KR20020094257A - 한중콘크리트용 단열거푸집의 제조방법 - Google Patents

Abstract

건설분야에 있어서, 한중콘크리트 시공의 활성화를 위해 필수적인 단열거푸집의 개발과 관련한 것으로, 한중콘크리트 시공시 보온양생 대책 중 가장 손쉽게 효율적인 단열 본온양생과 기존 거푸집과 각종 단열재 및 표면판의 조합에 따른 단열성능을 검토한 단열거푸집의 제조방법이 개시되어 있다. 본 발명에 따른 단열거푸집은 폴리프로필렌으로 제작된 표면판, 표면판의 일측에 배치되는 스티로폼으로 제작되는 단열재 및 단열재의 일측에 배치되는 합판으로 이루어진다. 이때 표면판, 단열재 및 합판의 두께는 5㎜, 10㎜ 및 7.5㎜로 제작한다. 이와 같은 단열거푸집은 한중콘크리트 시공시 콘크리트의 초기동해를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 강도증진에도 우수한 효과를 나타내고 있어 기존의 보온양생 및 가열보온양생과 비교하여 콘크리트의 품질향상 측면에서 큰 효과를 얻을 수 있다.

Description

한중콘크리트용 단열거푸집의 제조방법{Method of producing insulating form for cold weather concreting}

본 발명은 한중콘크리트에서 콘크리트의 동결을 방지하고, 소정의 압축강도를 조기에 발휘하기 위해 사용되는 한중콘크리트용 단열거푸집의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 한중콘크리트에 적용시 초기동해를 방지하고, 강도증진에서도 우수한 성능을 발휘할 수 있는 한중콘크리트용 단열거푸집의 제조방법에 관한 것이다.

국내의 한중콘크리트 공사에서는 가열 보온양생, 배합계획시의 강도보정의 고려 등 부가적인 조치를 강구해야 하지만, 이는 공사비 증가 및 시공관리의 어려움으로 인하여 소홀히 관리하므로 말미암아 초기동해 문제 등 콘크리트의 품질이 저하되는 문제점이 있었다. 그 결과 대체적으로 한중콘크리트 시공을 피하려고 하는 경향을 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 한중 환경하에서의 콘크리트에 미치는 단열성능 향상 및 초기동해를 방지하여 저온의 한중조건에서도 콘크리트의 양호한 품질발현에 효과적인 단열거푸집의 제조방법을 제공하는데 있다.

도 1은 단열거푸집을 나타낸 구성도,

도 2는 단열거푸집을 로지스틱 곡선식을 이용하여 강도증진성상을 나타낸 그래프,

도 3은 단열거푸집 종류에 따른 온도이력을 나타낸 그래프,

도 4는 단열거푸집 종류에 따른 7일, 28일 코아 압축강도를 나타낸 그래프,

도 5는 로지스틱 모텔에 의한 강도 해석치와 7일, 28일 코아 압축강도 측정치를 비교한 그래프이다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서 본 발명은,

폴리프로필렌으로 제작되는 표면판;

표면판의 일측에 밀착되는 단열재; 및

단열재의 일측에 밀착되는 합판으로 이루어진 한중콘크리트용 단열거푸집의 제조방법을 제공한다.

바람직하게는, 표면판으로 PP(폴리프로필렌)판을 사용하므로써 일반 유로폼 보다 우수한 수밀성, 열전도성, 전용회수 향상, 별도의 박리제가 없어도 해체가 용이하며, 광택도가 향상된 표면품질을 기대할 수 있다. 또한, 내부 단열재인 스티로폼은 가격이 저렴하며 방습성, 방수성 및 내구 안정성이 우수하다.

본 발명에서의 단열거푸집은 일반적으로 사용되는 유로폼의 두께와 비교하여 표면판, 내부 단열재 및 외부판의 두께는 5㎜, 10㎜ 및 7.5㎜의 두께를 가진다. 바람직하게는, 표면판은 PP(폴리프로필렌), 단열재는 단가 및 열전도율이 우수한 스티로폼, 외부판은 합판을 채택한다.

이상에서 언급한 바와 같이 본 발명에 따른 단열거푸집은 콘크리트 타설 시의 온도와 시멘트 수화작용으로 발생하는 수화열에 의한 콘크리트의 온도 상승을 가능한 장시간 유지할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 한중콘크리트용 단열거푸집의 제조방법을 보다 상세하게 설명한다.

첨부 도면 도 1 및 하기표 1은 단열재별 단열거푸집을 구성을 나타낸 것이다.

표면판	내부 단열재	외부판
PP	스티로폼	합판

표 1. 단열거푸집의 구성

결과 및 고찰

(1) 굳지않은 콘크리트의 성질

단열거푸집의 성능을 확인하기 위한 콘크리트의 물시멘트비, 슬럼프 및 공기량은 모두 40%, 15±1㎝ 및 4.5±1%의 범위를 만족하였다.

(2) 경화 콘크리트의 특성

첨부도면 도 2는 로지스틱 곡선식을 이용하여 강도증진성상을 나타낸 것으로적산온도 증진에 따른 압축강도의 증진성상은 20℃ 및 5℃에서 실측치와 해석치가 양호한 적합성을 보이고 있다. 하기표 2는 로지스틱 모델의 실험상수를 나타내고 있다.

W/C (%)	실험상수	양생온도	종합
		20℃		5℃
40	F∞	333	342	337
	k	3.75	3.43	3.59
	m	7.2	6.43	6.81

표 2. 회귀분석을 통한 로지스틱 모델의 실험상수

첨부도면 도 3은 단열거푸집 종류에 따른 온도이력을 나타낸 것이다. 먼저, 단열재를 사용하지 않은 일반 유로폼의 경우는 시간이 경과함에 따라 콘크리트 내, 외부 온도가 급격히 저하하여 외기온으로 상정한 -10℃로 유지되는 결과를 나타내었는데, 특히 콘크리트 타설 후 약 10시간 이후부터 0℃ 이하로 저하하여 최저 -5.5℃ 까지 저하한 후 시멘트의 수화열에 의해 다시 온도가 상승하였으며, 20시간을 전후로 하여 시멘트 수화열에 의한 피크온도를 이루었다. 그 이후 다시 온도가 하강하여 46시간 이후부터 다시 영하로 저하하였다. 따라서, 일반 유로폼인 경우는 초기 24시간 이전에 급속한 온도저하에 의해 0℃ 이하의 지속기간이 약 10시간 정도 지속되어 초기동해 피해가 발생하였을 것으로 사료된다.

반면, 단열거푸집을 사용한 경우에는 콘크리트 내, 외부 온도가 초기 24시간 이전에 0℃ 이하로 내려가지 않았고, 최저온도가 8~13℃로 영상을 유지하므로써, 일반 유로폼과 비교하여 우수한 단열효과가 있음을 알 수 있었다. 그러므로, 한중콘크리트 시공시 단열거푸집을 이용하면 단열거푸집의 단열효과에 의해 콘크리트의 초기동해를 방지할 수 있을 것으로 사료된다.

또한, 하기표 3과 같이 조합된 단열거푸집 종류에 따른 피크온도 이후 0℃의 도달시간을 보면 Ⅳ(PP, 아이소핑크, 합판), Ⅲ(PP, 스티로폼, 합판), Ⅱ(FRP, 아이소핑크, 합판), Ⅰ(FRP, 스티로폼, 합판) 순으로 도달 시간이 늦어지는 것을 알수 있는데, 이는 단열거푸집의 단열성능을 평가할 수 있는 것으로써, 즉, 단열재는 스티로폼 보다 아이소핑크, 표면판은 FRP 보다 PP의 경우가 열전도율이 작음에 기인하여 나타난 결과로 분석된다. 즉, 단열거푸집은 Ⅳ, Ⅲ, Ⅱ 및 Ⅰ 순으로 단열효과가 우수한 것으로 나타났다.

구분	거푸집 종류
일반 거푸집	유로폼
단열거푸집	Ⅰ: FRP+스티로폼+합판Ⅱ: FRP+아이소핑크+합판Ⅲ: PP+스티로폼+합판Ⅳ: PP+아이소핑크+합판

표 3. 거푸집 종류 및 조합

도 4는 단열거푸집 종류에 따른 7일, 28일 코아 압축강도를 나타낸 것이다. 도 4를 참조하면, 유로폼은 다른 단열거푸집과 비교하여 크게 저하하는 것으로 나타났다. 이는 초기 24시간 이전에 콘크리트가 초기동해를 입었기 때문이라고 사료된다.

또한, 단열거푸집 중에서도 Ⅰ, Ⅱ 보다 Ⅲ, Ⅳ의 강도가 다소 크게 나타났는데, 이는 단열거푸집 종류에 따른 단열효과의 차이에 의한 것으로 분석된다. 그리고 단열거푸집 Ⅲ, Ⅳ는 내부단열재를 스티로폼과 아이소핑크를 사용한 것의 비교인데, 압축강도가 유사한 경향으로 나타나 경제적인 측면을 고려한다면 스티로폼이 조합된 단열거푸집이 경제적으로 우수하다.

첨부도면 도 5는 로지스틱 모델에 의한 강도 해석치와 7일, 28일 코아 압축강도 측정치를 비교한 것으로서 전반적으로 유사한 강도치를 나타내고 있지만, 유로폼의 경우 해석치와 큰 차이를 보이고 있다. 이는 초기동해로 강도가 저하된 것이다.

결 론

① 단열거푸집 종류에 따른 콘크리트의 내, 외부 온도이력을 측정한 결과, 유로폼의 경우에는 초기 24시간 내에 온도가 영하로 내려가 약 10시간 동안 영하로 지속되었으며, 단열거푸집의 경우 초기 24시간 내에 최저온도가 8~13℃로 영상을 유지하므로써 일반 유로폼에 비교하여 우수한 단열효과를 나타내었다.

② 단열거푸집 종류에 따른 콘크리트의 7일, 28일 코아 압축강도를 측정한 결과, 일반 유로폼을 사용한 경우보다 단열거푸집을 사용하였을 때 강도증진이 크게 나타났다.

③ 단열성능과 경제적인 측면에서 단열거푸집은 PP판+스티로폼+합판이 가장 우수한 것으로 나타났다.

전술한 바와 같이, 한중콘크리트 시공시 본 발명에 따른 단열거푸집을 사용하므로써, 콘크리트의 초기동해를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 강도증진에도 우수한 효과가 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

1. 폴리프로필렌으로 제작되는 표면판;

   상기 표면판의 일측에 밀착되는 단열재; 및

   상기 단열재의 일측에 밀착되는 합판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 한중콘크리트용 단열거푸집의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 표면판, 상기 단열재 및 상기 합판은 두께 5㎜, 10㎜ 및 7.5㎜로 제작되는 것을 특징으로 하는 한중콘크리트용 단열거푸집의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 단열재는 스티로폼인 것을 특징으로 하는 한중콘크리트용 단열거푸집의 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 단열재는 아이소핑크인 것을 특징으로 하는 한중콘크리트용 단열거푸집의 제조방법.