KR20050067006A - 고강도 콘크리트 전주 제조용 조성물 및 이를 이용한고강도 콘크리트 전주 제조방법 - Google Patents

고강도 콘크리트 전주 제조용 조성물 및 이를 이용한고강도 콘크리트 전주 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고강도 콘크리트 전주 제조용 조성물 및 이를 이용한 고강도 콘크리트 전주 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 고강도 콘크리트 전주 제조용 조성물은, 5 내지 7 중량%의 물; 20 내지 25 중량%의 시멘트; 2 내지 3 중량%의 혼합재; 20 내지 25 중량%의 잔골재; 40 내지 50 중량%의 굵은골재; 및 0.3 내지 0.4 중량%의 고성능감수제(AE)를 포함하여 조성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 종래의 전주에 비해 압축강도, 균열하중 및 파괴하중이 현저하게 개선되어 가설된 전주에 대해 예기치 않게 외부에서 가해지는 충격, 차량충돌, 건축 또는 건설공사 중의 안전사고, 태풍, 폭풍, 해일, 집중호우, 폭설, 돌개바람과 같은 자연력 등에도 충분한 내구력이 보장되어 배전시스템에 특별한 영향을 미치지 않은 상태를 유지함으로써 전주 파손으로 인해 발생되는 전력공급의 단절, 전력의 누수 등의 문제를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

고강도 콘크리트 전주 제조용 조성물 및 이를 이용한 고강도 콘크리트 전주 제조방법{Composition and method for manufacturing high strengthen concrete electric pole}
본 발명은 고강도 콘크리트 전주 제조용 조성물 및 이를 이용한 고강도 콘크리트 전주 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 콘크리트 배합 조성을 종래와 달리 조성하며, 콘크리트 전주 몸체에 배근되는 보강근의 직경과 길이를 달리 구성하고 전주 성형조건을 조절함으로써 외력에 대한 내구성이 향상된 고강도 콘크리트를 제공할 수 있는 고강도 콘크리트 전주 제조용 조성물 및 이를 이용한 고강도 콘크리트 전주 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전주는 완만한 구배를 갖는 원기둥 형태로서, 7 내지 20 미터(m)의 다양한 길이로 제작되고 있다. 이러한 전주는 지중에 매설되는 단부의 외경은 그 반대의 단부의 외경에 비해 크게 형성되므로, 완전한 원기둥 형태라기보다는 테이퍼된 형태를 갖는 것이 일반적이다. 한편, 전주의 지중 매설 단부는 원구라고 칭하고, 그 반대의 단부를 말구라고 칭하는 것이 일반적이며, 이하에서는 이들 단부를 통상 사용하는 용어로서 약칭하여 표현하도록 하였다. 한편, 전주의 원구부를 지중에 매설하여 지표면에 인접하는 부분을 지지점이라 하며, 상기 지지점은 통상 전주의 전장에 비해 원구로부터 15 내지 20% 정도의 위치에 형성되는 것이 일반적이다.
전주는 통상 콘크리트를 기본 소재로 제작되지만, 전주의 길이방향으로 배설되는 인장근과 상기 인장근에 용접에 의해 부착되는 나선형 철선으로 이루어진 프레임을 몰딩하여 전주의 강도를 증강시키는 구조로 구성된다.
전주는 주된 재료인 콘크리트의 배합성분 및 인장근과 나선형 철선의 배근 및 전주 제조 공정의 여러 조건에 따라 다양한 압축강도나 외부의 충격에 대한 파괴 하중이 달리 나타나기 때문에 전주를 구성하는 재료적인 측면, 구조적인 측면 및 공정 조건의 조절에 의해 다양한 성능을 갖는 전주의 제조가 가능해진다.
그런데, 최근 차량의 폭발적인 증대 및 차량으로 인한 충돌사고나 건축 또는 건설 상의 안전사고 등, 태풍, 폭풍, 해일, 집중호우, 폭설, 돌개바람 등의 자연력이 기 가설된 전주에 대한 충격으로 전달되어 전주가 손상되는 재해 사례가 증대하고 있으며, 이로 인하여 배전시스템의 교량 역할을 하고 있는 전주가 파괴되어 각종 전력공급중단, 누전사고 등이 발생하고 있다. 따라서, 파괴하중이 높은 고강도의 전주의 생산은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 관점에서 관련 산업분야에서 꾸준히 진행되어 오고 있는 바, 이러한 기술적 배경하에 본 발명이 안출된 것이다.
전술한 종래의 문제점에 기초하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 외부 충격에도 내구력을 갖추도록 하고자 함에 있으며, 이러한 기술적 과제를 달성할 수 있는 고강도 콘크리트 전주 제조용 조성물 및 이를 이용한 고강도 콘크리트 전주 제조 방법에 본 발명의 목적이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제의 달성을 위한, 본 발명에 따른 고강도 콘크리트 전주 제조용 조성물은, 5 내지 7 중량%의 물; 20 내지 25 중량%의 시멘트; 2 내지 3 중량%의 혼합재; 20 내지 25 중량%의 잔골재; 40 내지 50 중량%의 굵은골재; 및 0.3 내지 0.4 중량%의 고성능감수제(AE);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제의 달성을 위한, 본 발명에 따른 고강도 콘크리트 제조방법은, (a)상기 고강도 콘크리트 전주 제조용 조성물을 준비하여 배합하는 단계; (b)상기 배합된 콘크리트 조성물을 콘크리트 투입기를 이용하여 소정의 배근 구조가 구비된 전주 몰드에 콘크리트를 투입하는 단계; (c)상기 콘크리트가 투입된 전주 몰드를 조립하는 단계; (d)상기 조립된 전주몰드에 대해 인장시키는 단계; (e)상기 인장된 전주 몰드를 원심성형하는 단계; (f)상기 원심성형된 전주 몰드를 증기 양생하는 단계; 및 (g)상기 증기 양생 후 몰드를 탈형시키는 단계;를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 (b)단계의 배근구조는, 전주의 길이 방향으로 내부에 중공이 형성되어 있는 도우넛 형의 콘크리트 전주 몸체 내부에 인장근, 보강근 1, 인장근 및 보강근 2가 순차로 동심원형으로 배근되어 있으며, 상기 인장근은 전주 길이와 동일하게 설치되어 있고, 상기 보강근 1은 상기 인장근 길이의 80 내지 90%의 길이를 가지면서 전주 원구부로부터 시작하여 전주 말구부 방향으로 설치되며, 상기 보강근 2는 상기 인장근 길이의 60 내지 70%의 길이를 가지면서 전주 원구부로부터 시작하여 전주 말구부 방향으로 설치되어 있으며, 상기 배근 구조를 원형으로 감싸면서 배근된 나선형 철선을 구비하면 바람직하며, 상기 인장근의 지름은 13㎜이며, 상기 보강근 1 및 2는 그 지름이 11.0 내지 13.0 밀리미터(㎜)이면 바람직하다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어지지 않아야 한다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.
고강도 콘크리트 전주 제조용 조성물
본 발명에 따른 고강도 콘크리트 전주 제조용 조성물에 관한 비교예 및 실시예에 관한 구성성분 및 함량은 하기 표 1에 나타내었다.
구분 콘크리트설계압축강도(kgf/㎠) 굵은골재최대치수(㎜) 단위재료량(kg/㎥)
물 시멘트 혼합재 잔골재 굵은골재 고성능감수제
비교예 500이상 19 150 450 - 770 1052 5.52
실시예 800이상 19 +12 +100 50-60 -179 +100 +4
상기 표에서 단위재료량 중 실시예에 부호(+ 또는 -)를 겸하여 표시된 수치는 비교예의 수치에 비해 증감되는 양을 표시한 것이다. 상기 표 1에 나타낸 각 성분 및 그 성분함량의 수치는 바람직한 최적 실시예를 설명하기 위함에 있으며, 전술한 바와 같이, 5 내지 7 중량%의 물; 20 내지 25 중량%의 시멘트; 2 내지 3 중량%의 혼합재; 20 내지 25 중량%의 잔골재; 40 내지 50 중량%의 굵은골재; 및 0.3 내지 0.4 중량%의 고성능감수제;를 포함하여 구성되어도 본 발명이 목적하는 효과는 충분히 달성될 수 있음은 자명하다.
상기 조성 성분에 대한 수치한정은 본 발명이 의도하는 목적 달성을 위해 최적의 범위를 선정한 것이므로, 이들 수치 범위를 벗어나는 경우에는 본 발명의 목적 달성에 바람직하지 않을 수 있으므로, 각별한 주의가 요망된다.
고강도 콘크리트 전주 구조
본 발명에 따른 고강도 콘크리트 전주의 구조에 대해서는 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 고강도 콘크리트 전주의 길이방향으로 절개한 단면도이며, 도 2는 상기 도 1의 A-A'의 측단면도이고, 도 3 및 도 5는 상기 도 1의 B-B', C-C' 및 D-D'의 단면도이다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바에 따르면, 본 발명에 따른 고강도 콘크리트 전주는 그 내부는 중공된 형태를 가지며, 전주의 콘크리트 몸체부(10)는 지중에 매설되는 원구부(13)와 그 반대편의 말구부(15)로 구성되고, 원구부(13)는 말구부(15)에 비해 외경이 크게 이루어져 있어서 완만한 구배를 갖는 원통형 구조물로 제조되므로, 테이퍼된 상태임을 확인할 수 있다. 전주의 말구부(13)측의 측단면도인 도 2를 통해 확인되는 바와 같이, 전주의 콘크리트 몸체부(10)에는 인장근(12a), 보강근 1(14), 인장근(12b) 및 보강근 2(16)가 순차로 동심원형으로 배근되어 있다. 상기 인장근(12a, 12b)은 전주 길이와 동일하게 삽설되어 있는 반면, 상기 보강근 1(14) 및 2(16)는 상기 인장근에 비해 짧은 길이로 삽설되어 있다. 상기 보강근 1 및 2는 전주의 말구부(13)측에서 배치되도록 하여, 전주를 가설한 경우에 차량 등이 지지점(11) 상부의 소정 높이에서 충돌이 되는 경우라 해도, 상기와 같은 보강근 1 및 2가 구비됨으로 인해 외력에 대한 내구력을 향상시킬 수 있다. 상기 보강근 1(14)은 상기 인장근 길이의 80 내지 90%의 길이를 가지면서 전주 원구부로부터 시작하여 전주 말구부 방향으로 설치되며, 상기 보강근 2(16)는 상기 인장근 길이의 60 내지 70%의 길이를 가지면서 전주 원구부(13)로부터 시작하여 전주 말구부(15) 방향으로 설치되어 있다. 한편, 상기 전주 길이 방향으로 배근된 인장근, 보강근 1 및 2에 대해 상기 배근 구조를 원형으로 감싸면서 배근된 나선형 철선(18)을 구비시킴으로써 강도를 개선하였다. 특히, 상기 보강근 1 및 2는 그 지름이 11.0 내지 13.0 밀리미터(㎜)이면 바람직하다. 이는 종래의 콘크리트 전주에서 사용되는 보강근보다 더 굵은 재료를 사용함으로써 강도를 개선시키는 일요소로 작용하였다. 또한, 종래의 콘크리트 전주에서 사용되는 보강근보다 더 긴 재료를 사용한 것도 강도 개선을 위해 유리하게 작용하였다.
고강도 콘크리트 전주 제조 방법
본 발명에 따른 고강도 콘크리트 전주를 제조하는 방법을 다음의 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 6은 본 발명에 따른 고강도 콘크리트 전주를 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정흐름도이다.
먼저, 상기 표 1에 제시된 바와 같은 고강도 콘크리트 전주 제조용 조성물을 준비한 후(S60), 이들이 균일하게 혼합되도록 배합한다(S61). 이후, 상기 배합된 콘크리트 조성물을 콘크리트 투입기를 이용하여 지름이 13㎜인 인장근, 지름이 11 내지 13㎜인 보강근 및 나선형 철선을 포함하여 이루어진 전술한 고강도 콘크리트 전주가 제조될 수 있는 배근 구조가 구비된 전주 몰드에 콘크리트를 투입한 후, 상기 콘크리트가 투입된 전주 몰드를 조립한다(S62). 이어서, 상기 조립된 전주몰드에 대해 인장시키고(S63), 계속하여 전주 몰드를 원심성형한다(S64).
이때, 상기 원심성형단계에서의 회전시간 및 그에 따른 회전속도는 다음 표 2와 같이 조절하였다.
구분 회전시간(분) 회전속도(RPM)
저속 3 350
중저속1 2 800
중저속2 1 1200
고속 4 1580
이어서, 상기 원심성형된 전주 몰드를 증기 양생한다(S65). 이때, 상기 증기 양생은 전치, 상승, 유지 및 상승의 4단계로 진행하며 이들 각 세부 단계에서의 양생시간 및 온도는 하기 표 3과 같이 조절하여 진행하였다.
양생방법 시간(hr) 온도(℃)
증기양생 전치조건 1 30
상승조건 3 85
유지조건 5 85
하강조건 3 30
이후, 상기 증기 양생 후 몰드를 탈형시키는 단계를 진행한다(S66). 이후, 전주 몸체 외부로 노출된 강선을 절단하고, 상품을 표시하기 위한 마킹을 행한 후, 별도의 공간에 야적하는 단계로 후속공정(S67)이 추가진행될 수 있음은 자명하다.
이상의 과정을 통해 제조된 콘크리트 전주는 압축강도가 800㎏/㎠ 이상이 보장되며, 균열하중이나 파괴하중에 있어서도 종래의 콘크리트 전주에 비해 월등한 개선효과를 보이고 있다. 또한, 본 발명에 따라 제조된 고강도 콘크리트 전주에 대해서 허용응력설계법에 따라 사용하중하의 응력을 검토하고, 강도설계법에 따라 극한 파괴 강도를 산정해본 바에 따르면 요구되는 수치를 모두 달성하고 있음을 확인할 수 있었다.
이상에서 설명된 본 발명의 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 당업자에게 본 발명을 상세히 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위해 사용된 것이 아니다.
본 발명에 따르면, 종래의 전주에 비해 압축강도, 균열하중 및 파괴하중이 현저하게 개선되어 가설된 전주에 대해 차량 충돌사고나 건축 또는 건설 상의 안전사고 등, 태풍, 폭풍, 해일, 집중호우, 폭설, 돌개바람 등의 자연력이 기 가설된 전주에 대한 충격으로 전달되는 경우에도 이에 대한 충분한 내구력이 보장되어 배전시스템에 특별한 영향을 미치지 않은 상태를 유지함으로써 전주 파손으로 인해 발생되는 전력공급의 단절, 전력의 누수 등의 문제를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 고강도 콘크리트 전주의 사시도이다.
도 2는 상기 도 1의 A-A'의 측단면도이다.
도 3 내지 도 5는 각각 도 1의 B-B', C-C' 및 D-D'의 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 고강도 콘크리트 전주를 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정흐름도이다.
<도면 주요부에 대한 설명>
10...콘크리트 전주 몸체 11...지지점
12a, 12b...인장근 13...전주 원구부
14...보강근 1 15...전주 말구부
16...보강근 2 18...나선형 철선

Claims (4)

  1. 고강도 콘크리트 전주 제조용 조성물에 있어서,
    5 내지 7 중량%의 물;
    20 내지 25 중량%의 시멘트;
    2 내지 3 중량%의 혼합재;
    20 내지 25 중량%의 잔골재;
    40 내지 50 중량%의 굵은골재; 및
    0.3 내지 0.4 중량%의 고성능감수제(AE);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고강도 콘크리트 전주 제조용 조성물.
  2. 고강도 콘크리트 제조방법에 있어서,
    (a)제1항에 따른 고강도 콘크리트 전주 제조용 조성물을 배합하는 단계;
    (b)상기 배합된 콘크리트 조성물을 콘크리트 투입기를 이용하여 소정의 배근구조가 구비된 전주 몰드에 콘크리트를 투입하는 단계;
    (c)상기 콘크리트가 투입된 전주 몰드를 조립하는 단계;
    (d)상기 조립된 전주몰드에 대해 인장시키는 단계;
    (e)상기 인장된 전주 몰드를 원심성형하는 단계;
    (f)상기 원심성형된 전주 몰드를 증기 양생하는 단계; 및
    (g)상기 증기 양생 후 몰드를 탈형시키는 단계;를 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 고강도 콘크리트 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 (b)단계의 배근구조는,
    전주의 길이 방향으로 내부에 중공이 형성되어 있는 도우넛 형의 콘크리트 전주체에 인장근, 보강근 1, 인장근 및 보강근 2가 순차로 동심원형으로 배근되어 있으며,
    상기 인장근은 전주 길이와 동일하게 삽설되어 있고,
    상기 보강근 1은 상기 인장근 길이의 80 내지 90%의 길이를 가지면서 전주 원구부로부터 시작하여 전주 말구부 방향으로 설치되며,
    상기 보강근 2는 상기 인장근 길이의 60 내지 70%의 길이를 가지면서 전주 원구부로부터 시작하여 전주 말구부 방향으로 설치되어 있으며,
    상기 배근 구조를 원형으로 감싸면서 배근된 나선형 철선이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 고강도 콘크리트 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보강근 1 및 2는 그 지름이 11.0 내지 13.0 밀리미터(㎜)이며, 상기 인장근의 지름은 13㎜인 것을 특징으로 하는 고강도 콘크리트 제조방법.
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