KR20000072324A - 경량철골 및 경량 기포콘크리트를 이용한 복합패널의제조방법 및 그 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조립식 건축물의 구조체로 사용될 경량철골 및 경량기포콘크리트를 이용한 복합패널의 제조방법 및 그 제조장치에 대한 것으로 본 발명에 의한 복합패널의 생산은 공장에서 대량으로 이루어질 수 있고 내화·단열·방음성능을 확보할 수 있으며, 또한 패널의 경량화 및 내·외장재의 취부용이 등의 장점을 가진 고품질 패널을 생산·제공할 수 있다.

본 발명에서의 경량철골 및 경량기포콘크리트를 이용한 복합패널의 제조방법은 크게 7단계로 구분 될 수 있다. 경량철골 및 경량기포콘크리트 복합패널은 상·하부의 수평부재(런너) 사이에 일정간격으로 수직부재(스터드)를 끼우고 피스조립을 하여 금속재골조를 구성하고, 환봉을 구성된 금속재골조의 앞뒤 표면에 일정간격으로 스터드 부재와 직교(횡방향)시켜 용접하거나 볼트를 이용하여 고정하여 금속재골조를 완성시키는 제 1단계와 앞뒤로 구동되어지는 하부대차, 그리고 상부대차, 좌우로 구동되는 좌·우측벽판, 위아래로 구동되는 앞·뒤문짝, 상·하로 구동되는 지붕 등의 부분에 전기코일 또는 온수배관을 하여서 제작한 숙성고의 상부대차위에 금속재골조를 일정한 간격으로 적층하고 금속재골조에 맞도록 벽판 및 문짝을 구동하여 맞춘 후 금속재골조를 적층한 그 내부의 공간에 경량기포콘크리트를 타설한 다음, 지붕판을 구동 장치에 의거하여 닫는 제 2단계를 거친다. 그 후에 대차, 벽판, 문짝, 지붕판 등의 구조물 속에 미리 설치해 둔 전기코일 또는 온수 배관을 이용해서 경량기포콘크리트를 소정의 온도와 시간으로 숙성시켜 금속재골조와 경량기포콘크리트가 합성된 복합패널의 몰드를 구비하는 제 3단계와 소정의 시간이 경과한 후 벽판, 문짝, 지붕판을 바닥대차 및 몰드와 분리시키는 제 4단계, 숙성고에서 분리된 금속재골조와 경량기포콘크리트가 합성된 몰드를 바닥대차 및 커팅기를 구동시켜 금속재골조와 골조사이를 절단, 이송시켜 복합패널을 생산하는 제 5단계와 이를 양생실에서 고온·고압의 증기로 양생하는 제 6단계와 양생된 복합패널의 표면에 표면 강화제를 도포 침투시킴으로서 표면의 강도를 증진시켜 경량철골 및 경량기포콘크리트 복합패널을 완성하는 제 7단계의 과정을 거치는 특징이 있다.

Description

경량철골 및 경량 기포콘크리트를 이용한 복합패널의 제조방법 및 그 제조장치{A manufacture method and manufacture installation for composite panel of light gauge steel and ALC}

본 발명은 경량철골 및 경량기포콘크리트를 이용한 복합패널의 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 경량철골을 이용해서 제작한 금속재골조와 경량기포콘크리트를 합성하여 두 구조재의 장점을 살린 다량의 패널을 생산할 수 있는 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것이다. 금속재골조에 경량기포콘크리트를 타설하여 숙성시킨 몰드를 커팅기로 커팅한 후 고온·고압증기양생 함으로서 패널의 내화·단열·방음성능 등을 유지하면서 패널의 대량생산 및 패널의 경량화를 꾀할 수 있고, 고품질의 패널을 대량생산하여 제공함으로서 패널의 생산원가를 절감하고 시공효율을 극대화시킬 수 있는 경량철골 및 경량기포콘크리트를 이용한 복합패널의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 경량철골을 이용한 구조물의 시공 등은 미국과 유럽에서 널리 시공되고 있으며 국내에는 스틸하우스라고 하는 이름으로 최근에 활성화되고 있다. 일반적으로 사용되고 있는 스틸하우스의 시공방법은 스틱공법과 패널공법으로 분류할 수 있으며, 여기에서 스틱공법은 현장에서 상·하 런너를 먼저 설치하고 설치된 런너부재에 스터드를 소정의 간격으로 끼워 피스조립한 후 패널을 시공하는 방법이며, 패널공법은 패널을 현장 또는 공장에서 상·하 런너부재 사이에 스터드를 끼워서 조립하여 골조틀을 만들어 시공한 후 현장에서 패널을 시공하는 방법이라고 할 수 있다. 이런 공법들은 골조가 완성된 후에 스터드와 스터드 사이에 단열재를 끼우고 그 표면에 석고보드 또는 마감재를 부착하는 과정을 통하여 완성되는데 이 공법들은 스터드 간의 간격이 구조적 조건에 맞추어 결정된다기 보다는 석고보드 또는 마감재의 규격에 맞추어 정해져야 만이 석고보드와 석고보드의 죠인트 처리가 가능해지는 문제점을 가지고 있으며, 또한 부재를 현장에서 절단 가공 시공하는 관계로 작업 능률의 저하 및 부정확한 가공 등의 문제가 발생하기 쉬우며, 자재의 손실 등에 따른 재료비와 작업량의 증가로 인한 인건비 상승으로 인해 총 공사비가 증대되고 공사기간이 길어지는 현상이 발생한다. 뿐만아니라 이러한 기존의 경량철골을 이용한 구조물의 경우에는 단열 및 방음을 위한 단열재와 방음재의 시공시에 경량철골을 조립한 후에 스터드와 스터드 부재사이에 단열재 또는 방음재를 충진하여 시공함으로서 그 충진이 불확실하여 방음 및 단열 상의 문제점이 발생될 수 있고, 스터드간의 공간이 밀실하지 못하기 때문에 벽체를 두드릴 경우에 그로 인한 진동음이 발생할 수 있으며, 또한 이러한 공법들은 단열재 및 방음재로 시공되어지는 암면의 횡력에 대한 충분한 강성을 보장할 수 없기 때문에 패널의 파손 등의 문제가 발생할 수 있기 때문에 사람의 이동이 많거나 충격이 가해질 수 있는 곳에는 파손에 대한 추가적인 보강이 요구된다고 볼 수 있다.

이러한 문제점들을 극복하기 위하여 최근에는 앞에서 언급된 패널공법을 이용하여 공장이나 현장에서 경량철골로 골조를 제작한 후 그 바닥에 패널을 깔아 경량기포콘크리트를 타설하는 스터드패널방법이 시도되고 있으나 패널을 바닥에 설치하여 경량기포콘크리트를 타설할 경우 액상의 경량기포콘크리트가 패널과 바닥사이의 틈으로 유출되어 경량기포가 가라앉아서 콘크리트 표면이 함몰되는 부분이 생기고 기포가 깨져 표면의 평탄도를 저하시키기 때문에 표면의 평탄도를 유지하기 위하여 미장 등의 추가적 공정이 필요하며 이로 인해 인건비 상승과 공사기간 지연 등의 문제점이 발생하여 총공사비가 상승하고 공장이나 현장의 회전율을 떨어뜨려 비효율적이다. 이때 공사비 절감 등의 이유로 표면의 평탄도를 높이기 위한 조치를 취하지 않을 경우에는 바닥의 평판도에 따라 패널이 뒤틀리거나 일그러지는 현상으로 시공과정의 패널 조립시 많은 문제점 이 발생되고 있다. 이와 같은 스터드패널공법은 바닥에 패널을 깔아 놓고 경량기포콘크리트를 타설 하는 관계로 타설된 경량기포콘크리트의 양생시간이 길어지고 양생과정에서 균열이 발생하기 때문에 품질이 균일한 제품의 생산이 어렵고 상기 문제점을 극복하기 위한 부대비용의 증대로 생산원가가 높아진다는 단점을 가지고 있다.

뿐만아니라, 스터드패널공법에서 런너 및 스터드 부재로 구성된 골조사이에 단열재를 끼우고 그 표면에 석고보드 또는 미장 등을 할 경우 석고보드와 미장 등은 단열재가 아니므로 런너 및 스터드 부재로 열이 전도되는 열교현상이 발생하게 됨에 따라 단열에 있어 효율이 저하되는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 위에서 제시한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서 경량철골 및 경량기포콘크리트를 함께 이용하여 패널 구조의 강성을 확보함과 동시에 자중을 경감시킬 수 있고 내화, 단열, 방음을 동시에 충족시킬 수 있는 경량철골 및 경량기포콘크리트 복합패널이다. 도 1에 도시한 바와 같이 바닥·벽·지붕판으로 구성된 숙성고에 금속제 골조를 일정한 간격으로 여러 단을 적층하여 숙성고 내부에 경량기포콘크리트를 타설한 후 숙성고의 바닥, 벽, 천장의 판 내부에 설치된 전기코일 또는 온수배관을 사용하여 소정의 온도 및 시간으로 숙성시킨 후, 하부대차와 경량기포콘크리트 절단장치를 이용하여 경량철골 및 경량기포콘크리트 복합패널 몰드의 금속재골조와 골조 사이를 절단하여 복합패널을 생산함으로서 기후에 관계없이 숙성고내의 안정된 조건에서 다량의 복합패널을 뒤틀림이나 일그러짐의 발생 없이 양생·제조 할 수 있는 방법이다. 피아노 선을 이용한 절단기에 의해 패널의 절단이 이루어지게 하여 표면의 평활도가 우수한 대형복합패널을 제조하는데 목적이 있으며, 이를 통하여 기존 ALC패널의 평탄도와 본 발명에 의한 경량철골 및 경량기포콘크리트 복합패널의 표면평탄도를 동등하게 함으로서 미장 등 별도의 평활도 작업이 필요 없게 된다. 이렇게 제작된 복합패널표면(경량기포콘크리트면)에 침투성 표면강화제를 도포하는 과정을 첨가하는 것은 표면의 경도를 높임으로서 표면에 시멘트 판, 알루미늄 복합패널, 타일, 돌, 등의 건축용 내·외장재의 취부시 부착강도를 증진하여 마감재의 탈락현상을 방지하는데 또한 그 목적이 있으며, 이때 건축용 본드(에폭시계열 또는 수지계열) 및 내열·내한 처리가 된 양면시트를 이용하여 부착·시공하고 마감재 사이의 줄눈을 코킹(실리콘)등으로 처리·마감 할 수 있도록 하여 시공성을 향상시키는데 또한 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 경량철골 및 경량콘크리트 복합패널을 숙성시킨후 커팅하는 과정의 사시도.

도 2는 도 1의 숙성고의 지붕판을 삭제하여 숙성고 내부구조 상태를 도시한 사시도.

도 3은 도 2의 숙성고의 지붕판, 앞·뒤문짝을 삭제하여 좌·우측벽체에 금속제 골조를 적층한 후, 경량기포콘크리트 타설하기 전의 상태를 도시한 사시도.

도 4는 도 1의 상·하부대차와 대차의 구동 수단에 대한 단면도.

도 5는 도 3의 금속재골조를 피복하기 위하여 골조와 골조 사이를 이격시켜 적층한 상태의 단면도.

도 6은 도 5의 경량기포콘크리트 타설시 개구부 또는 OPEN구에 경량기포콘크리트의 채워짐 방지공간을 조치한 단면도.

도 7은 도 5의 금속재골조가 숙성고 넓이보다 작을 때, 그 설치수단을 도시한 단면도.

도 8은 금속재골조의 입면도 및 단면도.

도 9은 상부대차, 앞·뒤문짝 및 커팅기의 구성에 대한 단면도.

도 10은 숙성고 앞부분의 커팅기.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 숙성고, 2 : 커팅기, 3 : 좌측벽판, 4 : 우측벽판, 5 : 앞문짝

6 : 뒤문짝, 7 : 지붕판, 8 : 금속재골조, 9 : 경량기포콘크리트

10 : 하부대차, 11 : 상부대차, 12 : 상부 런너, 13 : 하부 런너

14 : 스터드, 15 : 환봉, 16 : 패널의 길이, 17 : 패널의 높이

18 : 유압실린더, 19 : 철골조 바디, 20 : 각형레일, 21 : 구동바퀴

22 : 스포로켓, 23 : 체인, 24 : 사프트, 25 : 구동모터

26 : 구조기둥, 27 : 커팅라인, 28 : 패킹, 29 : 전열장치

30 : 몰드(금속재골조 및 경량기포콘크리트의 합성체), 31 : 전동모터

32 : 디스크판, 33 : 구동축, 34 : L자 구동축, 35 : 연결축

36 : 크랭크축, 37 : 피아노선, 38 : 걸림턱, 39 : 철판걸림판

40 : 채움재(발포폴리스티렌 보드), 41 : 높이조절대, 42 : 단열재

43 : 경량철골 및 경량기포콘크리트 복합패널

44 : 수평조절용 철판 또는 합판

T : 금속재 골조 두께

A : 패널의 남는 부분

상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 제조방법은 스틸하우스 공법의 일반적 공정에 의거 금속재골조를 제작하고 도 8에 도시한 바와 같이 금속재골조(8)양면에 환봉(15) 또는 평철을 용접 또는 피스로 부착하는 과정에서부터 시작된다. 이렇게 제작된 금속재골조를 도 3에서 도시된 바와 같이 숙성고(1)의 좌·우벽판(3)(4)에 설치된 걸림턱(38)을 이용하여 여러 단으로 적층하는 단계를 거쳐 숙성고의 앞뒤 문짝(5)(6)을 닫고 경량기포콘크리트(9)를 타설한 후 지붕판(7)을 닫아 일정한 조건으로 숙성시킨 뒤에 숙성고의 앞 뒤 문짝(5)(6)을 개방한 후, 좌우측 벽판(3)(4)을 분리하고 지붕판(7)을 상승시켜 제작된 경량철골과 경량기포콘크리트가 합성된 몰드를 대차(10)(11)를 이동시켜 도 1에서 도시한 바와 같이 피아노선 커팅기(2)를 이용해 몰드(30)의 금속재골조(8)와 골조(8)사이를 절단한다. 이런 과정을 거쳐 구조체 만큼의 두께를 가진 복합패널을 제조한 후 복합 패널을 1∼2시간 상온대기 후 양생고에서 고온·고압의 증기로 양생하여 복합패널의 표면에 표면강화 마감제를 도포하는 과정을 거침으로서 복합패널의 제작과정이 완료되는 것을 특징으로 한다.

아래에서는 상기한 본 발명의 기술적 방법 및 구조에 따른 구체적인 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.

경량철골 및 경량기포콘크리트 복합패널의 제작과정에서 제 1단계는 금속재골조를 나타낸 도 8의 도면에서와 같이 상부런너(12)와 하부런너(13)사이에 스터드(14)를 끼워 넣고 금속재골조의 앞뒤 면에 환봉(15)을 용접하거나 피스조립하여 고정하는 단계이다. 이러한 금속재골조(8)의 제작에서 그 높이는 통상 층높이와 패널의 운반 또는 현장 시공시 조립의 편리성 등을 고려하여 결정하며, 이때 경량철골부재는 건축물에 작용하는 압축·전단·인장력 등에 대응하는 구조재로서 구조계산에 의하여 그 두께와 크기가 결정되는데, 이때 높이(17)방향의 온도에 의한 신축팽창은 스터드(14)가 대응할 수 있으나 길이(16)방향의 온도에 의한 신축팽장은 상·하부 런너 부재 자체만으로는 취약하므로 신축팽창에 대응할 수 있게끔 원형철근인 환봉(15)을 각각의 스터드(14)에 용접이나 피스로 접합하므로서 길이방향의 온도에 대한 신축팽창에 대응할 수 있을 뿐 아니라, 금속재골조와 경량 콘크리트가 합성되었을 때 각각의 부재를 일체화 시킬수 있어서 국부좌굴, 크랙등에 대응할 수 있는 패널의 강성을 극대화 할 수있다.

그리고 제 2단계는 숙성고(1)에 금속재골조(8)를 적층한 후 경량기포콘크리트(9)를 타설하는 단계이다. 먼저 숙성고의 구성과 기능에 대하여 크게 구분해 보면, 도 1에서 볼 수 있듯이, 수평을 유지하면서 소정의 속도로 필요한 거리 만큼 구동될 수 있도록 된 대차부분(10)(11), 유압실린더(18)에 의해 좌우로 구동되어지는 좌우측 벽판(3)(4), 상하로 구동되는 문짝(5)(6)부분, 상하로 구동되는 지붕판(7)부분 그리고 좌·우측벽과 앞·뒤문짝과 지붕판을 고정시켜주는 철골로 제작된 바디(19)부분으로 구성되어 있다. 숙성고와 그 하부부분의 각 부분별 구성과 기능에 대하여 바람직한 실시 예를 살펴보면 도 4에 도시한 바와 같이 하부대차(10)의 하부에는 각형레일(20), 구동바퀴(21), 스프로켓(22), 체인(23), 사프트(24), 구동모터(25)등으로 구성되어 있으며 이들은 일반적 방법으로 조립설치하고, 구동모터(25)를 주조작판에서 속도 및 구동구간을 설정한 후 조작하여 하부대차의 하부부분을 움직이게 한다. 이때 하부대차(10)의 크기는 상부대차(11) 및 상부대차위에 적층될 금속재골조(8)의 최대높이와 금속재 골조의 최대길이에 의하여 결정되며 또한 대차상부에서 전달되는 금속재골조(8)하중 + 경량콘크리트(9)하중 + 상부대차(11)의 하중과 이들의 이동에 따른 이동하중이 고려되어 처짐 또는 뒤틀림 등의 변형이 발생하지 않도록 구조계산에 의거하여 그 크기가 결정되어져야한다. 또한 도 2에 도시한 바와 같이 좌·우측 벽판에서 일정간격을 두고 서로간의 소정의 거리를 가질 수 있도록 다수의 구조기둥(26)을 설치하고 구조기둥에 다수개의 유압실린더(18)를 부착하여 좌·우측벽판(3)(4)과 연결하여 유압실린더의 작동에 의해 좌측벽판(3)은 3a방향으로 구동하며 우측벽판(4)은 4a방향으로 구동 할 수 있도록 형성되어 있다. 그리고 숙성고의 앞문짝(5)과 뒤문짝(6)은 상하로 구동되게 되며 문짝을 상부로 올린 상태에서 금속재골조(8)를 적정간격으로 소정의 양만큼 적층한 후 앞·뒤문짝(5)(6)을 하부대차(10)와 맞닿을 때까지 내린 후 좌·우측벽판(3)(4)과 결합하게 된다.

이때 도 5에 도시한 바와 같이 상부 대차의 양측면에 패킹(28)을 설치하고 양측면 벽체를 유압실린더를 작동하여 밀착이 되도록 조정하며, 상부 대차와 앞·뒤문짝사이 뿐아니라 양측벽판과 앞·뒤 문짝사이에도 패킹을 설치하여 클립장치에 의거 밀착시켜 액상의 경량기포콘크리트의 유실을 방지할 수 있도록 체결하게 된다.

숙성고에 금속재골조를 적층한 후 경량기포콘크리트를 타설하고 양생하는 과정을 구체적 실시 예를 들어 살펴보면 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이 숙성고 앞뒤의 문짝(5)(6)을 상승시켜 앞뒤를 개방시키고 좌우측 벽판(3)(4)을 금속재골조의 높이(17)로 조절하게 되는데 이때 좌·우측벽판과 골조와의 사이에는 1∼2㎜ 의 간격을 주어 여유 있게 조정하며, 도 5에 도시한 바와 같이 금속재골조(8)패널을 숙성고내의 좌우벽체(3)(4)에 설치 되어 있는 걸림턱(38)에 밀어 끼워넣으면서 통상 바닥에서부터 설치한다. 이때 설치할 패널의 규격이 통상 기 설치 되여 있는 패널보다 적을 경우에는 도 7에 도시한 바와 같이 높이 조절대(41)를 설치하고자 하는 패널의 하부패널과 설치하고자 하는 패널의 말단 사이에 끼워서 패널과 패널을 이격시키며, 도 7에 도시한 A부분처럼 패널이 적은 부분은 철판 또는 합판(44)을 끼우고 위에 채움재(40)를 끼워 A부분이 패널과 수평을 이루게 조정한다. 그리고 개구부가 있거나 벽체 일부분의 개방이 필요한 패널의 경우에는 도 6에 도시한 바와 같이 철판걸림판(39)과 채움재(40)를 부착하여 개구부가 위치한 곳에 끼워 걸림판이 금속제 골조 상단에 걸치게 설치한다. 이때 채움재는 통상 단열재로 쓰이는 발포폴리스티렌보드를 금속재의 골조두께(T)로 제작하여 사용한다. 그리고 이때 사용되는 높이조절대(41)와 채움재(40)는 경량기포콘크리트(9)가 숙성된 후에는 좌·우측벽판(3)(4)과 앞·뒤문짝(5)(6) 및 지붕판(7)을 개방시킨 후에 각 부재를 제거하여 금속재골조와 경량기포콘크리트가 합성된 몰드(30)가 커팅될 때 커팅기(2)의 피아노선(37)에 걸리지 않도록 한다.

또한 도 5에 도시한 바와 같이 금속재골조(8)와 골조를 걸림턱(38)을 이용하여 이격시켜 적층함으로서 금속재골조와 골조 사이의 커팅라인(27)을 설정하여 커팅하게 되었을 때, 단열재인 경량기포콘크리트가 골조의 표면을 피복하게 되므로서 상·하부런너(12)(13)와 스터드(14)로 구성된 벽체골조에서 금속재골조를 통하여 열의 전도가 이루어지는 열교현상을 줄여줄 수 있는 역할을 수행하게 된다.

그리고 경량기포콘크리트 타설 및 숙성에 관한 구체적 실시 예를 살펴보면 아래와 같다. 경량기포콘크리트는 시멘트, 규사, 플라이애쉬, 슬러그, 생석회, 석고, 유동화제, 안정제 등을 소정의 비율로 배합하여 혼합한 뒤, 동물성 발포제로 기포를 발생시켜 혼합하게 되며 이를 숙성고에 적정량을 투입한다. 이때, 투입되는 경량기포콘크리트는 통상 침하하게 되어 콘크리트표면이 함몰되고 기포가 깨져 체적이 감소하는 현상을 보이는데 그 범위는 전체 높이의 2-5%로 정도로 나타나며, 또한 침전수가 발생하여 띠를 형성함에 따라 양생 후에 수분이 증발하게 되면 심한 공극의 발생으로 콘크리트의 강도저하 요인이 되고 있는 바, 경량철골 및 경량기포콘크리트 복합패널의 제조시에는 이를 해결하기 위하여 도 5에서 도시한 바와 같이 좌우벽(3)(40), 앞뒤문짝(5)(6), 상부대차(11), 상부지붕부분의 패널의 외부측에 단열재(42)를 충진하고 내부측에는 전열장치(29)인 열선이나 온수관을 매립함으로서 숙성고내의 적정 온도를 유지할 수 있게 되는데, 이때 외부측의 단열재는 숙성고 외부의 온도가 내부의 복팝패널의 양생온도에 미치는 영향을 차단해 숙성고 내부의 경량기포콘크리트가 소정의 숙성온도로 유지되도록 해주며 열선은 숙성고내 콘크리트의 온도를 높여주는 기능과 숙성고 자체의 온도로 인해 콘크리트의 온도가 내려가지 않도록 예열하는 기능을 한다. 이때의 숙성온도는 배합비에 따라 달라지나 통상 30∼70℃정도이며 경량기포콘크리트 배합시 사용되는 용수는 온수를 사용하여서, 타설시에 배합된 경량기포몰탈의 온도를 배합비 또는 필요로하는 경량기포콘크리트의 강도에 따라 30∼50℃정도를 유지할 수 있도록 한다.

상기와 같은 방법에 의하여 배합해 타설하게 되면 타설시의 몰탈의 온도가 30∼50℃가 되고 몰탈숙성시 발생되는 수화열의 작용으로 초기양생이 촉진된다. 이때 30∼70℃의 숙성온도에서는 몰탈이 유동성 및 점도가 좋아지게 되며, 이로 인하여 기포가 깨지는 현상이 현저히 줄어들게 되며 조기경화에 따른 재료의 침하현상을 현저히 감소시킬 수 있으며 침전수 또한 현저히 줄일 수 있으므로 30∼50℃의 숙성온도 유지는 경량기포콘크리트의 숙성조건을 충족시킨다. 또한 숙성고의 바닥, 벽, 천장을 단열재로 보온을 하고 가열장치에 의해 일정한 온도를 유지하여 숙성시킴으로서 외기 온도의 영향을 받지 아니하고 일정한 성능의 제품을 생산할 수 있다.

그리고 이런 과정을 거쳐 도 5에 도시한 바와 같이 금속재골조(8)사이에 소정의 경량기포콘크리트를 타설하고 난 다음에는 상부대차(11)의 가장자리와 좌·우측벽판(3)(4)과 앞·뒤문짝(5)(6)사이에 경량기포콘크리트(9)의 유실을 막기위해 패킹을 설치한 것과 같이 좌·우측벽판(3)(4)과 앞·뒤문짝(5)(6)의 상단에도 패킹(28)을 설치한 후 지붕판(7)을 내려 밀착시킨다.

제 3단계는 경량기포콘크리트를 타설한 후 지붕판(7)을 덮어 숙성고(1)를 밀폐시키고 난 후에 숙성고에서 숙성시키는 과정으로서 이때에는 도 9에 도시한 바와 같이 좌·우측벽판(3)(4), 앞·뒤문짝(5)(6), 상부대차(11), 지붕판(7) 등의 부분에 설치된 전열장치(29)를 작동시켜 소정의 온도로 소정의 시간 동안 숙성하여 몰드(30)를 구비한다.

제 4단계는 제 3단계의 숙성이 끝난 후 도 1에 도시한 바와 같이 앞·뒤문짝(5)(6)을 상승시켜 앞과 뒤의 문짝부분을 개방하고, 좌·우측벽판(3)(4)의 유압실린더(18)를 작동하여 좌·우측벽판(3)(4)을 몰드(30)에서 이격시킨 후, 지붕판의 유압실린더(18)를 작동하여 지붕판을 상승시킴으로서 내부에 있는 몰드(30)에서 숙성고를 분리시키는 단계이다.

제 5단계는 숙성된 몰드(30)를 커팅기(2)로 절단하여 경량철골 및 경량기포콘크리트 복합패널(43)을 생산하는 과정으로 도 1에서와 같이 하부대차(3) 및 상부대차(4)위의 몰드(30)부분을 숙성고와 분리시킨후 하부대차의 하부와 연결 되여 있는 구동장치를 작동하여 몰드(30)와 함께 상·하부대차가 앞으로 이동하게 하며, 이때 몰드가 도 10에 도시된 바와 같은 구조로 된 숙성고 앞부분에 설치 되여 있는 경량기포콘크리트 커팅기(2)를 통과하게 되면 몰드(30)는 소정의 두께로 절단되게 되는데, 이때 커팅기는 감속장치 및 속도 조절장치가 부착된 전동모터(31)에 의해서 구동되고, 이 전동모터와 연결 되여 있는 디스크판(32)이 전동모터에 의해 회전운동을 하게되는데, 이때 발생하는 회전운동을 구동축(33)과 L자구동축(34)이 직선운동으로 전환시키면 좌우의 크랭크축(36)과 연결축(35) 그리고 피아노선(37)이 소정의 속도로 좌우로 움직이게 되어 몰드(30)가 이 사이를 통과하게되면 몰드가 절단되어 구조체 두께의 복합패널을 형성하게 된다. 이때 피아노선의 좌우로의 구동은 몰드 커팅의 효율을 극대화하는 역할을 한다.

제 5단계는 숙성 및 커팅과정을 통하여 생산되어진 복합패널(43)을 외기온도에 따라 1∼2시간동안 상온에서 자연양생 시키는 과정이며 그 이후 양생고에서 12시간 내지 24시간 동안 고온고압의 증기를 이용하여 양생하는 단계가 제 6단계이다. 증기 양생을 통하여 경량기포콘크리트의 조기강도를 빠른 시간안에 높게 얻을 수 있고 강도를 증진할 수 있으며 크랙의 발생을 방지할 수 있어서 안정된 품질을 유지할 수 있게 된다. 이때 양생고는 일반 콘크리트의 양생조건과 같이 맞추어 주며 일반적으로 고온·고압증기양생의 조건을 충족시킨다.

제 7단계는 양생고에서 양생이 끝난 복합패널(43)의 양면의 불순물을 제거하고 그 표면에 침투성 표면강화제를 도포하여 경량철골 및 경량기포콘크리트 복합패널(43)을 완성하는 단계로 이 과정은 표면을 강화시키고 건축마감재의 부착시 부착강도를 증진시킬 수 있게 한다. 이때 사용되는 표면강화제로는 에폭시계열 또는 수지계열의 침투성이 좋은 재료를 선택한다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 경량철골 및 경량기포콘크리트 복합패널의 제조방법 및 그 제조장치에 따르면 경량철골을 이용하여 금속재 골조를 제작함으로서 균질한 구조적 성능을 발휘할 수 있으며 그 내부에 경량기포콘크리트를 타설함으로서 기존의 스틱공법이나 패널공법에서 발생했던 스터드 부재의 좌굴을 방지할 수 있을 뿐만아니라 단열·방음성능을 향상할 수 있음은 물론, 금속재골조 간을 이격시켜 적층함으로서 경량기포콘크리트로 금속재골조의 표면을 피복하게 되어 단열성을 갖게 되므로 열교현상을 최소화 할 수 있다.

그리고 소정의 크기로 제작된 금속재골조를 숙성고에 다단으로 적층하여 경량기포콘크리트를 타설하여 숙성고내에서 숙성시킨 후 커팅기에서 동시에 여러장의 복합패널을 커팅 생산함으로서 패널의 생산성을 극대화 할 수 있기 때문에 일정한 품질을 가진 복합패널의 생산원가를 낮출 수 있고 생산기간을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

이와 같이 본 발명은 경량철골과 경량기포콘크리트를 합성하므로서 각 부재가 갖는 장점을 극대화하고 단점을 최소화 시킬 수 있어서 구조적 경제성을 확보할 수 있고 탈수 및 경량기포콘크리트의 유실 등의 많은 문제점으로 인한 소정의 경량기포콘크리트를 얻을 수 없는 문제를 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 국내의 사계절 온도변화에 따른 양생속도와 강도발현의 계절에 따른 차이를 숙성고 내의 조건을 일정하게 유지해 줌으로서 극복하고, 고온·고압의 증기양생을 통하여 복합패널을 제작함으로서 균일한 고품질 패널의 생산이 이루어지게 할 수 있는 장점이 있다. 또한 이렇게 제작된 경량철골 및 경량기포콘크리트 복합패널은 그 형태상 특징으로 현장 조립의 편리성까지 확보하고 있어서 재료비와 인건비 등을 줄일 수 있어 결과적으로는 공사에 소요되는 총공사비를 낮출 수 있다.

Claims (8)

1. 경량철골 및 경량기포콘크리 복합패널을 제조하는 일련의 과정과 이 제조과정에 사용되는 각 장비에 대한 것으로서;

   경량철골을 이용한 통상의 작업공정으로 공장에서 제작되어진 금속재골조(8)의 양면에 환봉(15)을 부가하여 부착하므로서 전단력과 인장력에 견디고 온도변화에 따른 신축팽창에 의해 발생하는 크랙 등에 대응하고자 하는 과정;

   상기 금속재골조(8)의 피복효과와 커팅의 용이함을 위해 금속형 골조를 숙성고(1)에 소정의 간격으로 이격하여 적층한 후 숙성고 내부에 경량기포콘크리트(9)를 타설하여 온도조절 장치에 의거 숙성(초기양생)시키는 과정;

   상기 숙성고에서 숙성된 몰드(30)를 대차(10)(11) 및 커팅기(2)의 구동을 통하여 금속형골조와 골조 사이를 커팅하여 다량의 경량철골 및 경량기포콘크리트 복합패널(43)을 생산하는 과정;

   상기와 같은 금속재골조와 경량기포콘크리트가 합성된 복합패널(43)을 고온·고압의 증기로 양생고에서 양생하는 과정;

   상기와 같은 과정을 거쳐 생산된 복합패널의 경량기포콘트리트 표면에 침투성 표면경화제를 도포하는 과정;을 특징으로 하는 경량철골 및 경량기포콘크리트를 합성하여 복합패널을 제조하는 방법
2. 청구항 1에 있어서,

   숙성고(1) 각 부분의 기능 및 그 구동방법에 따른 설치단계에 있어서 수평을 유지하여 소정의 속도로 필요한 거리만큼 구동 할 수 있도록 제작된 대차부분 (10)(11)과 유압실린더 또는 기계장치에 의해 좌우로 구동되어 지는 좌우측벽판(3) (4)의 기능 및 그 설치단계; 상기벽판의 앞뒤에서 상하로 구동되는 문짝(5)(6)의 기능 및 그 설치단계;

   상기벽판 및 앞뒤문짝 상부에서 상하로 구동되어 밀폐시키는 지붕판(7)의 기능 및 그 설치단계;

   대차(10)(11), 벽판(3)(4), 문짝(5)(6), 지붕판(7) 등이 구동하여 다단으로 적층되어 있는 금속재골조(8)의 형틀역할을 하는 것;을 특징으로 하는 경량철골조 및 경량기포콘크리트의 복합패널 제조방법
3. 청구항 1에 있어서,

   감속 및 속도조절 장치가 부착된 전동모터(31)에 의한 회전운동이 디스크판 (32)과 구동축(33), L자구동축(34)에 의하여 직선운동으로 전환되므서 최종적으로 일반 피아노선(36) 또는 표면에 다이아몬드가 부착된 피아노선을 이용한 커팅기(2)를 작동시켜 일반 피아노선 또는 표면에 다이아몬드가 부착된 피아노선을 좌우로 구동시킴으로서 금속재골조와 경량기포콘크리트가 합성되여 만들어진 몰드(30)를 절단하는 것을 특징으로 하는 경량철골 및 경량기포콘크리트 복합패널의 제조방법
4. 청구항 1에 있어서,

   초기 양생된 금속재골조 및 경량기포콘크리트 복합패널(43)을 고온·고압의 증기로 양생하는 것을 특징으로 하는 경량철골 및 경량기포콘크리트 복합패널의 제조방법
5. 청구항 1에 있어서,

   경량철골 및 경량기포콘크리트 복합패널에서 금속재골조(8)의 스터드(14) 및 런너(12)(13)를 통하여 열이 이동되는 것을 줄이기 위하여 숙성고 좌·우측벽판에 설치된 걸림턱(38)을 이용해서 이격하여 적층함으로서 경량기포콘크리트(9)로 스터드 및 런너를 피복하는 것을 특징으로 하는 경량철골 및 경량기포콘크리트 복합패널의 제조방법
6. 청구항 2에 있어서,

   상부대차(11)와 좌·우측벽판(3)(4)과 앞·뒤문짝(5)(6)과 지붕판(7)의 결합부분에서 액상의 경량기포콘크리트(9)가 유실되지 않도록 각 부분에 패킹(28)처리 함을 특징으로 하는 경량철골 및 경량기포콘크리트 복합패널의 제조방법
7. 청구항 2에 있어서,

   좌·우측벽판(3)(4)에 돌출되어 금속재골조(8)를 끼울 수 있도록 설치된 금속재 걸림턱(38), 숙성고 넓이보다 적은 복합패널의 제조시 하부 패널과 상부 패널을 이격시켜주는 역할을 하는 높이 조절대(41)와 숙성고의 넓이 보다 적은 패널의 제조시 숙성고 내부의 남는 부분(A)을 채워 원하는 벽판의 형태를 만들고 몰드의 경량기포콘크리트면의 수평을 맞추기 위해 끼워 사용하는 폴리스티렌보드 또는 채움재(40), 창호 또는 개구부 부분의 공간을 확보하기 위해 접착·매입하는 철판걸림판(39)과 채움재 폴리스티렌(40)의 사용을 특징으로 하는 경량철골 및 경량기포콘크리트 복합패널의 제조방법
8. 청구항 2에 있어서,

   상부대차(11)와 좌·우측벽판(3)(4)과 앞뒤문짝(5)(6) 및 지붕판(7) 부분의 외측에 단열재(42)를 설치하고 전열선 또는 온수관등의 전열장치(29)를 설치한 후 가열장치 및 온도조절장치를 숙성고에 부착하여 내부의 경량기포콘크리트의 양생온도를 소정의 온도로 조정할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 경량철골 및 경량기포콘크리트 복합패널의 제조방법