KR200184823Y1

KR200184823Y1 - 콘크리트 실린더 몰드

Info

Publication number: KR200184823Y1
Application number: KR2019980007689U
Authority: KR
Inventors: 전해준
Original assignee: 전해준
Priority date: 1998-05-12
Filing date: 1998-05-12
Publication date: 2000-06-01
Also published as: KR19990040988U

Abstract

본 고안은 콘크리트의 압축강도 시험용 원주 공시체를 성형하기 위한 플라스틱제의 콘크리트 실린더 몰드에 관한 것이다. 힌지축(3a,3b)을 중심으로 좌우로 개폐가능하고 원통상으로 결합시켜 잠글 수 있는 1조의 반원통체(A,B)와, 그 저면을 이루며 끼워지는 받침체(C)를 구비하되, 반원통체(A,B)와 받침체(C)를 새로운 조건의 강화된 BMC성형체로 구성하여 강도와 시멘트 몰탈에 대한 비접착력을 높이고, 양 반원통체(A,B)가 접합되는 면에는 상하단까지 도달하지 않는 구간에서 서로 암수결합될 수 있는 반원형 단면의 홈(11a,11b)과 돌기(10a,10b)를 형성시켜 몰드의 변형과 시멘트의 유출을 방지하며, 각 반원통체의 상면에는 리벳부를 갖는 금속의 접촉링(13a,13b)을 일체로 성형시켜 내마모성을 부여하였다. 압축강도시험에 최적인 정규의 원주 공시체를 얻도록 한 플라스틱 몰드이다.

[색인어]

공시체, 콘크리트 실린더 몰드

Description

콘크리트 실린더 몰드

본 고안은 콘크리트의 압축강도 시험용 원주 공시체를 성형하기 위한 플라스틱제의 콘크리트 실린더 몰드(Concrete Cylinder Mold)에 관한 것이다.

일반적으로 콘크리트 실린더 몰드는 KS F 2403, 0404에 그 규격이 정해져 있고, KS L 5105 규정의 시멘트 몰탈의 압축강도 시험용 원주 공시체(ø150mm, ø300mm)를 성형하기 위하여 주로 사용된다. 콘크리트의 압축강도를 시험하기 위한 경우에도 일반적으로 시멘트 몰탈에 의한 원주 공시체를 사용한다. 이 공시체의 성형은 몰드에 몰탈을 반 정도씩 채워 넣어 2층으로 13~25회 다지면 몰드 위로 올라오는 부분은 흙손 또는 삼각편으로 밀어낸 후 면을 고른다. 습윤상태를 유지할 수 있는 18~24℃의 장소에서 20~24시간 보관하고 나서 몰드를 제거한 후 24~25℃에서 습윤상태로 양생하여 재령 28일에 압축강도 시험기로 시험한다.

국내·외에서 이전부터 지금까지 사용하여 오던 일반적인 형태의 콘크리트 실린더 몰드는 금속 부형품으로서, 일본 실개소 49-132255(1974.11.13 공개)에 개시되어 잇다.

상기 콘크리트 실린더 몰드는 힌지결합된 4개의 나비너트로 서로 대응되게 조립될 수 있는 2개의 반원통체와 이 반원통체의 중앙 하단에 2개의 나비너트에 의하여 조립될 수 있는 받침체를 갖는 것으로, 반원통체 간의 접합면에 서로 합치될 수 있는 단면의 돌기와 홈을 형성하여 이루어지고 있다.

이와 같은 콘크리트 실린더 몰드가 가지는 단점은 가공비용이 많이 들고 무거워 운반이 어려우며 금속 내면에 중광유(heavy mineral oil) 또는 연한 컵 그리스를 발라 주어도 금속 표면과 콘크리트가 잘 달라붙어서 원주공시체(cylinderical specimen)의 외면이 압축강도에 영향을 미칠 수 있는 정도로 손상이 되는 문제가 있다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로 본원 출원인의 선등록출원인 한국 실용신안공개 91-16546이 있다. 이 고안은 일반 금속재 몰드를 알루미늄 합금으로 다이캐스팅한 것이었으나 콘크리트의 수화작용 시에 수반하는 화학반응에 매우 약하여 2~3회 밖에는 사용하지 못하는 비경제적인 문제가 있다. 다시, 이 문제를 해결할 기술은 본원출원인의 한국 실용신안공개 92-14880에 개시되어 있다.

이 고안은 상기 몰드를 유리섬유 22%에 경화제와 축합체를 배합한 불포화 폴리에스테르 수지를 함침시켜 겔화시킨 BMC(bulk molding compound)로 성형하여 콘크리트의 수화작용에 따른 화학적·물리적 영향을 배제시킨 것이었다. 그리고 본원출원인의 한국 실용신안공개 95-8403에서는 받침체를 양쪽 반원통체의 하부 내로 끼워지도록 반원통체의 상하유동을 최소화시킨 것이 있다.

그러나, 상기한 고안에서도 해결하지 못한 문제가 남아 있다. 즉 2개의 반원통체 간의 접합면에 몰드의 높이만큼으로 돌기와 홈 단면을 형성하여 서로 결합시키게 되면 콘크리트의 다지기 작업시에 양측의 반원통체가 상하로 유동하는 것을 완전히 억제하지는 못하므로 결국 원주 공시체의 상하면이 고르지 못해 정확한 압축강도의 시험이 어렵다.

또, 반원통체의 높이 전반에 걸쳐 서로 암수 결합되는 접합면을 형성하게 되면 양측 나비너트의 조임력 편차 및 내부 콘크리트의 다짐력 증가에 따라 반원통체 중간의 접합면이 벌어지는 경향이 있어서 시멘트가 물과 함께 접합면 사이로 유출되고 원주 공시체의 외면에 단차를 형성하게 되어 공시체의 탈리시에 이 부분이 박층(탄산석회층)으로 떨어져나가는 현상이 발생하므로 공시체의 강도를 저하시키게 된다.

다시말해 시멘트의 유출과 공시체 외면의 손상은 직접적인 강도 저하를 가져오며, 공시체 외면에 단차 형성이 커질수록 시험시에 공시체 표면 및 내부에 수직균열이 발생하고, 이러한 단차 형성의 초기에 시멘트와 물의 유출량이 많아져서 접합면 주위의 공시체 내면에 공극률이 상승하고 시멘트의 불균일한 분포가 이루어져 공시체의 다른 쪽 내부와 균형을 잃게 되므로 압축강도 시험에 좋지 않은 영향을 미치게 된다.

한편, 한국 실용신안공개 제91-5616호에서 콘크리트 플라스틱 실린더 몰드가 소개되고 있다. 상기 실린더몰드는 실린더 몰드의 저면에 원통형의 밑판을 구성하고, 밑판 내측 가장자리에 반원형의 몰드본체 2개를 입상시키고 난 후 입상된 몰드본체의 외측 종단면에 형성된 걸림부에 중간고정링을 삽착하고, 상단 걸림부에 상부고정링을 끼우는 형태로 구성된다.

그러나, 상기한 종래기술은 반원통체를 원통형의 밑판에 끼우고 중간고정링과 상부고정링을 반원통체의 외측면에 삽착하므로 실린더 몰드를 결합하는 결합과정으로 작업시간이 오래 걸리고, 작업방법이 불편하고 번거로우며, 자주 사용하다보면 상부고정링과 중간고정링이 마모되어 반원통체의 결합시 틈새가 형성되어 모래나 물 등이 흘러나와 성분이 고른 원주공시체를 성형하기 힘들게 되는 문제가 있다.

한편, 최근 상기한 본원출원인의 공지의 플라스틱 몰드를 모조하기 시작한 국내 제조업자들의 제품은 ABS수지를 이용하여 성형하고 반원통체의 한쪽을 서로 힌지결합시켜 힌지축을 중심으로 회전되도록 하고 있기 때문에 다지기 작업에 따른 하중과 수화작용에 따른 화학반응의 영향에 의하여 단축방향으로의 변형이 이루어져 정확한 공시체의 성형이 어렵고, 여러 번 계속해서 사용하면 그 변형이 더욱 크게 진행되며, ABS수지 또는 BMC를 사용하여 성형하더라도 몰탈을 몰드 위까지 채워다진 후 삼각편 등으로 밀어낼 때마다 몰드 상면이 깍이는 현상이 있어서 공시체의 높이 및 상면의 고른 성형이 어렵게 되므로 압축강도에 영향을 미치게 된다.

본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 결합된 반원통체가 장축과 단축방향으로 유동하거나 변형되지 못하도록 하고 작업성이 개선되며 몰드의 상면이 깎이지 않는 형상과 구조로 몰드를 형성하여 압축강도에 영향을 미치지 않는 정규의 원주 공시체를 반영구적으로 계속해서 성형할 수 있도록 하는 콘크리트 실린더 몰드를 제공하는데 있다.

제1도는 본 고안에 따른 실린더 몰드의 분리사시도이고,

제2도는 동 횡단면도이고,

제3도는 동 결합상태의 횡단면도이고,

제4도는 본 고안에 따른 실린더 몰드의 종단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2a,2b,2c,3d,4a,4b : 축받이 3a,3b : 힌지핀

7a,7b : 볼트 9a,9b : 브래킷

10a,10b : 돌기 11a,11b,12a,12b : 홈

13a,13b : 접촉링 14 : 리벳부

A,B : 반원통체 C : 받침체

본 고안은 상기 목적을 달성하기 위하여, 힌지축을 중심으로 좌우로 개폐가능하고 원통상으로 결합시켜 잠글 수 있는 1조의 플라스틱제 반원통체와, 이 결합되는 반원통체의 저면을 이루며 반원통체의 하부 내면에 끼워지는 플라스틱제 받침체를 구비하며, 상기 반원통체와 상기 받침체는 40% 이하의 스티렌을 용해시킨 경화제 부가의 불포화 폴리에스테르수지를 잘게 쪼개진 유리 단섬유 20~30%에 10분 이내로 주입하여 혼합시킨 수지혼합물로 가열·가압하여 압축성형한 BMC성형체로 하고, 상기 양 반원통체가 접합되는 면에는 상하단까지 도달하지 않는 구간에서 서로 암수결합될 수 있는 반원형 단면의 홈부와 돌기부를 형성시키며, 상기 각 반원통체의 상면에는 리벳부를 갖는 금속의 접촉링을 일체로 성형시킨 것을 특징으로 한다.

상기 BMC성형체는 선행기술의 BMC성형체에 비하여 성형수축율을 0.25~4.0%에서 0.25 이하로 낮추게 되고, 굴곡탄성율을 900kg/mm²에서 1100~1070kg/mm²로 높이며, 흡수율을 0.1~0.15%에서 0.03~0.4%로 낮추게 된다.

이것은 다시 말해서 성형시의 치수오차를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 시멘트 몰탈의 다지기 작업시에 가해지는 하중과 충격을 흡수하며 반원통체의 중간 접합부분이 단축방향으로 미세하게 벌어지는 것을 방지할 수 있으며, 수화작용시에 반원통체의 내면이 산과 알카리의 영향을 비교적 적게 받게 되므로 경화 중에 공시체와 반원통체 내면과의 부착력을 현저히 감소시켜 공시체 외면이 얇게 떨어져 나가는 것을 최소화할 수 있고, 이로 인해 압축강도에 미치는 영향을 극소화할 수 있게 된다.

또, 양 반원통체가 접합되는 면에, 상하단까지 도달하지 않는 구간에서 서로 암수결합될 수 있는 반원형 단면의 홈부와 돌기부를 형성시키는 이유는 양 반원통체의 상하유동을 방지하기 위한 것이다.

종래의 반원통체는 서로 견고하게 결합시켰더라도 몰탈의 다지기 작업중에 상하로 유동하여 서로 약간씩 어긋나게 되므로 이미 유동된 후에 교정을 하여도 몰탈 중의 시멘트 및 모래 성분이 접합부의 틈새로 밀려들어간 상태이기 때문에 시멘트와 물이 동시에 유출되어 공시체의 내부에서 시멘트의 분포와 수화 후의 공극의 형성이 불균일해져서 압축강도 시험시 수직균열이 일어나기 쉬운 상태로 되고, 또 강도를 저하시키는 요인이 되는데, 본 고안에서는 상기와 같이 상하의 단부 내에서만 홈부와 돌기부가 형성되도록 함으로써 상기한 종래의 문제점들을 해결하게 된다.

뿐만 아니라 반원통체가 반복되는 화학반응에 의하여 장축방향으로 미세하게 뒤틀리는 현상을 방지할 수 있다.

그리고, 본 고안에서 각 반원통체의 상면에 일체로 성형되는 금속의 접촉링은 하부에 리벳부를 형성시킨 판상의 것으로, 리벳부가 반원통체의 몸체 내로 함몰되어 있으므로 충격 등에 의하여도 빠지지 않으며, 몰탈의 다지기 작업 후 상부의 몰탈을 평면으로 깎아 낼 때 사용하는 삼각편이나 흙손 등에 의하여 깎이거나 마모되지 않으므로 반복해서 공시체를 성형하더라도 항상 일정한 높이와 평면을 유지할 수 있어서 압축강도의 시험에 영향을 주지 않게 되는 것이다.

공시체의 상면이 수평으로 평면을 이루지 않으면 압축시험기에 물려 압축하중을 받을 때 대각선 방향이나 외주면의 이상파괴로 나타나기 때문에 정확한 강도측정이 이루어지지 않는다.

아직도 금속 몰드를 사용하는 일본에서는 이 경우에 양생된 공시체의 상하면을 연마기로 갈고 있는 형편이다.

이하에서 본 고안의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 설명한다.

제1도는 전개된 몰드의 전체 사시도이고, 제2도는 동 횡단면도이고, 제3도는 그 결합된 횡단면도이고, 제4도는 그 종단면도를 각각 나타낸 것이다.

본 고안의 콘크리트 실린더 몰드는 제1도 내지 제4도에 도시된 바와 같이, 한조의 반원통체(A,B)의 일측이 힌지핀(3a,3b)으로 결합되어 있으며, 다른 일측은 볼트(7a,7b)로 결합가능한 브래킷(9,9a)이 마련되어 있으며, 하부에는 받침제(C)가 결합되어 있다.

1조의 반원통체(A,B)는 평면상 반원형으로 이루어져 있고, 일측단의 상하외면에 각각 축받이(2a,2b,2c,2d)가 일체로 형성되어 있어서 힌지핀(3a,3b)으로 좌우 회전가능하게 힌지결합된다.

이 반원통체(A,B) 중의 하나(B)는 축받이(2a,2b)의 반대편에 해당하는 측단부의 상하 외면에도 축받이(4a,4b)가 형성되어 있는데, 이 축받이(4a,4b)에는 각각 나비너트(5)와 와셔(6)가 체결된 볼트(7a,7b)가 핀(8a,8b)을 중심으로 좌우회전 가능하게 설치되어 있다.

다른 쪽의 반원통체(A)는 축받이(2c,2d)의 반대편에 해당하는 측단부의 상하외면에 상기한 볼트(7a,7b)의 중간이 수평방향으로 자유롭게 끼워져 나비너트(5)의 조임에 의하여 와셔(6)와 밀착될 수 있도록 중간이 횡으로 절개된 브래킷(9a,9b)이 일체로 형성되어 있다.

한쪽 반원통체(B)의 양측단 면에는 반원형 단면의 돌기(10a,10b)가 형성되어 있고, 다른쪽 반원통체(A)의 양측단 면에는 반원형 단면의 홈(11a,11b)이 형성되어 있다.

돌기(10a,10b)와 홈(11a,11b)은 서로 대응하여 서로 암수결합되는 것으로서, 각 반원통체(A,B)의 상하 끝까지 이르지 않은 구간에만 형성되어 있다.

이것은 결합된 반원통체(A,B)에 외력이 가해졌을 때 1조의 반원통체(A,B)의 단축방향 뿐만 아니라 장축방향으로 어긋나게 유동하거나 휘어지려는 모멘트에 저항하는 요소로 작용한다.

또 각 반원통체(A,B)의 하부 내면에는 일정 깊이의 각진 홈(12a,12b)이 형성되어 있다. 이 홈(12a,12b)에는 받침체(C)의 주연부가 끼워지게 된다.

또한, 각 반원통체(A,B)의 상면에는 금속의 접촉링(13a,13b)이 성형시에 반원통체(A,B)의 상면과 동일면을 이루도록 매설되는데 이 접촉링(13a,13b)의 저면 5군데에는 리벳 형태로 끝이 벌어진 리벳부(14)가 형성되어 있어서 반원통체(A.B)와 일체로 성형되면 상부로 빠지지 않으며, 외부에서 삼각편이나 흙손으로 밀더라도 손상되거나 점차로 깎이지 않는다.

받침제(C)는 원반상으로 이루어진 것으로서, 주연부가 구형파 또는 철(凸)자형의 단면 형태로 이루어져 있어서 반원통체(A,B)의 홈(12a,12b)에 끼워 나비너트(5)로 잠궜을 때 반원통체(A,B)의 내면과 밀착되면서 몰탈 중의 시멘트나 물의 유출을 방지하는 동시에 반원통체(A,B)의 상하유동을 방지한다.

반원통체(A,B)와 받침체(C)의 조립은 받침체(C)를 한쪽의 반원통체(B)의 홈(12b)에 끼우고 나서 다른 쪽 반원통체(A)를 한쪽의 반원통체(B) 쪽으로 회전시키면 힌지핀(3a,ab)를 회전시켜 브래킷(9a,9b) 사이에 각각 끼우고 나비너트(5)를 조이면 몰드의 조립이 완료된다.

반원통체(A,B)와 받침체(C)의 성형은 먼저 불포화기를 갖는 폴리에스테르에 40% 이하의 스티렌을 혼합하여 융해시킨 불포화 폴리에스테르 수지에 경화제를 배합하고, 이 배합물에 잘게 쪼개진 유리 단섬유 20~30%를 10분 이내로 주입하면서 기계적으로 혼합시켜 로그(log)상의 수지혼합물을 얻는다.

이 수지혼합물을 압축성형기에 넣고 성형압력 100kg/cm², 성형온도 150℃로 약 50sec/mm 동안 가열·가압하여 압축성형하여 반원통체(A,B)와 받침체(C)를 각각 얻는다.

실험결과로서, 본 고안의 몰드를 완전 조립하고 물만을 몰드 상면까지 부어 누수시간을 체크하였더니 평균 30분 전후에 위치하였다. 시멘트 몰탈을 공시체 제작방법에 따라 몰드 내에 채웠을 때에는 물만이 반원통체(A)와 반원통체(B), 그리고 반원통체(A,B)와 받침체(C)의 접합면 사이로 서서히 빠져 나오지만 시멘트의 유출은 거의 없었다.

이로 인해 시멘트풀 내의 공극률을 결정하는 주요소로서의 시멘트 겔비가 높게 나타난다. 즉 시멘트 겔비는 모세관공극체적과 수화시멘트체적이 틈의 발생량이 적으므로 해서 상대적으로 높아진다.

틈의 발생량이 적다는 것은 반원통체(A,B)와 받침체(C)들이 매우 적은 오차치수로 성형되었고, 또 매우 적은 오차한계 내에서 유동이 없고 수화작용시에도 시멘트 성분의 유출이 없이 물만 서서히 빠져 나오는 정도로 결합력을 유지하였다는 것을 의미한다.

반원통체(A,B)의 해체시에 반원통체(A,B)의 내면에 붙는 반경화상태의 슬러지는 미세량이 국부적으로 약간씩 존재하는 정도에 지나지 않았고, 가벼운 충격에 의하여도 쉽게 떨어지는 특성을 나타냈다.

이와 같은 본 고안은 결합된 반원통체가 장축과 단축방향으로 유동하거나 변형되지 않고 몰드의 상면이 손상되거나 깎이지 않으므로 정확한 크기와 균일한 성분 분포의 공시체 성형이 이루어지고, 이로 인해 압축강도의 정확한 측정이 가능해지며, 하나의 몰드를 이용하여 원주 공시체를 계속해서 성형하더라도 압축강도에 영향을 주지 않는 정규의 공시체를 얻을 수 있는 효과가 제공된다.

Claims

플라스틱제이며 반원상으로 이루어진 한 쌍의 반원통체를 상하부고정링으로 고정하고 그 하부에 받침체를 설치하여 이루어지는 콘크리트 실린더 몰드에 있어서, 상기 한 쌍으로 이루어지는 반원통체의 일측이 힌지축으로 결합되어 있으며 다른 일측에 브래킷을 배치하여 볼트와 나비너트로 착탈가능하게 조립을 이루게 하고, 상기 반원통체의 접합되는 면에는 상하단까지 도달하지 않는 구간에서 암수결합되는 반원형 단면의 홈부와 돌기부를 형성시키며, 상기 반원통체의 상면에는 리벳부를 갖는 금속의 접촉링을 일체로 성형시킨 것을 특징으로 하는 콘크리트 실린더 몰드.