시 조정한 다음 후술하는 도장단계(S6)를 실시할수 있도록 한다.
<도장단계(S6)>
도장단계(S6)는 바탕처리단계(S5)를 거친 다음, 어초구조물(10)의 표면에 복합탄성중합체 조성물을 도포한다.
도장단계(S6)는 하도단계(S61)와, 복합탄성단계(S63)를 포함하고, 중도단계(S62)와 상도단계(S64) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
구분 제품명 도장방법 색상 비고
하도 우레탄하도(프라이머) B,R,S 투명 강도보강 및 부착성 향상
중도 초강력 중도제(선택) RAKE,R 모든색 내구성, 내균열성, 부착력이 우수한 도막방수재
복합탄성 복합탄성중합체 S 모든색 초속경화형으로 폴리우레아에 미세유리섬유가 혼입된 도막보강재
상도 상도 및 내화 처리 B,R,S 모든색 내후성, 내마모성, 내약품성, 내화성 등이 우수한 마감재
여기서, "B" 는 붓을 의미하고, "R" 은 롤러를 의미하며, "S" 는 분사장치를 의미하고, "RAKE" 는 갈퀴를 의미한다. 특히, 복합탄성단계(S63)에서 "S" 는 고온 및 고압의 복합탄성중합체 전용의 시공을 위한 전용스프레이장치를 의미한다. 여기서, 전용스프레이장치는 등록특허공보 제10-1942962에 개시된 "복합탄성중합체 조성물 시공장치"의 전체 또는 일부를 차용할 수 있다.
<하도단계(S61)>
하도단계(S61)는 바탕처리단계(S5)를 거친 다음, 어초구조물(10)의 표면에 하도층을 형성한다.
하도단계(S61)는 바탕처리단계(S5)를 거친 다음, 바닥재인 우레탄하도(통상의 투명한 프라이머)를 붓, 롤러, 스프레이 등으로 어초구조물(10)의 표면에 충분히 흡수되도록 도포한다. 이때, 하도단계(S61)는 어초구조물(10)의 표면에서 부분적으로 후도막이 되지 않도록 균일하게 도포한다. 이에 따라, 하도단계(S61)는 통상 1회 또는 2회를 실시하여 어초구조물(10)의 표면에 우레탄하도가 충분히 흡수되도록 한다. 여기서, 하도층의 두께는 약 50 마이크로미터를 나타낼 수 있다. 다른 표현으로, 하도층의 두께는 복합탄성층(23)의 두께 대비 0.005~0.025의 비율을 나타낼 수 있다.
우레탄하도의 흡습이 심한 부분에는 무회석으로 추가 도포할 수 있지만, 어초구조물(10)의 표면에 두꺼운 도막층이 형성되지 않도록 주의한다. 하도층은 구조체의 표면에서 부실한 면이 없도록 하고, 양호한 경우에는 우레탄하도의 추가 도포가 필요하지 않게 된다.
하도층을 형성하고 난 다음, 우천시는 하도층을 그라인딩(Grinding)하여 제거하고, 어초구조물(10)의 표면에서 수분을 완전히 제거(함수율 6~8% 이하)한 다음, 하도층이 형성되도록 한다.
우레탄하도의 침투가 어려운 어초구조물(10)의 표면은 하도층이 두껍게 형성되지 않도록 우레탄하도를 50% 이상 과량 희석하여 어초구조물(10)의 표면 내부로 침투가 용이하도록 조치한다.
어초구조물(10)의 표면에서 하도층이 형성되지 않은 부분은 중도층 또는 복합탄성층을 형성할 때, 기포가 발생될 수 있으므로, 반드시 빠짐없이 도포하여야 한다.
<복합탄성단계(S63)>
복합탄성단계(S63)는 하도단계(S61)를 거친 다음, 하도층의 표면에 복합탄성층을 형성한다. 여기서, 복합탄성층에는 복합탄성중합체 조성물이 포함된다. 복합탄성단계(S63)는 상술한 전용스프레이장치를 사용할 수 있다.
여기서, 복합탄성층의 두께는 약 2~10 mm, 좀더 자세하게, 2~9 mm 를 나타낼 수 있다.
형성하고자 하는 복합탄성층의 주위에는 사전에 적당한 보호자재(마스킹 또는 비닐 등)로 포장하여 시공 시 오염이 없도록 하여야 한다.
하도층 또는 중도층을 형성하고 난 다음에는 최소 2시간 경과 후 하도층 또는 중도층의 오염물을 제거하여 하도층 또는 중도층의 마모를 방지할 수 있다.
복합탄성단계는 복합탄성층의 두께 및 소요되는 복합탄성중합체의 소모량을 정확히 계산하고, 주제의 공급에 앞서 폴리우레아와 유리섬유가 균일 혼합물이 되도록 충분히 혼합한다. 전용스프레이장치는 주제인 복합탄성중합체와 경화제를 기설정된 혼합비(1:1 비율)로 정확히 혼합하여 분사되도록 한다.
전용스프레이장치는 폴리우레아에 유리섬유가 혼입된 복합탄성중합체 전용의 스프레이 장치이고, 충돌혼합식으로 폴리우레아와 유리섬유를 혼합할 수 있다. 전용스프레이장치의 작업조건에 있어서, 플랫패턴의 노즐인 경우, 노즐구경은 0.024~0.048 inch 를 나타내고, 라운드패턴의 노즐인 경우, 노즐구경은 0.020~0.086 inch 를 나타내며, 분사압력은 2000~3000 psi 를 나타내고, 분사각도는 30~60 도 를 나타내며, 분사거리는 약 60cm 에서 오차범위를 10cm 이내로 나타내고, 포장용기 내의 주제와 경화제 온도는 각각 섭씨 10~35 도 를 나타내며, 분사를 위한 히팅온도에 대해 PTA와 PTB는 각각 섭씨 60~75 도 를 나타낼 수 있다.
통상, 포장용기 내의 주제와 경화제는 섭씨 10도 이하로 낮아지는 것을 방지해야 한다. 이에 따라, 포장용기 내의 주제와 경화제는 드럼히터를 사용하여 가온하거나, 미리 가온된 상태를 유지시킴으로써, 대기 환경에 의해 포장용기 내의 주제와 경화제의 온도가 낮아지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 압력의 불균일에 의해 전용스프레이장치가 멈출 경우, PTA 온도를 PTB온도보다 섭씨 5~10도 높게 세팅하여 장치의 멈춤 현상을 방지할 수 있다. 일예로, PTA 온도가 섭씨 70도로 설정되는 경우, PTB 온도는 섭씨 60~65도로 설정할 수 있다.
어초구조물(10)의 표면에서 부풀음 등이 발생되는 경우, 발생 부위를 제거하거나 그라인딩을 실시한 다음, 퍼티 또는 실링제 등으로 메꿈 후 후속 도포한다.
복합탄성층의 형성시 스프레이 건이나 설비 트러블로 인하여 주제 및 경화제 중 어느 하나가 과량도포 되는 경우, 오염된 부분을 닦아내고, 약품 처리한 다음, 재도장을 실시할 수 있다.
<중도단계(S62)>
중도단계(S62)는 복합탄성단계(S63)에 앞서, 하도층의 표면에 중도층을 형성한다. 중도층은 공지된 다양한 도막방수제를 사용할 수 있고, 본 발명의 제1실시예에서는 복합탄성중합체에 적용된 폴리우레아를 사용할 수 있다.
여기서, 중도층의 두께는 약 500 마이크로미터를 나타낼 수 있다. 다른 표현으로, 중도층의 두께는 복합탄성층의 두께 대비 0.05~0.25의 비율을 나타낼 수 있다.
하도층을 형성하고 난 다음에는 최소 2시간 경과 후 하도층의 오염물을 제거하여 하도층의 마모를 방지할 수 있다.
중도층의 형성시 스프레이 건이나 설비 트러블로 인하여 주제 및 경화제 중 어느 하나가 과량도포 되는 경우, 오염된 부분을 닦아내고, 약품 처리한 다음, 재도장을 실시할 수 있다.
<상도단계(S64)>
상도단계(S64)는 복합탄성단계(S63)를 거친 다음, 복합탄성층(23)의 표면에 상도층(24)을 형성한다. 상도층(24)은 공지된 다양한 형태의 마감재 또는 내화제를 사용할 수 있다. 상도단계(S64)는 중도단계(S62)를 거친 다음, 실시될 수 있다.
복합탄성층(23)을 형성한 다음에는, 복합탄성층(23)의 표면에서 오염물을 제거하고, 상온에서 48시간 이내에 붓, 롤러, 스프레이 등을 사용하여 도포할 수 있다. 이때, 상도단계(S64)는 복합탄성층(23)의 표면에서 부분적으로 후도막이 되지 않도록 균일하게 도포한다. 이에 따라, 상도단계(S64)는 통상 1회 또는 2회를 실시하여 복합탄성층의 표면을 충분히 감쌀 수 있다. 여기서, 상도층의 두께는 약 50 마이크로미터를 나타낼 수 있다. 다른 표현으로, 상도층(24)의 두께는 복합탄성층의 두께 대비 0.005~0.025의 비율을 나타낼 수 있다.
상도층은 라인마킹 후 원하는 색상의 "폴리우레아 상도" 로 붓, 롤러, 스프레이 등을 사용하여 도포할 수 있다.
상도층을 형성함에 있어서, 상도는 과잉 희석 시 색 분리 및 은폐 불량이 발생될 수 있으므로, 반드시 지정희석제로 추천 희석량을 준수하는 것이 유리하다.
이러한 도장단계(S6)를 실시함에 있어서 다음의 주의사항을 준수함으로써, 하자 예방에 이바지할 수 있다.
첫째, 자재 보관 시 직사광선이나 화인으로부터 멀리 보관한다.
둘째, 도장단계(S6)에 있어서, 분사방식을 이용하는 경우, 도포 전에 분사장치 내에서 재료를 충분히 교반시킨다. 특히, 전용스프레이장치인 경우, 제품의 온도가 섭씨 65~75도가 되었을 때 분사되도록 한다.
셋째, 도장단계(S6)에서의 소요량은 어초구조물(10)의 표면상태, 도포방법 및 도포조건에 따라 차이가 날 수 있으므로, 주변 조건을 고려하여 소요량을 조절한다.
넷째, 희석 시 물성에 영향을 미치므로 절대 희석하지 않는다.
다섯째, 도장단계(S6)에 사용되는 기구는 사용 후 희석제로 여러 번 세척하여 보관한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 인공어초의 제작방법은 인공어초의 어초구조물(10)에 해조류 포자를 이식하는 이식단계(S7)을 더 포함할 수 있다.
이식단계(S7)를 거친 다음에는 완성된 인공어초를 설치 위치로 운반하여 해저에 배치할 수 있다.
지금부터는 도 6 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 인공어초에 대하여 설명한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 인공어초는 본 발명의 제1실시예에 따른 인공어초와 같이 어초구조물(10)과, 서식공간(20)을 포함하고 탄성거푸집(30)을 더 포함하며, 고정유닛(40)을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 제2실시예에서 본 발명의 제1실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고, 이에 대한 설명은 생략할 수 있다.
본 발명의 제2실시예에서 어초구조물(10)은 평판 형상을 나타내는 바닥구조물(13)과, 서식공간(20)이 관통 형성되도록 바닥구조물(13)의 상부에 반원통 형상으로 구비되는 반원통블럭(14)을 포함할 수 있다.
여기서, 반원통블럭(14)의 외주면에는 반원통블럭(14)의 길이 방향으로 길게 형성되고, 정면을 기준으로 좌우 대칭을 이루어 반원통블럭(14)의 외주면을 따라 복수 개의 계단홈(141)이 함몰 형성될 수 있다.
또한, 반원통블럭(14)에는 서식공간(20)과 외부를 연결하는 호흡공(142)이 관통 형성될 수 있다.
본 발명의 제2실시예에서 어초구조물(10)은 다단으로 적층될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이 인접한 두 어초구조물(10) 사이에는 다른 어초구조물(10)이 적층 지지된다. 이때, 하부에 배치되어 인접한 두 어초구조물(10)에 구비된 계단홈(141)에는 상부의 어초구조물(10)의 하단 모서리 부분이 적층 지지되도록 하여 다단으로 적층되는 어초구조물(10)들의 결합력을 향상시킬 수 있다. 그러면, 하부의 어초구조물(10)들은 출입구(21)가 전방을 향하도록 이격 배치되고, 상부의 어초구조물(10)들도 출입구(21)가 전방을 향하도록 이격 배치되어 높이 방향으로 어초구조물(10)들이 지그재그 배열될 수 있다.
도시되지 않았지만, 하부의 어초구조물(10)들은 출입구(21)가 전방을 향하도록 이격 배치되고, 상부의 어초구조물(10)들은 출입구(21)가 측방을 향하도록 이격 배치될 수 있다.
지금부터는 도 12를 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 인공어초에 대하여 설명한다.
본 발명의 제3실시예에 따른 인공어초는 본 발명의 제2실시예에 따른 인공어초와 같이 어초구조물(10)과, 서식공간(20)을 포함하고 탄성거푸집(30)을 더 포함하며, 고정유닛(40)을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 제3실시예에서 본 발명의 제2실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고, 이에 대한 설명은 생략할 수 있다.
본 발명의 제3실시예에서 바닥구조물(13)의 하단부에는 지지후크부(132)가 돌출 형성될 수 있다.
지지후크부(132)는 상술한 고정유닛(40)이 결합되지 않더라도 해저면에 삽입되어 해저면에서 인공어초의 결합력을 향상시킬 수 있다.
또한, 반원통블럭(14)에서 계단홈(141)에는 후크결합부(143)가 함몰 또는 관통 형성될 수 있다. 후크결합부(143)는 어초구조물(10)의 적층에 따라 지지후크부(132)와 끼움 결합되도록 한다.
본 발명의 제3실시예에서 어초구조물(10)은 다단으로 적층될 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이 인접한 두 어초구조물(10) 사이에는 다른 어초구조물(10)이 적층 지지된다. 이때, 하부에 배치되어 인접한 두 어초구조물(10)에 구비된 후크결합부(143)에는 상부의 어초구조물(10)에 구비된 지지후크부(132)가 끼움 결합되도록 하여 다단으로 적층되는 어초구조물(10)들의 결합력을 향상시킬 수 있다.
그러면, 하부의 어초구조물(10)들은 출입구(21)가 전방을 향하도록 이격 배치되고, 상부의 어초구조물(10)들도 출입구(21)가 전방을 향하도록 이격 배치되어 높이 방향으로 어초구조물(10)들이 지그재그 배열될 수 있다.
도시되지 않았지만, 하부의 어초구조물(10)들은 출입구(21)가 전방을 향하도록 이격 배치되고, 상부의 어초구조물(10)들은 출입구(21)가 측방을 향하도록 이격 배치될 수 있다.
상술한 인공어초에 따르면, 구조를 단순하게 하면서도 서식공간(20)에서 이물질의 퇴적을 방지할 수 있다. 특히, 서식공간(20)에 퇴적되는 일부 이물질은 서식공간(20)을 통과하는 해류의 작용으로 서식공간(20)의 고점으로부터 서식공간(20)의 저점을 거쳐 출입구(21)로 이물질을 배출시킬 수 있다.
또한, 서식공간(20)의 구조적 특징을 통해 해저에서 해저생물의 은신처 및 해저생물의 쾌적한 서식 환경을 제공할 수 있다.
또한, 철근을 사용하지 않으므로, 재료 및 노무비를 절감할 수 있고, 해저 생태계 조성 사업에 소요되는 예산을 줄여 경제적이며 실용적인 인공어초를 제공할 수 있다.
또한, 탄성거푸집(30)에 의해 어초구조물(10)에서 서식공간(20)을 형성하므로, 서식공간(20)의 형상을 다양화할 수 있다.
또한, 탄성거푸집(30)의 입체적인 중공 형상 및 탄성거푸집(30)의 탄성력으로 인해 어초구조물(10)의 제작을 위한 액상의 무근 콘크리트 혼합물에 탄성거푸집(30)이 침지된 상태로 양생되더라도, 양생 과정에서 무근 콘크리트 혼합물의 압력은 분산된 상태로 탄성거푸집(30)에 작용하므로, 탄성거푸집(30)의 형상을 안정되게 유지시킬 수 있고, 어초구조물(10)이 양생된 이후에 서식공간(20)으로부터 탄성거푸집(30)을 간편하게 분리시킬 수 있으며, 탄성거푸집(30)을 반복적으로 재활용할 수 있다.
또한, 어초구조물(10)의 반구 형상 어초구조물(10)의 반원통 형상 또는 또는 고정유닛(40)의 부가 또는 베이스구조물(11)의 부가 등을 통해 어초구조물(10)의 자중만으로도 해저에서 인공어초가 파도 또는 태풍 또는자연재해로부터 전도위험, 파손위험, 위치변경 등의 문제를 해결할 수 있다.
또한, 어초구조물(10)의 반구 형상을 통해 인공어초의 외관을 미려하게 하고, 어초구조물(10)의 적층을 가능하게 할 수 있다.
또한, 어초구조물(10)을 제조함에 있어서, 무근 콘크리트 혼합물에 저품위 철광석이 첨가되므로, 저품위 철광석의 비중으로 인해 어초구조물(10)의 자중을 증진시키고, 인공어초의 전도, 흔들림 등의 효과를 배제하여 해저에서 인공어초의 안정성을 증진시킬 수 있다.
또한, 무근 콘크리트 혼합물에 고로슬래그가 첨가되므로, 어초구조물(10)에서 콘크리트를 중성화시키고, 어초구조물(10)에 의한 해양 오염을 방지할 수 있다.
또한, 무근 콘크리트 방식의 어초구조물에서 철근을 대용한 어초구조물(10)의 형상과 역학적이 거동에 따라 어초구조물(10)의 전체 또는 국부적인 표면에 복합탄성중합체을 도포하여 어초구조물(10)의 인장강도 및 연성을 개선할 수 있다.
또한, 어초구조물(10)에 철근을 배근한 다음 콘크리트를 타설하는 종래의 인공어초의 제작방법은 비경제적이므로, 본 발명은 폴리우레아와 폴리머를 혼입하여 콘크리트의 취약점인 인장강도 및 연성을 개선하며, 경제성을 고려하여 전면도포 또는 국부적인 도포를 실시할 수 있다.
또한, 어초구조물(10)의 반원통 형상을 통해 인공어초의 외관을 미려하게 하고, 어초구조물(10)의 적층을 간편하게 할 수 있다.
또한 호흡공(142)이 관통 형성되므로, 서식공간(20)에서의 해류 이동을 원활하게 할 수 있다.
또한, 어초구조물(10)의 적층에 있어서, 어초구조물(10) 사이의 유동을 억제하고, 상부의 어초구조물(10)이 낙하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 어초구조물(10)을 해저면에 안정되게 고정시킬 수 있고, 해류 이동에 대응하여 어초구조물(10)의 밀림 현상을 방지할 수 있다.
또한, 어초구조물(10)의 적층에 있어서, 어초구조물(10) 사이의 유동을 억제하고, 상부의 어초구조물(10)이 낙하되는 것을 방지하며, 서식공간(20)으로의 해류 이동을 보조할 수 있다.
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.
10: 어초구조물 11: 베이스구조물 111: 베이스홈
12: 반구블럭 13: 바닥구조물 131: 바닥홈
132: 지지후크부 14: 반원통블럭 141: 계단홈
142: 호흡공 143: 후크결합부 20: 서식공간
21: 출입구 30: 탄성거푸집 40: 고정유닛
41: 고정기둥 42: 결합앵커 421: 수나사부
422: 암나사부

Claims (15)

  1. 무근 콘크리트 혼합물에 의해 제작되는 어초구조물;
    상기 어초구조물의 정면을 기준으로 전방부와 후방부에 각각 형성된 출입구가 연결되도록 상기 어초구조물에 관통 형성되는 적어도 하나의 서식공간; 및
    상기 어초구조물의 표면 전체 또는 일부에 도포되고, 액상의 폴리우레아에 미세분말 형태의 유리섬유가 혼합된 복합탄성중합체를 포함하는 도장층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 인공어초.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도장층은,
    상기 어초구조물의 표면에 도포되는 하도층; 및
    상기 하도층에 도포되는 복합탄성층;을 포함하되,
    상기 복합탄성층은,
    상기 복합탄성중합체를 포함하며,
    상기 유리섬유는,
    상기 폴리우레아 100 중량%를 기준으로 5~10 중량% 또는 6~15 중량%가 혼입되는 것을 특징으로 하는 인공어초.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 어초구조물의 저면으로부터 돌출되도록 상기 어초구조물에 결합되는 고정유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인공어초.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 고정유닛은,
    상기 어초구조물로부터 돌출되도록 배치되는 고정기둥; 및
    상기 고정기둥을 상기 어초구조물에 결합시키는 결합앵커;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공어초.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무근 콘크리트 혼합물은,
    시멘트가 포함되거나 시멘트와 모래가 포함된 콘크리트에 비중이 3.0~3.2 이상인 저품위 철광석을 혼합한 것을 특징으로 하는 인공어초.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 무근 콘크리트 혼합물에는,
    상기 콘크리트의 중성화를 위한 고로슬래그;를 더 혼합한 것을 특징으로 하는 인공어초.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서식공간에는,
    탄성을 가지되, 중공의 튜브 형태를 나타내는 탄성거푸집;이 삽탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 인공어초.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서식공간의 바닥은,
    일측의 출입구 바닥으로부터 상향 경사를 이루다가 타측의 출입구 바닥을 향해 하향 경사를 이루는 것을 특징으로 하는 인공어초.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리섬유의 밀도는 0.55~0.60 g/cc 를 나타내고,
    상기 유리섬유의 수분율은 0.08 % 미만을 나타내는 것을 특징으로 하는 인공어초.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어초구조물은,
    평판 형상을 나타내는 바닥구조물; 및
    상기 서식공간이 관통 형성되도록 상기 바닥구조물의 상부에 반원통 형상으로 구비되는 반원통블럭;을 포함하고,
    상기 반원통블럭의 외주면에는,
    상기 반원통블럭의 길이 방향으로 길게 형성되고, 정면을 기준으로 좌우 대칭을 이루어 상기 반원통블럭의 외주면을 따라 복수 개의 계단홈;이 함몰 형성되는 것을 특징으로 하는 인공어초.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 반원통블럭에는,
    상기 서식공간과 외부를 연결하는 호흡공;이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 인공어초.
  12. 제10항에 있어서,
    인접한 두 어초구조물 사이에는, 다른 어초구조물이 적층 지지되되,
    하부의 어초구조물에 구비된 상기 계단홈에는, 상부의 어초구조물의 하단 모서리 부분이 적층 지지되는 것을 특징으로 하는 인공어초.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 바닥구조물의 하단부에는, 지지후크부;가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 인공어초.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 계단홈에는, 후크결합부;가 함몰 또는 관통 형성되고,
    인접한 두 어초구조물 사이에는, 다른 어초구조물이 적층 지지되되,
    하부의 어초구조물에 구비된 상기 후크결합부에는, 상부의 어초구조물에 구비된 상기 지지후크부가 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는 인공어초.
  15. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어초구조물은,
    상기 서식공간이 관통 형성된 반구 형상의 블럭 형태를 나타내는 것을 특징으로 하는 인공어초.
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