KR102552646B1

KR102552646B1 - 내열성 소음 흡수입자가 충진된 실란 화합물의 가수 축합반응으로 제조되는 poss 나노 복합체를 이용한 고기능성 모르타르를 이용한 공동주택의 층간소음 저감 보강구조물

Info

Publication number: KR102552646B1
Application number: KR1020220051704A
Authority: KR
Inventors: 허승웅; 윤승조
Original assignee: 한국교통대학교산학협력단
Priority date: 2022-04-26
Filing date: 2022-04-26
Publication date: 2023-07-11

Abstract

본 발명에 따른 실란 화합물의 가수 축합반응으로 제조되는 POSS 나노 복합체를 이용한 고기능성 모르타르를 이용한 공동주택의 층간소음 저감 보강구조물은, 콘크리트 슬라브 모재, 상기 콘크리트 슬라브 모재의 표면의 적어도 일부에 구비되는 콘크리트 슬라브 흡음재, 상기 흡음재와 연속적으로 상기 콘크리트 슬라브 모재의 표면에 구비되는 콘크리트 슬라브 차음재 및 상기 콘크리트 슬라브 흡음재와 콘크리트 슬라브 차음재를 고정하는 메쉬부재를 포함하는 콘크리트 슬라브; 상기 콘크리트 슬라브에 하이브리드 에폭시 레진을 이용한 고기능성 모르타르로 설치되는 복합 모르타르층; 서로 일정거리 간격을 유지하고 설치되는 제1 보드와 제2 보드; 상기 제1 보드와 제2 보드를 안정적으로 이격시키기 위한 이격블록; 및 상기 제1 보드와 상기 제2 보드 사이를 지지하는 지지프레임을 포함한다.

Description

내열성 소음 흡수입자가 충진된 실란 화합물의 가수 축합반응으로 제조되는 POSS 나노 복합체를 이용한 고기능성 모르타르를 이용한 공동주택의 층간소음 저감 보강구조물{NOISE REDUCTION REINFORCEMENT STRUCTURE BETWEEN FLOORS IN BUILDINGS WITH HIGH FUNCTIONAL MORTAR USING POSS NANO-COMPLEX PRODUCED BY HYDROLYTIC CONDENSATION REACTION OF SILANE COMPOUNDS AND FILLED WITH HEAT-RESISTANT NOISE-ABSORBING PARTICLES}

본 발명은 나노기술에 기반한 POSS 나노복합체를 이용한 고기능성 모르타르를 이용한 공동주택의 층간소음 저감 보강구조물로서, 보다 상세하게는 내열성 소음 흡수입자가 충진된 실란 화합물의 가수 축합반응으로 제조되는 POSS 나노 복합체를 이용한 고기능성 모르타르를 이용한 공동주택의 층간소음 저감 보강구조물에 대한 것이다.

우리나라는 주택난의 해소와 토지 이용률의 제고를 통한 쾌적한 환경 조성과 효율적인 주거생활을 도모하기 위하여 아파트를 중심으로 한 공동주택 건설사업을 빠르게 추진해 옴에 따라, 현재 국내의 공동주택은 우리나라 국민의 74.5%가 거주하는 대표적인 주거 유형으로 자리하고 있다.

1980년대에 이르러 벽식 구조의 아파트들이 대량 건설되고, 이후 1990년대 후반의 초고층 아파트 및 주상복합 건축물의 등장이 있기까지 국내 공동주택의 주요 구조 형식은 벽식 구조로 이루어졌다. 현재 20년이 지난 벽식 구조의 아파트들은 점차 기능과 공간 상의 낙후뿐만 아니라 구조적인 노후화가 시작되었으며, 이에 따라 사회적으로 많은 문제점이 발생하고 있다.

특히 노후 공동주택 및 아파트에서는 바닥 충격음으로 인해 이웃 간의 분쟁을 넘어 살인, 방화 등 강력범죄 사건이 잇따라 발생함에 따라 재건축 시 안전진단 평가 항목에 층간 소음 및 진동을 포함하자는 여론이 높아지고 있다.

이에 따라, 신 건축물에는 표준 바닥 구조와 인정 바닥 구조를 통합하여 일정 두께와 일정 차단 성능을 모두 만족하는 바닥 구조 시공을 의무화하고 있으나, 기존 건축물에 대한 차음 규정은 미비한 실정이다.

층간 소음으로 문제가 되는 바닥 충격음은 작은 물건의 낙하, 가구 끄는 소리 등 고주파수 대역의 음을 발생시키는 경량 충격음과 사람의 보행, 어린이가 뛸 때 발생하는 무겁고 부드러운 소리로 저주파수 대역의 음을 발생시키는 중량 충격음으로 구분되는데, 차음재 또는 흡음재 어느 하나만을 사용하는 것만으로는 경량 충격음과 경량 충격음을 모두 감소시키기에는 부족하다.

이를 해결하기 위해 건축물 바닥 콘크리트 슬래브의 두께를 증가시켜 구조체를 보강하는 방법이 있으나, 건축물의 하중이 증가하고 시공비용이 높아지며 이러한 슬래브 두께를 늘리는데 따르는 비용 증가의 부담에 비해 차음성능 향상에는 큰 영향을 미치지 못하는 것으로 알려졌다.

또한, 종래에는 마감모르타르와 경량 기포콘크리트와 차음재를 별개의 레이어로 시공하고 단열층을 별도로 구비하므로 개별적 다단계 시공에 따라 공정이 복잡하고 경제성이 떨어진다. 특히, 기존 건축물에 관한 층간소음과 관련된 차음효과, 단열성능, 내력향상에 대해 일원화된 시공기술은 없는 실정으로 층간소음 억제를 위하여 기술 개발된 소재들도 내화성능 및 내구성에 관하여 한계가 있어 적용의 어려움이 있다.

콘크리트 구조물은 노후화 및 환경적인 요인들로 인해 구조적 안정성이 저하되므로, 신축 및 노후 철근콘크리트 건축물에 모두 적용할 수 있는 소음억제 기술이 필요하며 소음억제와 동시에 단열성능까지 확보할 수 있는 시공의 편의성과 경제성을 고려한 보강구조물이 요구되고 있다.

참고로 층간소음에 대한 현행기준은 다음과 같다.

한국공개특허 제10-2006-0021052호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 층간소음을 줄이면서도 철근 콘크리트 구조물의 슬라브 두께에 따른 경제성을 감안하여 신축 및 노후화된 공동주택에서 발생하는 층간소음과 진동을 효과적으로 줄일 수 있는 경제적인 층간소음 저감 보강구조물을 제시하고자 하는 것이다.

본 발명은 경량이고 고강도의 내구성이 우수한 POSS 나노복합체를 포함한 하이브리드 에폭시 레진으로 제조한 고기능성 모르타르를 이용하는 공동주택의 층간소음 저감 보강구조물로서, 경량 충격음과 중량 충격음을 흡수하는 고기능성 복합 모르타르층을 적용하여 층간소음에 효과적인 보강구조물을 제공하는 데 있다.

특히 층간 소음 및 진동(고체음)을 차단하는 차음성능과, 소음이 면에 부딪혀 반사되는 것을 방지하면서 소음과 진동음을 흡수시키는 흡음성능을 모두 충족하는 효과적인 보강구조물을 제공하고자 한다.

콘크리트는 재료, 시공조건, 환경조건 등에 의해 균열이 발생할 수 있으며 이러한 균열로 인해 차음성능이 저하되고 열손실이 증가하게 되므로 층간소음을 저감시킴과 동시에 공동주택의 바닥의 단열성능을 아울러 개선할 수 있는 일원화된 보강공법을 적용할 수 있는 층간소음 저감 보강구조물을 제공하고자 한다.

또한, 충격이 가해질 경우 일체화된 구조물이라면 이로 인해 발생하는 소음이나 진동이 쉽게 전달되어 차음성능이 떨어지므로, 이를 개선하는 층간소음 저감 보강구조물을 제공하고자 한다.

또한, 콘크리트 슬라브 모재에 콘크리트 슬라브 차음재를 시공하여 층간 소음을 억제하는 한편, 고기능성 모르타르를 시공하여 층간 소음을 추가적으로 억제하는 층간소음 저감 보강구조물을 제공하고자 한다.

또한, 콘크리트 슬라브를 고기능성 모르타르로 시공하면 기존에 시공하던 방식으로 시공한 바닥에 비해 그 바닥의 두께가 줄어들어 바닥층의 강성이 저하될 수 있고, 특히나 바닥이 아닌 벽면에 시공되는 경우에는 두께 감소로 인한 강성 저하로 안정적으로 서 있기가 어려울 수 있으므로, 이러한 강성 저하를 상쇄할 수 있도록 나란히 또는 겹치게 시공되는 보드를 포함하는 층간소음 저감 보강구조물을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명에 따라 보드를 겹쳐서 시공하는 경우에 그 보드의 사이에 외부에 충격에 대응할 수 있는 윗판, 연장부 및 경사부로 구성된 지지판을 포함하여 추가적으로 층간소음을 억제할 수 있는 층간소음 저감 보강구조물을 제공하고자 한다.

또한, 중첩보드 사이에 격자무늬부재를 포함하는 이격블록을 구비하여 추가적인 층간소음 효과를 가지는 층간소음 저감 보강구조물을 제공하고자 한다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 실란 화합물의 가수 축합반응으로 제조되는 POSS 나노 복합체를 이용한 고기능성 모르타르를 이용한 공동주택의 층간소음 저감 보강구조물은, 콘크리트 슬라브 모재, 상기 콘크리트 슬라브 모재의 표면의 적어도 일부에 구비되는 콘크리트 슬라브 흡음재, 상기 콘크리트 슬라브 흡음재와 연속적으로 상기 콘크리트 슬라브 모재의 표면에 구비되는 콘크리트 슬라브 차음재 및 상기 콘크리트 슬라브 흡음재와 콘크리트 슬라브 차음재를 고정하는 메쉬부재를 포함하고, 상기 콘크리트 슬라브 흡음재는 초산비닐의 중량%가 4% 이하인 에틸렌과 초산비닐 공중합체인 발포 고무(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer, EVA)이고, 상기 콘크리트 슬라브 차음재는 친환경 세라믹 복합 소재, 재생고무판 또는 초산비닐의 중량%가 4% 이하인 에틸렌과 초산비닐 공중합체인 발포 고무 시트 중에서 선택되는 콘크리트 슬라브; 상기 콘크리트 슬라브에 하이브리드 에폭시 레진을 이용한 고기능성 모르타르로 설치되는 복합 모르타르층; 서로 일정거리 간격을 유지하고 설치되는 제1 보드와 제2 보드; 상기 제1 보드와 제2 보드를 안정적으로 이격시키기 위한 이격블록; 및 상기 제1 보드와 제2 보드 사이를 지지하는 지지프레임;을 포함하고, 상기 고기능성 모르타르는, 실란 화합물의 가수 축합반응으로 제조된 POSS 나노복합체, 에폭시 수지, 경화제 및 실리카와 혼합하여 제조되는 하이브리드 에폭시 레진과, 시멘트 모르타르 및 물을 혼합하여 구성되고, 상기 POSS 나노복합체는 초산비닐의 중량%가 4% 이하인 에틸렌과 초산비닐 공중합체인 발포 고무(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer, EVA)를 포함하는 보강재와 혼합하여 사용할 수 있고, 상기 복합 모르타르층은 하이브리드 에폭시 레진을 이용한 고기능성 모르타르에 차음, 흡음 또는 단열성능을 향상시키기 위해 추가로 차음재로서 염화비닐, 고분자러버, 철분 중 어느 하나 이상을 사용하고, 흡음재로서 멜라민폼, 발포 폴리스티렌(Expanded Polystyrene, EPS), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP) 초극세사 섬유 중 어느 하나 이상을 사용하고, 단열재로서 글라스울 또는 미네랄 울 중 어느 하나 이상을 사용하는 인조광물섬유를 포함하고, 상기 지지프레임은 상기 제1 보드 및 제2 보드들의 높이 방향으로 상하로 연장되고 상기 제1 보드 및 제2 보드들 사이의 유격만큼의 폭으로 좌우로 연장되는 웨브, 상기 웨브의 폭방향 양단에 상기 제1 보드 및 제2 보드들의 양측 길이방향 중 일방향으로 소정 길이만큼 연장되는 좌우 플랜지, 및 상기 좌우 플랜지와 연결되어 상기 좌우 플랜지보다 더 멀리 상기 제1 보드 및 제2 보드들의 길이방향으로 연장되어 상기 제1 보드 및 제2 보드들을 길이방향으로 지지하는 지지판을 포함하고, 상기 이격블록은 제1 이격블록과 제2 이격블록으로 구성되고, 상기 제1 이격블록 및 제2 이격블록은 상기 지지판과 접하는데, 상기 제1 이격블록과 제2 이격블록 사이에 탄성기능을 갖는 격자무늬부재를 포함하고, 상기 격자무늬부재는 다수의 오목부를 포함하고, 상기 오목부의 빈 공간에 다수의 캡슐형 수용기구가 수용되고, 상기 캡슐형 수용기구 내에 내열성 소음 흡수입자가 과립형태로 충진될 수 있다.

본 발명에 따른 보강구조물에서, 상기 제1 이격블록, 제2 이격블록, 격자무늬부재, 및 상기 내열성 소음 흡수입자를 포함하는 캡슐형 수용기구는 비닐에 의해 감싸져 하나로 결합될 수 있다.

본 발명에 따른 보강구조물에서, 상기 POSS 나노복합체는 머캅토프로필 폴리헤드럴 올리고머릭 실세스퀴옥산(mercaptopropyl polyhedral oligomeric silsesquioxane)이고, 상기 에폭시 수지의 성분은 비스페놀 A의 다이글라이시딜 에터(Bisphenol A diglycidyl ether, DGEBA)이고, 상기 경화제는 EDA(ethylene diamine)일 수 있다.

본 발명에 따른 보강구조물에서, 상기 POSS 나노복합체는 소음이 흡수될 수 있도록 미세 공극을 포함하고, 상기 고기능성 모르타르에 상기 POSS 나노복합체에 의하여 형성된 기포가 포함될 수 있다.

본 발명에 따른 보강구조물에서, 상기 하이브리드 에폭시 레진은 상기 POSS 나노복합체, 상기 에폭시 수지, 상기 경화제 및 상기 실리카를 1.58:38:6:2.36의 중량비율로 포함하고, 상기 고기능성 모르타르는 상기 하이브리드 에폭시 레진, 상기 시멘트 모르타르 및 물을 47.94:440:88의 중량비율로 포함하고, 상기 고기능성 모르타르는 압축강도가 4.4 내지 5.0 N/mm²일 수 있다.

본 발명에 따른 보강구조물에서는, 상기 복합 모르타르층 위에 시공되는 바닥마감재를 포함하고, 상기 바닥마감재는 발포 PVC, 발포 PE, 발포 PP, 발포 우레탄 중 어느 하나일 수 있다.

본 발명에 따른 보강구조물에서, 상기 콘크리트 슬라브 차음재는 재생고무판이며, 상기 재생고무판과 콘크리트 슬라브 모재와의 부착성능을 향상시키기 위하여 상기 메쉬부재와 상기 재생고무판 사이를 에폭시를 이용하여 부착할 수 있다.

본 발명에 따른 보강구조물에서, 상기 콘크리트 슬라브 차음재에는 소정 간격으로 배열된 다수의 관통홀이 형성되고, 상기 메쉬부재에는, 서로 다른 크기의 눈을 형성하거나 동일한 크기로 형성된 눈의 배열을 서로 다르게 배치할 수 있다.

본 발명에 따른 보강구조물에서는, 상기 콘크리트 슬라브 모재에 홈을 형성하고, 상기 콘크리트 슬라브 모재와의 접촉 면적을 넓히기 위한 간섭돌기가 외주면에 다수 설치된 너트를 상기 홈에 매립하고, 상기 콘크리트 슬라브 차음재와 상기 메쉬부재와 상기 콘크리트 슬라브 모재와의 사이를 고정하기 위하여 상기 홈에 매립된 상기 너트에 체결부재를 결합할 수 있다.

본 발명에 따른 보강구조물에서는, 상기 웨브에는 배관 등이 관통할 수 있는 통공이 형성되고, 상기 지지판은 상기 좌우 플랜지의 면내에 결합부재에 의해 고정되고, 상기 지지판은 충격을 완화할 수 있도록 윗판, 경사부 및 연장부로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 보강구조물에서는, 상기 격자무늬부재의 다수의 오목부의 캡슐 내에는 별도의 격벽이 1개 또는 2개 형성되고, 상기 격벽을 사이에 두고 서로 상이한 종류의 내열성 소음 흡수입자가 충진될 수 있다.

본 발명에 따른 보강구조물에서는, 상기 내열성 소음 흡수입자는 초산비닐의 중량%가 4% 이하인 에틸렌과 초산비닐 공중합체인 발포 고무(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer, EVA)를 포함하고, 나머지 1개 또는 3개의 내열성 소음 흡수입자는, 모래, 점토, 탄산칼슘 복합분말, 석고, 에틸렌-아세트산비닐수지(EVA, ethylene-vinylacetate copolymer), 스티로폼 입자 또는 실리콘 수지 중 선택될 수 있다.

본 발명에 따른 실란 화합물의 가수 축합반응으로 제조되는 POSS 나노 복합체를 이용한 고기능성 모르타르를 이용한 공동주택의 층간소음 저감 보강구조물은 다음과 같은 효과가 있다.

실란 화합물의 가수 축합반응으로 제조되는 POSS 나노 복합체를 이용한 고기능성 모르타르로 시공함으로써 기존 콘크리트 구조물의 부착력을 향상시킬 수 있다.

즉, POSS(polyhedral oligomeric silsesquioxane) 나노복합체를 사용함으로써 모르타르 및 콘크리트의 압축강도가 증가하여 콘크리트 구조물의 보강 부위의 내구성을 향상시키면서, 단열성능 및 내화성능 효과를 높이고 바닥 충격음을 최소화할 수 있다.

특히, POSS(polyhedral oligomeric silsesquioxane) 나노복합체의 다공성 구조에 의해 모르타르의 내부 공간 충진효율을 높여 균열의 발생을 방지하여 소음의 발생을 저감하며 단열 효과가 우수하다.

또한, 본 발명의 하이브리드 에폭시 레진을 포함한 복합 모르타르층은 기존의 차음재층과 경량 기포콘크리트(경량 기포모르타르)층과 마감 모르타르층을 하나의 고기능성 복합 모르타르층으로써 일원화된 설계공법으로 시공하므로, 시공의 편의성이 증대된다

고기능성 복합 모르타르층 내에 흡음 및 차음성능과 함께 단열성능까지 보완할 수 있는 획기적인 공법을 적용한 구조물이다. 특히, 내력 향상에 주안점을 두고 차음재만을 사용하는 경우에는 중량 충격음 차단 성능에 비하여 경량 충격음 차단에는 어려움이 있으나, 본 발명에 의하면 중량 충격음과 경량 충격음을 동시에 차단할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 복합 모르타르층은 충격 소음을 흡수하고 단열 성능을 보완할 수 있기 때문에 별도의 흡음재 및 단열재 사용을 생략할 수 있어 공기를 단축하고 시공비용을 절감할 수 있다.

또한, 복합 모르타르층을 시공함으로써 철근콘크리트 슬라브의 두께를 감소시켜 바닥층의 층고를 줄일 수 있기 때문에 공동주택의 연면적 확보에 유리하다.

또한, 콘크리트 슬라브 모재에 콘크리트 슬라브 차음재를 시공하고, 여기에 고기능성 모르타르를 추가적으로 시공함으로써 콘크리트 슬라브 모재에 차음재나 고기능성 모르타르를 단독으로 시공하는 것보다 소음 차단 기능이 향상된다.

또한, 중첩보드에 설치되는 지지판이 외부 충격에 탄성적으로 대응할 수 있어 외부의 충격에 의한 소음을 줄일 수 있다.

또한, 이격블록 사이에 격자무늬부재를 삽입하며 격자무늬부재가 외부의 충격을 흡수하므로, 중첩보드가 외부의 충격에 의한 소음을 차단할 수 있다.

또한, 콘크리트 슬라브 또는 콘크리트 벽체(또는 콘크리트 슬라브일 수 있다)에 2개 이상의 보드를 그루브-돌출부의 결합에 의하여 연결함으로써 시공이 간편해짐과 동시에 보드와 보드 사이를 연결하는 연결구가 보드와 보드의 연결부위를 넓게 덮어줌으로 소음이나 진동의 전달을 차단할 수 있다.

콘크리트 슬라브 또는 콘크리트 벽체(또는 콘크리트 슬라브 일 수 있다)에 2개 이상의 보드 사이에 지지구와 'ㄷ'형강과 지지판을 설치함으로써 음과 진동의 전달을 차단 내지 지연할 수 있는 보드 사이의 이격이 안정하게 유지될 수 있다.

본 발명의 효과는 이로써 제한되지는 않으며 본 발명의 특유한 구성에 의하여 또 다른 효과가 발현될 수 있다.

도 1은 종래의 철근콘크리트 바닥층을 보여주는 도면이다.
도 2는 종래에 콘크리트 바닥에 차음재가 시공된 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 제1실시예의 철근콘크리트 바닥층을 보여주는 도면이다.
도 4는 종래의 바닥층과 본 발명에 따른 제1실시예의 바닥층의 두께 변화를 보여주는 도면이다.
도 5는 종래의 바닥층의 시공 순서도이다.
도 6은 본 발명에 따른 바닥층의 시공 순서도이다.
도 7은 본 발명에 따른 고기능성 모르타르의 제조 순서도이다.
도 8은 본 발명에 따른 연결보드가 설치된 벽체의 사시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 연결보드를 형성하기 위한 보드와 보드의 연결구조를 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 연결보드에서 연결구의 높이가 조정가능한 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 연결보드의 설치 위치를 설명하는 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 보드의 이격구조(중첩보드)가 슬라브 또는 벽체에 설치되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명에 따른 지지프레임과 지지판이 결합부재로 연결되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명에 따른 중첩보드의 지지판이 외부의 충격에 대응하여 충격을 흡수하는 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명에 따른 2단으로 형성되는 이격보드 사이에 포함되는 격자무늬부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명에 따른 이격블록의 좌우 너비가 모든 부분에서 동일한 경우에, 이격블록이 좌우 플랜지에 삽입되면 지지판과 이격블록 사이에 간극이 생길 수 있음을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명에 따른 이격블록에 구비된 끼임부가 좌우 플랜지에 끼워지면서 이격블록이 지지프레임에 삽입된다는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명에 따른 격자무늬부재에 형성된 오목부에 내열성 소음 흡수입자가 충진된 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명에 따른 제1 이격블록, 제2 이격블록, 격자무늬부재 및 내열성 소음 흡수입자가 비닐로 포장되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 발명에 따른 바닥층을 슬라브와 이격시키는 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 본 발명에 따른 보강구조물에서 엠보싱이 형성된 콘크리트 슬라브 차음재가 설치되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 본 발명에 따른 보강구조물에서 메쉬부재가 설치되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 본 발명에 따른 보강구조물에서 메쉬부재의 눈의 크기가 서로 다른 2개의 메쉬부재가 설치되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 본 발명에 따른 보강구조물에서 메쉬부재의 눈의 크기가 서로 같은 2개의 메쉬부재가 설치되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 본 발명에 따른 보강구조물에서 콘크리트 슬라브 차음재와 메쉬부재가 콘크리트 슬라브 모재에 고정되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 본 발명에 따른 격자무늬부재에 형성된 오목부 내의 격벽을 사이에 두고서 서로 상이한 종류의 내열성 소음 흡수입자가 충진되어 있는 것을 도시한 도면.
도 27은 본 발명에 따른 격자무늬부재에 형성된 오목부 내의 2개의 격벽이 형성된 것을 도시한 도면.
도 28은 격자무늬부재에 형성된 오목부의 1개의 격벽을 사이에 두고서 2가지의 내열성 소음 흡수입자가 충진된 것을 보여주는 도면.
도 29는 격자무늬부재에 형성된 오목부의 2개의 격벽을 사이에 두고서 4가지의 내열성 소음 흡수입자가 충진된 것을 보여주는 도면.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에서 특별히 달리 정의되지 않는다면 좌우와 상하와 같은 방향의 구별은 각 도면을 바라보는 방향을 기준으로 하며, 수평과 수직의 구별은 벽체나 슬라브에서 중량방향을 수직으로 하고 그에 직교하는 방향을 수평방향으로 정의한다.

첨부한 도면은 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위하여, 스케일에 따라 도시하지 않고, 부분적으로 확대 및 축소하여 도시되었다.

도 1은 종래의 기존 바닥층의 구조를 보여주고 있는 도면이다. 도 1을 참조하면 종래의 철근콘크리트 바닥층(10)은 콘크리트 슬라브(11), 차음재(12), 경량기포콘크리트(13), 마감모르타르(14), 바닥마감재(15)가 차례대로 개별층으로 시공되고 있었다.

이와 같은 종래의 철근콘크리트 바닥층(10)에서 콘크리트 슬라브(11)가 일반적으로 180 mm로 시공되고 있는데 층간소음 방지를 위하여 콘크리트 슬라브(11)의 두께를 210 mm로 또는 그 이상으로 증가시킬 수 있겠으나 이때는 무려 공사비가 5~6% 증가하게 된다. 또한, 슬라브 두께 증가에 비하여 중량충격음은 1 db 감소에 그쳐서 콘크리트 슬라브 두께 증가에 드는 비용에 비하여 차음효과는 제한적이라는 비효율성의 문제가 존재한다.

현재 신축건축물에서는 표준바닥구조와 인정바닥구조를 통합하여 일정 두께와 일정 차단성능을 모두 만족하는 바닥구조를 의무화하도록 하고 있다.

도 1의 종래의 바닥층은 도 5에서와 같은 순서로, 콘크리트 슬라브(11) 층 위에 차음재(12)를 시공하고 경량기포콘크리트(13)와 마감 몰탈(14)을 차례로 시공한 후 그 위에 바닥마감재(15)가 시공되는 것으로서 공정이 복잡할 뿐만 아니라 바닥층의 두께가 증가하므로 과밀화되는 도시건축물로서 연면적 확보에도 문제가 있다. 더욱이 두꺼워지는 두께만큼이나 차음효과는 발현되지 않는다는 것은 앞서 설명한 바와 같다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여 본건 발명에서는 도 3에서와 같이 철근콘크리트 바닥층(100)을 도 6에서와 같은 방법으로 시공한다. 즉, 콘크리트 슬라브(101)를 시공한 이후 그 위에 하이브리드 에폭시 레진을 이용한 고기능성 모르타르를 이용하여 하나의 복합 모르타르층(102)으로서 시공할 수 있다. 따라서, 도 3의 철근 콘크리트 바닥층(100)은 콘크리트 슬라브(101), 복합 모르타르층(102)과 바닥마감재(103)로서 시공 과정이 단순화된다.

표준바닥구조와 인정바닥구조를 통합하여 일정 두께와 일정 차단성능을 모두 만족하는 층간소음 억제 보강구조물을 제공하기 위해 본건 발명에서는 POSS 나노복합체를 포함하는 하이브리드 에폭시 레진을 이용한 고기능성 모르타르를 제안하였다. 실험을 통해 본 보강구조물이 중량음 충격원에 높은 차음효과를 보이고, 콘크리트 구조물의 내력을 향상한다는 점을 확인하였다.

층간소음 억제를 위하여 기술 개발된 소재들은 내화성능 및 내구성에 대하여 한계가 있기 때문에, 이를 해결하고자 고분자에 새로운 기능을 도입하기 위하여 유기화합물인 고분자와 무기화합물인 세라믹의 물성을 동시에 가지는 소재가 개발되고 있다. 특히, 고분자소재의 가공성, 강인성, 가격 등의 장점과 무기물의 내열성, 산화안정성을 동시에 만족시키는 유-무기 복합재료(organicinorganic hybrid materials)의 연구가 이루어지고 있다.

POSS (polyhedral oligomeric silsesquioxane)는 내열성 및 모듈러스가 우수한 것으로 알려졌으며 항공우주, 살균제, 광학 재료, 미소전자 공학재료, 반도체 재료, 화장품, 촉매과학 물질 등 다양한 분야에서 활용되고 있는 유-무기 혼합구조의 합성고분자로 실험식(RSiO1.5)n를 갖는 하기와 같은 나노구조물이다.

다면체성 Si-O-Si 주쇄에 기능기가 연결되어 있는 나노크기의 입자이고, R은 수소, 실록시 또는 사이클릭 그룹, 또는 반응성 관능기를 추가로 함유할 수 있는 선형 지방족 또는 방향족 그룹이다.

케이지(Cage) 구조의 POSS는 유-무기가 혼합된 그물 구조로서, 안쪽으로는 실리카 다공성 입자들이 실록산 결합으로 이루어진 무기물의 특성이 있고, 바깥쪽으로는 반응성 또는 비반응성 유기화합물로 구성되어 있다. 이러한 하이브리드 특성을 갖는 POSS는 전해질의 빈 공간을 감소시켜 보다 견고하고 치밀한 구조를 형성할 수 있도록 하여 기계적 물성과 강도를 갖는다. 또한, 일반 고분자에서는 볼 수 없었던 극한 성능의 열적, 기계적, 전기적 특성을 가지고 있으며 다양한 유기 관능기를 도입함으로써 결합력을 증대시키는 등 다양한 분야에서 응용할 수 있는 물질이다.

본 발명의 POSS 나노복합체는 실란 화합물을 가수 축합반응하여 하기의 반응식 1에서와 같이 합성된다.

<반응식 1>

구체적으로, POSS 나노복합체는 실란 화합물로 (3-머캅토프로필)트라이메톡시실란((3-Mercaptopropyl)trimethoxysilane)을 사용하여 제조되는 머캅토프로필 폴리헤드럴 올리고머릭 실세스퀴옥산(mercaptopropyl polyhedral oligomeric silsesquioxane, POSS-SH)이다. 그러나 상기 POSS 나노복합체는 POSS-SH로 표현되는 화합물로만 한정되는 것은 아니며, 다른 트라이알콕시실란(trialkoxyalkylsilane) 또는 유기-트라이클로로실란(organo-trichlorosilane)과 축합반응 등을 통해 다양한 구조의 POSS 화합물이 합성될 수 있다.

이러한 POSS 나노복합체는 재료의 균일성이 우수하고 상분리가 일어나지 않으며, 유기 및 무기적 특성이 혼합되어 있기 때문에 서로 다른 재료를 융합시키기에 용이하다.

따라서 이러한 유-무기 복합재료로서의 POSS 나노복합체를 이용하여 고기능성 모르타르를 얻을 수 있다. POSS 나노복합체의 유기 관능기로 인해 유기용매에 잘 용해되고 고분자 또는 금속 표면과도 친화적으로 융합할 수 있다.

본건 발명의 고기능성 모르타르는 도 7의 제조방법에서와 같이 POSS 나노복합체를 에폭시 수지, 경화제, 실리카(silica)와 혼합하여 하이브리드 에폭시 레진을 제조한다.

특히, 바람직한 실시예에서는, 이때, 에폭시 수지는 접착력, 기계적 물성, 내화학성이 우수한 비스페놀 A의 다이글라이시딜 에터(Bisphenol A diglycidyl ether, DGEBA)를 사용하고, 경화제로는 EDA(ethylene diamine)를 사용하며 에폭시 레진 본래의 선상구조에서 3차원 망상구조로 변화시켜 강인성을 부여한다. 또한, 실리카 입자를 에폭시 수지에 첨가하여 분산성을 향상시켜 기계적 강도 및 열안정성이 높은 하이브리드 에폭시 레진을 제조할 수 있다.

상기 실리카는 무기충진제로서 그 일부를 탄산칼슘과 함께 사용하는 경우 실리카 무기충진제를 과량사용함에 따른 불필요한 부재 강성 증대(취성 확대)의 문제를 개선할 수 있다. 상기 실리카와 같은 무기충진제는 보강재의 점성을 키우는 역할을 할 수 있는데 이것이 과다한 경우 분산성을 저하시키므로 예를 들어 실리카의 분산을 위하여 실란 화합물을 첨가한다.

또한, 실리카와 같은 무기충진제는 혼련성을 저하시키므로 카본블랙과 같은 별도 첨가제나 연화제를 첨가하는 것이 바람직할 수 있다.

한편 보강재의 대변형이 가해진 후 탄성률을 회복하는 데 있어서, 앞서와 같은 무기충진제(실리카)의 높은 함유율로 인한 탄성률 저하가 문제된다. 따라서, 본 발명에서는 300 mgKOH/g 이하의 산가를 갖는 로진 유도체와 이미다졸 화합물을 상기 실리카와 혼용할 수 있고, 이 경우 상기 로진 유도체의 상호 작용에 의해서 대변형에 의하여 분리된 보강재의 분자구조가 회복되어 재결합됨으로써 탄성률 회복을 가져올 수 있게 된다.

본건 발명의 하이브리드 에폭시 레진은 아래 그림과 같이 시멘트 모르타르와 물을 혼합하여 고기능성 모르타르를 얻을 수 있다.

상기 POSS 나노복합체를 함유한 모르타르는 하기 표의 실험 결과에서 볼 수 있듯이 POSS-SH를 함유하지 않은 모르타르에 비하여 압축강도가 증가한 것을 알 수 있다.

또한, 하기 실험 결과에서 볼 수 있는 바와 같이 EDA 및 실리카를 포함한 에폭시 레진에 POSS를 증가시킬수록 기포량이 증가하는 것을 알 수 있으며 이는 SEM데이터로 확인할 수 있다.

즉, 이러한 현상은 다음 그림에서 나타낸 바와 같이 모르타르에 POSS가 주입되어 혼합되면서 수용성의 POSS가 융해되고 경화속도(열 발생)에 따라 기포량이 균일한 분포로 증가하는 것으로 설명할 수 있다.

3차원 구조의 POSS 나노복합체는 다수의 미세 기공에 공기층을 형성하고 열을 전도하는 매개체 역할을 한다. 즉, 기포량이 증가하면서 공기층이 유도되기 때문에 열전달율을 낮추고 단열성능을 높일 수 있고, 잘 분배된 작은 기포는 또한 작업성 및 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 이러한 미세 기공을 통해 충격, 진동, 소음을 흡수하여 제거함으로써 층간소음을 감소시킬 수 있다.

콘크리트는 재료의 특성상 수화 및 양생과정 중에 발생하는 수분의 건조로 인해 용적이 감소하는 문제점을 지니고 있으나, 본건 발명의 고기능성 모르타르는 POSS 나노복합체의 기포량 증가 효과에 의해 콘크리트의 건조에 의한 수축을 방지할 수 있다.

본건 발명의 경화제는 에폭시를 경화시켜 열경화성 물질로 개질하는 것으로 EDA(ethylene diamine), 폴리 아마이드, 변성 지방족 아민, 폴리 아민 중에서 선택할 수 있다.

이와 같은 경화제를 배합하는 경우 경화 후의 목표물성, 경화로 인한 가공성(작업성) 저하, 목표하는 경화 속도를 고려하여 경화촉진제, 희석제, 충진제와 같은 별도 첨가제를 첨가하는 것이 앞서 설명한 바와 같이 필요하다.

상기 경화촉진제는 경화제가 변성 지방족 아민, 폴리 아민인 경우에 -OH를 갖는 페놀, 크레졸, 노닐페놀, 비스페놀-A, 알킬페놀, 3급아민 중에서 선택하는 것이 바람직하다. 여기서 3급 아민은 아민의 활성수소가 전부 탄화수소로 치환된 것이기 때문에 에폭시기와 직접 경화반응은 할 수 없고 중합촉매로서 작용한다.

또한, 상기 POSS 나노복합체는 발포 고무(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer, EVA), 폴리스티렌(Expanded Polystyrene, EPS), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP) 초극세사 등의 보강재에 첨가 혼합되어 사용할 수 있는데, POSS 나노입자들이 상기 보강재 내에 고르게 분산되어 고분자의 유동성을 제한함으로써 유리전이온도(Tg)가 상승하고 인장강도가 증가하는 것으로 여겨진다. 또한, 에폭시에 실리카 나노입자를 도입한 복합체는 순수 에폭시에 비해 유리전이온도(Tg)가 상승하고 인장강도가 증가하는 것이 알려져 있다. POSS 나노입자들은 고온에서도 말단의 유기 반응성기가 유지되고 크기가 100 nm 이하의 균일한 분포를 이루기 때문에 고분자 수지와 나노복합체를 형성하는 경우, 고분자 수지의 물성을 향상시킬 수 있다.

따라서 본건 발명의 고기능성 모르타르는 압축강도, 열전도율, 내화 성능에서 종래의 모르타르 및 콘크리트에 비하여 우수한 성능을 나타내므로 1회 시공으로 층간소음 억제, 내화성능, 내력상승 및 단열 효과를 달성할 수 있다. 이러한 다원화 효과를 갖는 POSS 나노복합체를 포함한 하이브리드 에폭시 레진을 이용한 고기능성 모르타르는 종래의 흡음 및 단열 성능을 위해 사용되는 경량기포콘크리트의 낮은 강도발현, 과다한 균열, 높은 흡수율 등의 문제점을 개선할 수 있는 대체 신소재로 활용할 수 있다.

상기 발포 고무(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer, EVA)는 에틸렌과 초산비닐 공중합체로서 초산비닐의 중량 %에 따라서 그 물성이 변경되는데, 본 발명의 EVA는 초산비닐의 중량%는 4% 이하로 조정된 비닐 아세테이트 개질 폴리에틸렌(vinyl acetate modified polyethylene)인 것이 바람직하다. 상기 아세테이트 개질 폴리에틸렌(vinyl acetate modified polyethylene) 열가소성으로서 저밀도 폴리에텔렌과 유사한 성질을 가지나 유연성이 증가하고 통상적으로 독성이 적다.

선택적으로 또한, 본 발명에서는 상기 발포 고무로 50 미크론 이하의, 통상적으로 0.1 내지 100 마이크로미터의 수십억개의 기포를 포함하도록 구성된 플라스틱 재료인 MCP (Microcelluar Pad)를 이용할 수 있다.

종래의 경량 기포콘크리트는 기포의 발포율 및 균질성을 제어하기가 어려운 문제가 있으나, 본건 발명의 POSS 나노복합체를 포함한 고기능성 모르타르는 균일한 분포로 미세한 공극이 형성됨으로써, 흡음, 차음, 단열성능에 중요한 역할을 한다.

특히, 본건 발명의 고기능성 모르타르는 콘크리트 내부의 충진효율을 높여 균열의 발생을 방지하여 균열로 인한 누수, 소음의 발생을 저감하고, 단열로 인한 난방효과를 높이며 기존에 사용하고 있는 콘크리트 슬라브의 두께를 줄임으로써 주택, 아파트, 빌딩, 도로 또는 터널의 신축, 보수, 및 보강에 적용될 수 있다.

그뿐만 아니라, 도 1의 종래의 차음재, 경량기포콘크리트, 마감몰탈의 기능을 본건 발명에서는 하나의 고기능성 복합 모르타르층(102)으로서 시공하는 것이므로 도 4에서 보는 바와 같이 철근콘크리트 바닥층의 두께가 자연스레 감소하게 된다.

그런데 이와 같이 시공하는 경우 두께가 감소하여 공사비 감소와 층고 감소 등의 유리한 점이 있기는 하나 바닥층의 두께 감소로 인하여 열전달율이 증가하여 단열성능이 저하될 우려가 있다. 그러나 본건 발명에서는 POSS 나노복합체를 포함한 고기능성 모르타르를 적용함으로써 기포층을 형성하는 POSS 나노복합체의 물성에 의해 열전도율이 낮고 우수한 단열효과를 기대할 수 있기 때문에 두께 저하로 인한 종래기술의 단점을 극복하여 단열성능을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 복합 모르타르층(102)은 상기 하이브리드 에폭시 레진을 이용한 고기능성 모르타르에 추가로 염화비닐, 고분자러버, 철분, 멜라민폼, 발포 폴리스티렌(Expanded Polystyrene, EPS), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP) 초극세사 섬유, 인조광물섬유 중 어느 하나 이상을 포함하는 물질을 혼합하여 차음, 흡음 또는 단열성능을 더욱 향상시킬 수 있다.

특히, 본 발명의 복합 모르타르층(102)은 상기 POSS 나노복합체를 포함하는 하이브리드 에폭시 레진을 이용한 고기능성 모르타르에 차음재와 흡음재를 일체화하여 바닥몰탈과 함께 단일 레이어로 몰탈처리할 수 있기 때문에 상기 복합 모르타르층(102) 자체가 경량음 충격음(흡음효과)과 중량음 충격음(차음효과)에서 모두 방음효과를 발휘할 수 있다. 즉, 차음재와 흡음재를 별도의 부재로 설치하지 않고 동시에 모르타르 처리하여 하나의 신소재로서 단일 레이어로 시공할 수 있게 된다.

차음재의 물성은 통상적으로 경도가 크거나 상대적 강성재로서 음을 반사시켜서 차단하는 역할을 하고 흡음재의 경우에는 역으로 (음흡수가 가능하도록) 음을 유도하는 물성을 가지고 상대적으로 그러한 음을 유도하는 성격을 가지기 위하여 기포제와 같이 상대적으로 강성이 떨어지는 제재가 사용된다.

위와 같은 차음재와 흡음재의 물성의 차이로 인하여 차음재는 중량충격음 차단에 유리하고 흡음재는 경량충격음 차단에 유리하게 되어 차음재와 흡음재는 구별되어 사용될 수 있다.

본건 발명에서는 예를 들어 구형의 흡음재와 차음재를 모르타르에 혼합하여 시공함으로써, 모르타르를 통한 소음의 투과 시 흡음재가 소음을 흡수하게 하는 구조로, 흡음과 차음이 동시에 발생하게 하여 전체적으로 소음의 투과손실을 크게 할 수 있어 층간 소음진동 완화 및 마감재 표면처리효과를 동시에 달성될 수 있다.

따라서, 본건 발명에서는 상기 복합 모르타르층(102) 내에 POSS 나노복합체를 포함한 하이브리드 에폭시 레진을 시멘트 모르타르에 적용함으로써 모르타르의 압축강도 등의 물성을 크게 향상시키고 경화속도(열 발생)에 따른 기포량 증가에 의해 공기층을 형성하면서 단열 효과를 높이면서 바닥 충격음을 최소화시킬 수 있다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이 도 1의 종래의 철근콘크리트 바닥층(10)에 비하여 전체적인 두께는 감소하지만 두께 감소가 층간소음 증가에 미치는 영향은 크지 않기 때문에 이는 고기능성 복합 모르타르층(102)에 추가로 첨가되는 차음재 및 흡음재로 차음 및 흡음성능을 향상시킴으로써 충분히 보충할 수 있다.

본건 발명에서는 고기능성 복합 모르타르층(102)에 추가로 첨가되는 차음재로서 염화비닐, 고분자러버, 철분의 어느 하나 이상을 사용하고, 흡음재로서 멜라민폼, 발포폴리스티렌(EPS), PP 초극세사 섬유의 어느 하나 이상을 사용한다. 상기와 같은 흡음재 중에서 멜라민폼은 가공성과 불연성 및 저밀도에서 특히 유리하고, PP 초극세사 섬유는 친환경적이며 고면밀도성이다.

POSS 나노복합체뿐만 아니라 복합 모르타르층(102) 내에 차음재와 흡음재를 혼합하게 되면 복합 모르타르층(102)을 통과하는 소음원의 일부는 복합 모르타르층(102) 내의 차음재에서 반사되고, 다른 일부는 흡음재를 통과하여 흡수되어 흡음효과가 발효되고 이로써 층간 소음이 감쇠되는 효과가 발현되는 것이다.

즉, 본건발명의 층간소음 저감 구조물을 채용하게 되면 내력향상 및 차음성능 확보(중량 충격음)에 추가하여 흡음성능 확보(경량 충격음)까지 달성할 수 있게 된다.

종래의 건축물에서 차음(방음)의 목적으로 사용되는 차음재 또는 흡음재 어느 하나만으로는 중량 충격음과 경량 충격음을 모두 효과적으로 방지하기 어렵고, 특히 차음재로서 흔히 사용되는 석고보드는 그 자체가 환경친화적 소재가 되지 못하다는 문제가 있었는데, 본 발명에서는 이를 POSS 나노복합체를 포함한 하이브리드 에폭시 레진으로 제조된 고기능성 모르타르로 대체하여 시공의 편의성과 환경오염의 문제를 일거에 해소할 수 있게 된다.

또한, 상기 복합 모르타르층(102)은 본건 발명의 고기능성 모르타르에 인조 광물 섬유와 같은 단열재를 추가로 혼합해서 단열성능을 향상시키도록 할 수 있다. 즉, 상기 복합 모르타르층(102) 내에 인조 광물 섬유가 POSS 나노복합체를 포함하는 고기능성 모르타르와 함께 혼합된다. 글라스울, 미네랄 울 등의 인조 광물 섬유와 같은 단열재는 섬유가 가늘고 균일하며 연속된 미세 공극 형성으로 공기층이 미세하게 분할되어 열의 흐름을 차단할 뿐만 아니라 음을 흡수하는 효과가 우수하여, 흡음성 및 단열성을 더욱 향상시킬 수 있다. 발포폴리스티렌, 발포폴리우레탄, 발포염화비닐 등의 유기질 단열재는 흡습성이 적고 시공성이 우수하지만 열에 약한 것이 단점인데 내화성능이 우수한 POSS 나노복합체를 첨가함으로써 보완할 수 있다.

또한, POSS 나노복합체를 포함하는 고기능성 모르타르는 시멘트 모르타르에 둘러싸인 아주 작은 기포 형태로 인하여 매우 낮은 열전도성, 동적 에너지의 흡수성, 높은 내열성 및 압축에 대해 인장응력 특성(압축력 충격에 따라 단번에 부서지지 않고 내부에 함유된 기포가 모두 부서질 때까지 지속적으로 일정한 저항력을 가짐)을 가지고 있어 단열성과 내구성이 우수하다. 따라서 POSS 나노복합체에 단열재를 구조적으로 일체화시킨 본 발명의 복합 모르타르층(102)은 구조를 간소화하면서 내구성을 높일 수 있고, 또한 우수한 단열 및 흡음 성능을 확보할 수 있다.

상기 복합 모르타르층(102)에 혼합되는 마감몰탈은 차음재와 단열재 성분 등이 혼합되는 매재의 역할을 하는 것으로서 동시에 마감몰탈서 바닥층 보호 및 표면 처리 효과가 있도록 구성된다.

본 발명에서는 종래의 차음재 또는 흡음재, 경량기포콘크리트, 마감몰탈의 기능을 하나의 복합 모르타르층으로서 형성하는데, 이를 위하여 POSS 나노복합체를 포함하는 모르타르와 더불어 차음, 흡음 또는 단열성능을 향상시키기 위해 염화 비닐, 고분자러버, 철분, 멜라민폼, 발포 폴리스티렌(Expanded Polystyrene, EPS), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP) 초극세사 섬유, 인조광물섬유 중 어느 하나 이상을 포함하는 물질을 사용하도록 구성되고, 마감몰탈 역시 층간소음 진동 완화가 있는 소재를 사용하고 마감재로서 역할을 할 수 있도록 표면 처리 효과가 있도록 구성한다. 추가적으로 바닥마감재는 고분자 수지 모르타르계의 마감재를 사용하여, 뛰어난 결합력을 가진 고분자 입자가 구조물 표면 및 구조물 내에 깊숙이 침투하여 강도를 증가시키고 내구성을 높일 수 있다.

이와 같이 본건 발명의 고기능성 복합 모르타르층(102)을 시공하게 되면 단일층 구조로 시공할 수 있어 시공의 편의성이 매우 증가한다. 또한, 단일 복합 모르타르층에 의하여 일거에 차음 및 흡음효과와 단열성능까지 확보할 수 있게 되므로 경제성 면에서도 유리하다.

POSS 나노복합체는 차음, 흡음, 단열성능을 가진 물질과 혼합하여 층간소음 완화효과, 단열성능, 압축강도를 향상시킬 수 있으며, 마감몰탈은 바닥층 보호 및 표면 처리 효과를 갖고 있다. 위 3가지의 공정을 단일의 복합 모르타르층으로 하여 단순화된 공법을 제안한 것이 도 6의 공법이다.

이때 중요한 것 중의 하나는 배관(104)의 설비 시공을 고려하여 단일몰탈의 두께를 결정하게 된다. 위와 같은 도 4의 복합 모르타르층(102)을 시공하는 경우 일반적으로 마감몰탈의 압축강도는 20MPa이지만 POSS 나노복합체는 성능을 고려하여 압축강도를 조절해야 한다. 그리고 복합 모르타르에 첨가되는 재료의 크기 및 함량 역시 조정이 필요하다.

본 발명에 의하면 기존의 마감몰탈과 경량기포콘크리트와 차음재를 별개의 레이어로 시공하여 공정이 복잡하고 레이어의 두께 증가가 차음성능 향상에 큰 영향을 미치지 못하는 문제와 단열층을 별도로 구비했어야 하는 문제를 해결할 수 있게 된다. 상기 경량기포콘크리트는 경량기포모르타르일 수 있다.

또한, 본 발명에서는 콘크리트 슬라브 위에 우레탄폼콘크리트를 직접 타설하고서 바닥모르타르의 배관(104) 공사를 하는 것이 유리할 수 있다. 이 경우 우레탄폼콘크리트는 70 내지 80 mm의 두께로 타설할 수 있고 상기 콘크리트 슬라브의 두께는 150 내지 180 mm로 시공할 수도 있다.

한편, 이와 같은 복합 모르타르층(102)을 시공하는 경우 두께가 감소하여 바닥층의 강성이 저하될 수 있고 특히나 바닥이 아닌 벽면에 시공되는 경우에는 두께 감소로 인한 강성 저하로 안정적으로 서 있기가 어려울 수 있다. 이하에서는 이러한 강성 저하를 상쇄할 수 있으면서도 본건발명의 차음효과를 유지할 수 있는 방안에 대하여 설명한다.

본건발명에 따른 POSS 나노복합체를 포함하는 복합 모르타르층(102)에 의하는 경우 차음, 흡음, 단열, 마감이 하나의 레이어에 의하여 완성되어 바닥두께가 감소되어 층고를 충분히 확보할 수 있는 등의 유리한 점이 있으나, 바닥 두께 감소로 인한 내구성 보강과 방진성 보강의 필요성이 제기될 수 있다. 이를 위하여 본 발명에서는 도 8 내지 도 10에서 도시된 바와 같이 콘크리트 슬라브 또는 콘크리트 벽체(101)(또는 콘크리트 슬라브일 수 있다)에 두 개 이상의 보드(200)로 형성된 연결보드를 부착하되 상기 보드(200)와 보드(200)는 별도의 연결구(110, 120)에 의하여 연결된다.

즉, 보드(200)의 두께가 감소하더라도 그 길이가 분할된 복수의 보드(200)를 서로 연결하는 방식으로 연결보드를 시공하게 되면 보드(200)의 두께 감소로 인한 강성 저하를 상당부분 감소시킬 수 있으며, 이는 부재의 길이방향 스팬이 감소할수록 부재의 휨강도나 좌굴강도가 향상되는 원리에 따른 것이다.

보드(200)와 보드(200)를 서로 연결하는 도 8에서와 같이 각각의 보드(200)에 연결된 두 개의 연결구(110, 120)를 서로 연결함으로써 이를 통하여 보드(200)와 보드(200)가 연결되도록 한다.

도 8에서 볼 수 있는 바와 같이 이러한 연결구(110, 120)들은 보드(200)의 길이방향으로 소정의 길이 방향으로 좌우로 연장되어 퍼져 있어서 보드(200)와 보드(200) 사이의 연결부를 충분한 넓이로 덮어주기 때문에 보드(200)와 보드(200) 사이의 강성을 향상시킬 수 있도록 한다.

도 9를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 상기 연결구(110, 120) 중에서 좌측의 제1 연결구(110)에는 그루브(111)가 형성되어서 다른 하나의 우측의 제2 연결구(120)에 형성된 돌출부(121)가 상기 그루브(111)에 맞물리는 방식으로 연결구(110, 120)가 서로 연결된다.

또한, 상기 제1 연결구(110)는 제1 보드(200)에 마련되고 제2 연결구(120)는 제2 보드(200)에 마련된다. 하나의 연결보드를 형성하는 보드(200)가 3개 이상일 수도 있으며, 제1과, 제2과 같은 표현은 그러한 보드(200)의 순서를 나타내는 것이며, 통상적으로 연결보드를 형성하는 각각의 보드는 서로 동일하게 제작된다.

제1 연결구(110)와 제2 연결구(120)는 서로 마주보면서 보드(200)와 보드(200)의 연결부를 서로 연결하여 결합하는 역할을 하는데, 제1 연결구(110)는 제1 보드(200)의 2개의 면을 연속적으로 감싸기 위하여 제2 보드(200)와 마주하는 모서리의 수직면(a)과 이와 직교하게 연결되는 수평부(b)를 따라서 연장되고 상기 수직부(a)로부터 다시 상기 벽체(101)를 따라서 연장되는 수평부(c)를 포함한다. 상기 수평부(c)에서 상기 제1 연결구(110)는 상기 벽체(101)와 나사 등의 별도의 고정수단(300)에 의하여 고정된다. 한편, 상기 제2 연결구(120)는 상기 제1 보드(200)와 맞닿는 제2 보드(200)의 면들을 감싸게 형성되며 제2 보드(200)의 면들 중에서 제1 보드(200)에 연결되는 면들에 대응되게 수직부(d)와 상기 수직부(d)에 연결되는 수평부(e)를 따라서 연장된다.

상기 수직부(a), 수평부(b, c)는 연속적으로 제1 보드(200)의 대응하는 면들을 감쌀 수 있도록 제1 보드(200)의 대응하는 면들에 고정되게 구성되는데 반해서, 제2 보드의 수직부(d)는 그 위치가 제2 보드(200)의 수직면을 따라서 슬라이딩 이동가능하도록 형성된다.

특히 도 10에서와 같이 제2 보드(200)에서 수직부(d)가 형성되는 면에는 다수의 고정돌기(201)가 여러 개 형성되고 그 고정돌기(201)에 맞물리는 걸림홈(122)이 제2 연결구(120)의 수직부(d)에 통공되어서 원하는 위치에서 고정돌기(201)와 걸림홈(122)이 맞물림으로써 수직부(d)의 위치가 결정되게 된다. 상기 고정돌기(201)는 걸림홈(122)에 걸리고 걸림이 해제되는 것이 원활하도록 도 9에서와 같이 반원형으로 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 제2 연결구의 고정돌기(201)와 걸림홈(122)의 구성은 중요한데 그 이유는 제1 보드(200)와 제2 보드(200)를 결합할 때 상기 그루브(111)에 상기 돌출부(121)가 삽입되어 슬라이딩되는 면이 곡선형으로 형성될 수 있고 이 경우, 돌출부(121)가 그루브(111) 내로 삽입될 때 상기 돌출부(121)가 연결된 수직부(d)의 위치를 조정해서 상기 그루브(111)에 가압력을 주어 그루브(111) 내에서 돌출부(121)가 탄성을 유지하면서 정착될 수 있게 되기 때문이다. 이를 통해서 보드(200)와 보드(200)의 결합이 더욱 견고해질 수 있다.

상기 그루브(111)가 돌출부(121) 내에서 탄성적으로 거동할 수 있도록 돌출부(121)는 탄성소재로 제작될 수 있으며, 통상 제1 연결구(110)는 제2 연결구(120)와 동일한 재료로 제작되므로 제1 연결구(110)와 그루브(111) 역시 탄성소재로 제작되는 것이 바람직하다.

한편 도 9 내지 도 10에 도시된 것과 같이 돌출부(121)가 그루브(111)를 향해서 아래 방향으로 경사져서 삽입되도록, 즉 그루브(111)가 하향 경사면으로 형성되면 수직부(d)는 돌출부(121)의 그루브(111)에 대한 탄성결합을 유지하도록 그러한 하향경사면에 저촉되는, 즉 그러한 하향경사면을 가압하는 하향 탄성력이 생겨야 하므로 상기 수직부(d)는 중립상태보다 아래에서 고정되고 이를 위하여 중립상태보다 아래에 있는 고정돌기(201)에 수직부(d)의 걸림홈(122)이 맞물린다. 도 9는 그와 같이 그루브(111)가 아래 방향으로 형성된 것을 도시하고 있으며 수직부(d)가 보드(200)의 상부 모서리와 간격(g)만큼 이격되어 내려와 있는 것을 보여주고 있다.

위에서 중립상태라는 것은 위 g=0 인 경우를 의미한다.

만일 상기 그루브(111)를 향해서 돌출부(121)가 위를 향해서 삽입되는 구조로 형성된다면 수직부(d)는 중립상태보다 위에 있는 고정돌기(201)에 수직부(d)의 걸림홈(122)이 맞물릴 수는 있으나, 이런 경우에는 그루브(111)로부터 돌출부(121)가 이탈할 가능성이 크기도 하고 제2 연결구(120)가 보드(200)의 테두리를 넘어서 벽체(101)로 나가야하기 때문에 일반적으로 사용되기는 어렵다.

상기 그루브(111)는 도 9 내지 도 10에서 볼 수 있는 바와 같이 상기 제2 보드(200)의 수직부(d)와 수평부(e)가 만나는 곳에 형성될 수 있고 상기 돌출부(121)는 상기 제1 보드(200)의 상기 수직부(a)와 상기 수평부(b)가 만나는 곳에 형성된 그루브(111)의 대응되는 제2 연결구(12)의 위치에 형성된다. 상기 그루브(111)는 상기 돌출부(121)가 상기 그루브(111) 안으로 슬라이딩 삽입되어 상기 그루브(111) 내에서 안착될 수 있도록 상기 돌출부(121)의 길이를 모두 수용할 수 있도록 구성된다. 상기 그루브(111)는 대체적으로 'ㄷ'자형이고 상기 돌출부는 대체적으로 'ㅡ'자 일 수 있다.

위와 같은 연결보드는 도 11에서와 같은 구조체의 벽면(101)에 형성될 수 있다. 물론 이와 같은 연결보드가 위 구조체의 바닥면(400)에 설치될 수 있음은 물론이다.

한편, 위 연결보드는 앞서 설명한 복합 모르타르층(102)에 형성될 수 있게 되어 복합 모르타르층(102)을 채용해서 생기는 두께 감소로 인한 강성 저하의 문제를 상쇄할 수 있도록 한다.

상기 제1 보드(200)와 제2 보드(200)를 도 9 내지 도 10에서와 같이 나란히 연속적으로 연결하지 않고 도 12에서와 같이 이들 사이의 유격(u)을 두고서 형성할 수 있다. 이를 본 명세서에서는 연결보드에 대비되는 개념으로 중첩보드라고 호칭한다. 이와 같은 중첩보드를 사용하는 이유는 두 개 이상의 보드(200)를 서로 이격시키는 경우 그 유격(u)만큼 벽의 두께가 두꺼워지기 때문에 인접 실로부터의 소음의 전달경로가 길어져서 차음에 유리하기 때문이다. 단, 중첩보드의 내부를 모두 중실단면으로 채우는 경우 재료 비용이 매우 증가하고 중첩보드의 하중 증가로 인하여 슬라브 등의 단면 증가의 문제가 발생하는데다가, 중첩보드 자체는 비내력 구조로 설계할 수 있기 때문에 중첩보드에서 굳이 단면이 중실단면일 필요가 없다. 따라서 보드(200)와 보드(200) 사이를 충분히 필요한 만큼 이격시키고 이러한 중공단면의 중첩보드가 내구성 있게 설치될 수 있는 강성이 확보되면 충분하다.

따라서, 도 12 내지 14에서와 같이 상기 보드(200)와 보드(200)가 내구성 있게 이격된 상태로 유지될 수 있도록 하기 위하여 서로 이격된 보드(200)와 보드(200)를 서로에 대해서 지지하도록 하는 지지프레임(2100)이 설치된다. 상기 지지프레임(2100)은 보드(200)의 높이 방향으로 상하로 연장되고 보드(200)들 사이의 간격만큼의 폭으로 좌우로 연장되는 웨브(2101)와 상기 웨브(2101)의 폭방향 양단에서 보드(200)의 양측 길이방향 중 일방향으로 소정 길이만큼 연장되는 좌우 플랜지(2102)로 이뤄져 전체적으로 'ㄷ' 자형 단면을 가지는 'ㄷ'형강으로 구성된다. 또한, 상기 'ㄷ'형강(2100)의 좌우 플랜지(2102)와 연결되어 상기 좌우 플랜지(2102)보다 더 멀리 보드(200)의 길이방향으로 연장되어 상기 보드(200)를 길이방향으로 지지하는 지지판(2200)이 상기 보드(200)에 대해 각각 설치된다. 상기 지지판(2200)은 2개 이상으로 설치될 수 있다.

여기서, 상기 지지판(2200)은 지지프레임(2100)의 좌우 플랜지(2102)의 면내에 결합부재(2104)를 통해 고정된다. 이하에서는 도 13을 참고하여 결합부재(2104)가 좌우의 플랜지(2102) 및 지지판(2200)에 삽입되고, 이들과 결합하는 과정을 구체적으로 설명한다.

결합부재(2104)는 중간의 기둥부(2107)와 양 말단부(2105), 이를 잇는 이음부(2106)로 구성되는데, 결합부재(2104)의 말단부(2105)는 2개의 사각형의 면(2108)이 비스듬히 접한 형태로서, 결합부재(2104)의 말단부(2105)의 2개의 면(2108)이 보드(200)의 높이 방향에서 볼 때 'V'자(또는 'ㅅ'자)를 이루고 있고, 기둥부(2107)는 직육면체로 되어있고, 양 말단부(2105)와 기둥부(2107)를 잇는 이음부(2106)는 기둥부(2107)보다 좁은 너비의 직육면체 형태로 되어있다.

우측면의 플랜지(2102) 제1 구멍(2109)은 결합부재(2104) 전체가 통과할 수 있을 정도의 크기의 사각형 형태이고, 좌측면의 플랜지(2109)의 제2 구멍(2110)은 결합부재(2104)의 말단부(2105) 및 이음부(2106)가 통과할 수 있으나, 기둥부(2107)가 통과하지 못하는 크기의 사각형 형태이다(여기서, 제1 구멍(2109)과 제2 구멍(2110)은 위치가 서로 바뀔 수 있다).

따라서, 결합부재(2104)는 상기 우측면의 플랜지(2102)의 제1 구멍(2109)으로 삽입되어, 웨브(2101)를 지나고, 그 다음에 결합부재(2104)의 말단부(2105) 및 이음부(2106)는 좌우 플랜지(2102)의 좌측면의 플랜지(2102)의 제2 구멍(2110)을 통과하지만, 결합부재(2104)의 기둥부(2107)는 좌측면의 플랜지(2102)의 제2 구멍(2110)을 통과하지 못한다. 즉, 결합부재(2104)의 말단부(2105)와 이음부(2106)만 크기가 작은 좌측면의 플랜지(2102)의 제2 구멍(2110)을 통과하고, 좌측에 지지판(2200)의 구멍(2206)을 통과해 삽입된다.

이때, 결합부재(2104)의 말단부(2105)는 보드(200)의 높이 방향에서 볼 때 'V'자의 형상을 나타내고 있는데, 보드(200)의 높이 방향에서 볼 때 상기 'V' 자 양 끝을 잇는 직선길이('V'자의 폭)(l)가 좌측면의 플랜지(2102)의 제2 구멍(2110) 및 좌측 지지판(2200)의 구멍(2206)의 보드(200)의 길이방향의 각각의 길이(각각 m 및 n)보다 길기 때문에, 상기 결합부재(2104)의 말단부(2105)가 좌측면의 플랜지(2102)의 제2 구멍(2110) 및 좌측 지지판(2200)의 구멍(2206)으로 삽입될 때, 좌측면의 플랜지(2102)의 제2 구멍(2110) 및 좌측 지지판(2200)의 구멍(2206)으로부터 가해지는 압력에 의해 'V'자의 폭이 좁아진다.

따라서 상기 결합부재(2104)의 말단부(2105)는 좌측면의 플랜지(2102)의 제2 구멍(2110) 및 좌측 지지판(2200)의 구멍(2206)으로 삽입될 수 있다. 또한 삽입된 후에는 결합부재(2104)의 말단부(2105)의 'V'자가 다시 펼쳐지면서, 결합부재(2104)의 말단부(2105)에 의해 지지판(2200)은 플랜지(2102)에 대해 고정될 수 있다.

위와 같이 결합부재(2104)의 말단부(2105)가 좌측면의 플랜지(2102) 및 좌측 지지판(2200)에 결합된 후에, 우측의 결합부재(2104)의 말단부(2105)는 위와 동일한 방식으로 우측면의 플랜지(2102)의 제1 구멍(2109)을 통과하고, 우측 지지판(2200)의 구멍(2206)에 삽입된다. 따라서, 결합부재(2104)의 말단부(2105)에 의해 우측 지지판(2200)도 플랜지(2102)에 대해 고정된다.

이때, 도 12에서와 같이 결합부재(2104)의 말단부(2105)의 보드(200)의 높이 방향의 길이(h)가 지지판(2200) 윗판(2201)의 결합부재면(2203)의 보드(200)의 높이 방향의 길이(i)와 동일하기 때문에, 그 결합부재(2104)의 말단부(2105)가 지지판(2200)의 윗판(2201)의 결합부재면(2203)에서 회전되지 않고 고정된다.

한편, 도 14에서와 같이 상기 지지판(2200)은 단면이 마치 아랫변(넓은 변)이 열린 사다리꼴 형태로, 지지판(2200)은 윗판(2201), 연장부(2204) 및 경사부(2205)로 구성되어 있다. 지지판(2200)의 연장부(2204)는 보드(200)에 접하고, 지지판(2200) 윗판(2201)의 플랜지면(2202)은 좌우의 플랜지(2102)와 접하고, 지지판(2200) 윗판(2201)의 결합부재면(2203)은 결합부재(2104)의 말단부(2105)와 맞닿는다.

이렇게 형성된 중첩보드에 소음진동이 전달되면, 도 14에서 볼 수 있듯이, 지지판(2200)의 연장부(2204) 및 경사부(2205)가 벌어지면서, 지지판(2200)이 외부 충격에 대해 탄성적으로 대응하게 되므로 중첩보드는 차음성능이 향상된다.

한편, 상기 웨브(2101)에는 배관 등의 목적으로 통공(2103)이 형성될 수 있다. 결합부재(2104)는 지지프레임(2100)의 웨브(2101)를 통과하면서 상기 통공(2103)을 막거나 통공(2103)을 통과하는 배관 등을 방해하지 않는다.

또한, 상기 보드(200)는 지지판(2200)의 연장부(2204)의 보드(200)의 높이 방향의 양 끝 사이의 길이(o)와 비슷하거나, 그 길이보다 길이가 긴 홈(202)을 형성하여, 지지판(2200)이 외부의 충격에 대응하여 움직이는 경우에도 그 홈(202)에서 벗어나지 않고 안정적으로 움직일 수 있도록 할 수 있다.

또한, 결합부재(2104)의 기둥부(2107)가 중첩보드 사이에서 양면의 보드(200)를 지지하는 기둥역할을 할 수 있으므로 바닥의 내력이 강해진다. 결합부재(2104)의 말단부(2105)가 보드(200)에 닿을 때 보드에 손상을 주지 않도록 손상 방지용 마감처리를 할 수 있다. 손상방지용 마감처리는 고무, 우레탄과 같은 부드러운 소재로 이루어질 수 있다.

또한, 결합부재(2104)는 결합부재(2104)의 기둥부(2107) 그 자체가 스프링과 같은 충격완화 수단으로 형성되거나 이러한 기능을 가진 수단을 추가로 구비하여 외부의 충격을 완화할 수 있다.

한편, 본 발명에서는 중첩보드를 구성하는 두 보드(200) 사이에는 보드(200)와 보드(200)를 안정적으로 이격시키기 위한 이격블록(2300)을 설치한다. 이 이격블록(2300)은 보드(200)와 보드(200) 사이를 안정적으로 이격시키기에 충분한 부피이면 되므로 보드(200)보다 작은 높이이면 충분하다. 다만, 추가적인 소음 방지를 위해서 이격블록(2300)의 높이를 키울 수 있다.

또한, 이격블록(2300)의 부피로 인하여 보드(200)와 보드(200)가 이격되는 것이므로 가공이 용이하면서도 단열효과가 우수한 스티로폼이나 석고보드재와 같은 저중량의 제품이 사용될 수 있으며 무거운 석재나 강재일 필요 없다.

이러한 이격블록(2300)은 2단으로 제1 이격블록(2301)과 제2 이격블록(2302)으로 구성될 수 있다. 여기서, 도 15와 같이 상기 제1 이격블록(2301) 및 상기 제2 이격블록(2302)은 상기 지지판(2200)과 접하는데, 상기 제1 이격블록(2301)과 상기 제2 이격블록(2302) 사이에 탄성기능과 댐퍼기능을 갖는 격자무늬부재(2303)가 포함된다.

외부 충격에 대해 탄성작용을 위해 상기 격자무늬부재(2303)는 강성이 작고, 탄성 및 복원성이 우수한 폴리우레탄스폰지나 합성고무스폰지 등과 같은 탄성변형이 가능한 재질로 형성하는 것이 바람직하다. 상기 격자무늬부재(2303)는 하중의 일부를 흡수하여 하중에 따른 충격을 흡수하며, 원래형태로 복원되는 과정에서 하중의 충격을 분산시켜 댐퍼의 역할도 수행할 수 있다.

또한, 상기 격자무늬부재(2303)에는 삼각, 사각, 팔각 기둥 또는 원형 기둥의 형태의 다수개의 격자무늬 사이의 오목부(2304)가 형성되어, 이러한 오목부(2304) 내에서 소음을 흡수할 수 있다.

상기 오목부(2304)는 도 15 등에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 격자무늬부재(2303)의 면 내에 움푹 파인 구멍으로서 형성되는 것으로서, 소리가 오목부(2304)의 면 내에서 충돌하면서 상쇄되어 흡음 기능을 할 수 있는 구조로 형성되는 것으로 통상의 fabric 구조의 흡음재의 여러 가닥의 얽혀있는 가닥 내에서 음이 갇혀서 흡음이 되는 구성과는 상이하다.

한편, 도 16a를 참고하여 보면, 이격블록(2300)은 좌우의 플랜지(2102) 사이로 삽입되어 일부는, 도 16a에서 보았을 때 웨브(2101)의 반대방향의 보드(200)의 길이 방향으로 상기 좌우의 플랜지(2102) 밖으로 연장된다.

또한, 지지판(2200)의 윗판(2201)의 일부는 좌우의 플랜지(2102)의 면 내에 고정되고, 일부는 상기 좌우의 플랜지(2102) 밖으로 상기 이격블록과 나란히 연장된다. 이때, 이격블록(2300)의 좌우 너비(a)가 모든 부분에서 동일하다면, 도 16b에서와 같이 상기 좌우의 플랜지 밖으로 연장되는 상기 윗판(2201)과 상기 이격블록(2300) 사이에는 상기 플랜지(2102)의 형강의 두께(b)만큼의 간극이 좌우에 형성될 수 밖에 없다.

따라서, 이를 방지하고자 도 17a 및 17b에서와 같이 이격블록(2300)은 좌우의 플랜지(2102)와 형태가 동일하고, 좌우의 플랜지(2102)의 형강의 두께(b)와 깊이가 동일하고 좌우의 플랜지(2102)의 폭의 길이(c)와 폭의 길이가 동일한 끼임부(2309)를 구비한다. 이격블록(2300)의 끼임부(2309)에 플랜지(2102)가 결합함으로써, 이격블록(2300)과 지지판(2200)의 윗판(2201) 사이에서 간극이 생기지 않게 된다. 즉, 지지판(2200) 윗판(2201)의 플랜지면(2202)이 이격블록(2300)과 접하게 된다. 따라서, 이격블록(2300)은 지지판(2200)의 충격을 전달받아 상기 충격을 흡수, 완화 할 수 있다.

또한, 도 18에서와 같이, 추가적으로 내열성 소음 흡수입자(2305)가 상기 격자무늬부재(2303)의 격자무늬 사이의 오목부(2304)에 충진되어, 내열 및 소음 흡수기능을 할 수 있다. 엄밀히는 상기 내열성 소음 흡수입자는 이를 담고 있는 캡슐(2305)과 같은 수용기구 내에 수용된 입자이며, 상기 오목부(2304)에는 상기 캡슐이 충진되는 것이다.

내열성 소음 흡수입자(2305) 또는 이를 포함하는 캡슐은 통상 원통형으로 형성될 수 있는데, 이런 점에서 원통형 내열성 소음 흡수입자(2305)는 도 18에서와 같이 격벽(2310)이 없는 경우에는 소음 흡수입자(2305)의 소재 자체로 이해가 될 수도 있지만, 도 26 내지 도 29에서와 같이 격벽(2310)이 1개 또는 2개 존재하는 경우에는 내열성 소음 흡수입자("z1, z2" 또는 "z1, z2, z3, z4")를 담고 있는 캡슐과 같은 수용기구로 이해되어야 한다.

이와 같이 내열성 소음 흡수입자(2305)를 캡슐과 같은 수용기구 내에 수용하는 것은, 내열성 소음 흡수입자(2305)를 오목부(2304) 내에 다수 설치하는 것이 편리할 뿐만 아니라, 도 26 내지 도 29에서와 같이 내열성 소음 흡수입자(2305) 내부에 격벽(2310)이 있는 경우 그 내에 입자("z1, z2" 또는 "z1, z2, z3, z4")를 담기에도 편리하게 된다.

앞서 설명한 바와 같이 상기 오목부(2304) 내의 캡슐의 내부에는 도 26에 볼 수 있는 바와 같이 격벽(2310)이 형성될 수 있고, 상기 격벽(2310) 사이에는 서로 다른 종류의 내열성 소음 흡수입자(2305)가 충진될 수 있도록 할 수 있다.

상기 내열성 소음 흡수입자(2305)는 단열 성능이 우수한 모래, 점토, 탄산칼슘 복합분말, 석고, 에틸렌-아세트산비닐수지(EVA, ethylene-vinylacetate copolymer), 스티로폼 입자 또는 실리콘 수지 중 선택된 어느 하나 또는 둘 이상이 혼합될 수 있다.

또한, 상기 내열성 소음 흡수입자(2305)의 조합은 초산비닐의 중량%가 4% 이하인 에틸렌과 초산비닐 공중합체인 발포 고무(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer, EVA)를 포함하는 것이 바람직하다.

이와 같은 내열성 소음 흡수입자(2305)는 그 흡수성이 서로 상이하고 소음은 그 음파의 진동수(주파수)가 모두 상이하기 때문에 어느 한 종류의 내열성 소음 흡수입자(2305)만을 사용하는 것보다는 2개 이상의 상이한 진동수(주파수) 흡수 성능을 가지는 내열성 소음 흡수입자(2305)를 사용하는 것이 소음 흡수성의 커다란 증가를 가져올 수 있다.

그렇기 때문에 도 27에서와 같이 격벽(2310)은 2개 이상이 형성될 수 있다. 도 26에서와 같이 격벽(2310)이 1개가 설치된 경우에는 내열성 소음 흡수입자(2305)의 2종류가 충진될 수 있고(도 28 참조), 도 27에서와 같이 격벽(2310)이 2개 크로스 해서 형성된 경우에는 내열성 소음 흡수입자(2305)가 4종류가 동시에 사용될 수 있어서 흡음성능의 최적화가 가능해진다(도 29).

도 28 및 도 29에서는 내열성 소음 흡수입자(2305)의 확대도가 2분 또는 4분된 원통형으로 도시되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 밑으로 갈수록 횡단면이 줄어드는 원뿔형이 2분 또는 4분 되거나, 원뿔대형이나 엠보싱 형태가 2분 또는 4분된 형태일 수도 있다.

도 28 및 도 29에서 볼 수 있는 것처럼, 격벽들(2310)사이에는 서로 다른 종류의 내열성 소음 흡수입자(2305)가 충진되는데, 그 입자의 크기도 서로 다른 것들이 선택되도록 하여 입자와 입자 사이의 소리의 갇힘 효과로 인한 흡음 효과가 서로 다른 주파수에서도 발휘될 수 있도록 한다.

도 28에서는 입자의 크기 별로 2개(z1, z2)의 공간에 내열성 소음 흡수입자(2305)가 충진되어 있는 모습을 보여주고 있고, 도 29에서는, 입자의 크기 별로 4개(z1, z2, z3, z4)의 공간에 내열성 소음 흡수입자(2305)가 충진되어 있는 것을 보여주고 있다.

그렇기 때문에, 상기 내열성 소음 흡수입자(2305)는 도 28 및 도 29에서 원통형으로 도시가 되되 격벽(2310)으로 인하여, 그 원통형 내부가 2분 또는 4분되어, 그 구획된 부분에 충진된 입자("z1, z2" 또는 "z1, z2, z3, z4")가 들어가고, 그러한 구획에 의하여 원통형 내열성 소음 흡수입자를 수용한 캡슐이 구성되게 된다.

상기 입자("z1, z2" 또는 "z1, z2, z3, z4")는 과립으로 형성될 수 있다.

상기 제1 이격블록(2301), 제2 이격블록(2302) 및 격자무늬부재(2303)는 제1 보드(200) 및 제2 보드(200) 사이에 위치하여, 지지판(2200) 및 좌우 플랜지(2102)와 결합부재(2104)에 의해 결합된다. 상기 결합부재(2104)는 제1 이격블록(2301)에 구비된 이격블록 결합부재 구멍(2308)을 통과하고, 격자무늬 부재(2303)의 오목부(2304) 중 하나 및 제2 이격블록(2302) 결합부재 구멍(2308)을 통과한다. 따라서 이격블록 결합부재 구멍(2308) 및 격자무늬부재(2303)에 구비된 오목부(2304) 중 상기 결합부재(2104)가 통과하는 오목부는 상기 결합부재(2104)가 통과할 수 있는 크기로 형성된다. 상기 결합부재(2104)가 통과하는 격자무늬부재(2303)의 오목부(2304)에는 내열성 소음 흡수입자(2305)가 충진되지 않는다. 상기 결합부재(2104)가 통과하지 않는 오목부(2304)에만 내열성 소음 흡수입자(2305)가 충진된다.

제1 이격블록(2301) 및 제2 이격블록(2302)의 각각의 구멍(2308)과 비슷한 크기의 사각형의 결합부재(2104)가 삽입되므로, 제1 이격블록(2301) 및 제2 이격블록(2302)은 회전하지 않게 고정된다.

또한, 도 19에서와 같이 제1 이격블록(2301), 제2 이격블록(2302), 격자무늬부재(2303) 및 내열성 소음 흡수입자(2305)는 비닐(2306)로 감싸서 포장될 수 있다. 상기 비닐(2306)은 페놀수지, 요소수지, 폴리염화비닐(polyvinyl chloride), 폴리에스테르(polyester), 폴리프로필렌(polypropylene) 중에서 선택된 어느 하나로 제조될 수 있다.

또한, 상기 비닐(2306) 대신에 단일 또는 복수의 층의 메쉬로 포장하여 차음성능을 향상시킬 수 있다.

따라서 상기 중첩보드는 두 개의 보드(200) 사이가 안정적으로 이격되면서 그러한 이격을 내구성 있게 유지할 수 있고 상기 이격거리에 의하여 층간 및 벽간 차음 성능 향상을 도모할 수 있다.

본 발명은 포괄적으로는 층간 소음 감소에 대한 것이지만 구체적으로는 벽간 소음 감소에 대한 것이기도 하다.

또한, 이와 같은 중첩보드를 바닥 슬라브에 적용하는 경우에는 도 20에서와 같이 내력구조물인 슬라브와 바닥마감재의 사이에 뜬 바닥 방음패널을 형성하기 위하여 상술한 'ㄷ' 형강(2100)과 지지판(2200)을 슬라브 바닥면(400) 위에 설치한다. 이와 같이 하는 이유는 진동이나 충격에너지를 바닥슬래브에 최대한 전달되지 않도록 하기 위함이다.

한편, 진동이나 충격에너지를 바닥슬래브에 전달되지 않도록 하는 단순한 뜬바닥 공법은 경량충격음 저감효과는 아주 우수하나 저주파대의 중량충격음에 대해서는 불리하고, 반면 콘크리트 강도와 슬래브 두께를 증가시키면서 슬래브의 강성을 높이는 방법(중공(Void)형식이나 리브형식의 슬래브)은 경량충격음에 대해서는 크게 개선효과를 기대하기 어렵다는 문제점이 있는데, 본 발명에 따른 'ㄷ' 형강(2100)과 지지판(2200)을 슬라브 바닥면(400) 위에 설치하는 경우에는, 일정간격으로 돌기로 작용하는 'ㄷ' 형강(2100)이 콘크리트 슬라브 바닥면(400)으로 직접 고체진동음이 직접적으로 전달되는 것을 최소화하여 중량충격음 감소효과를 달성할 수 있고, 이에 더하여 바닥마감재를 발포 PVC, 발포 PE, 발포 PP, 발포 우레탄 등의 충격흡수층을 포함하게 되면 경량충격음까지 방지할 수 있게 된다.

결국, 본 발명에서는 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 종래에 비해 경량 및 중량충격음을 효과를 모두 향상시킬 수 있는 층간소음 및 진동 억제가 가능한 공동주택의 보강구조물을 제공할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 연결보드나 중첩보드의 설치 위치, 즉 벽체에 설치할지, 슬래브에 설치할지 또는 벽과 슬래브에 모두 설치할지에 따라서 실험적으로 층간소음의 감소효과는 아래와 같다.

이하에서는 바닥충격음을 평가하는 순서를 설명한다. 바닥충격음은 중량 충격음과 경량 충격음으로 구별하는데 이를 구별하면 아래와 같다.

바닥충격음을 중량 바닥충격음과 경량 바닥충격음으로 구별하여 각각의 경우에 평가 순서를 나타내면 하기 그림과 같다.

이와 같은 바닥충격음 평가에 있어서 역A특성 효과는 아래와 같이 나타난다.

또 다른 실시예로서, 콘크리트 슬라브(101)에는 내력 향상, 차음 및 흡음 성능 향상을 위해 추가적인 시공이 이루어질 수 있다.

구체적으로 콘크리트 슬라브(101)에 이뤄지는 추가적인 시공은 (a) 콘크리트 슬라브 모재의 표면 그라인딩, (b) 프라이머 도포, (c) 에폭시 퍼티 처리, (d) 에폭시 수지를 이용한 콘크리트 슬라브 차음재(재생고무판) 부착 저감 및 (e) 앵커볼트를 이용한 메쉬부재와 고무판 접착 (f) 고기능성 모르타르 처리의 순서대로 이뤄질 수 있다.

차음재(재생고무판)를 콘크리트 슬라브 모재(1011)와의 부착성능을 향상시키기 위하여, 정사각형(100X100mm)으로 100mm 간격으로 구멍을 만들어 콘크리트 슬라브 차음재(1013)를 에폭시로 부착할 수 있으며, 메쉬부재(1014) 및 콘크리트 슬라브 차음재(1013)와 콘크리트 슬라브 모재(1011)와의 부착을 위한 시공은 앵커볼트를 콘크리트 슬라브 모재(1011)에 100mm 구멍을 낸 후 콘크리트 슬라브 차음재(1013)와 메쉬부재(1014)를 일체화시키는 부착 시공을 할 수 있다. 고기능성 모르타르를 활용하여 콘크리트 슬라브 모재(1011), 콘크리트 슬라브 차음재(1013)와 메쉬부재(1014)의 부착성능을 향상시키고 내화성능의 확보를 위하여 마감처리를 할 수 있다.

본 발명에 따른 층간소음 저감 보강구조물은 콘크리트 슬라브 모재(1011)의 표면의 적어도 일부에 콘크리트 슬라브 흡음재(1012)를 시공하는 단계, 상기 콘크리트 슬라브 흡음재(1012)와 연속적으로 상기 콘크리트 슬라브 모재(1011) 표면에 콘크리트 슬라브 차음재(1013)를 시공하는 단계, 및 상기 콘크리트 슬라브 흡음재(1012)와 콘크리트 슬라브 차음재(1013)를 메쉬부재(1014)로 고정하는 단계를 포함하고 상기 콘크리트 슬라브 흡음재(1012)는 멜라민 시트(20-25T), PP 초극세사 섬유 시트, EPS, EVA(발포고무) 중에서 선택되고, 상기 콘크리트 슬라브 차음재(1013)는 친환경 세라믹 복합 소재, 재생고무판 또는 EVA 시트 중에서 선택될 수 있다.

상기 EVA 시트는 초산비닐의 중량%가 4% 이하인 에틸렌과 초산비닐 공중합체인 발포 고무 시트로 구성될 수 있다.

모재는 본 발명에 따라 보강의 대상이 되는 기본 베이스가 되는 구조물을 말하며, 상기 콘크리트 슬라브 모재로는 건축물 등에 적용되는 다양한 콘크리트 구조물이 포함될 수 있으며, 본 실시예의 경우 상기 콘크리트 슬라브 모재는 철근이 내설되어 있는 철근 콘크리트인 것으로 하였다.

그리고 콘크리트 슬라브 모재는 슬라브, 벽체, 보, 기둥 등 어떤 것이라도 사용될 수 있고, 그 제한은 없다.

상기 콘크리트 슬라브 차음재(1013)로는 차음을 위한 다양한 재료가 사용될 수 있으며, 본 실시예에서는 상기 콘크리트 슬라브 차음재(1013)로 재생고무를 사용하는 것으로 하였으나 발포폴리에텔렌 시트재가 사용될 수 있다. 또한, 스폰지나 부직포와 같은 다공성 합성수지로 흡음성을 갖도록 할 수 있다.

또한, 콘크리트 슬라브 차음재(1013)에는 구멍이 형성될 수 있고, 상기 구멍 내에서 공명 발생을 억제하고 공명음을 흡수하여 소음이 감소된다.

이때 상기 콘크리트 슬라브 차음재(1013)는 관통홀(1015)이 형성될 수 있고, 상기 관통홀(1015)은 다양한 형상으로 형성될 수 있으나 본 실시예에서는 사각형 형상의 관통홀(1015)이 콘크리트 슬라브 차음재(1013)의 길이 방향을 따라 소정 간격으로 복수 개가 형성된다.

이와 같이 하는 이유는 차음재(1013)와 콘크리트 슬라브 모재(1011)와의 부착성을 향상시키기 위한 것이다. 그리고 상기 콘크리트 슬라브 차음재(1013)는 에폭시 등의 접착수지를 사용하여 콘크리트 슬라브 모재(1011)에 부착할 수 있다.

한편 상기 콘크리트 슬라브 차음재(1013)를 구비하는 단계 이전에는, 상기 콘크리트 슬라브 모재(1011)를 표면처리하는 단계가 더 포함될 수 있다. 본 단계에서는, 상기 콘크리트 슬라브 모재(1011)의 표면을 그라인딩하는 과정과, 상기 콘크리트 슬라브 모재(1011)의 표면에 프라이머를 도포하는 과정과, 상기 콘크리트 슬라브 모재(1011)의 표면에 에폭시 퍼티를 도포하는 과정 중 적어도 어느 하나 이상의 과정이 포함될 수 있다. 이들 각 과정은 콘크리트 슬라브 모재(1011)의 구조적인 특성을 강화시키며, 상기 콘크리트 슬라브 차음재(1013)의 부착성을 향상시킬 수 있다.

상기 콘크리트 슬라브 모재(1011) 표면의 적어도 일부에 콘크리트 슬라브 차음재(1013)를 구비하는 단계 이후에는, 상기 콘크리트 슬라브 차음재(1013)를 덮거나 감싸도록 메쉬부재(1014)를 구비하는 단계가 수행된다.

상기 메쉬부재(1014)는 서로 교차되도록 형성된 와이어들에 의해 짜인 형태를 가지며, 콘크리트 슬라브 차음재(1013)의 탈락을 방지하는 동시에 콘크리트 슬라브 모재(1011)를 보강하기 위한 목적을 가진다.

본 실시예의 경우, 상기 메쉬부재(1014)는 콘크리트 슬라브 차음재(1013)와 마찬가지로 콘크리트 슬라브 모재(1011)의 4개 면에 모두 구비하는 것으로 하였다.

상기 콘크리트 슬라브 차음재(1013) 및 메쉬부재(1014)는 체결부재(1018)에 의해 고정될 수 있다. 즉, 상기 콘크리트 슬라브 모재(1011)에는 체결홈(1019)이 형성되며, 상기 체결부재(1018)는 상기 체결홈(1019)에 대응되어 삽입 가능하게 형성된다. 이에 따라 상기 콘크리트 슬라브 차음재(1013) 및 상기 메쉬부재(1014)는 안정적으로 고정된다.

한편 본 실시예에서 상기 메쉬부재(1014)는 하나의 층으로만 구비되었으나, 이와 달리 상기 메쉬부재(1014)는 복수 층으로 형성될 수도 있다. 이와 같이 할 경우에는 콘크리트 슬라브 차음재(1013)의 부착성과 콘크리트 슬라브 모재(1011)의 보강성을 향상시킬 수 있다. 이는 이후 최종 콘크리트 슬라브의 두께를 고려하여 선택될 수 있을 것이다.

그리고 메쉬부재(1014)가 복수 층으로 구비되는 경우, 상기 복수 개의 메쉬부재(1014)는 서로 다른 크기의 눈(1017)을 가질 수 있다. 즉, 각 메쉬부재(1014)의 와이어 밀도를 서로 다르게 형성하여 구조적인 안정성 및 강성을 더욱 증가시킬 수 있다.

상기 콘크리트 슬라브 차음재(1013)를 감싸도록 메쉬부재(1014)를 구비하는 단계 이후에는, 포장재로 상기 메쉬부재(1014)를 포장하여 포장층을 형성하는 단계가 수행된다.

본 단계에서는 마감 처리를 위해 내화 고기능성 모르타르, 콘크리트 등을 활용하여 메쉬부재(1014) 상에 도포하고, 양생하여 최종적으로 콘크리트 슬라브 제조를 완료하게 된다. 상기 마감 처리로 인해 콘크리트 슬라브 모재(1011), 콘크리트 슬라브 차음재(1013)와 메쉬부재(1014)의 부착성능을 향상시키고, 내화성능을 확보할 수 있다.

이하에서는 도 21 내지 25를 참조하여 콘크리트 슬라브 차음재(1013)의 설치 및 이를 메쉬부재(1014)로 감싸는 방법을 보다 상세히 설명하며, 이하의 설명에서 콘크리트 슬라브 차음재(1013)는 콘크리트 슬라브 흡음재(1012)와 연속적으로 설치되어 콘크리트 슬라브 흡음재(1012)를 포함하는 것으로 이해할 수 있다. 본 발명의 층간소음 저감 보강구조물에서는 콘크리트 슬라브 모재(1011)에 재생고무와 같은 탄성재로 제작된 콘크리트 슬라브 차음재(1013)를 감싼다.

한편, 상기 콘크리트 슬라브 차음재(1013)에는 관통홀(1015)과 관통홀(1015)의 사이의 이격공간에 도 21에서와 같이 엠보싱을 형성한다. 이와 같은 엠보싱(1016)을 형성하는 경우 관통홀(1015)과 관통홀(1015) 사이의 공간이 콘크리트 슬라브 모재(1011)에 전달되는 충격을 일정부분 흡수할 수 있어 충격으로 인한 흡음효과 개선과 함께 방진효과까지 기대할 수 있게 된다.

이러한 엠보싱(1016)은 콘크리트 슬라브 모재(1011)와 콘크리트 슬라브 차음재(1013)와의 접점을 줄여 충격전달을 최소화하면서 한편으로는 콘크리트 슬라브 모재(1011)와의 이격 공간이 형성되도록 함으로써 본건발명의 신소재를 통한 차음효과와 단열효과를 보완하는 효과를 기대할 수 있게 된다.

또한, 상기 콘크리트 슬라브 차음재(1013)의 관통홀(1015)을 통해서는 에폭시 수지와 같은 접착제를 주입하여 콘크리트 슬라브 모재(1011)에 견고하게 부착되도록 한다.

상기 콘크리트 슬라브 차음재(1013)는 콘크리트 슬라브 모재(1011)의 모든 면에 설치될 수도 있겠으나 어느 일부분의 면에만 설치될 수도 있다.

또한, 도 22에서와 같이 상기 콘크리트 슬라브 차음재(1013) 위에 메쉬부재(1014)를 감싸서 설치한다.

도 23 및 도 24에서와 같이 상기 메쉬부재(1014)는 2개 이상이 한꺼번에 상기 콘크리트 슬라브 모재(1011) 위의 콘크리트 슬라브 차음재(1013)에 설치될 수 있다.

상기 메쉬부재(1014)에는 서로 다른 크기의 눈(1017)이 복수개 형성되어 상기 콘크리트 슬라브 차음재(1013)에 중첩되되 상기 메쉬부재(1014)의 와이어 밀도가 각각의 메쉬부재(1014)별로 상이하게 형성된다. 따라서, 상기 콘크리트 슬라브 차음재(1013)가 상기 콘크리트 슬라브 모재(1011)로부터 탈락하는 것을 방지하고 콘크리트 슬라브(101)의 내력을 보강할 수 있다.

도 23에서와 같이 서로 중첩되는 상기 메쉬부재(1014)의 눈(1017)의 크기가 서로 다르도록 메쉬부재(1014)의 눈의 크기와 눈의 배열을 결정할 수 있다. 이는 여러 개의 메쉬부재(1014)가 중첩되는 경우 메쉬부재(1014)의 눈(1017)이 위치하는 곳을 서로 어긋나도록 하여 콘크리트 슬라브 모재(1011)에 대해서 와이어 밀도를 최대한 균등하게 하도록 하여 구조적인 안정성과 강성을 증가시키도록 하기 위함이다.

또한, 상기 메쉬부재(1014)의 눈(1017)의 크기를 다르게 하여 메쉬부재(1014)의 와이어 밀도를 서로 다르게 형성하여 이들을 중첩시킨 결과 구조적인 안정성 및 강성을 향상시킨다.

도 23에서는 메쉬부재(1014)의 눈(1017)의 크기가 서로 다른 예를 도시한 것이고, 도 24에서는 서로 크기가 동일한 눈(1017)을 가지되 배열이 서로 다른 메쉬부재(1014)가 콘크리트 슬라브 차음재(1013)에 중첩되는 것을 도시한 것이다.

도 24에서와 같이 동일한 크기와 배열의 눈(1017)을 가지는 2개의 메쉬부재(하나는 실선, 하나는 파선으로 표시)를 중첩하게 되면 실선으로 표시된 메쉬부재(1014)의 눈(1017)과 눈(1017) 사이에 파선으로 표시된 메쉬부재(1014)의 눈(1017)이 위치하게 되어 중첩된 메쉬부재(1014)의 눈(1017) 간격이 조밀하게 될 수 있다.

상기 메쉬부재(1014)는 콘크리트 슬라브 모재(1011)의 모든 면에 설치될 수도 있겠으나 어느 일부분의 면에만 설치될 수도 있다. 단, 상기 메쉬부재(1014)는 상기 콘크리트 슬라브 차음재(1013)가 설치된 면에 함께 설치된다.

도 25에서와 같이 상기 콘크리트 슬라브 차음재(1013)와 상기 메쉬부재(1014)는 상기 콘크리트 슬라브 모재(1011)에 의하여 체결부재(1018)에 의하여 고정될 수 있다. 상기 콘크리트 슬라브 모재(1011)에는 상기 체결부재(1018)가 체결될 체결홈(1019)이 형성된다. 또한, 본 발명에서는 상기 콘크리트 슬라브 모재(1011)에 상기 체결부재(1018)가 용이하게 체결될 수 있도록 상기 콘크리트 슬라브 모재(1011)의 체결홈(1019)에 사전에 너트(1020)를 매설하여 둔 후, 상기 체결부재(1018)를 상기 너트(1020)에 대하여 회전하여 체결시킬 수 있도록 한다.

상기 너트(1020)가 콘크리트 슬라브 모재(1011)에서 이탈되지 않도록 상기 너트(1020) 주위에 간섭돌기(1021)가 형성된 채로 상기 콘크리트 슬라브 모재(1011)에 삽입된다. 상기 간섭돌기(1021)가 상기 콘크리트 슬라브 모재(1011)와의 접촉면적을 넓힘으로써 상기 콘크리트 슬라브 모재(1011) 내에 견고하게 삽입될 수 있다.

상기 체결부재(1018)가 콘크리트 슬라브 모재(1011), 콘크리트 슬라브 차음재(1013), 여러 개의 메쉬부재(1014)를 일체로 결합하기 위하여 이들을 관통하여 콘크리트 슬라브 모재(1011)의 체결홈(1019)에 삽입되어 간섭돌기(1021)가 있는 너트(1020)에 체결된다.

상기 메쉬부재(1014) 위에는 별도의 포장층(도시하지 않음)을 덮을 수 있으며 그 위에 고기능성 모르타르로 마감처리를 할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 콘크리트 슬라브 모재(1011)에 콘크리트 슬라브 차음재(1013), 메쉬부재(1014)를 결합하고, 고기능성 모르타르로 마감한 후에 앞서 설명한 중첩보드를 시공할 수 있다.

이상에서 층간소음 억제에 대하여 설명한 것은 특별히 달리 제한은 하지 않은 이상 격실간 소음 억제에도 당연히 적용될 수 있으며 그 반대도 마찬가지이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

100: 철근콘크리트 바닥층
101: 콘크리트 슬라브 또는 벽체
102: 복합 모르타르층
103: 바닥마감재
110, 120: 연결구
111: 그루브
121: 돌출부
122: 걸림홈
200: 보드
201: 고정돌기
202: 보드의 홈
300: 고정수단
400: 바닥면
1011: 콘크리트 슬라브 모재
1012: 콘크리트 슬라브 흡음재
1013: 콘크리트 슬라브 차음재
1014: 메쉬부재
1015: 관통홀
1016: 콘크리트 슬라브 차음재의 엠보싱
1017: 메쉬부재의 눈
1018: 체결부재
1019: 체결홈
1020: 너트
1021: 너트의 간섭돌기
2100: 지지프레임
2101: 지지프레임 웨브
2102: 지지프레임 플랜지
2103: 통공
2104: 결합부재
2105: 결합부재 말단부
2106: 결합부재 이음부
2107: 결합부재 기둥부
2108: 결합부재 말단부의 면
2109: 우측면의 플랜지 제1 구멍
2110: 좌측면의 플랜지 제2 구멍
2200: 지지판
2201: 지지판의 윗판
2202: 지지판 윗판의 플랜지면
2203: 지지판 윗판의 결합부재면
2204: 지지판의 연장부
2205: 지지판의 경사부
2206: 지지판의 구멍
2300: 이격블록
2301: 제1 이격블록
2302: 제2 이격블록
2303: 격자무늬부재
2304: 오목부
2305: 내열성 소음 흡수입자, 캡슐
2306: 비닐
2307: 비닐로 감싼 이격블록
2308: 이격블록 결합부재 구멍
2309: 이격블록 끼임부
2310: 격벽

Claims

콘크리트 슬라브 모재, 상기 콘크리트 슬라브 모재의 표면의 적어도 일부에 구비되는 콘크리트 슬라브 흡음재, 상기 콘크리트 슬라브 흡음재와 연속적으로 상기 콘크리트 슬라브 모재의 표면에 구비되는 콘크리트 슬라브 차음재, 및 상기 콘크리트 슬라브 흡음재와 콘크리트 슬라브 차음재를 고정하는 메쉬부재를 포함하고, 상기 콘크리트 슬라브 흡음재는 초산비닐의 중량%가 4% 이하인 에틸렌과 초산비닐 공중합체인 발포 고무(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer, EVA)이고, 상기 콘크리트 슬라브 차음재는 친환경 세라믹 복합 소재, 재생고무판 또는 초산비닐의 중량%가 4% 이하인 에틸렌과 초산비닐 공중합체인 발포 고무 시트 중에서 선택되는 콘크리트 슬라브;
상기 콘크리트 슬라브에 하이브리드 에폭시 레진을 이용한 고기능성 모르타르로 설치되는 복합 모르타르층;
서로 일정거리 간격을 유지하고 설치되는 제1 보드와 제2 보드;
상기 제1 보드와 제2 보드를 안정적으로 이격시키기 위한 이격블록; 및
상기 제1 보드와 제2 보드 사이를 지지하는 지지프레임;을 포함하고,
상기 고기능성 모르타르는, 실란 화합물의 가수 축합반응으로 제조된 POSS 나노복합체, 에폭시 수지, 경화제 및 실리카와 혼합하여 제조되는 하이브리드 에폭시 레진과, 시멘트 모르타르 및 물을 혼합하여 구성되고,
상기 POSS 나노복합체는 초산비닐의 중량%가 4% 이하인 에틸렌과 초산비닐 공중합체인 발포 고무(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer, EVA)를 포함하는 보강재와 혼합하여 사용할 수 있고,
상기 복합 모르타르층은 하이브리드 에폭시 레진을 이용한 고기능성 모르타르에 차음, 흡음 또는 단열성능을 향상시키기 위해 추가로 차음재로서 염화비닐, 고분자러버, 철분 중 어느 하나 이상을 사용하고, 흡음재로서 멜라민폼, 발포 폴리스티렌(Expanded Polystyrene, EPS), 폴리프로필렌(Polypropylene, PP) 초극세사 섬유 중 어느 하나 이상을 사용하고, 단열재로서 글라스울 또는 미네랄 울 중 어느 하나 이상을 사용하는 인조광물섬유를 포함하고,
상기 지지프레임은 상기 제1 보드 및 제2 보드들의 높이 방향으로 상하로 연장되고 상기 제1 보드 및 제2 보드들 사이의 유격만큼의 폭으로 좌우로 연장되는 웨브, 상기 웨브의 폭방향 양단에 상기 제1 보드 및 제2 보드들의 양측 길이방향 중 일방향으로 소정 길이만큼 연장되는 좌우 플랜지, 및 상기 좌우 플랜지와 연결되어 상기 좌우 플랜지보다 더 멀리 상기 제1 보드 및 제2 보드들의 길이방향으로 연장되어 상기 제1 보드 및 제2 보드들을 길이방향으로 지지하는 지지판을 포함하고,
상기 이격블록은 제1 이격블록과 제2 이격블록으로 구성되고,
상기 제1 이격블록 및 제2 이격블록은 상기 지지판과 접하는데, 상기 제1 이격블록과 제2 이격블록 사이에 탄성기능을 갖는 격자무늬부재를 포함하고,
상기 격자무늬부재는 다수의 오목부를 포함하고, 상기 오목부의 빈 공간에 다수의 캡슐형 수용기구가 수용되고,
상기 캡슐형 수용기구 내에 내열성 소음 흡수입자가 과립형태로 충진되는 것을 특징으로 하는 공동주택의 층간소음 저감 보강구조물.
제1항에 있어서,
상기 제1 이격블록, 제2 이격블록, 격자무늬부재, 및 상기 내열성 소음 흡수입자를 포함하는 캡슐형 수용기구는 비닐에 의해 감싸져 하나로 결합되는 것을 특징으로 하는 공동주택의 층간소음 저감 보강구조물.
제1항에 있어서,
상기 POSS 나노복합체는 머캅토프로필 폴리헤드럴 올리고머릭 실세스퀴옥산(mercaptopropyl polyhedral oligomeric silsesquioxane)이고,
상기 에폭시 수지의 성분은 비스페놀 A의 다이글라이시딜 에터(Bisphenol A diglycidyl ether, DGEBA)이고,
상기 경화제는 EDA(ethylene diamine)인 것을 특징으로 하는 공동주택의 층간소음 저감 보강구조물.
제1항에 있어서,
상기 POSS 나노복합체는 소음이 흡수될 수 있도록 미세 공극을 포함하고,
상기 고기능성 모르타르에 상기 POSS 나노복합체에 의하여 형성된 기포가 포함되는 것을 특징으로 하는 공동주택의 층간소음 저감 보강구조물.
제1항에 있어서,
상기 하이브리드 에폭시 레진은 상기 POSS 나노복합체, 상기 에폭시 수지, 상기 경화제 및 상기 실리카를 1.58:38:6:2.36의 중량비율로 포함하고,
상기 고기능성 모르타르는 상기 하이브리드 에폭시 레진, 상기 시멘트 모르타르 및 물을 47.94:440:88의 중량비율로 포함하고,
상기 고기능성 모르타르는 압축강도가 4.4 내지 5.0 N/mm²인 것을 특징으로 하는 공동주택의 층간소음 저감 보강구조물.
제1항에 있어서,
상기 복합 모르타르층 위에 시공되는 바닥마감재를 포함하고,
상기 바닥마감재는 발포 PVC, 발포 PE, 발포 PP, 발포 우레탄 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 공동주택의 층간소음 저감 보강구조물.
제1항에 있어서,
상기 콘크리트 슬라브 차음재는 재생고무판이며, 상기 재생고무판과 콘크리트 슬라브 모재와의 부착성능을 향상시키기 위하여 상기 메쉬부재와 상기 재생고무판 사이를 에폭시를 이용하여 부착하는 것을 특징으로 하는 공동주택의 층간소음 저감 보강구조물.
제1항에 있어서,
상기 콘크리트 슬라브 차음재에는 소정 간격으로 배열된 다수의 관통홀이 형성되고,
상기 메쉬부재에는, 서로 다른 크기의 눈을 형성하거나 동일한 크기로 형성된 눈의 배열을 서로 다르게 배치하는 것을 특징으로 하는 공동주택의 층간소음 저감 보강구조물.
제1항에 있어서,
상기 콘크리트 슬라브 모재에 체결홈을 형성하고, 상기 콘크리트 슬라브 모재와의 접촉 면적을 넓히기 위한 간섭돌기가 외주면에 다수 설치된 너트를 상기 체결홈에 매립하고, 상기 콘크리트 슬라브 차음재와 상기 메쉬부재와 상기 콘크리트 슬라브 모재와의 사이를 고정하기 위하여 상기 체결홈에 매립된 상기 너트에 체결부재를 결합하는 것을 특징으로 하는 공동주택의 층간소음 저감 보강구조물.
제1항에 있어서,
상기 웨브에는 배관 등이 관통할 수 있는 통공이 형성되고,
상기 지지판은 상기 좌우 플랜지의 면내에 결합부재에 의해 고정되고,
상기 지지판은 충격을 완화할 수 있도록 윗판, 경사부 및 연장부로 형성되는 것을 특징으로 하는 공동주택의 층간소음 저감 보강구조물.
제1항에 있어서,
상기 격자무늬부재의 다수의 오목부의 빈 공간에 수용되는 다수의 캡슐형 수용기구 내에는 별도의 격벽이 1개 또는 2개 형성되고(상기 격벽이 2개 형성되는 경우 서로 크로스 해서 형성됨), 상기 격벽을 사이에 두고 서로 상이한 종류의 내열성 소음 흡수입자가 충진되는 것을 특징으로 하는 공동주택의 층간소음 저감 보강구조물.
제11항에 있어서,
상기 내열성 소음 흡수입자는 초산비닐의 중량%가 4% 이하인 에틸렌과 초산비닐 공중합체인 발포 고무(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer, EVA)를 포함하고,
나머지 1개 또는 3개의 내열성 소음 흡수입자는, 모래, 점토, 탄산칼슘 복합분말, 석고, 에틸렌-아세트산비닐수지(EVA, ethylene-vinylacetate copolymer), 스티로폼 입자 또는 실리콘 수지 중 선택되는 것을 특징으로 하는 공동주택의 층간소음 저감 보강구조물.