KR200321612Y1 - 건축물의 바닥구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 건축물의 바닥구조에 관한 것으로서, 건축물의 바닥구조물에 슬래그 몰탈층을 구성함으로써, 차음, 방진, 전자기장 차폐 등의 기능을 구현하는 건축물의 층간 바닥구조에 관한 것이다. 슬래그 몰탈층을 포함하는 본 고안의 건축물 층간 바닥구조는 층간소음 방지기능이 우수하고, 전자기장 차폐기능을 비롯한 기타 건축물의 구조기능이 개선되어 주거환경을 개선할 수 있다. 또한 본 고안의 슬래그몰탈층은 층간용 바닥재, 벽재, 천장재 등으로도 활용할 수 있으며 산업폐기물을 재활용하고 천연골재를 대체함으로써 환경보존에도 기여할 수 있다.

Description

건축물의 바닥구조{Floor Structure for Buildings}

본 고안은 건축물의 층간 바닥구조에 관한 것으로서, 구체적으로는 건축물의 층간 바닥구조에 슬래그 몰탈층을 포함하여 구성함으로써, 차음, 방진, 원적외선 방사, 전자기장 차폐 등의 조합된 효과와 기능을 구현하는 건축물의 층간 소음방지용 바닥구조에 관한 것이다.

우리 나라는 국토가 협소한 반면에 인구밀도가 높기 때문에 공동주택 보급을 장려해 왔다. 즉, 토지 이용율을 극대화하여 주택공급을 높이기 위한 목적과, 또한 정책적으로 주택공급을 대량공급하기 용이하다는 점과, 수요자가 필요로 하는 주거의 편의성 등의 측면에서 공동주택이 널리 보급되어 왔다. 본 고안의 출원시점 현재, 우리나라 전체 가구 수의 50% 이상이 아파트건물, 연립주택, 빌라 등과 같은 공동주택형태의 건축물에 주거하는 것으로 알려져 있다. 공동주택은 구조상 다수의 세대가 벽이나 바닥을 공동으로 사이에 끼고 인접하여 생활하기 때문에 소음이나 진동이 발생되면 이웃 세대에 바로 전달되는 단점이 있다. 공동주택 주거민들을 대상으로 주거환경과 불편사항에 대해 조사한 바에 의하면, 주거환경에 대한 불만족 1순위가 “층간 소음”으로 조사되어 있다. 그 만큼 중요한 환경적 문제임에도 현재까지는 “층간 소음”에 대한 법적, 제도적인 뒷받침이 매우 미흡하여, 건축재료의 기준도 이루어 지지 않고 있으며, 시공기술 등에 대한 기준도 미비한 실정이다. 그럼에도 불구하고 아파트건물, 주상복합건물 등이 점점 고층화되면서 건물의 하중을 감소시키기 위해 바닥 슬래브를 경량재로 사용하거나 슬래브 두께를 줄여서 시공하게 됨으로써, 층간소음이 더욱 심각한 문제로 대두되고 있다.

도 1에 도시되는 종래의 건축 구조물의 층간 단면에서 보는 바와 같이, 통상적으로 아파트, 연립주택, 빌라, 및 주상복합건물 등의 종래 공동주택은 철근콘크리트 슬래브층(10)과 철근콘크리트 벽체(12)로 이루어진 기본 골조로 구성되며 대체로 스팬(span)간의 거리가 4 ~ 10m인 구조물의 경우에 슬래브층(10)의 두께가 대략 120 ~ 200mm 정도로 알려져 있다. 상기 철근콘크리트 대신에 철골 구조물로 기본 골조를 구성하는 경우도 많이 있으며 그 경우에도 슬래브층의 두께는 유사하다. 종래 공동주택의 바닥구조물에 채택되는 단열층(30)은 대체로 경량 기포콘크리트층 또는 발포 스티로폼(발포화 폴리스티렌 ; Expanded Polystyrene) 보드를 주로 사용하고 있다. 상기 구조물을 시공하는 순서를 살펴보면, 경량 기포콘크리트 단열층인 경우, 상기 콘크리트 슬래브층 상에 단열층(30)으로서 50 ~ 100mm 정도의 두께로 경량 기포콘크리트를 타설한 후 온수 순환 온돌식 난방용 배관(60)을 일정한 간격으로 배치하여 소정의 지지수단(미도시)에 의해 고정하고, 시멘트 몰탈(34)로 상기 배관주위와 배관상부를 채워 미장 처리한 다음에 장판지, 또는 합성수지재의 모노륨, 또는 플로어타일, 또는 목재마루 등과 같은 표면마감재로 표면마감층(50)을 구성하는 구조이다. 도 2는 발포 스티로폼 재료의 단열층을 포함하는 바닥 구조를 도시하고 있다. 도 1에 도시된 상기 기포콘크리트 대신에, 20 ~ 70mm 두께의 발포 스티로폼 보드로 단열층(30)을 시공한 후, 그 위에 1차 시멘트 몰탈층(36)을 형성하여 소정 기간 양생시키고, 그 위에 난방용 배관(60)을 일정한 간격으로 배치하여 고정한 후, 2차 시멘트 몰탈층(38)으로 배관(60) 주위와 상부를 채워 미장 처리한 다음에 역시 장판지, 모노륨, 플로어타일, 또는 목재마루 등과 같은 표면마감재로 표면마감층(50)을 마감하는 구조로 이루어져 있다. 상기 시멘트 몰탈층에 메탈 라스(metal lath) 또는 와이어 라스(wire lath)라고 하는 보강용 금속제 망부재(48)를 몰탈층 내에 깔아서 시멘트 몰탈과 골재의 균열을 방지하고 몰탈을 견고하게 유지시키기도 한다. 또한 상기 벽체(12)의 실내측은 도면에 도시되지 않았지만, 예를 들면, 단열재, 석고보드 및 벽지 등으로 이루어진 내장재들이 당연히 구비되어 있음을 당업자들은 충분히 이해할 수 있을 것이다. 도 1 및 도 2에 도시되어 있는, 상기 발포 스티로폼 보드층과 기포 콘크리트층을 조합하여 함께 구성하는 시공예도 있어, 단열 기능을 부여함과 동시에 다소의 차음 기능을 동시에 부여하는 형태의 구조를 이루는 경우도 있다.

전술한 경량 기포콘크리트(lightweight air-entraining concrete)는 다공질 콘크리트라고도 하며 콘크리트 내에 다량의 기포를 함유하도록 처리되어 비중이 낮으면서 단열기능을 갖는 콘크리크로서, 현장에서 직접 만들어 타설하거나, 공장에서 생산하여 현장으로 이동시켜 타설하기도 한다. 그러나 기포콘크리트는 상대적으로 단열성이 떨어져서 단열규정의 기준을 충족하기 위해서는 기포 콘크리트의 두께를 대략 70mm 이상으로 유지해야 하므로 매우 두터운 층이 요구된다. 또한 발포 스티로폼 보드는 비교적 저가이며 시공이 간편하여 대체로 많이 이용되고 있으나 단열성도 낮은 편이고, 시공후 시간이 지나면서 열화되어 내구성이 떨어지고, 폐기물에 의한 오염 문제등으로 인하여 점차 사용이 기피되고 있다. 특히 화재시 스티로폼이 연소되면서 유독성가스가 생성되면 인체에 치명적인 영향을 미치는 단점이 있다. 이 밖에 발포우레탄폼과 같은 소재는 단열기능 뿐만 아니라, 차습 기능까지 갖출 수 있고 충진 방법에 의해 시공이 편리하기 때문에 근래에 단열재 및 차습충진재로 많이 채택되어 사용되고 있으나, 시공 원가가 높고, 역시 화재시에 연소되면서 생성되는 유독성가스가 인체에 치명적인 영향을 미친다는 위험이 내재되어 있다. 이러한 단점을 해소하기 위하여 무기질 섬유상 단열재로서, 흡음성 및 차음성이 비교적 우수한 암면(mineral wool) 또는 유리면(glass wool) 등을 단열층으로 채택하여 시공하기도 한다. 상기 암면과 유리면은 화재가 발생하는 경우에도 열안정성이 뛰어나고, 따라서 방수필름과 같은 차습층(vapor barrier)을 적절히 구비하면 경년변화에 따른 열화(aging)가 적기 때문에 상기 스티로폼이나 기포 콘크리트와 같은 단열재를 대체할 수 있다.

전술한 콘크리트 구조는 재료가 비교적 비중이 크고 기밀성(氣密性)을 갖추고 있기때문에 사람의 음성, 텔레비젼과 라디오 소리 등과 같은 공기를 매체로 전달되는 공기 전달음에 대해서는 어느 정도 차단기능을 갖고 있다. 그러나 콘크리트면에 충격이 가해질 때 발생되는 고체 전달음은 공기전달음과 특성이 다른 점에서 문제가 있다. 공동주택의 경우에 발생하는 고체전달음은, 위층에서 뛰는 소리, 무거운 물건을 떨어뜨리는 소리, 망치 소리, 급배수관, 화장실 하수관 등에서 발생하는 소음 등을 예로 들 수 있다. 이러한 고체 전달음은 경량충격음과 중량충격음으로 분류하는데, 콘크리트 구조는 본래 이들에 대한 자체 진동 감쇄능력이 작기 때문에 상기 충격음이 인접 세대로 쉽게 전달되는 특성을 갖고 있다. 가벼운 물건이 떨어지는 충격에 의해 발생하는 경량 충격음은 비교적 충격력이 작으므로 마감몰탈 위의 표면재 처리나, 이중 천정구조 등에 의해 상당히 개선될 수 있다. 표면마감재의 상부에 카페트 등의 부드러운 탄성재료를 추가하면 충격력이 전달되는 시간을 연장함으로써 상당한 정도까지 경량 충격음을 줄일 수 있지만, 먼지부착, 청소곤란, 해충서식, 호흡기에 미치는 영향 등의 문제로 인해 근래에는 상기 카페트와 같은 탄성재료 대신에 목재 마루판 등을 시공하는 사례가 많아지면서 경량 충격음도 다시 문제가 되고 있다. 완전하지는 않지만 경량충격음은 표면마감재와 마감몰탈층 사이에 탄성재료를 넣어 부분적으로 해결하기도 한다. 이에 비해 중량 충격음은 충격력이 크므로 표면재의 처리만으로는 미흡하며 무엇보다 바닥 슬라브 두께와 강성 정도가 상당히 중요하나, 시공원가 상승 및 경량화 설계 등의 문제로 잘 이행되고 있지 않다. 또한 일부 건축물의 시공에서는 구조물에 의한 뜬바닥 구조를 채택하는 경우가 많이 있으나, 시공방법이 까다롭고 비용이 많이 들며, 단열기준을 맞추는데 있어서 근본적인 해결책을 제시할 수 없다는 문제가 있어서 널리 채택되지 못하고 있다.

상기와 같은 여러 가지의 개선책은 상당한 경제적인 요건과 기술 외적 요건들이 수반되어야 하므로 현실적인 대책으로 채택에 문제점이 많다. 본 고안의 출원전에 건설교통부는 "주택건설기준등에 관한 규정"에 대해 아파트의 층간소음을 줄이기 위한 바닥충격음 기준을 경량충격음은 58㏈ 이하, 중량충격음은 50㏈ 이하로 각각 정하기로 입법예고를 하였다. 건설교통부는 이런 내용의 주택건설 기준 등에 관한 규정 개정안이 최근 규제개혁위원회 분과위원회를 통과함에 따라 관련 절차를 거쳐 2003년 중에 공포한 뒤 준비기간 등을 감안, 1년이 지난 2004년부터 사업계획승인을 신청하는 아파트부터 적용할 예정으로 공지하고 있다. 이러한 기준에 대응하여, 상기 문제점들을 해결하고 법적인 기준을 충족하기 위하여 방음재나 차음재, 또는 매트재 형태의 방진재를 채용하여 시공하는 경우가 다수 있으나, 현재까지 개발된 소재의 성능이 기대에 못 미칠 뿐만 아니라, 일부 성능 개선효과가 있는 경우에도 비용이 많이 들고 시공과정이 까다롭다는 점 등의 단점이 많아서 현실적으로 채택되기 어려운 현실이다.

이러한 종래의 건축물 바닥구조물에 대한 문제점을 열거하면 대표적으로 아래와 같다. 첫째, 건축 구조물의 바닥 슬래브층의 두께가 얇은 경우에, 경량콘크리트나 발포성 스티로폼의 경우에, 고체 전달음에 대해서 차음 및 제진(除震)기능이 현저히 떨어지므로 층간 소음이 상하층 간에 쉽게 전달되고, 특히 상층의 소음과 진동이 하층으로 전달되는 소음피해로 인해 주거환경이 매우 열악한 상태에 놓이는 된다. 개정될 공동주택 층간소음 법규정에 의하면 중량충격원과 경량충격원에 대해 주파수별로 2등급 이내인 것이 바람직하고, 최소한 3등급 이내에 들어올 수 있어야 하나, 현재 대부분의 기존 공동주택에 대해 층간소음을 측정해보면 거의 대부분이 3등급에도 못미치는 등급외 판정을 받고 있으므로 거주자들의 주거환경이 매우 열악한 현황이다.

둘째, 생체에 미치는 전자기파의 영향에 대한 여러 가지 보고에 의하면, 옥내 배선과 전자기기의 사용 등에 의해 바닥구조 등에서 발생하는 생활주변의 전자파 또는 전자기장이 우리의 신체에 미치는 생리적 영향이 큰 것으로 보고되고 있으나, 건축물과 건축재료에 있어서, 이러한 전자파나 전자기장이 인체에 미치는 영향을 방지할 만한 대비가 거의 없다는 문제점이 있다.

따라서 상기와 같은 층간 소음과 전자기파를 저감시겨 공동주택의 주거환경을 개선시킬 수 있는 새로운 형태의 건축물 층간 바닥구조가 절실히 필요한 실정이다.

이를 위해, 본 고안은 전로 제강 공정으로부터 발생하는 부산물인 구상체(求狀體) 강(鋼)슬래그(Atomized Steel Slag)를 건축물의 바닥 구조재료로 활용함으로써, 상기와 같은 문제점을 해소하는 데 그 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은 상기와 같은 공동주택의 층간 소음 문제를 해소할 수 있는 차음방진 성능이 개선된 건축물 층간 바닥구조에 관한 것을 포함한다.

본 고안의 또 다른 목적은 상기 건축물 층간 바닥구조에 의해 전자기장이 인체에 미치는 영향을 감소시키는 기능을 부여하기 위한 것이다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하면서 산업폐기물을 재활용하여 모래와 같은 세골재로 대체할 수 있는 건축용 재료를 제공하기 위한 것이다.

도 1은 온돌난방용 배관과 기포콘크리트 단열층을 포함하는 종래 건축물 구조의 층간 단면을 부분적으로 도시하는 도면.

도 2는 온돌난방용 배관과 발포스티로폼 단열층을 포함하는 종래 건축물 구조의 층간 단면을 부분적으로 도시하는 도면.

도 3은 본 고안의 건축물 층간 바닥구조에 관한 일실시예를 예시하는 도면.

도 4는 본 고안의 건축물 층간 바닥구조에 관한 다른 일실시예를 예시하는 도면.<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>10 : 콘크리트 슬래브층 12 : 콘크리트 벽체20 : 본 고안의 바닥구조 30 : 단열층 35 : 방진부재40,45 : 슬래그 몰탈층 50 : 표면마감층 60 : 난방용 배관

본 고안에 응용되는 일 실시예로서, 상기 구상체 강슬래그는 공지된 기술에 의해 얻어지는 것으로서, 제강공정 중 발생하는 산업폐기물인 용융 제강슬래그를 주원료로 하여 이를 냉각 기류 내에 통과시킴으로써 0.1mm 내지 10mm 범위에 있는 다양한 크기로 구상화 시켜 얻어지며, 상기 구상체 강슬래그는 풍쇄슬래그라고 불리우기도 한다. 원래 슬래그란 광석으로부터 금속을 빼내고 남은 찌꺼기를 말하며 광재(鑛滓)라고도 하며 산업폐기물로서 처리에 문제점이 많은 것으로 알려져 있다. 상기 구상체 강슬래그는 구상화 공정(atomizing process) 중에서 스피넬(첨정석)과 유사한 2CaO*Fe₂O₃형태의 화학적으로 매우 안정된 결정구조를 가지게 되어, 물 또는 대기중의 수분과의 반응이 거의 일어나지 않아 내풍화성이 극히 높고, 재료의 성질이 시멘트와 친화력도 우수하며, 시멘트와 공극이 없이 결합응고되므로 크랙의 발생이 적고 치수안정성이 우수하며 결합강도가 현저히 증가되는 특성을 갖고 있다. 상기 구상체 강슬래그는 대략 CaO 42~63 Wt%, Fe₂O₃22~35 Wt%, SiO₂9~11 Wt%, MgO 6~9 Wt%, FeO는 3Wt% 이하 등의 화학조성을 가지며 경도는 5 ~ 8 정도가 된다.

상기한 본 고안의 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 대한 실시예들을 기술하면 아래와 같다.

도 3은 본 고안의 바닥구조에 대한 일실시예를 예시하는 도면으로서, 철근 콘크리트 구조물과 본 고안에 의한 바닥구조의 단면도를 도시하고 있다. 도 3에 예시되는 실시예에서는 콘크리트 벽체(12) 구조물 상에 시공되는 벽면측 내장 단열재, 석고보드와 같은 벽면 마감재, 벽지 등을 생략하여 도시하고 있음을 당업자들은 이해할 수 있을 것이다. 본 고안에서는, 건축물의 콘크리트 슬래브층(10) 상부에 단열층(30)을 20 ~ 70mm 정도의 두께로 구비하고, 그 상부에 구상체 강슬래그, 시멘트, 물, 기타 골재 및 첨가제(필요한 경우)를 혼합하여 약 30 ~ 50mm 정도 두께의 1차 슬래그 몰탈층(40)을 형성한다. 1차 슬래그 몰탈층(40)이 어느 정도 양생되어 후속 작업여건이 조성되면, 그 상부에 온수 순환을 위한 온돌식 난방용 배관(60)을 적절히 배열하여 소정의 지지수단(미도시)에 의해 설치한 후에 배관(60)의 주변부와 상부를 전술한 구상체 강슬래그를 포함한 슬래그 몰탈로 10 ~ 40mm 두께만큼 채워 2차 슬래그 몰탈층(45)을 형성하고 미장마감한다. 슬래그 몰탈층(40, 45)에 적용되는 구상체 강슬래그와 시멘트의 중량비는 강슬래그 9 ~ 91wt%와 시멘트 91 ~ 9wt%로 혼합비율을 구성할 수도 있다. 즉, 강슬래그 : 시멘트 = 1 : 10(최소 중량 비율) 내지 강슬래그 : 시멘트 = 10 : 1(최대 중량 비율)의 범위 내에서 혼합비율을 조정할 수 있다. 본 고안의 실험에 의하면 강슬래그 : 시멘트 = 3 : 1 내지 6 : 1 의 혼합비율 범위에서 시공의 편리성과 구조성능이 비교적 적절한 것으로 확인되었다. 또한 필요한 경우에 상기 구상체 강슬래그를 잘게 분쇄하거나 분말상으로 만들어서 시멘트와 혼합하여 슬래그 몰탈을 구성할 수 있다. 상기 2차 슬래그 몰탈층이 추가된 후 최종적으로, 상기 2차 슬래그 몰탈층(45) 위에 장판지, 모노륨, 플로어 타일, 카페트, 또는 마루용 목재 등의 표면마감재로 표면마감층(50)을 구성하여 본 고안 바닥구조(20)의 구성을 완료한다.상기 단열층(30)은 유리면, 암면, 석면, 발포 스티로폼, 발포 폴리우레탄 폼, 및 경량 기포콘크리트 등으로 이루어지는 단열재군 중에서 하나 이상을 선택하여 이루어질 수 있다. 유리면이나 암면과 같은 섬유상 단열재를 사용하는 경우에는 PE 필름, PP 시트 등의 차수필름이나, 방수 테이프를 사용하여 몰탈층으로부터 수분과의 접촉이 차단되도록 시공전에 적절히 처리하거나 단열재 자체에 미리 처리해 놓는 것이 바람직하다. 본 고안의 실험에서는, 유리면의 경우에는, 밀도가 대략 50 ~ 100 Kg/m³의 범위의 제품을 다수 채택하여 실험하였고, 암면의 밀도가 대략 80 ~ 200 Kg/m³의 범위 내에 있는 제품을 다수 채택하여 실험하였다. 상기 1차 및 2차 슬래그 몰탈층(40, 45)은 단열재의 종류에 따라, 복수의 층으로 나누어 시공하지 않고, 예를 들면 1차 슬래그 몰탈층(40)만으로 배관의 측면과 상부에 슬래그 몰탈층을 형성하고 나서 표면마감층(50)이 이루어지도록 하는 것도 가능하다. 즉, 복수의 슬래그 몰탈층이 아닌 단지 하나의 슬래그층으로 구성하는 것도 당연히 가능하다. 예를 들면, 경량 기포 콘크리트를 단열층을 시공한 뒤, 바로 난방용 배관(60)을 설치하고 단일 슬래그 몰탈층만 타설하여 시공을 완료할 수 있다. 필요한 경우에 상기 경량 기포콘크리트 단열층에도 구상체 강슬래그를 포함시킬 수도 있다.

상기 도면에 예시하는 실시예에서는 온수 순환 온돌식 난방용 배관을 예시하였으나, 사무실 빌딩과 같은 일반 건축물에서는 공동주택과 달리 온돌식 난방용 배관을 사용하지 않고, 대체로 공기조화시스템 및 냉난방용 팬코일 유니트, 또는 그에 준하는 별도냉난방 시스템을 구비하는 경우가 대부분이다. 따라서 이러한 사무실 빌딩과 같은 일반 건축물의 경우에도 본 고안의 건축물 바닥구조를 적용하여 본 고안의 건축물 바닥구조와 유사하게 구성하여 본 고안에 의해 얻을 수 있는 건축물의 바닥구조와 동일한 효과와 기능을 부여할 수 있으므로, 사무실 건물과 같은 건축물에 대한 본 고안의 응용도 당연히 본 고안의 권리범위에 포함된다는 것을 당업자라면 명백히 이해할 수 있을 것이다.

본 고안에서는 구상체 강슬래그를 상기 슬래그 몰탈층에 함유되는 슬래그 재료로 실시예를 들었으나, 필요한 경우에, 전로 및 전기로 제강공정에서 얻어지는 강슬래그(steel slag) 뿐만 아니라, 제동공정에서 얻어지는 동슬래그(copperSlag), 및 고로 등 제철공정에서 얻어지는 철슬래그(iron slag) 등의 군 중에서 어느 하나 이상의 슬래그로 이루어 지도록 선택할 수도 있다.

상기와 같이 본 고안에 의한 바닥구조(20)를 도 1 및 도 2에 도시된 통상적인 온돌바닥층 시공치수 두께인 대략 120cm의 바닥구조(20)로 구성하여, 바닥 충격음 측정 방법(KS F2810)의 기준에 의해 경량충격원과 중량충격원으로 발생시킨 층간소음에 대한 공동 주택의 모의실험에서 측정한 결과는 다음과 같다.

단열층을 포함하여 120cm의 두께를 갖는 바닥구조(20)에 대한 층간소음은 경량충격음 LL지수가 45 ~ 52의 수치로 측정되어 1급 ~ 2급에 해당되고, 중량충격음 LH지수가 44 ~ 50의 수치로 측정되어 역시 1급 ~ 2급에 해당되는 것으로 확인되었다. 상기 실험에 추가하여, 슬래그 몰탈층의 두께를 대략 25% 이상 증가시켜 실험한 결과에 의하면, 경량충격음에 대한 LL지수가 42 ~ 44의 수치로 측정되어 특급 내지 1급에 해당될 수 있었고, 중량충격음에 대한 LH지수가 46 ~ 48의 수치로 측정되어 역시 특급 내지 1급에 해당되는 것으로 측정되어 우수한 층간소음 방지구조의 기능을 구현하였다. 이러한 실험결과는 개정될 층간소음 기준인 경량충격음 58㏈ 이하, 중량충격음 50㏈ 이하의 범위 내에 속하므로, 종래의 구조물에 비해 층간소음 저감 효과가 대폭 개선되는 것으로 확인되었다. 실험결과에 의하면, 유리면이나 암면과 같은 저탄성계수의 단열재를 슬래그 몰탈층과 함께 적용하는 경우에, 단열기능을 개선시킬 뿐만 아니라, 소재의 탄력성에 의해 충격음 및 진동에너지를 흡수하여 감쇄시킴으로써, 흡음, 차음 및 제진 기능을 개선하기 때문에 발포 스티로폼이나 기포콘크리트 단열재의 경우와 비교할 때 차음성능이 더욱 향상되어 등급 개선 효과가 더 우수한 것으로 확인되었다. 즉 본 고안의 바닥구조(20)에서 고밀도층(슬래그 몰탈층)의 기능과 저밀도층(단열재층)의 기능이 흡음, 차음 및 제진에 대한 효과가 높은 것으로 판정할 수 있었다.

또한 본 고안의 강슬래그를 포함한 바닥구조물에 대해서, 저주파대역의 전자기장 차폐효과를 측정한 실험결과에 의하면, 일반 시멘트몰탈로 이루어진 바닥구조에 비해 전자기장 차폐효과가 50% 이상 개선되는 것으로 측정되었다.

본 고안의 바닥구조에 대한 전기절연성 실험에 의한 측정결과도 종래의 시멘트 몰탈에 비해 상당히 개선되는 것으로 확인되었다.

또한 본 고안에 응용된 슬래그 몰탈층은 일반 시멘트 몰탈층에 비해 압축강도 및 전단강도를 30% 이상 향상시키는 것으로 확인되어 본 고안에 의한 바닥구조는 건축물의 바닥강도를 대폭 향상시킬 수 있는 것으로 확인되었다.

또한 본 고안에 응용된 슬래그 몰탈층은 일반 시멘트 몰탈층에 비해 양생과정에서 수축율이 현저히 낮으므로, 구조체의 분리현상이 감소되고 크랙 발생이 적어 구조물의 치수 안정성이 개선되어 종래의 시멘트 몰탈층보다 구조물의 특성이 우수한 것으로 확인되었다. 따라서 수밀성도 개선될 수 있다.

이 밖에 본 고안의 슬래그 몰탈층은 화학적으로 매우 안정된 물질이므로, 습한 공기나 수분에 의해 부식되거나 산화물이 전혀 발생하지 않으므로 장기간 경과하여도 구조물 내에 녹물이 흐르지 않고, 바닥구조의 해체시 분쇄하여 건축용 골재로 재활용할 수 있다는 장점이 있다.

본 고안의 상기 바닥구조(20)에 예를 들면 EVA(Ethylene Vinyl Acetate)와 같은 종래기술에 의한 저탄성계수의 발포화 합성수지재, 폐타이어, 합성고무재의 방진패드 중 한가지 이상을 선택하여 본 고안의 바닥구조(20)에 방진부재층을 추가로 구비하여 차음 효과를 개선할 수 있음은 물론 시공시 몰탈층에서 발생하는 수분이 단열층에 전달되지 않도록 방수 효과를 더욱 개선할 수 있다.

또한 도 4에 예시되는 바와 같이, 상기 바닥구조(20)가 콘크리트 벽체(12)와 접하는 부위에 소정 두께의 상기 방진패드를 선택하여, 추가의 방진부재(35)를 최소한 바닥구조층의 높이만큼 수직방향으로 시공하는 경우에 벽체를 통하여 직접 전달되는 바닥구조(20)층의 진동과 소음을 상당량 저감시킬 수 있어서 콘크리트 벽체(12)로 전달되는 고체전달음이 감쇄됨으로써 차음 효과가 개선될 수 있다. 방진패드 대신에 전술한 단열재군 중에서 소정기능에 맞도록 선택하여 방진부재(35)로 사용하는 경우에는 상기 방진부재(35)가 단열기능과 함께 차음방진기능을 겸할 수도 있다.

또한 상기 슬래그 몰탈층과 단열재의 시공순서는 구조물의 특성에 따라 다양하게 변경할 수도 있고, 필요에 따라 합성수지재, 폐타이어, 합성고무, 발포성 수지 등으로 이루어진 방진부재(35)층을 상기 바닥구조(20)의 특정층의 수평위치에 추가할 수 있다.

본 고안의 슬래그 몰탈층에 대해서 원적외선 방사율을 측정한 결과에 의하면, 일반 시멘트, 모래, 및 황토에 비해 원적외선 방사율이 훨씬 높고, 맥반석의 원적외선 방사율에 근접하는 수치를 보이는 것으로 확인되어, 원적외선 방사기능을 요구하는 구조물에 적합한 것으로 확인되었다. 본 고안의 바닥구조(20)를 변형하여, 건축물의 벽체용 패널이나, 가열선이 내장된 돌침대 등에 응용하면 원적외선 방사효과, 전자기장 차폐효과와 전기절연 효과를 얻을 수 있음은 당업자라면 명백히 이해할 수 있을 것이다.

본 고안의 바닥구조에 응용된 바와 같이, 강슬래그 등의 폐슬래그를 건축용 재료로써 재활용함으로써 종래의 건축용 세골재인 모래의 대체재로 사용하여 얻는 효과는 매우 크다. 우선 하천 및 해변의 모래를 대체함으로써 하천 및 해안의 자연환경을 보존할 수 있고, 바다모래인 해사를 사용하는 경우에, 해사 세척 과정에서 발생되는 염분이 포함된 폐수가 또 다른 환경오염원이 되는 것을 방지할 수 있다.

상기 실시예에서는 단열층의 두께와 슬래그 몰탈층의 두께를 예시하여 설명하였으나, 본 고안의 명세서에서 언급하지 않은 종래기술의 단열재에 대한 균등물이 적용될 수 있고, 슬래그 몰탈층 역시 다양한 치수선정, 다양한 시공순서 및 시공방법으로 구성함으로써 본 고안의 사상에 따라 다양한 변형 및 균등물의 응용이 이루어질 수 있다. 따라서 본 고안은 상기 실시예에 의해 한정되는 것이 아니라, 본 고안의 실용신안등록청구범위에 의해서만 한정된다는 것을 당업자라면 충분히 이해할 수 있을 것이다.

본 고안의 바닥구조를 채택하는 건물과 공동주택은 층간소음을 대폭 저감시켜 주거환경을 개선시킬 수 있고, 전자기파를 차폐시켜 인체에 미치는 피해를 줄일 수 있음은 물론, 건축물의 기능과 구조특성을 향상시킴과 동시에, 산업폐기물을 유용한 자원으로 재활용함으로써 환경오염을 방지할 수 있고 자연환경을 보존할 수 있다.

Claims (6)

1. 콘크리트 벽체와 접하고, 콘크리트 슬래브층 상에 시공되는 건축물의 층간 바닥구조에 있어서,

   상기 슬래브층 상에 위치하는 단열층;

   상기 단열층의 상부에 위치되는 슬래그 몰탈층; 및

   상기 슬래그 몰탈층의 최상부에 위치하는 표면마감층

   을 포함하고,

   상기 슬래그 몰탈층은 슬래그와 시멘트가 10 ~ 90 Wt% : 90 ~ 10 Wt%의 비율로 혼합되는 슬래그 몰탈층인 건축물의 층간 바닥구조.
2. 제1항에 있어서 상기 단열층이 유리면, 암면, 스티로폼, 폴리우레탄 폼, 및 기포콘크리트 등의 단열재군 중에서 선택된 하나 이상의 재료로 이루어지는 건축물의 층간 바닥구조.
3. 제1항에 있어서, 상기 슬래그 몰탈층이 복수의 슬래그 몰탈층으로 이루어지는 건축물의 층간 바닥구조.
4. 제1항에 있어서, 상기 단열층, 슬래그 몰탈층, 표면마감층으로 이루어지는 바닥구조에 추가로 구비되는 수평방향의 방진부재, 및 상기 바닥구조와 상기 콘크리트 벽체의 사이에 추가로 구비되는 수직방향의 방진부재 중 하나 이상이 포함되는 건축물의 층간 바닥구조.
5. 제1항에 있어서, 온돌식 난방용 배관이 추가로 포함되는 건축물의 층간 바닥구조.
6. 제1항에 있어서, 상기 슬래그가 강슬래그, 철슬래그, 및 동슬래그 등의 슬래그재료군 중에서 선택된 하나 이상의 재료로 이루어지는 건축물의 층간 바닥구조.