KR200308707Y1 - 철근과 거푸집이 매트릭스 구조로 이루어진 경량 단열거푸집 - Google Patents

철근과 거푸집이 매트릭스 구조로 이루어진 경량 단열거푸집 Download PDF

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    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/84Walls made by casting, pouring, or tamping in situ
    • E04B2/86Walls made by casting, pouring, or tamping in situ made in permanent forms

Abstract

본 고안은 철근의 배근에 소요되는 공정을 줄이고 배근 간격을 일정하게 할 수 있어 구조물이 전체적으로 일정한 내력을 지니도록 함은 물론 전체의 철근이 입체적으로 연결되어 있어 기존 철근 콘크리트 방식에 비해 내력을 크게 향상시키기 위한 철근과 거푸집 및 거푸집 연결재가 매트릭스 구조로 이루어진 경량 단열 거푸집에 관한 것이다.
이를 위해 본 고안은 건축물의 골조공사에 사용되는 거푸집에 있어서: 폴리스티렌 폼, 우레탄 폼 또는 경량 기포 모르터 등과 같은 경량 단열 발포체를 패널(1)로 이용하며; 상기 패널(1)에는 패널 지지층(2)과 이를 보강하는 패널 보강 및 연결부재(3)을 일체로 삽입시키고; 상기 보강재(2) 및 패널 보강 및 연결부재(3)를 형틀에 위치시킨 뒤 폴리 스틸렌수지 또는 폴리 우레탄수지, 경량 기포 모르터(4)를 발포시켜 이들을 일체화시키며; 상기 패널 보강 및 연결부재(3)를 철근으로 상호 연결하여서 철근과 거푸집이 매트릭스 구조로 이루어짐을 기술적 구성상의 특징으로 한다.

Description

철근과 거푸집이 매트릭스 구조로 이루어진 경량 단열 거푸집{Lightweight molder which reinforcing rod and molder take the shape of a matrix structure}
본 고안은 철근 콘크리트 구조물을 구축하는데 사용되는 철근과 거푸집 역할을 수행할 수 있도록 제작된 단열 패널에 사용된 보강 및 패널 연결 부재를 입체적으로 연결하여 구조적으로 상호 보완적 기능을 발휘 할 수 있도록 제작된 비철거용 경량 단열 거푸집에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 철근의 배근에 소요되는 공정을 줄이고 배근 간격을 일정하게 할 수 있어 구조물이 전체적으로 일정한 내력을 지니도록 함은 물론 전체의 철근이 거푸집 연결재에 의해 입체적으로 연결되도록 함으로써 기존 철근 콘크리트 방식에 비해 내력을 크게 향상시키기 위한 철근과 거푸집이 매트릭스 구조로 이루어진 경량 단열 거푸집에 관한 것이다.
거푸집이란 타설된 콘크리트의 누출을 방지하기 위한 패널과 패널이 타설 충격에 의해 위치가 변경되지 않도록 유지시키는 강선, 멍에 등을 포함하는 지지틀의 총칭이다. 거푸집 공사비는 구조물 전체 공사비의 약10~15%, 골조 공사비의 20~30%를 차지할 정도로 전체 공사비에서 차지하는 비중이 크다.
일반적으로 사용되는 거푸집, 예컨대 유로폼의 설치과정을 보면 가로 철근 및 세로 철근을 철선으로 연결하며, 철근의 배열 간격 또한 눈대중에 의한 감각에 의존하여 이루어진다. 철근 배근이 완료되면 유로폼을 맞대응시켜 볼트 및 철편 등을 이용해 연결하는데, 연결재는 콘크리트 두께에 따라 차이가 있으며 통상 건축 구조물의 경우 9~14개/㎡ 정도의 거푸집 연결재가 사용된다. 연결재의 장착이 끝나면 유로폼이 콘크리트 타설로 인한 충격으로 이격되어 콘크리트 표면에 단차가 발생되지 않도록 하기 위해서 각개의 유로폼이 전체적으로 연결되어 일체화 되도록 강관 파이프를 수직과 수평으로 부착, 보강한 뒤에야 비로소 콘크리트를 타설한다.
관련 업체 및 시공사에서는 이러한 거푸집 공사에 사용되는 공정 및 비용을 줄이기 위해서 많은 기술 개발을 시도하고 있다.
우선 거푸집에 사용되는 패널을 단열 및 경량 특성을 지니도록 스티로폼 및 우레탄폼 등 비중이 작은 단열 패널을 거푸집의 패널 대용으로 사용하려는 시도가 있으나 현장에 접목시키기에는 많은 문제점을 가지고 있다.
예컨대 대한민국 공개특허 제1999-0017506호에는 단열재 일면 또는 양측에 보강재를 부착하거나 보강재 위에 마감재가 부착되어 거푸집 설치와 동시에 벽체 단열공사를 완료하도록 한 단열재 거푸집이 개시되어 있는바, 이 발명은 단열재로서 아이소 핑크 등 폴리스티렌 발포체(스티로폼)의 양면 또는 일면에 와이어 매쉬, 메탈라스, 유리섬유, 부직포, 철망 등에서 선택된 보강재를 고분자 수지 및 시멘트계 접착제를 사용하여 단열재 표면에 부착시켜 거푸집 패널을 조성한 뒤 이를 맞대응 시킨 뒤 지지볼트 및 너트에 의해 체결하여 콘크리트 거푸집으로 이용하려는 것이었다.
그러나 단열재 표면에 보강 소재를 부착 시켜 단열재의 배부름 현상 및 파손을 방지하기에는 기술적으로 어려움이 따른다.
즉 단열재가 보강소재와 부착이 된다 하더라도 단열재의 강도가 약해 부착 효과는 극히 미비할 수밖에 없어 보강재와의 상호 증진적 효과를 기대하기가 어렵다. 그러므로 콘크리트 타설로 인한 충격으로 인해 파손될 수 있으나 특히 강자갈이 부족해 파쇄된 골재를 사용해야 하는 건설 현장 특성을 볼 때 파쇄된 골재의 주변이 날카로워 단열재의 손상이 더욱 가중되어 단열 효과가 부분적으로 상실 될 수 있다. 특히 파손된 상태에서 측압이 발생될 경우 줄어들거나 파손된 부위로 편심이 발생되어 배부름 현상 및 거푸집 붕괴를 초래할 수도 있다.
이러한 현상을 방지하기 위해서는 거푸집 연결재의 수를 증가시킴과 동시에 패널을 전체적으로 연결시켜 이탈을 방지하기 위한 강관 파이프 등 별도의 보강 수단이 증가하게 되므로 실질적인 공기(工期) 및 비용 절감 효과가 적으며, 연결재에 의한 단열재의 손상으로 단열 기능의 저하도 초래된다.
또한 대한민국 공개특허 제1999-0075375호와 실용신안등록 제247691호에는 거푸집 역할과 철근 배근을 동시에 행할 수 있도록 하는 한편 지지재의 개수를 줄일 수 있거나 배제할 수 있으며, 또한 콘크리트 벽체를 신속하고 정밀하게 구축할 수 있도록 하는 건축물 벽체 거푸집용 단위 조립체가 개시되어 있는바, 이는 2개의 각형 파이프를 마주보게 하여 다수의 철선 및 철편을 횡방향으로 용접 또는 볼트를 체결하며, 또한 횡방향으로 결속된 철선이나 철편에 수직 방향으로 철근을 용접하여 완성한다.
시공 방법을 보면 각형 파이프를 일렬로 위치한 뒤 횡방향으로 배근될 철근을 각형 파이프에 부착된 철선 및 철근에 결속시킨 뒤 철선 및 철편 상하로 패널을 삽입하여 콘크리트를 타설하게 된다.
즉 각형 파이프는 패널을 지지하여 형틀이 되며, 각형 파이프에 부착된 철선및 철편은 내외측 패널의 연결재 역할을 하게된다.
이러한 벽체 거푸집용 단위 조립체는 입체가 아닌 평면상의 단위체로 제조되어 보관 운반이 용이하고 현장에서의 취급이 편리하며, 거푸집 조립과 동시에 철근 배근이 함께 이루어지기 때문에 거푸집 시공이 신속 용이하게 되며, 특히 타설된 콘크리트의 경화 이후 조립체 및 패널을 해체하지 않으므로 공기 절감에 상당한 효과가 있다.
그러나 이러한 방법은 다음과 같은 문제점들이 있다.
첫째, 패널의 지지층이 각형 파이프만을 사용하므로 각형 파이프의 간격이 조밀하게 위치시키거나 패널의 강도가 커야 콘크리트 타설시 발생되는 측압에 저항 할 수 있으므로 각형 파이프의 강도 및 패널의 강도 증진에 따른 비용이 증가되며 또한 무게의 증가로 작업상의 어려움이 따르게 된다.
둘째, 이 단위 조립체는 단열재를 구비하지 않았으므로 단열 시공을 별도로 해야만 하는 문제점이 있다.
셋째, 마감 시공시 각형 파이프의 두께로 인해 시멘트 미장면의 두께가 종래의 탈형 거푸집에 비해 증가되는 문제점이 있다.
넷째, 수직 철근이 가로 방향의 철선 및 철편과 용접되게 되는데 용접 부위로 수분이나 물이 침투할 경우 일반 철근에 비해 급격한 부식이 촉진되어 구조재로서의 기능이 크게 저하되는 문제점이 있다.
한편 대한민국 공개특허 제2001-0057968호에는 철근 배근 및 단열재가 수용되어 있어 작업현장에서 단순 조립을 실시한 후에 콘크리트를 타설하는 철근 배근및 단열재가 일체형으로 구성된 강재 패널이 개시되어 있는바, 이는 가로 및 세로 방향으로 배근된 철근 한 쌍을 서로 마주 보게 하여 보강 철근을 횡방향으로 용접을 통해 결속한다. 보강 철근은 양방향으로 연장시키며 연장된 부분은 냉연 강판의 구멍을 관통하여 볼트로 고정시켜 1M 정도 길이의 강재 패널을 완성한다.
각개의 강재 패널은 외부 강판은 인접 강판과 볼트 체결로 연결되며, 철근은 인접 철근과 철선으로 연결된다. 육면체로 배근된 철근내부에 단열재를 삽입한 후 단열재 양면과 강판사이에 형성된 공간에 콘크리트를 타설하여 시공한다.
그런데 종래 콘크리트는 가로 및 세로로 배근된 철근이 복수 이상으로 설치되며 콘크리트는 이들 철근을 양면으로 5㎝ 이상 피복 시키도록 하는 것이 안전성 확보에 급선무다. 즉, 철근은 콘크리트 속에 사방으로 5㎝ 이상 함몰되어 있어야 철근과 콘크리트가 상호 보완적 내력을 지닐 수 있으며, 또한 수분의 침투를 막아 부식을 방지한다.
그러나 상기의 강재 패널에 있어서 입방체로 구성된 철근 내부에 단열재와 강판 사이에 콘크리트가 위치되므로 가로 방향의 보강 철근만 콘크리트에 매설되며 가로 및 세로로 배근된 철근은 실질적으로 노출되게 된다. 그러므로 이 기술은 양면의 강판 및 이를 연결하는 가로 철근에 의해서만 지지층이 형성되는 단점이 있다.
한편 대한민국 실용신안등록 제258518호에는 소정의 간격으로 이격되게 배치되고 상부면 및 하부면 상에는 일렬로 삽입돌기 및 삽입홈이 형성된 외벽체 및 내벽체를 구비하고, 외벽체와 내벽체 사이에 철근과 선접촉을 할 수 있는 지지편을가지는 지지대를 구비함으로써, 외벽체 및 내벽체 사이에 삽입되는 철근을 안전하게 고정 지지할 수 있는 건축용 단열재 조립패널이 개시되어 있다.
따라서, 단열 패널을 거푸집 패널로 하여 외벽체 및 내벽체로 맞대응 시킨 뒤 이를 연결하는 지지대를 구성하고 지지대에 철근이 삽입될 수 있는 관통구를 형성한 뒤 수직 철근이 삽입되는 부위의 홀이 수평되도록 직각으로 절곡 되었으며, 패널의 상하면에 요홈을 형성하여 인접 패널의 접합을 용이하게 하였다.
그러나, 이 기술은 내벽 및 외벽 패널의 지지대 즉 연결재가 패널에 직접적으로 연결되어 있어 패널이 받는 측압이 크게 증가되어 패널의 손상 위험이 크며, 실질적으로 스티로폼 등 경량 단열 패널의 사용이 불가하며, 별도의 수평 및 수직 지지대가 다량 장착되어야만 하는 문제점이 있다.
또한 철근 배근시 이용되는 관통구의 경우 일반적으로 사용되고 있는 원형 돌기가 형성된 이형 철근의 삽입시 간극이 존재하게 되므로 콘크리트 타설시 철근의 부분적 이동이 발생되어 거푸집의 지지력을 제공치 못하며, 콘크리트 경화 이후 에도 간극 사이가 시멘트로 채워져 철근의 입체적 보강 효과를 얻을 수 없을 뿐만 아니라 관통구 마다 일일이 장봉 상태의 철근을 밀어 넣어야 하므로 시간적 낭비가 크다.
특히 수직 철근을 지지하는 관통구의 경우 수평으로 절곡되어 있어 콘크리트의 밀실 다짐이 불가능하게 되므로 하부에 다량의 공극이 발생되어 수밀 콘크리트 품질을 얻지 못하는 원인을 제공하게 된다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 안출한 것으로서, 본 고안의 목적은 폴리스티렌 폼 및 우레탄 폼, 경량기포 모르터 등과 같은 경량 단열 발포체를 패널로 이용하며, 패널의 일면 또는 양면에 패널 지지층이 설치되며 지지층에는 이를 보강하는 보강 및 연결 부재가 결합, 일체화된 비철거용 경량 단열 거푸집을 제공하는데 있다.
본 고안의 다른 목적은 철근의 배근에 소요되는 공정을 줄이고 배근 간격을 일정하게 할 수 있어 구조물이 전체적으로 일정한 내력을 지니도록 할 수 있을 뿐만 아니라 전체의 철근이 입체적으로 연결되어 있어 기존 철근 콘크리트 방식에 비해 내력을 크게 향상시키기 위한 철근과 거푸집이 매트릭스 구조로 이루어진 경량 단열 거푸집을 제공함에 있다.
본 고안은 거푸집 설치 후 콘크리트가 타설된 뒤 마감재의 부착이 용이하도록 패널 외부측의 지지층 및 보강재 상부에 부직포 등을 거치한 뒤 폴리스티렌 수지를 팽창시킴으로서 지지층 및 보강재, 부직포 등의 일면을 노출시킴으로서 마감재의 부착이 용이하도록 제작됨을 특징으로 한다.
본 고안은 경우에 따라 단열 패널 외부 표면에 문양을 낼 수 있는 돌기부를 형성한 뒤 플라스틱 수지 및 백 시멘트 등 유·무기질 접착제와 컬러 규사 및 색소 등이 첨가된 마감재를 거푸집 생산시 부착하여 다양한 색깔 및 문양을 연출할 수 있도록 함으로써 한번의 시공으로 내외장 벽체를 동시에 구축할 수 있도록 철근과 거푸집이 매트릭스 구조로 이루어진 경량 단열 거푸집을 제공함에 있다.
본 고안은 단열 패널 사이에 기능성 방수재를 삽입하여 콘크리트 타설시 시멘트 페이스트의 유출을 방지하고 외부 유입수를 차단하는 수밀성 거푸집을 제공함에 있다.
도1은 본 고안의 일 실시예에 따른 단위 거푸집의 사시도;
도2는 도1에 도시된 단위 거푸집을 상호 연결한 거푸집의 단면도;
도3은 본 고안에 따른 거푸집을 이용하여 벽체를 구축하는 상태를 도시한 단면도;
도4는 시멘트 페이스트의 유출 및 물 유입 방지수단이 구비된 거푸집의 사시도;
도5와 도6은 본 고안의 거푸집을 상호 이음하기 위한 이음수단의 사시도;
도7은 단열 패널의 표면에 문양을 낼 수 있는 돌기부를 형성한 뒤 컬러 마감재를 부착하여 다양한 색깔 및 문양을 연출 할 수 있도록 한 단열패널의 사시도;
도8은 철근이 수직과 수평으로 삽입되어 전체적으로 철근과 거푸집이 매트릭스형상을 형성하도록 한 본 고안에 따른 거푸집의 사시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1: 단열 패널 2: 지지재
3: 패널 보강 및 연결부재 4: 수지몰타르
30: 장봉 32: 걸쇠
31: 구멍 40: 수팽창지수재
50: 철근
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안에 따른 경량 단열 거푸집은, 폴리스티렌 폼 및 우레탄 폼, 경량 기포 모르터 등과 같은 경량 단열 발포체를 패널로 이용하며, 패널 내 외부에는 보강재 및 내외부 패널 연결 부재가 삽입되며, 단열 패널 표면은 문양을 낼 수 있는 돌기부를 형성한 뒤 컬러 마감재를 부착하여 다양한 색깔 및 문양을 연출 할 수 있도록 함을 기술적 구성상의 특징으로 한다.
본 고안에 있어서, 내외부 패널 연결재에는 철근이 삽입 될 수 있는 반원 등의 요홈이 형성되며 이러한 요홈은 수직과 수평으로 지그재그 위치에 형성되게 하여 철근을 밀어 넣기만 하면 장착되도록 하였다.
또 다른 방법으로는 연결재의 위치 자체를 지그재그 형태로 제작함으로서 상기와 같이 철근 조립이 용이토록 하는 것인데, 수평 철근이 장착되는 연결부재의 경우 하나의 연결 부재를 기준으로 하여 상하에 각각 1개씩 위치시켜 3개의 연결부재가 일조를 이루어 누르고 밀치는 형태가 되도록 함으로써 고정되도록 하였다. 수직 철근부는 좌우 방향으로 연결 부재를 위치시켜 동일한 효과를 얻도록 하였다.
각각의 철근을 엇방향으로 배근하여 만나는 부위는 종래와 마찬가지로 맞대음 이음을 할 수 있도록 하였다.
패널 지지층은 격자 형태의 강선, 스틸메쉬, 유리섬유 및 탄소 섬유 등의 고강도 플라스틱 수지 등을 이용할 수 있으며, 이를 보강하는 보강재 및 거푸집 연결재는 종래 일반적으로 사용되는 철편이나 환봉 등의 철재제품 및 유리섬유 및 탄소섬유 , 아라미드 섬유 등 고강도 플라스틱 수지로 조성된 물질을 이용하여 슬립한 형태로 제작하여 콘크리트의 유동성을 최대한 확보함으로써 밀실 충진을 용이하도록 하였다.
1면의 거푸집에 철근 배근이 완료되면 대응면의 패널이 정착되어야 하는데 연결재의 결합부위를 각각 걸쇠 또는 장봉으로 결속한다.
종래 개개의 거푸집이 콘크리트 타설시 충격 등으로 발생될 수 있는 단차의 발생을 방지하기 위해 강관 파이프 등을 이용한 수평 및 수직 지지대를 설치하게 되는데, 본 고안에서의 패널 내부 연결재에 결속된 철근은 각각의 거푸집 패널을 수직과 수평으로 결속하게 됨으로써 종래 거푸집에서의 강관 파이프와 같은 지지대의 역할을 함과 동시에 거푸집 패널에 삽입된 보강재의 내력을 증진시킨다.
또한 연결부재는 종래 공법과는 달리 철근과 입체적 구조를 이루게 함으로써 철근 콘크리트 구조물의 내력을 증진시키게 된다.
패널의 제작은 패널 격자 형태의 지지층과 이를 보강하는 패널 보강 및 연결부재를 형틀에 위치시킨 뒤 폴리스틸렌 수지 또는 우레탄 수지를 발포시킴으로서 완성한다.
패널 외부 표면에는 지지층과 보강재가 패널 발포시 돌출되어 외장재의 부착이 용이하도록 하기 위해 상부에 부직포 등 패널에 사용되는 자재들이 외부 지지층 등을 감싸지 않도록 하였다.
거푸집 패널 둘레에 요홈을 형성시킨 뒤 내부 미세한 공극을 지닌 부직포 내에 고흡수성 수지를 함침시킨 방수재를 삽입하여 수밀성을 지닌 거푸집을 제공한다.
종래의 거푸집은 거푸집 인접 부위와 연결부재 주위로 시멘트 페이스트가 누출됨으로서 부분적 골재분리 및 골재의 접착에 필요한 시멘트 량이 감량됨으로서 최적 상태의 콘크리트 품질 확보에 미흡하다. 또한 시멘트의 외부 누출은 곧 경화이후 분진 및 쓰레기를 발생시킴으로서 오염원으로서의 작용을 하게 된다.
이러한 단점을 극복하기 위해 거푸집 패널 연결부에 시멘트 페이스트 누출 방지용 패드 및 접착 테이프를 이용한 방법이 제시되고 있으나, 실질적으로 이들의 정밀 부착이 불가능하며 또한 콘크리트 타설시 발생된 충격에 접착면이 손상됨으로써 부분적 누출 현상이 발생되고, 거푸집 패널 관통부에는 별다른 조치를 취하지 못해 이를 통한 누출이 발생될 경우 대안이 부재하다.
본 고안은 거푸집 패널 연결부재가 패널 내측에 위치시킴으로서 누출 부위를 대부분 제거하였으며, 거푸집 패널 연결부에는 고흡수성 수지와 부직포를 이용한 기능성 방수재를 삽입 고정함으로서 시멘트의 누출 및 시공 이후 우수 등의 침입을 방지한다. 즉 미세한 부직포는 시멘트의 통과를 허용치 않으며 단순히 물만을 투과 시키도록 하며 부직포 내에 유입된 물은 고흡수성 폴리머 소재에 즉각적으로 흡수 팽창하여 수밀 방수층을 형성함으로써 정밀 시공이 아닌 단순한 삽입에 의해 손쉽게 시멘트의 누출이 방지된다. 종래의 수밀 거푸집은 단순히 시멘트의 누출을 방지하기 위한 목적만으로 방수 패드 및 테이프를 이용하나, 외장을 겸한 비철거용 거푸집을 제공하는 본 고안에서는 시공 이후 우수 등의 침투를 방지하여 대기 가스및 산성비로부터 콘크리트를 보호하며 백화의 발생을 차단한다. 즉 종래에는 거푸집 해체이후 미장 또는 대리석 등 마감재를 시공하고 있으나 미장면의 크랙 및 대리석 등 마감재의 연결 부위로 물이 유입되어 마감재와 구조물 콘크리트 사이에서 정체되게 되는데 이때 콘크리트로부터 수산화칼슘이 용출되며 용출된 수산화칼슘은 대기중의 탄산가스와 반응하여 탄산칼슘이란 물질을 생성하여 백화현상을 발생시키며 표면을 오염시키게 된다.
통상 지저귀 등의 흡수체로서 사용되는 고흡수성 폴리머 수지는 물을 반영구적으로 흡수 팽창하는 특성과 건조 이후 다시 수축을 반복하는 특성을 지님으로써 우기시 또는 유입수 침투시마다 이를 흡수 팽창하여 방수층을 형성하게 된다.
이러한 수밀 거푸집은 본 고안에서 제시하는 내장재 및 외장 마감재가 부착된 거푸집의 실질적 실현을 가능하게 하는데 패널의 수밀성이 없을 경우 시멘트 페이스트의 누출로 인해 외장 및 내장 마감재의 오염을 가져오므로 내장 및 외장 마감재가 부착된 비철거용 거푸집의 실현을 위해서는 사전에 해결해야할 필수적 과제인 것이다.
이하, 본 고안의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도1에는 본 고안에 따른 경량 단열 거푸집의 사시도가 도시되어 있는바, 폴리스티렌 폼과 우레탄 폼, 경량 기포모르터 등과 같은 경량 단열 발포체를 패널(1)로 이용하며; 상기 패널(1)에는 지지층(2)과 이를 보강함과 동시에 거푸집을 연결하여 주는 다수의 패널 보강 및 연결부재들(3)을 일체로 삽입시키고; 상기 지지층(2) 과 이를 보강하는 패널 보강 및 연결부재(3)를 형틀에 위치시킨 뒤 폴리 스틸렌수지 또는 우레탄 수지, 경량기포모르터(4)를 발포시키며; 상기 패널 보강 및 연결부재(3)를 철근(50)으로 상호 연결하여서 철근과 거푸집이 매트릭스(Matrix) 구조로 이루어지도록 하였다.
본 고안에 이용되는 패널의 지지층(2)은 메탈라스, 와이어메쉬, 스틸메쉬, 유리섬유, 탄소섬유일 수 있으며, 지지층을 보강하는 패널 보강 및 연결부재(3)는 철편이나 환봉 등의 철재제품 및 유리섬유 및 탄소섬유, 아라미드 섬유 등 고강도 플라스틱 수지로 조성된 물질(3)일 수 있으며, 수지 몰타르(4)는 아크릴수지, 에폭시수지 또는 폴리에스테르수지와 시멘트, 석고, 석분 또는 황토와 같은 무기물질이 혼합될 수도 있다. 또한 수지몰타르는 마감을 고려하여 다양한 색상 또는 다양한 형상의 대리석 모양을 가질 수 있음은 물론이다(도7 참조).
도4에 도시한 바와 같이 본 고안은 단열 패널(1)에 요홈(1a)을 형성하여 고흡수성 수지로 조성된 지수재(40)를 삽입하여 콘크리트의 타설로 인한 시멘트물의 유출을 막고 또한 시공 이후 백화 현상 등을 방지토록 하였다. 따라서, 거푸집의 구축시 삽입된 지수재(40)는 콘크리트를 타설하면 시멘트 물에 의해 부풀게 되므로 요홈(1a) 내에서 팽창되어 시멘트물의 유출을 방지하게 되는 것이다.
또한 본 고안은 도2에서와 같이 2개의 패널(1)을 상호 연결하여 고정할 수 있도록 하였는바, 패널 보강 및 연결부재(3)의 자유단부에 형성된 구멍(31)에 장봉(30)을 삽입하여서 2개의 패널(1)을 상호 연결 고정할 수도 있고(도5 참조), 자유단부에 형성된 구멍(31)에 패널 보강 및 연결부재(3)의 자유단부에 형성된 걸쇠(32)를 삽입하여서 2개의 패널(1)을 상호 연결 고정하여 콘크리트를 타설토록 할 수도 있는 것이다. 물론, 도1 및 도2에서와 같이 철근(50)으로서 패널 보강 및 연결부재(3)를 상호 연결할 수도 있음은 물론이다.
또한 본 고안에 따른 거푸집은 도3에서와 같이 기존의 유로폼(5)과 병행하여 사용할 수도 있음은 물론이다.
이하 본 고안의 실시예를 좀더 구체적으로 설명하기로 한다.
실시예 1
패널의 지지층으로 이용되는 2-3mm 두께의 격자로 용접된 와이어 메쉬의 일면에 보강철재를 용접 또는 기계적 이음으로 부착하고, 보강재가 연장 절곡되어 거푸집 고정 패널 보강 및 연결부재(3)를 형성한 뒤 패널을 발포 또는 삽입 고정시킨다.
실시예 2
2-3mm 두께의 격자로 용접된 와이어 메쉬 상부에 보강철재를 용접 또는 기계적 이음으로 부착하고, 보강재가 연장 절곡되어 거푸집 고정 패널 보강 및 연결부재(3)를 형성한 뒤 단열 패널(1)이 위치 할 수 있는 공간을 확보하고 상부에 또 하나의 와이어 메쉬 등 격자 모양의 지지층을 거푸집 패널 보강 및 연결부재(3)에 부착 고정한 뒤 이들을 형틀에 고정시킨 뒤 폴리스티렌 수지 및 우레탄 수지, 경량 기포 모르터 등을 발포 경화 시켜 경량 단열 패널을 제작한다.
실시예 3
유리섬유 메쉬를 패널 지지층으로 하고 ㄷ-자 형태로 제작된 유리섬유 봉을 연결부재로 하여 이들(2)을 에폭시 수지 접착 또는 기계적 이음으로 연결하여 실시예1,2에서 제시된 방법으로 거푸집을 형성하였다.
실시예4
단열 패널 일면에 노출된 격자무늬의 철선 또는 유리섬유 매쉬 표면에 수지몰타르를 함침시켜 경화시킴으로서 휨강도가 증진된 거푸집을 제작한 뒤 단열 패널을 부착한다.
실시예 5
실시에 4에서 수지 몰타르를 돌출 문양 등 곡면으로 형성하여 외부에서는 돌출 모양으로 내부에서는 함몰된 문양으로 제작한 뒤 단열 패널을 발포 또는 부착한다.
실시예 6
실시예 1.2.3에서 패널이 외부 표면이 돌출 형태의 곡면으로 형성 될 수 있도록 형틀을 제작한 뒤 패널을 발포하여 완료한다.
수지몰타르는 백시멘트 석고 등과 플라스틱수지를 기본으로 하여 구성되며 여기에 칼라 규사 및 색소 등을 첨가하여 다양한 색상을 조성하며, 표면도 돌출 문양 등 다양한 형태로 제작하였다.
표면 돌출 모양 형성시 외장재의 소요량을 줄여 비용을 감소시키고 패널의 경량화를 도모할 수 있도록 도7과 같이 단열 패널(1)의 외측 표면을 돌출 시킨다.
실시예 7
단열 패널의 보강재 및 이와 연결된 거푸집 연결재에 새로운 연결 부위를 만들며, 연결 부위는 볼트와 너트 형태의 요홈을 만들어 결속이 용이하도록 하였는데 이는 거푸집 운반 및 적재 시 패널의 취급이 용이하도록 하며, 현장에서 손쉽게 연결재를 연결함으로서 거푸집 및 패널이 일체화된 형태에서 시공되도록 하였다.
종래 주로 사용되는 유로폼의 경우 콘크리트 타설 충격시 거푸집의 흔들림으로 인해 거푸집간의 단차가 발생된다. 단차가 발생되는 이유는 거푸집 연결재를 고정시키는 수직 철물과 거푸집 고정 연결재와의 유격으로 인해 발생된다.
이러한 단차를 방지하기 위해 거푸집 설치 이후 여러 개의 거푸집이 일체화 되도록 거푸집 외부에 파이프 등으로 띠를 형성한 뒤 각각의 거푸집에 고정시킴으로써 거푸집의 부분 부분을 일체화시킴으로서 단차 발생부위를 감소시키고 있다.
본 고안에 따른 거푸집을 연결하는 방법은 도1, 도2 및 도5,6과 같이 패널 보강 및 연결부재(3)의 이음부에 장봉(30)이나 철근(50)을 삽입하여 고정되는 것으로 장봉은 수평과 수직으로 설치시킴으로서 인접 패널(1)과 연결되어 종래 단차 발생을 방지하기 위한 띠장의 역할을 하게 하며, 이러한 장봉은 유리섬유로드, 탄소섬유로드, 아라미드섬유로드 등 강성의 플라스틱 재질 또는 철재 환봉 및 철근을 이용한다.
장봉 이용 시에는 별도로 철근 배근을 해야하므로 철근을 거푸집 결속제로 이용하는 것이 바람직한데 이는 철근 배근시 거푸집을 동시에 설치함으로써 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 통상의 배근은 수직 수평으로 결속된 철근이 각각 별도로 2~3개가 형성되며 이때 철근의 결속은 가는 철선 0.5mm이내를 이용하여 감각에 의존한 간격으로 철근을 수직 수평으로 결속하는데 본 고안의 패널 보강 및 연결부재(3)를 이용할 경우 연결 부재상에 형성된 각각의 반원 형태의 요홈에 밀어 넣기만 함으로서 손쉬우면서도 단단하게 결속되며 정형화된 요홈 및 연결재의 복원력 및 탄성력 등에 의해 일정한 간격으로 결속된다.
또한 기존 거푸집 고정 연결재는 배근된 철근에 상관없이 거푸집 연결만을 목적으로 하여 설치됨으로써 철근 콘크리트의 내력을 증진시키지 못했으나, 본 고안에서의 거푸집 연결부재는 이후 설명하는 바와 같이 각각의 철근을 수직뿐만 아니라 수평으로도 연결시킴으로서 3차원의 입체적 배근이 되도록 하여 내력을 증진 시킬 수 있는바, 도8 및 도9를 참조하여 상세하게 설명한다.
도8에 도시한 바와 같이 패널 보강 및 연결부재(3)에는 철근(50)이 수직과 수평으로 삽입될 수 있는 요홈(3a)(3b)이 형성되도록 하였다. 따라서, 패널 보강 및 연결부재(3)에는 철근(50)이 삽입 될 수 있는 요홈(3a)(3b)이 형성됨으로써 각각의 연결부재 상에 형성된 요홈(3)이 수직 수평으로 지그재그 위치에 형성되게 하여 철근(50)을 밀어 넣기만 하면 장착되도록 하였다.
또 다른 방법으로는 연결부재의 위치를 지그재그 형태로 하여 제작 할 수 있는데, 지그재그 위치는 도8에 도시한 바와 같이 수평 철근이 장착되는 연결부재의 경우 하나의 연결부재를 기준으로 하여 좌우에 각각 1개씩 위치시켜 3개의 연결부재가 일조를 이루어 누르고 밀치는 형태가 되도록 함으로서 고정되도록 하였다. 수직 철근부는 상하 방향으로 연결 부재를 위치시켜 동일한 효과를 얻도록 하였다.
각각의 철근을 엇방향으로 배근하여 만나는 부위는 종래와 마찬가지로 맞대음 이음을 할 수 있도록 하였다.
본 고안은 스티로폼 등 경량 단열 판재가 콘크리트 타설시 유출을 방지하며 이때 발생된 압력으로 단열 패널이 손상되지 않도록 격자형태의 유리섬유 등이 지지층으로서 저항하고, 2차적으로는 이러한 지지층을 보강하는 보강재 및 거푸집 연결재가 패널 지지층을 인장 보완하고 보강재 및 거푸집 연결재에 구속된 철근이 3차적으로 패널의 전체적 인장을 보완하고 동시에 각각의 거푸집을 일체로 결속 시킴으로써 콘크리트 타설시 배부름 현상 및 거푸집 찢김, 거푸집간의 이격에 의한 단차 발생이 방지되도록 하였다.
본 고안의 거푸집은 공장에서 가공되고 현장에서 조립되어 자재의 손실이 적고 쓰레기 발생을 저감시킨다. 또한 본 고안의 거푸집을 사용하여 골조공사를 하면 정밀시공으로 고품질의 단열공사를 행할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 고안의 거푸집은 철근 콘크리트 구조물을 구축하는데 있어서 사용되는 철근과 거푸집 역할을 동시에 수행할 수 있도록 제작된 단열 폼에 사용된 보강재를 입체적으로 연결하여 구조적으로 상호 보완적 기능을 발휘할 수있으며, 또한 철근 배근에 소요되는 공정을 줄이고 배근 간격을 일정하게 할 수 있어 구조물이 전체적으로 일정한 내력을 지니도록 함은 물론 전체의 철근이 입체적으로 연결되어 있어 기존 철근 콘크리트 방식에 비해 내력을 크게 향상시킬 수 있는 매우 유용한 고안인 것이다.
또한 본 고안은 각각의 패널을 결속 시켜주는 강관 파이프 등을 이용한 수평,수직 지지대를 생략 할 수 있으며, 콘크리트 구조물의 벽체 시공시 별도의 거푸집을 필요로 함이 없이 단열성 외장벽체와 내장 벽체 및 콘크리트 벽체가 일체로 형성될 수 있도록 함으로써 한번의 시공으로 내외장 벽체를 동시에 구축할 수 있는 매우 유용한 고안인 것이다.
비록 본 고안이 첨부된 도면을 참조하여 설명되었을지라도 본 고안은 이에 한정되는 것이 아니라 하기의 등록청구범위 내에서 많은 변형 및 수정이 있을 수도 있다.

Claims (11)

  1. 건축물의 측벽 골조공사에 사용되는 거푸집에 있어서:
    폴리스티렌 폼과 우레탄 폼, 경량 기포 모르터 등과 같은 경량 단열 발포체를 패널(1)로 이용하며;
    상기 패널(1)에는 지지재(2)와 이를 보강하는 다수의 패널 보강 및 연결부재들(3)을 일체로 삽입시키고;
    상기 지지재(2) 와 패널 보강 및 연결부재(3)를 형틀에 위치시킨 뒤 폴리 스틸렌수지 또는 우레탄 수지 등의 합성수지, 경량 기포모르터, 시멘트 등의 무기질 소재(4)를 발포시키거나 부착시키며;
    상기 패널 보강 및 연결부재(3)를 철근과 상호 연결하여서 철근과 거푸집이 매트릭스 구조로 이루어짐을 특징으로 하는 경량 단열 거푸집.
  2. 제1항에 있어서, 상기 패널 보강 및 연결부재(3)에는 철근이 수직과 수평으로 삽입 될 수 있는 요홈(3a)(3b)이 형성됨을 특징으로 하는 경량 단열 거푸집.
  3. 제1항에 있어서, 상기 패널(1) 외부에는 부직포를 거치한 후 형틀에 위치시킨 뒤 폴리 스틸렌수지 또는 우레탄 수지 등의 합성수지, 경량 기포모르터, 시멘트 등의 무기질 소재(4)를 발포시키거나 부착 시켜 외장재의 부착이 용이하도록 함을 특징으로 하는 경량 단열 거푸집.
  4. 제1항에 있어서, 상기 단열 패널(1)의 표면은 문양을 낼 수 있는 평면상 또는 돌기부(4a)를 형성한 뒤 컬러 마감재를 부착하여 다양한 색깔 및 문양을 연출 할 수 있도록 함을 특징으로 하는 경량 단열 거푸집.
  5. 제1항에 있어서, 상기 패널의 지지재(2)는 메탈라스, 와이어메쉬, 스틸메쉬, 유리섬유, 탄소섬유 중 어느 하나임을 특징으로 하는 경량 단열 거푸집.
  6. 제1항에 있어서, 상기 발포체 패널(1)에는 요홈(1a)을 형성하여 수팽창지수재(40)를 삽입하여 콘크리트의 타설로 인한 시멘트물의 유출 및 외부 유입수를 차단할 수 있는 수밀성을 제공하는 것을 특징으로 하는 거푸집.
  7. 제1항에 있어서, 상기 패널 보강 및 연결부재(3)의 자유단부에 형성된 구멍(31)에 장봉(30)을 삽입하여서 2개의 패널(1)을 상호 연결 고정하여 콘크리트를 타설토록 함을 특징으로 하는 경량 단열 거푸집.
  8. 제1항에 있어서, 상기 패널 보강 및 연결부재(3)의 자유단부에 형성된 구멍(31)에 패널 보강 및 연결부재(3)의 자유단부에 형성된 걸쇠(32)를 삽입하여서 2개의 패널(1)을 상호 연결 고정하여 콘크리트를 타설토록 함을 특징으로 하는 경량 단열 거푸집.
  9. (삭제)
  10. (삭제)
  11. 제4항에 있어서, 지지층 및 보강재에 수지 몰타르를 타설하여 돌출 및 함몰된 형태의 다양한 색깔 및 문양을 연출한 뒤 상기 패널을 부착시키거나 발포시켜 형성된 경량 단열 거푸집.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100588788B1 (ko) 2003-10-13 2006-06-19 문수창 발포 플라스틱 중공 패널 조립체
KR101705324B1 (ko) * 2016-02-25 2017-02-13 광운대학교 산학협력단 단열 구조체, 이를 포함하는 콘크리트 벽체 및 그 시공방법
KR101778999B1 (ko) * 2016-10-05 2017-09-18 주식회사 퓨쳐캐스트 건축용 3차원 형상 제조장치 및 제조방법

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