KR20130110250A - 터널공사의 콘크리트 양생을 위한 가열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트를 양생하기 위한 가열장치에 관한 것으로 더욱 자세하게는, 각종 건축공사, 토목공사 특히, 터널공사에서 콘크리트 타설을 위한 거푸집에 열을 가하여 콘크리트가 신속히 양생하게 되며 공시기간을 현저히 단축하고 공사비용을 월등히 절감할 수 있게 하고자, 본 발명은, 터널 내측에 콘크리트를 양생하기 위해 설치되는 거푸집의 외측면에 프레임이 부착된 터널공사의 콘크리트 양생을 위한 가열장치에 있어서, 상기 프레임 사이에 가로방향으로 끼워져 고정되고 상기 거푸집의 외측면을 따라 균일하게 밀착한 채로 열을 발산하는 가열판과; 상기 가열판의 내부에 일정한 간격으로 배치되는 호스와; 상기 프레임을 따라 가로방향으로 설치되며, 상기 가열판의 상부에서 호스로 온수를 분배하기 위한 공급관체와, 상기 가열판의 하부에서 온수를 회수하는 배출관체와; 상기 호스의 출/입구를 공급관체 또는 배출관체에 연결하는 연결관체와; 상기 공급관체로 온수를 공급하며 상기 배출관체가 연결되는 온수발생수단 및, 상기의 온수를 강제 순환시키는 펌프로 구성됨을 특징으로 하는 터널공사의 콘크리트 양생을 위한 가열장치를 제안한다.

Description

터널공사의 콘크리트 양생을 위한 가열장치{The heater for cure the concreted surface of tunneling work}

본 발명은 콘크리트를 양생하기 위한 가열장치에 관한 것으로 더욱 자세하게는, 각종 건축공사, 토목공사 특히, 터널공사에서 콘크리트 타설을 위한 거푸집에 열을 가하여 콘크리트가 신속히 양생하게 되며 공시기간을 현저히 단축하고 공사비용을 월등히 절감할 수 있는 터널공사의 콘크리트 양생을 위한 가열장치에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이 건축공사와 토목공사 등에서 콘크리트를 타설하기 위해서는 거푸집이 설치되고 상기 거푸집 내측으로 콘크리트가 타설된 다음 상기 콘크리트가 양생될 시간이 소요된다.

이와 같은 콘크리트 양생 시간은 콘크리트 타설 면적이 커지면서 더욱 길어지게 되며, 특히 거푸집의 순차적 이동에 따라 콘크리트가 타설되는 터널공사에서는 콘크리트 양생 시간은 공사기간과 공사비용에 상당한 비중을 차지하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 방편으로는 터널 내부에 열풍기, 히터, 등의 가열수단을 이용하여 양생을 돕게 되지만, 열 효율적으로 에너지의 손실이 많게 되어 비경제적이다.

또한, 전열선을 이용한 양생 방법으로는 콘크리트 타설시에 금속재의 거푸집 외표면에 길이를 따라 길게 전열선을 부착시키고 상기 전열선이 고정될 수 있도록 우레탄을 발포하여 고정한 다음, 전열선에 전원을 인가하여 금속 거푸집을 가열하게 됨에 따라 에너지의 손실이 거의 없이 신속하게 양생한다.

하지만, 위와 같은 전열선 양생 방법은 콘크리트 양생이 완료된 이후 설치된 전열선을 거푸집으로부터 해체하고자, 우레탄 등의 고정수단을 제거하기가 상당히 난해할 뿐만 아니라, 해체된 전열선은 파손 또는 심하게 손상되어 재활용되지 못하고 버려지게 된다. 이뿐만 아니라, 현장에서 전기 누설이나 누전 등으로 인한 안전사고의 발생위험이 매우 높은 결점과, 에너지 소모량이 많고 에너지효율이 떨어지는 등 비효율적인 문제점이 있다.

본 발명은 터널의 각 공사 구간마다 설치되는 거푸집의 외측면에 온수를 이용한 가열판을 부착하고 온열을 가함에 따라, 터널의 콘크리트 양생 시간을 현저히 단축하고 공사기간과 공사비용에 크게 줄일 수 있는 터널공사의 콘크리트 양생을 위한 가열장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 간단하면서도 견고한 구성으로 설치가 용이하며, 열에너지의 손실이 거의 없이 양생 공정을 수행한 다음, 간편하게 분리하여 반복적으로 재사용 가능한 터널 공사의 콘크리트 양생을 위한 가열장치를 제공함에 있다.

본 발명은, 터널 내측에 콘크리트를 양생하기 위해 설치되는 거푸집의 외측면에 프레임이 부착된 터널공사의 콘크리트 양생을 위한 가열장치에 있어서, 상기 프레임 사이에 가로방향으로 끼워져 고정되고 상기 거푸집의 외측면을 따라 균일하게 밀착한 채로 열을 발산하는 가열판과; 상기 가열판의 내부에 일정한 간격으로 배치되는 호스와; 상기 프레임을 따라 가로방향으로 설치되며, 상기 가열판의 상부에서 호스로 온수를 분배하기 위한 공급관체와, 상기 가열판의 하부에서 온수를 회수하는 배출관체와; 상기 호스의 출/입구를 공급관체 또는 배출관체에 연결하는 연결관체와; 상기 공급관체로 온수를 공급하며 상기 배출관체가 연결되는 온수발생수단 및, 상기의 온수를 강제 순환시키는 펌프로 구성됨을 특징으로 하는 터널공사의 콘크리트 양생을 위한 가열장치를 제안한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 가열판은 우레탄, 합성수지 중에서 선택된 하나의 것으로 형틀 속에서 발포 성형한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 공급관체와 배출관체에는 온도센서가 더 구비됨을 특징으로 한다.

이상과 같이 구성되는 본 발명은 간단한 구조로서 설치와 해체가 용이하여 작업인원을 감축시킬 수 있으며, 타설된 콘크리트가 신속하게 양생하여 공사기간을 단축시키고 공사비용을 절감할 수 있다. 특히 재활용되는 가열판은 산업폐기물을 줄이고 역시 공사비용을 크게 줄이는 경제적인 효과가 크다.

또한 본 발명은 거푸집에 부착되는 가열판과 프레임의 온수 관체를 연결관체로 간편하게 연결할 수 있음은 물론, 거푸집의 현장 설치여건에 따라 상기 가열판을 최적의 상태로 설치할 수 있는 유연성을 확보하고 건조효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 콘크리트 양생을 위한 가열판이 터널공사에서 사용되고 있는 상태의 도면.
도 2는 도 1에서의 "A"부분을 확대한 본 발명에 따른 가열장치의 주요부를 분해하여 도시한 분리사시도.
도 3은 본 발명에 따른 터널공사의 콘크리트 양생을 위한 가열장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 가열판의 종단면도.
도 5는 본 발명에 따른 가열장치의 공급관체를 프레임에 고정하는 상태의 단면도.

상기의 도면에 따르면 본 발명은, 터널(100) 내측에 콘크리트를 양생하기 위해 설치되는 거푸집(40)의 외측면에 프레임(42)이 부착된 터널공사의 콘크리트 양생을 위한 가열장치에 있어서, 상기 프레임(42) 사이에 가로방향으로 끼워져 고정되고 상기 거푸집(40)의 외측면을 따라 균일하게 밀착한 채로 열을 발산하는 가열판(10)과; 상기 가열판(10)의 내부에 일정한 간격으로 배치되는 호스(12)와; 상기 프레임(42)을 따라 가로방향으로 설치되며, 상기 가열판(10)의 상부에서 호스(12)로 온수를 분배하기 위한 공급관체(20)와, 상기 가열판(10)의 하부에서 온수를 회수하는 배출관체(21)와; 상기 호스(12)의 출/입구를 공급관체(20) 또는 배출관체(21)에 연결하는 연결관체(14)와; 상기 공급관체(20)로 온수를 공급하며 상기 배출관체(21)가 연결되는 온수발생수단 및, 상기의 온수를 강제 순환시키는 펌프(34)로 구성됨을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 하기에서 구체적으로 설명한다.

본 발명에서는 콘크리트를 타설하는 거푸집의 외측면에 가열판으로 열을 가하여 신속하게 콘크리트가 양생할 수 있도록 하는 터널공사의 콘크리트 양생을 위한 가열장치를 구현하고자 한다.

먼저, 온수를 이용한 본 발명의 가열판(10)은 터널(100)의 길이방향을 따라 길게 연속적으로 배치되는 것이 바람직하며, 일측면은 콘크리트 벽체(102)를 형성하기 위한 거푸집(40)의 내측면에 밀착될 수 있도록 거푸집 표면의 굴곡부와 직선부에 따라 동일하게 형성되는 접촉면(10a)을 가진다.

그리고, 상기 가열판(10)의 내부에는 호스(12)가 일정한 간격으로 배치되며, 가열판의 상부와 하부에는 상기 호스의 상부 입구와 하부 출구에 구비되고 연결구(18)가 노출되어 있다.

상기 가열판(10)은 호스(12)가 지그재그로 구비되어 열 접촉면적이 확대되도록 한다. 상기의 호스(12)는 가열판에 세로방향으로 지그재그 형태로 배치하여 온수가 가열판 내부에서 오래도록 열교환이 이루어지게 함과 더불어 열 접촉면적을 넓혀 열효율이 높이게 된다. 이때 상기 호스(12)를 도 3에서처럼, 아래로 경사로 배치하게 되면 온수의 흐름을 원활히 함과 더불어, 호스 내부에 물이 남아 있지 않아 동절기에 얼어서 막히거나 동파를 방지하게 된다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 가열판(10)은 호스(12)가 접촉면(10a)에 근접하도록 구성된다. 즉 상기 가열판은 보온재로서 호스의 온열이 거푸집 쪽으로 발산하도록 하기 위해, 상기 호스를 거푸집에 가깝도록 접촉면(10a)에 근접시킴에 따라 열전달을 좋게 하고 온열의 누설을 방지한다.

여기서, 상기의 가열판(10)은 우레탄, 합성수지 중에서 선택된 하나의 것으로 형틀 속에서 발포 성형하여서 된 것이다. 다시 말해 상기의 가열판(10)은 보온능력을 가지는 각종 수지에 의해서 성형되는 것이 바람직하며, 이는 상기의 가열판에 대응하는 소정의 형틀을 구성하고 내측 바닥으로 호스(12)를 배치한 다음, 상기의 형틀에 우레탄 또는 합성수지 중에서 선택된 것을 투입하여 발포 성형하게 됨에 따라, 간편하고 대량생산이 가능하게 된다.

한편, 거푸집(40)의 외측 표면으로는 전술한 가열판(10)을 고정시키기 위한 수단을 가진다. 즉, 상기 가열판은 일정한 폭으로 형성되며 소정을 길이를 가지면서 터널의 길이방향을 따라 길게 연속적으로 설치되는 것으로, 상기 거푸집의 외측 표면에는 가열판이 밀착되도록 고정수단이 필요하다.

상기의 고정수단으로는 가열판에 플랜지를 두고 나사 등으로 체결시킬 수 있고, 또는 상기 거푸집에 필수적으로 구비되어 있는 프레임(42)을 이용하여 가열판을 고정함에 별도의 장치를 구비하지 않고도 쉽게 고정할 수 있게 된다.

상기의 도 2를 참조하면, 상기 거푸집(40)의 외측 표면에는 터널(100)의 길이방향을 따라서 거푸집들을 고정할 수 있는 통상의 프레임(42)이 일정한 간격을 두고 가로 및 세로방향으로 설치되어 있고, 상부와 하부의 프레임 사이에 전술한 가열판(10)을 끼워 고정하게 된다.

이때, 상기 프레임의 근접부분으로 가열판에 회동하는 고정핀(16)을 설치한 다음, 상기 고정핀을 프레임 상면으로 회동시키면 가열판을 프레임에 더욱 견고하게 고정할 수 있을 것이다.

상기 프레임(42)에는 가열판(10)으로 온수를 분배하기 위한 공급관체(20)와, 가열판에서 빠져나온 물을 모아 재순환시키는 배출관체(21)가 구비된다.

상기 공급관체(20)와 배출관체(21)에는 일정한 간격으로 연결구(22)가 구비되는데, 이는 호스(12)의 간격과 동일하다. 상기 연결구(22)는 가열판의 상/하부에 노출되어 있는 호스 연결구(18)와 동일한 간격이고, 연결관체(14)를 통해 서로 연결된다.

여기서 본 발명에 따르면, 상기 연결관체(14)는 플렉시블 호스로 구성하는 것이 바람직하며, 유연성 및 신축성을 가진다. 다시 말해, 상기 프레임(42) 측면에 부착되어 있는 공급관체(20)와 배출관체(21)의 연결구(18)를 가열판의 연결구(22)에 유연하게 연결할 수 있게 함으로써, 상기의 호스(10)와 관체(20,21)의 연결시 발생하는 오차를 플렉시블 호스로 자연스럽게 연결하여 온수가 원활하게 흐르도록 한다.

또한 본 발명에 따르면, 상기 공급관체(20)와 배출관체(21)에는 온도센서(26a,26b)가 더 구비됨을 특징으로 한다. 즉 상기의 제1온도센서(26a)는 공급관체(20)로 유입되는 온수의 온도를 감지하고 상기의 제2 온도센서(28b)가 배출관체(21)를 통해 빠져나오는 물의 온도를 감지하여, 보일러(30)의 컨트롤러(32)에 전달하면 상기의 보일러에서는 온수의 온도를 조절하며, 컨트롤러에 이미 설정되어 있는 온도로 온수를 발생시켜 상기 공급관체로 보내게 되는 것이다.

이를 위해, 상기 본 발명에서는 물을 가열하여 온수를 발생시키는 온수발생수단인 보일러(30)와, 상기 보일러의 작동을 제어하기 위한 컨트롤러(32)가 구비된다. 상기 보일러(30)는 온수의 공급구 측이 순환관체(24)를 통해 상부 공급관체(14)에 연결되고, 하부의 배출관체(21)는 순환관체(25)를 통해 보일러의 물 유입구 측에 연결되어 온수(물)가 지속적으로 순환된다. 여기서 상기 순환관체(24)에는 순환펌프(24)를 구비하여 온수를 강제 순환시킨다.

그리고 상기 배출관체(21)에는 배수구(28)가 구비되며, 상기 순환관체(24,25)와 배수구(28)에는 밸브(27)가 구비되어 있다. 상기 밸브(27)는 수동으로 구성하거나 또는, 상기 컨트롤러에 의해 자동으로 작동을 제어할 수는 솔레노이드밸브로 구성할 수도 있다.

본 발명은 공급관체(20)와 배출관체(21)을 프레임에 고정하기 위한 수단으로, 태그 용접으로 접합거나 또는 볼트 등의 체결구이 구비된다. 이때 금속으로 된 관체를 용접으로 고정하게 되면 부착은 간편하지만 관체에 구멍이 나거나 관체(20,21)를 분리시 용접부가 남게 됨으로 상기의 도 5에서처럼, 프레임(42)의 볼트구멍에 U볼트(44)를 끼워 관체를 고정하는 것이 바람직하다. 이렇게 되면 상기의 관체를 금속이 아닌 합성수지나 고무 등과 같은 비금속성 파이프(호스)로 유용하게 사용할 수 있다.

한편, 상기의 보일러(30)는 본 발명의 출원인과 동일한 출원인에 의해 선 제안된 바에 있는 국내등록특허 제10-0815719호(2008.03.14.)의 '수직형 전기보일러'가 가장 바람직하며, 이는 단시간에 고온으로 가열된 온수를 지속적으로 사용할 수 있어 열효율이 높은 것으로, 이미 공지된 바에 따라 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 또한 통상의 온수보일러, 열교환기 등을 포함한다. 그리고 상기 콘트롤러(32)는 온도조절구, 온도표시구, 타이머, 전원부 등을 구비한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 터널공사의 콘크리트 양생을 위한 가열장치는 다음과 같이 사용된다.

상기의 거푸집을 설치하여 콘크리트를 타설시킨 이후, 거푸집(40)을 구성하고 있는 프레임(42)의 길이방향을 따라서 보온재에 의해서 성형된 가열판(10)들을 연속적으로 그리고 상/하부면을 따라 거푸집을 전체적으로 부착시킨다. 이후 상기 프레임에 공급관체(20)와 배출관체(21)를 가로방향으로 부착한 다음, 상기 관체와 호스를 연결관체(14)로 연결하고, 상기 보일러(30)의 온수 공급구와, 유입구 측에 순환관체(24,25)를 각각 연결시킨다.

다음, 상기 가열판(10)의 내부 호스를 따라 온수가 흐름에 따라 터널 콘크리트 벽체(102)가 가열되면서 콘크리트의 양생이 촉진되기 시작하며, 이후 양생이 완료되고 나면 각 연결관체를 분리한 후, 가열판(10)를 탈리시킨 다음, 다음 콘크리트 타설을 위한 위치로 이동하여 반복적으로 양생공정을 수행하게 된다.

10:가열판 12:호스 14:연결관체
16:고정핀 18,22:연결구 20:공급관체
21:배출관체 22:연결구 24:순환관체
25:순환관체 26a,26b:온도센서 27:밸브
28:배수구 30:보일러 32:컨트롤러
40:거푸집 42:프레임 44:U볼트
100:터널 102:벽체

Claims (3)

1. 터널(100) 내측에 콘크리트를 양생하기 위해 설치되는 거푸집(40)의 외측면에 프레임(22)이 부착된 터널공사의 콘크리트 양생을 위한 가열장치에 있어서,
   상기 프레임(42) 사이에 가로방향으로 끼워져 고정되고 상기 거푸집(40)의 외측면을 따라 균일하게 밀착한 채로 열을 발산하는 가열판(10)과;
   상기 가열판(10)의 내부에 일정한 간격으로 배치되는 호스(12)와;
   상기 프레임(42)을 따라 가로방향으로 설치되며, 상기 가열판(10)의 상부에서 호스(12)로 온수를 분배하기 위한 공급관체(20)와, 상기 가열판(10)의 하부에서 온수를 회수하는 배출관체(21)와;
   상기 호스(12)의 출/입구를 공급관체(20) 또는 배출관체(21)에 연결하는 연결관체(14)와;
   상기 공급관체(20)로 온수를 공급하며 상기 배출관체(21)가 연결되는 온수발생수단 및, 상기의 온수를 강제 순환시키는 펌프(34)로 구성됨을 특징으로 하는 터널공사의 콘크리트 양생을 위한 가열장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 가열판(10)은 우레탄, 합성수지 중에서 선택된 하나의 것으로 형틀 속에서 발포 성형한 것을 특징으로 하는 콘크리트 양생을 위한 가열장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 공급관체(20)와 배출관체(21)에는 온도센서(26a,26b)가 더 구비됨을 특징으로 하는 콘크리트 양생을 위한 가열장치.

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