KR20020003053A - 경량기포콘크리트를 이용한 흡차음재의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다공성을 가진 경량기포콘크리트의 일종인 강체흡음재에 차음을 목적으로 강체흡음재 한면에 모르터 또는 시멘트계 바탕바름재 또는 아크릴 에멀젼계 도장재 및 시멘트계 특수도장재의 도장에 의한 흡차음재의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 시멘트를 주원료로 한 석회질 원료와 규산질 원료에 기포제 및 혼화재료를 첨가하여 배합한 후, 기건양생과 고온고압 증기양생을 통하여 경량기포콘크리트 강체흡음재를 제조하고, 이의 한면에 차음성능 향상을 목적으로 모르터를 제조하여 강체흡음재에 타설하거나, 일정배합의 시멘트계 바탕바름재로 미장하거나, 아크릴 에멀젼계 도장재 또는, 시멘트계 특수도장재를 도장하거나 뿜칠도장하여 흡·차음 성능을 동시에 만족할 수 있는 다기능을 갖는 흡차음재의 제조에 관한 것이다.

Description

경량기포콘크리트를 이용한 흡차음재의 제조방법{A Method of sound Absorbing and Insulating Material with Lightweight Aerated Concrete}

본 발명은 다공성을 가진 경량기포콘크리트의 일종인 강체흡음재와 차음을 목적으로 강체흡음재 한면에 모르터나 시멘트계 바탕바름재 또는 아크릴 에멀젼계 도장 또는 시멘트계 특수도장재에 의한 흡, 차음재의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 시멘트를 주원료로 한 석회질 원료와 규산질 원료에 기포제 및 혼화재료를 첨가하여 배합한 후, 기건양생과 고온고압 증기 양생을 통하여 경량기포콘크리트 강체흡음재를 제조하고, 이의 한면에 차음성능 향상을 목적으로 강체흡음재에 모르터 또는, 시멘트계 바탕바름재 또는 아크릴 에멀젼계 도장재 및 시멘트계 특수도장재를 미장 및 뿜칠 도장하여 흡·차음 성능을 동시에 발휘할 수 있는 흡차음재의 제조에 관한 것이다.

일반적으로 흡차음재는 음 특성상 서로 다른 개념의 재료로서 동시에 성능을 갖기에는 어렵다. 즉, 흡음율이 큰 재료는 일반적으로 차음에 도움을 주지 못하는 것이다. 그러나, 본 발명과 같이 흡음성능과 차음성능을 가진 재료를 적절히 복합화한다면 두 성능 모두를 확보할 수 있는 신개념의 재료가 가능하다.

이러한 음성능에 의한 구분을 이해할 수 있는 대표적인 것으로 방음벽을 들수 있는데 종류에 따라 흡음형 방음벽, 차음형 방음벽 및 복합 방음벽 등이 있다. 흡음형방음벽은 전면의 알루미늄판과 후면 강판 사이에 흡음재인 유리면을 삽입하여 제조되나, 유리면의 보호를 위해 필름으로 감싸서 실질적으로 흡음효과를 보장받기는 어려운 실정이다.

반면 차음형 방음벽의 대표적인 압출성형시멘트판의 경우, 시공성과 경제성이 우수하여 사용되어 왔으나 미관적인 면을 중요시하는 요즘 추세에 따라 투명 방음벽, 목재 방음벽 등에 추격을 받고 있다. 최근, 하부에는 투명방음벽을, 상부에는 흡음형 방음벽을 시공 또는 상하부 반대로 시공하는 등 두가지 이상의 방음벽을 조합한 복합방음벽이 시도되고 있으나 이 경우 투명방음벽은 주로 조망역할을 중시하여 사용하는 것이다.

현재, 여러 분야에서 흡, 차음재 개발 및 실용화가 이루어지고 있다.

예를 들어 국내 특허공고번호 202743에서는 자동차나 기타운송수단 또는 방음벽이나 건물 등에 적용되어 효과적으로 소음방지가 가능하도록 적어도 일면에 엠보싱 돌기가 형성된 발포 수지층과 펠트층이 적층된 것을 포함하는 흡차음재에 대하여 기술하고 있다.

국내 특허공개번호 97-43612에서는 흡음, 차음 및 흡·차음의 3가지 기능에 따라 간편하게 선택, 시공할 수 있도록 다공기질체의 한면 또는 양면이나 내측에 바닥달린 공명요소를 가진 판재를 구성한 흡차음재를 이용한 방음벽에 대하여 기술하고 있다. 또한, 국내 실용공개번호 99-11825에서는 각종 건축물의 내외부 소음차단뿐만이 아니라 방습, 보온을 겸한 재료로서 흡음성과 보온성이 높은 PU, 견면과 음의 차단력을 높이는 재질인 납판, 금속판 또는 특수 시이트(Sheet)를 이용하여 흡음과 차음효과를 동시에 높인 흡, 차음재에 관하여 설명하고 있다.

경량기포콘크리트 강체흡음재를 사용하기 위해서는 음향학적으로 흡음, 차음성능 이외에도 시공성, 내구성 및 내후성 등에서 우수하여야 한다. 경량기포콘크리트의 우수한 음향성능을 유지하면서 강체흡음재의 한면을 차음재료로 사용함으로서 차음성능 뿐만 아니라, 강체흡음재를 단순 시공하였을 때 보다 시공성이 개선된다. 일반적으로 강체흡음재를 타재료와 부착하기 위해서는 특수본드가 필요하나 본 발명에 의한 흡·차음재를 제작하였을 경우, 훨씬 수월하게 부착이 가능하다.

본 발명을 방음벽에 적용할 경우 흡음, 차음성능을 모두 보유하고 있으므로 사용목적에 따라, 흡음형 또는 차음형 방음벽으로의 활용이 가능하다. 또한, 후면판으로 사용되는 알루미늄 강판의 사용을 배제하면서도 흡음성능이 알루미늄방음패널과 동등수준 이상을 발휘할 수 있으며 무엇보다도 덩굴식재, 채색 및 입체방음벽 등이 가능하여 미관적인 면에서 우수한 면을 가진 흡차음재를 개발하게 되어 본 발명에 이르게 되었다.

도 1은 본 발명에 의한 흡차음재의 사시도,

도 2는 본 발명의 한 종류인 미장공법이 적용된 흡차음재의 측면도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호설명

1 ; 경량기포콘크리트 강체흡음재 2 ; 차음성능 부위

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

상기 경량기포콘크리트(1)(이하 '강체흡음재"와 동일한 의미로 사용함)는 다공성의 연결기포를 생성시키기 위해 시멘트를 주원료로 한 석회질원료와 규산질 원료를 프리믹싱(pre-mixing)하고 혼화재료, 기포제 및 물을 사용하여 선발포된 기포군을 첨가하여 혼합한 슬러리를 기건양생시킨후 고온고압 증기 양생을 충분히 거쳐 제조된다.

이러한 경량기포 콘크리트의 제조공정은 "강체형 경량기포 흡음블럭의 제조방법"(특허등록 제181779호)에 명시되어 있다. 상기 특허에 따르면, 석회질원료와 규산질원료를 계량하여 규산 칼슘질을 제조하고 믹서내에서의 원활한 배합을 위하여 프리믹싱(pre-mixing)을 실시한다.

고분자 폴리머계 기포제를 물과 희석하고 기포발생기를 이용하여 만든 기포군에 응결조절제를 첨가한 후, 규산 칼슘질과 기포군을 선발포 혼합믹서에서 함께 혼합한 다음, 몰드에 주입하여 기건양생을 실시하면 Green Cake이 생성된다. 그후, Autoclave에서 충분한 고온고압 증기양생과 건조과정을 거쳐 일정한 크기로 절단하면 강체흡음재(1)가 제조된다.

한편, 고온고압증기양생을 거쳐 제조되는 경량기포콘크리트의 대표적으로 것으로 ALC(Autoclaved Lightweight Concrete)가 있는데, 이는 절건비중 0.5~0.7 수준으로 블록 및 패널종류가 있다. ALC도 체적대비 많은 기공을 내포하고 있으나 본 강체흡음재(1)와 비교하여 기공이 서로 연결되어 있지 않아 흡음재로 사용이 곤란하다.

그러나, 본 발명에 의한 경량기포콘크리트계 강체흡음재는 서로 연결된 기공을 통하여 흡수된 외부소음을 열에너지로 소비함으로서 우수한 흡음성능을 발휘하게 된다. 이러한 흡음성능 향상을 위하여 기포제를 첨가하여 기포율을 증가시키면 되나 함께 비중이 낮아지므로 강도면에서 취약해진다. 그러므로 강도와 비중을 고려하여 최적조건의 기포율에 관한 검토가 필요하다.

본 발명에서와 같이 경량기포콘크리트를 이용한 강체흡음재의 경우는 비중은 0.3~0.5, 압축강도는 10 ㎏/㎠이상이 요구되며, 이보다 높은 강도를 필요로 할 경우에는 비중을 올리면서 감소되는 연결기포량을 관찰하면서 각 주파수별 흡음특성을 파악할 필요가 있다.

본 발명에 있어서 흡차음재의 제조방법은 경량기포콘크리트를 이용한 강체흡음재의 한면이 흡음성능을 역할을 하고, 다른 한면은 차음재로 보강하여 흡·차음성능을 동시에 발휘하는 것으로 이하, 실시예를 통하여 본 발명을 설명하였다.

실시예 1

본 발명인 경량기포콘크리트를 이용한 흡 차음재의 제조방법에 있어서, 흡음성능 역할을 하는 경량기포콘크리트는 "강체형 경량기포 흡음블럭의 제조방법"(특허등록 제181779호)에 준하여 제조한다. 경량기포콘크리트 1판의 규격은 필요에 따라 다양하게 제작이 가능하나, 일반적인 규격품으로 길이500×높이500×두께50mm으로 사용한다.

본 발명에서도 규격품을 사용하여 음향성능을 KS F 2805로 측정한 결과, 평균흡음율이 0.8~0.95이었다. 이것을 두께와 직각방향, 즉 강체흡음재 각판의 두께면을 서로 밀착시켜서 바닥에 일정면적으로 설치한 후, 강체흡음재의 최단부의 가장자리는 모르터가 새지 않도록 밀실하게 거푸집 등을 제작하여 조처를 취한다.

모르터는 시멘트, 모래를 1:1-1:3의로 배합비로 배합하거나 프리믹스된 건조 모르터를 사용하여도 무방하고 경량기포콘크리트 전용 모르터를 사용할 수도 있다. 이렇게 제조된 모르터를 강체흡음재에 5cm이하의 두께로 타설하여 기건양생을 거친후 모서리 부분을 마무리하여 흡·차음재를 완성한 후 음성능을 측정하여 흡음율을 표 1에 음향투과손실을 표 2에 나타내었다.

실시예 2

실시예 1에서와 같이 제조된 강체흡음재(1)를 사용하여 각각 1판의 뒷면에 5cm 두께이하로 시멘트계 바탕바름재로 미장을 실시하거나 첫 번째 방법에서와 같이 강체흡음재를 바닥에 일정면적 설치한후 바탕바름재를 5cm이하의 두께로 도포하여 기건양생을 거친후 흡차음재를 제조하는 방법이다. 이는 실시예 1보다 다소 두께가 증가하였으며 동일하게 흡음율을 표 1에 음향투과손실을 표 2에 나타내었다.

실시예 3

아크릴 에멀젼계 도장재를 뿜칠도장하는 방법으로, 제작된 강체흡음재 한면에 5cm이하의 두께로 미리 뿜칠도장을 실시하여 흡,차음재를 제작하는 방법으로 연속공정이 가능하여 가장 빠르게 제작이 가능하며 경제성도 높아서 실시예 1, 2와는달리 현장제작이 가능한 방법이다. 음성능은 흡음율을 표 1에 음향투과손실을 표 2에 나타내었다.

비교예 1

흡음성능을 비교하기 위하여 가장 일반적으로 사용되는 알루미늄 흡음패널을 시험하였다. 구성재료는 내부흡음재는 유리면 32K, 50mm와 PVF 및 아연도강판 16mm이며, 규격은 길이1,960×높이520×두께95mm를 단위시험체로 하여 흡음율 시험을 한 후 그 결과를 다음의 표 1에 나타내었다.

비교예 2

요즘 사용추세가 늘고 있는 발포 알루미늄을 이용한 AL-FOAM 9mm 방음용 복합판넬 80T의 음향투과손실을 다음 표 2에 나타내었다.

구 분	음향투과손실(dB)	평균
	500Hz		1000Hz
실시예 1	37	41	39
실시예 2	47	49	48
실시예 3	32	30	31
비교예 2	32	36	34

구 분	흡음율	평균흡음율(NRC)
	250Hz		500Hz	1000Hz	2000Hz
실시예 1	0.65	0.82	0.80	0.78	0.75
실시예 2	0.64	0.80	0.75	0.70	0.70
실시예 3	0.63	0.88	0.78	0.72	0.75
비교예 1	0.88	0.84	0.71	0.63	0.75

본 발명은 다공성의 경량기포콘크리트를 이용한 강체흡음재가 흡음성능을 가지고 한면에 차음재를 사용하여 차음성능을 보완한 흡차음재의 제조방법에 관한 것으로 기존의 강체흡음재 설치시 일부파손에 의한 시공성 저하문제를 해소하였고, 차음재를 강체흡음재 한면에 사용함으로서 다양한 부위에 부착이 가능하며, 특히, 흡·차음성능을 동시에 보유하고 있기 때문에, 선택적으로 흡음, 차음 또는 흡·차음이 요구되는 부위에 다양하게 적용할 수 있는 다기능의 흡차음재가 제공된다.

Claims (2)

1. 경량기포콘크리트를 이용한 흡차음재의 제조방법에 있어서,

   강체흡음재의 한면에 차음 성능을 확보하기 위하여 모르터, 또는 시멘트계 바탕바름재 또는 아크릴 에멀젼계 도장재 및 시멘트계 특수도장재를 도장 및 뿜칠도장을 실시하는 것을 특징으로 하는 흡차음재의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   사용 목적에 따라 강체흡음재의 규격을 다양하게 제작하거나, 차음재료를 흡음, 차음 및 흡·차음 성능이 요구에 따라 선택적으로 5cm이하의 두께로 조절하는 것을 특징으로 하는 흡차음재의 제조방법.