KR20120055857A - 상부 가압 구조의 뚜껑을 구비한 초고성능 콘크리트 제작용 거푸집 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 UHPC 부재 제작용 거푸집 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 거푸집 장치는, UHPC가 타설되는 본체(20)와, 상기 본체(20) 위에 덮여서 상기 본체(20)와 결합되는 뚜껑 부재(10)로 구성되며; 상기 뚜껑 부재(10)는 내부에 공간을 가지고 있고; 상기 뚜껑 부재(10)의 내부 공간 하부에는 가압판(11)이 배치되며; 상기 뚜껑 부재(10)에는, 실린더(130) 및 신축되는 로드(131)로 이루어진 유압승하강수단(13)이 복수개로 고정되어 있고; 상기 로드(131)의 하향 단부에 가압판(11)의 상면이 결합되어 있으며; 본체(20)에 UHPC가 타설된 상태에서 복수개의 유압승하강수단(13)에 동시에 동일한 유압이 작용하여 로드(131)가 신장됨으로써, 가압판(11)이 UHPC 상면 방향으로 하강하여 UHPC의 상면을 가압함으로써, UHPC 상면을 원하는 형태로 처리하게 되는 구성을 가지는 것을 특징으로 한다.

Description

상부 가압 구조의 뚜껑을 구비한 초고성능 콘크리트 제작용 거푸집 장치{Mold Device for Ultra High Performance Concrete}

본 발명은 상부 가압 구조의 뚜껑을 구비한 초고성능 콘크리트 제작용 거푸집 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 굵은 골재를 함유하지 아니하는 조성을 가지고 150MPa 이상의 압축강도를 가지는 초고성능 콘크리트(Ultra High Performance Concrete/"UHPC")를 타설하여 UHPC 부재를 제작하기 위한 거푸집 장치로서, UHPC가 가지고 있는 물성으로 인하여 UHPC 부재의 표면을 매끈하게 만들거나 UHPC 부재와 이종재료 간의 부착을 위하여 UHPC 부재의 표면에 조도를 부여하기 어려웠던 종래의 애로사항을 해결할 수 있도록, 거푸집 장치의 뚜껑 내부에 가압판을 설치하고 유압 등에 의하여 가압판을 하향시키는 구조를 가짐으로써 위와 같은 종래의 애로사항을 해소할 수 있는 거푸집 장치에 관한 것이다.

초고성능 콘크리트 즉, UHPC를 이용하여 콘크리트 부재를 제작할 때의 애로 사항 중의 하나는, UHPC의 고유한 물성으로 인하여 UHPC 부재의 표면을 매끈하게 만들거나 UHPC 부재와 이종재료 간의 부착을 위하여 UHPC 부재의 표면에 조도를 부여하기 어렵다는 것이다.

UHPC는 배합설계상 배합수가 극히 소량만 투입되므로, UHPC를 배합한 후 타설할 때까지의 짧은 시간 동안에도 그 표면이 급속하게 경화되는 특성이 있다. 또한 UHPC는 점성도 크기 때문에 흙손이나 기타 도구를 사용하여 표면을 매끄럽게 다듬는 등의 표면처리가 매우 어렵다. 따라서 종래의 UHPC 부재는 그 표면이 매우 거칠게 제작되는 경우가 많으며, 이러한 UHPC 부재의 거친 표면을 매끈하게 다듬기 위해서는 연마 등과 같은 별도의 면 고르기 작업이 후속되어야 한다. 그런데 UHPC는 150MPa 이상의 압축강도를 가질 정도로 초고강도를 가지고 있으므로, 연마 등의 면 고르기 작업을 수행하기가 매우 어려우며, 그에 소요되는 시간과 비용도 매우 커지게 된다.

이와 같은 한계를 극복하기 위하여 UHPC를 거푸집에 타설한 후, 거푸집의 상면에 뚜껑을 씌우는 방식을 채용하는 경우도 있다. 그러나 이 경우에도 UHPC를 거푸집에 타설한 후 거푸집 상부에 뚜껑을 씌울 때까지의 시간이 매우 짧아야 한다. 그러나 수작업으로 뚜껑을 씌울 때에는 거푸집의 개방부에 뚜껑을 맞추어야 하는 작업들이 수반되므로, 신속하게 뚜껑을 씌우는 일이 결코 용이하지 않다.

또한 단순히 거푸집 상면에 뚜껑을 씌우는 것에 그치지 않고, 뚜껑을 가압해야 할 필요가 있다. 거푸집에 타설된 UHPC에 뚜껑을 씌우는 경우, 타설된 UHPC의 표면에 잔류하는 공기방울 등으로 인하여, 완성된 UHPC 부재의 표면에 공기구멍이 생기게 되는 경우가 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해서는 타설된 UHPC의 표면에 부직포 등을 포설한 뒤 뚜껑을 덮어서, UHPC 표면과 거푸집의 뚜껑 사이에 잔류하고 있는 공기를 부직포 등이 흡수하게 만들어서 공기방울을 제거함으로써, 매끈한 표면상태를 얻을 수 있는데, 이를 위해서는 뚜껑 전체에 고르게 일정 압력이 신속하게 가해져야만 한다. 그러나 수작업으로는 거푸집 상부에 뚜껑을 씌우는 작업을 신속하게 수행하기가 어려울 뿐만 아니라, 일정 압력을 뚜껑 전체에 고르게 가하기는 더욱 어렵다.

한편, 보통 콘크리트의 경우, 거푸집에 타설한 후, 타설된 보통 콘크리트의 표면을 흙손 등으로 다듬는 표면처리과정을 거치면서 콘크리트 상면에 일정 수준의 조도가 형성되며, 이러한 조도는 이종재료(예를 들면, 아스팔트포장)와의 부착에 필요한 접착력을 제공하게 된다. 그러나 UHPC의 경우에는 점성이 크고 표면 경화도 매우 신속히 일어나기 때문에, 흙속 등을 이용하여 수작업으로 UHPC 표면을 긁어서 무늬 등을 그려 넣기가 매우 어려우며, 이러한 수작업에 의한 무늬 형성 등의 표면처리작업으로는 이종재료와의 충분한 접착력을 제공할 수 있는 표면의 조도를 제공하기가 불가능하다.

특히, 앞서 설명한 것처럼 거푸집에 UHPC를 타설하고 뚜껑을 덮어서 표면처리를 하는 경우, 제작된 UHPC 부재의 표면이 너무 매끄러운 상태가 되어, 오히려 아스팔트포장 등 이종재료와의 부착에 문제가 발생한다.

본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 거푸집에 UHPC를 타설하여 UHPC 부재를 제작함에 있어서, 필요한 경우에는 연마 등과 같은 사후 면 고르기 작업 없이도, UHPC 제작시부터 그 표면(상면)을 매끄럽게 만들 수 있으며, 이종재료와의 결합을 위하여 그 표면에 소정의 조도를 부여할 필요가 있는 경우에도, 별도의 번거로운 표면처리작업을 수행하지 않고서도 용이하고 신속하게 원하는 정도의 조도를 UHPC 부재의 표면에 부여할 수 있는 UHPC 부재 제작용 거푸집 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, UHPC가 타설되는 본체와, 상기 본체 위에 덮여서 상기 본체와 결합되는 뚜껑 부재로 구성되며; 상기 뚜껑 부재는 내부에 공간을 가지고 있고; 상기 뚜껑 부재의 내부 공간 하부에는, 가압판이 배치되며; 상기 뚜껑 부재에는, 실린더 및 신축되는 로드로 이루어진 유압승하강수단이 복수개로 고정되어 있고; 상기 로드의 하향 단부에 가압판의 상면이 결합되어 있으며; 본체에 UHPC가 타설된 상태에서 복수개의 유압승하강수단에 동시에 동일한 유압이 작용하여 로드가 신장됨으로써, 가압판이 UHPC 상면 방향으로 하강하여 UHPC의 상면을 가압하게 되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 UHPC 부재 제작용 거푸집 장치가 제공된다.

이러한 본 발명의 거푸집 장치에 있어서, 하면에 무늬돌기가 돌출 형성되어 있는 무늬성형판이 상기 가압판의 하면에 부착되어 있어; 가압판이 UHPC 상면 방향으로 하강하여 UHPC의 상면을 가압하였을 때, UHPC의 상면에는 무늬성형판의 하면에 돌출 형성되어 있는 무늬돌기에 대응되는 무늬가 형성되어, UHPC 부재의 표면에 조도가 부여되도록 구성될 수도 있다.

본 발명에 따른 거푸집 장치에서는, 유압에 의해 작동되는 유압승하강수단에 의해 가압판이 UHPC의 경화 이전에 UHPC의 표면 위로 신속하게 덮이게 되며, 더나아가 UHPC 표면을 가압하게 되는 가압 작동이 신속하게 이루어지게 되므로, UHPC의 표면이 경화되기 전에 신속한 표면 가압에 의한 매끈한 표면 처리를 수행할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

특히, 본 발명의 거푸집 자치에 의하면, 이러한 가압판에 의한 압력이 UHPC의 상면 전체적으로 그리고 균등하게 가해지게 되어, 최종 생산된 UHPC 부재의 표면이 매우 고르게 되는 효과가 발휘된다.

더나아가 거푸집에 타설된 UHPC의 표면과 상기 가압판 사이에 잔류할 수 있는 공기방울을 제거하기 위하여, 타설된 UHPC의 표면에 부직포 등을 포설한 상태에서 가압하는 것이 매우 용이하며, 따라서 이와 같은 부직포 등의 포설에 의한 공기방울 제거 효과가 효과적으로 발휘되며, 그에 따라 매끄러운 표면의 UHPC 부재를 용이하게 생산할 수 있게 되는 장점이 있다.

또한 본 발명의 거푸집 장치에서는 하면에 무늬돌기가 형성되어 있는 무늬성형판을 이용함으로써, 별도의 번거로운 표면처리작업을 수행하지 않고서도, 아스팔트 포장 등 이종재료와의 부착을 위해 UHPC 부재에, 소정의 필요한 표면 조도를 용이하게 부여할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.

도 1은 본 발명에 따른 거푸집 장치의 개략적인 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 거푸집 장치의 뚜껑 부재에 대한 개략적인 단면 사시도로서, 도 1의 선 A-A에 따른 단면 사시도이다.
도 3 내지 도 5는 각각 본 발명에 따른 거푸집 장치의 조립된 상태에 대한 개략적인 단면도로서, 도 3은 UHPC가 본체에 타설되고 아직 뚜껑 부재의 가압판이 내려오지 아니한 상태를 보여주는 것이며, 도 4는 뚜껑 부재의 가압판이 내려와서 UHPC의 상면을 가압하는 상태를 보여주는 것이고, 도 5는 도 4의 상태에 후속하여 뚜껑 부재의 가압판이 상승하고, UHPC 상면에 무늬가 형성된 상태를 보여주는 것이다.
도 6 내지 도 8은 각각 도 3 내지 도 5에 대응되는 개략적인 단면도로서, UHPC 부재의 표면에 필요한 조도를 부여하기 위하여 무늬성형판을 구비한 본 발명의 또다른 실시예에 따른 거푸집 장치의 개략적인 단면도이다.
도 9 및 도 10은 각각 도 8에 대응되는 개략적인 단면도로서, 도 9는 UHPC 부재의 표면에 필요한 조도를 부여하기 위하여 무늬성형판을 가압판의 하면에 미리 부착해놓은 실시예에 따른 거푸집 장치의 개략적인 단면도이고, 도 10은 가압판의 하면에 무늬돌기를 형성한 발명의 또다른 실시예에 따른 거푸집 장치의 개략적인 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.

도 1에는 본 발명에 따른 거푸집 장치(1)의 개략적인 분해 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명에 따른 거푸집 장치(1)의 뚜껑 부재(10)에 대한 개략적인 단면 사시도로서, 도 1의 선 A-A에 따른 단면 사시도가 도시되어 있다. 도 3 내지 도 5에는 각각 본 발명에 따른 거푸집 장치의 조립된 상태에 대한 개략적인 단면도가 도시되어 있는데, 도 3에는 UHPC가 본체에 타설되고 아직 뚜껑 부재(10)의 가압판(11)이 내려오지 아니한 상태가 도시되어 있고, 도 4에는 뚜껑 부재(10)의 가압판(11)이 내려와서 UHPC의 상면을 가압하는 상태가 도시되어 있으며, 도 5에는 도 4의 상태에 후속하여 뚜껑 부재의 가압판이 상승하여 UHPC의 상면이 매끈하게 처리된 상태가 도시되어 있다.

도면에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 거푸집 장치(1)는, UHPC가 타설되어 채워져서 설계했던 부재를 만들게 되는 본체(20)와, 상기 본체(20)의 개방된 상부를 덮게 되는 뚜껑 부재(10)를 포함하여 구성된다.

상기 본체(20)와 뚜껑 부재(10)는 견고하게 체결되어 결합되는데, 이를 위하여 본체(20)의 상면 가장자리에는 본체 결합플랜지(21)가 형성되어 있고, 뚜껑 부재(10)에도 대응되는 뚜껑 결합플랜지(12)가 형성되어 있다. 따라서 본체(20)의 상부에 뚜껑 부재(10)가 덮이게 되면, 상기 본체 결합플랜지(21)와 뚜껑 결합플랜지(12)가 서로 마주접하게 되고, 볼트 등과 같은 체결수단(23)이 본체 결합플랜지(21)와 뚜껑 결합플랜지(12)를 관통하여 고정됨으로써, 뚜껑 부재(10)와 본체(20)가 견고하게 결합된다.

본 발명의 거푸집 장치(1)에서 상기 뚜껑 부재(10)는 내부에 공간을 가지는데, 상기 뚜껑 부재(10)의 내부 공간 하부에는 가압판(11)이 승강 가능하게 설치되어 있다. 상기 가압판(11)은, 본체(20) 내에 UHPC가 타설된 상태에서 상기 UHPC의 상면에 접촉하여 가압하게 되는 판인데, 유압승하강수단(13)에 의하여 상기 뚜껑 부재(10)의 내부에서부터 본체(20)의 내부로 승,하강한다.

구체적으로 상기 가압판(11)의 상면 즉, 뚜껑 부재(10)의 내부 공간을 향하는 면에는 유압승하강수단(13)이 설치되어 있고, 상기 유압승하강수단(13)은 뚜껑 부재(10)에 고정되어 있다. 즉, 도면에 도시된 실시예처럼, 유압승하강수단(13)의 실린더(130)는 뚜껑 부재(10)에 형성된 구멍에 끼워져서 고정되고, 유압승하강수단(13)의 신축되는 로드(131)는 상기 가압판(11)과 결합되어 있는 것이다. 상기 유압승하강수단(13)은 복수개로 구비되는데, 하나의 유압공급장치로부터 유압을 공급받게 되는 것이 바람직하며, 그에 따라 복수개의 유압승하강수단(13)은 동일한 유압을 받는다. 즉, 본 발명에서 복수개의 유압승하강수단(13)의 로드(131)는 동일한 길이로 그리고 동시에 신축하게 되는 것이다.

다음에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 거푸집 장치(1)를 이용하여 UHPC 부재를 제작하는 과정을 살펴본다.

도 3에 도시된 것처럼, 본체(20) 내의 공간에 UHPC가 채워지고, 본체(20) 위로 뚜껑 부재(10)가 덮이고, 본체(20)와 뚜껑 부재(10)가 결합플랜지에서 서로 체결된다. 이 때, 가압판(11)은 뚜껑 부재(10) 내에 상승되어 있는 상태인데, 유압공급장치로부터 유압이 가해지게 되면 유압승하강수단(13)의 로드(131)가 신장하면서 가압판(11)이 하강하게 되고, 본체(20)에 채워진 UHPC의 상부를 가압하게 된다. UHPC 경화 후 로드(131)를 수축시켜 가압판(11)을 상승시키게 되면, 도 5에 도시된 것처럼, 가압판(11)의 매끈하고 고른 하면에 대응되어, UHPC의 상면도 매끈하게 처리된 상태를 이루게 된다.

이와 같이 본 발명에서는 유압에 의해 유압승하강수단(13)의 로드(131)가 신장하여 가압판(11)을, 거푸집에 타설된 UHPC의 상면으로 가압하게 되므로, 가압판(11)이 UHPC 표면 위로 신속하게 덮이게 되며, 더나아가 UHPC 표면을 가압하게 되는 가압 작동이 신속하게 이루어질 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 거푸집 장치에 의하면, UHPC의 표면이 경화되기 전에 신속한 표면 가압에 의한 매끈한 표면 처리를 수행할 수 있게 되는 장점이 있다.

특히, 이러한 가압판(11)에 의해서 가해지는 압력이 UHPC의 상면 전체적으로 그리고 균등하게 가해지게 되어, 최종 생산된 UHPC 부재의 표면이 매우 고르게 되는 효과가 발휘된다. 거푸집에 타설된 UHPC의 표면과 상기 가압판(11) 사이에 잔류할 수 있는 공기방울을 제거하기 위하여, 타설된 UHPC의 표면에 부직포 등을 포설하고, 포설된 부직포 등의 위로 가압판(11)을 덮는 경우에, 본 발명의 거푸집 장치에서는 위에서 설명한 바와 같이, 가압판(11) 전체에 고르게, 그리고 신속하게 압력을 가할 수 있으므로, 이와 같은 부직포 등의 포설에 의한 공기방울 제거 효과가 우수하며 그에 따라 매끄러운 표면의 UHPC 부재를 용이하게 생산할 수 있다.

한편, 아스팔트 포장 등 이종재료와의 부착을 위해 UHPC 부재에, 소정의 필요한 표면 조도를 부여하여야 하는데, 본 발명의 거푸집 장치에서는 하면에 무늬돌기가 형성되어 있는 무늬성형판을 이용함으로써 이를 쉽게 달성할 수 있다.

도 6 내지 도 8은 각각 도 3 내지 도 5에 대응되는 본 발명에 따른 거푸집 장치의 조립된 상태에 대한 개략적인 단면도이다.

UHPC 부재의 표면에 소정의 표면 조도를 부여하기 위해서, 본 발명에 따른 거푸집 장치에서는 도 6에 도시된 것처럼, 하면에 무늬돌기(110)가 돌출 형성되어 있는 무늬성형판(100)을 상기 가압판(11)의 하면에 배치하여 사용한다.

도면에 예시된 것처럼, 거푸집의 본체(20)에 UHPC가 타설된 상태에서, UHPC의 상면에, 상기 무늬성형판(100)을 배치한다. 이 때, 무늬성형판(100)의 하면에 돌출 형성된 무늬돌기(110)는 UHPC를 향하게 되고, 상기 무늬성형판(100)의 상부에 가압판(11)이 위치하게 된다. 이러한 상태에서 유압승하강수단(13)에 유압을 가하여 로드(131)를 신장시켜 가압판(11)이 하강함으로써, 도 7에 도시된 것처럼, UHPC 방향으로 무늬돌기(110)가 돌출되어 있는 무늬성형판(100)이 UHPC의 상면에 닿은 채로, 가압판(11)이 UHPC의 상부를 가압하게 만든다. 후속하여 도 8에 도시된 것처럼, 로드(131)의 수축에 의해 가압판(11)을 상승시키고, 무늬성형판(100)을 UHPC의 표면에서 들어내어 제거하게 되면 UHPC의 상면에는 무늬성형판(100)의 하면에돌출 형성되어 있는 무늬돌기(110)에 대응되는 무늬가 형성되어, UHPC 부재의 표면이 원하는 조도를 가질 수 있게 된다. 즉, 무늬성형판(100)을 UHPC의 상면에 올려놓은 상태에서 상태에서 가압판(11)을 가압하는 것만으로도 쉽게 UHPC 부재의 표면에 필요한 정도의 조도를 부여할 수 있게 되는 것이다. 상기 무늬성형판(100)의 하면에 돌출된 무늬돌기(110)의 크기와 종류, 그리고 돌출 정도를 필요에 따라 조절함으로써 원하는 조도를 UHPC 부재의 표면에 용이하게 부여할 수 있다.

도 9 및 도 10는 본 발명의 또다른 실시예에 대해 각각 도 8에 대응되는 개략적인 단면도를 도시한 것인데, 앞서 설명한 것처럼, 이와 같이 무늬성형판(100)과 가압판(11)을 별도의 부재로 제작하여, UHPC의 상면에 무늬성형판(100)을 올려놓은 상태에서 가압판(11)으로 무늬성형판(100)을 가압할 수도 있지만, 도 9에 도시된 실시예처럼, 가압판(11)의 하면에 무늬성형판(100)을 일체로 부착할 수도 있다. 즉, 무늬성형판(100)을 가압판(11)의 하면에 미리 부착해둘 수도 있는 것이다. 또한 도 10에 도시된 것처럼, 별도의 무늬성형판(100) 없이, 가압판(11)의 하면에 무늬돌기(110)를 형성할 수도 있다. 즉, 원하는 형태의 다양한 무늬돌기(110)가 하면에 형성된 여러 개의 가압판(11)을 준비해두고, 필요에 따라 가압판(11)을 선택하여 사용할 수도 있는 것이다.

1: 거푸집 장치
10: 뚜껑 부재
20: 본체

Claims (4)

1. UHPC가 타설되는 본체(20)와, 상기 본체(20) 위에 덮여서 상기 본체(20)와 결합되는 뚜껑 부재(10)로 구성되며;
   상기 뚜껑 부재(10)는 내부에 공간을 가지고 있고;
   상기 뚜껑 부재(10)의 내부 공간 하부에는, 가압판(11)이 배치되며;
   상기 뚜껑 부재(10)에는, 실린더(130) 및 신축되는 로드(131)로 이루어진 유압승하강수단(13)이 복수개로 고정되어 있고;
   상기 로드(131)의 하향 단부에 가압판(11)의 상면이 결합되어 있으며;
   본체(20)에 UHPC가 타설된 상태에서 복수개의 유압승하강수단(13)에 동시에 동일한 유압이 작용하여 로드(131)가 신장됨으로써, 가압판(11)이 UHPC 상면 방향으로 하강하여 UHPC의 상면을 가압하게 되는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 UHPC 부재 제작용 거푸집 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   하면에 무늬돌기(110)가 돌출 형성되어 있는 무늬성형판(100)이 구비되어 있어;
   상기 무늬성형판(100)은, 상기 본체(20)에 타설된 UHPC 상면에 놓이고;
   상기 가압판(11)이 UHPC 상면 방향으로 하강하여 상기 무늬성형판(100)을 UHPC의 상면 방향으로 가압함으로써, UHPC의 상면에 무늬성형판(100)의 무늬돌기(110)에 대응되는 무늬가 형성되어 UHPC 부재의 표면에 조도가 부여되도록 하는 것을 특징으로 하는 UHPC 부재 제작용 거푸집 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 무늬성형판(100)은 상기 가압판(11)의 하면에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 UHPC 부재 제작용 거푸집 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 가압판(11)이 UHPC 상면 방향으로 하강하여 UHPC 상면을 가압하였을 때, UHPC의 상면에 무늬가 형성되어 UHPC 부재의 표면에 조도가 부여되도록, 상기 가압판(11)의 하면에는 무늬돌기(110)가 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 UHPC 부재 제작용 거푸집 장치.

Images