KR20150017165A - 다층 동시성형 보도블록 그리고 이의 제조장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나의 형틀에서 기초층과 미장층을 동시에 적재한 뒤 한번의 누름공정으로 이들이 동시 다짐되도록 하여 생산성이 두배 빨라지도록 한 다층 동시성형 보도블록 제조장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 상하부가 관통되고, 내부에 굵은골재가 채워지는 형틀; 간헐적으로 이송되다가 상기 형틀에서 상승된 뒤 개방된 밑면을 막아 굵은골재를 받쳐주고, 블록이 성형되면 하강되어 블록을 건조장으로 이송시키는 성형판; 몰탈과 교반중인 굵은골재를 정량 공급받아 상기 형틀 상부로 운반하는 굵은골재 공급통; 상기 굵은골재 공급통의 반대쪽에서 몰탈과 교반중인 작은골재를 정량 공급받아 상기 형틀 상부로 운반하는 작은골재 공급통; 상기 작은골재 공급통과 상기 형틀의 사이에서 왕복이동되고, 상기 형틀의 상부에 겹쳐지면 작은골재가 굵은골재의 위쪽에 적재되는 공간을 제공하는 골재안내수단; 그리고 상기 형틀에 진동이 가해지는 동안 상기 작은골재가 상기 골재안내수단에서 형틀 내부로 가압되어 굵은골재와 함께 다져지도록 하는 누름수단으로 구성된 특징이 있다.

Description

다층 동시성형 보도블록 그리고 이의 제조장치 및 방법{The multi layer forming sidewalk, its apparatus and method for manufacturing}

본 발명은 다층 동시성형 보도블록 그리고 이의 제조장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 굵은골재의 기초층 위에 작은골재의 미장층을 2단으로 적재한 뒤 이들을 동시에 가압 및 진동시키면 다짐과정에서 기초층과 미장층이 결속되므로 분리 다짐할 때보다 투수성 및 생산성이 향상되는 다층 동시성형 보도블록 그리고 이의 제조장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 보도블록은 굵은골재로 기초층을 만들고 그 위에 작은골재를 덮어 미장층을 만들었다. 특허 제863197호, 특허 제960955호 및 특허 제1020633호에서 기초층과 미장층은 건식공법으로 제작되는데, 먼저 형틀에 기초층을 깔고 가압 및 진동을 실시하여 다짐한 뒤 기초층 위에 미장층을 씌우고 가압 및 진동을 실시하는 이중의 다짐으로 생산되었다. 건식공법은 주로 진동 고압방식의 금형을 이용하여 만드는 형식으로서, 소량의 물을 넣어 시멘트와 골재를 반죽하므로 물기가 거의 없는 특성으로 인해 불량품이 생산되더라도 파쇄 후 골재를 다시 재활용할 수 있는 장점이 있다.

그러나 종래의 특허들은 하나의 형틀에서 기초층과 미장층을 가압 성형해야되므로 기초층을 먼저 눌러 미장층이 투입될 자리를 확보하는 전처리 공정이 필요하므로 작업성 및 투수성이 떨어지는 단점이 있었다. 즉 형틀에 굵은골재의 기초층을 채운 뒤 누름수단으로 표면을 누르면서 형틀에 진동을 가해 미장층이 투입될 공간을 확보하는 1차누름공정이 실시되고, 이후 형틀 상부에 만들어진 공간으로 작은골재의 미장층을 붓고 누름수단으로 표면을 재차 누르면서 형틀에 진동을 가해 미장층과 기초층이 최종적으로 다짐되도록 하는 2차누름공정이 실시된다.

따라서 종래의 생산방법은 하나의 형틀에서 기초층과 미장층을 성형해야되므로 2단계의 누름공정이 필요하여 생산성이 떨어지고, 또한 기초층을 누른 뒤 미장층을 붓고 재차 누르는 공정으로 인하여 기초층과 미장층이 층분리되어 결속력이 약화되는 단점이 있었다. 또한 최근에는 투수성을 요구하는 추세인데, 미장층으로 스며든 빗물이 층분리된 기초층에서 막혀 불투수되는 등의 불합리함이 있었다.

본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 하나의 형틀에서 기초층과 미장층을 동시에 적재한 뒤 한번의 누름공정으로 이들이 동시 다짐되도록 하여 생산성이 두배 빨라지도록 한 다층 동시성형 보도블록 제조장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 하나의 형틀로 기초층과 미장층을 동시 성형하기 위한 방법으로써 상기 형틀에 굵은골재를 채워 기초층을 형성하고, 이후 왕복이동되는 골재안내수단의 선단에 상기 형틀의 직상부에 놓이는 보조틀을 마련하여 이 보조틀로 작은골재가 채워져 미장층이 형성되도록 하되, 상기 골재안내수단은 작은골재를 호퍼에서 형틀로 운반하는 작은골재 공급통의 터진 밑면을 막아 작은골재 공급통이 호퍼에서 형틀로 이동되는 동안 작은골재가 외부로 유출되지 않도록 이중의 기능을 하는 다층 동시성형 보도블록 제조장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 5 ∼ 10mm의 굵은골재로 이루어진 기초층 위에 1 ∼ 2.5mm의 작은골재로 이루어진 미장층이 적재된 상태에서 한번의 가압 진동으로 기초층과 미장층이 다짐되어 층분리되지 않고 동시성형되도록 함으로써, 미장층의 작은골재 사이로 스며든 빗물이 굵은골재의 기초층으로 계속 유도되어 투수성이 향상되는 다층 동시성형 보도블록을 제공함에 있다.

본 발명은 상하측이 관통된 형틀이 사용되는데, 이 형틀은 생산능력에 따라 차이는 있으나 통상적으로 1㎡의 크기를 갖는 것으로서, 보도블록의 크기에 따라 형틀 내부는 격자형 판으로 분할되어 여러개의 블록이 동시에 성형된다. 형틀의 개방된 하부는 성형판이 막고 있는데, 블록이 성형되면 성형판은 하강되어 건조장으로 블록들을 이송시키고, 새로운 성형판이 다시 형틀로 이송되는 과정이 반복된다.

형틀의 개방된 상부에는 양측으로 굵은골재 공급통 및 작은골재 공급통이 왕복이동 되게 구비된다. 이들 공급통들은 교반중인 굵은골재 또는 작은골재를 호퍼에서 공급받아 형틀로 운반하는 역할을 하는데, 밑면이 개방되어 운반중인 골재들이 형틀에 쉽게 채워지도록 구성된다.

형틀은 굵은골재가 가득 채워지는 높이로 제작되는데, 굵은골재 공급통이 형틀로 이동되어 완전 일치되는 과정에서 내부의 굵은골재는 형틀에 채워진다. 이때 굵은골재 공급통이 왕복이동되는 구간에는 굵은골재 공급통의 개방된 밑면을 막아 굵은골재의 유출을 막는 고정판이 구비된다.

작은골재 공급통의 개방된 밑면을 막는 골재안내수단이 구비된다. 골재안내수단은 작은골재 공급통과 함께 형틀로 왕복이동되는데, 이의 선단에는 형틀의 내부와 일치되는 보조틀이 마련된다. 작은골재 공급통과 골재안내수단이 형틀을 향하여 이동된 뒤 상기 보조틀이 형틀과 일치되면 골재안내수단이 정지되고, 이후 작은골재 공급통이 계속 이동되어 보조틀에 작은골재를 투입한다.

상기 보조틀은 형틀의 상부를 위쪽으로 연장하는 역할을 하므로 형틀에 채워진 굵은골재의 상부에 작은골재가 정확하게 이중으로 적재된다. 작은골재가 보조틀에 채워지면 이후 작은골재 공급통은 후퇴되고, 누름수단이 작동되어 보조틀 내의 작은골재 표면을 누른다. 이때 형틀 및 골재안내수단에 진동이 가해지면 작은골재 및 굵은골재들이 동시에 다짐되어 체적감소로 밀도가 치밀해지고, 골재들 사이에서 뭉쳐있던 몰탈이 넓게 퍼져 공극이 확보된다.

특히 굵은골재와 작은골재의 경계면에 놓인 골재들은 형틀의 진동으로 인하여 자리를 잡는 과정에서 1 ∼ 2mm 중첩구간을 가지게 된다. 중첩구간에서 굵은골재와 작은골재들은 서로 섞이면서 층분리가 발생되지 않으며, 중첩구간에서 섞인 굵은골재와 작은골재들의 표면에 묻은 몰탈이 넓게 퍼지면서 결속이 강화되고 이들 중첩구간의 공극이 확보되므로 블록이 양생된 뒤 경계면의 탈락이 방지되며, 또한 경계면에서의 투수성이 향상된다. 그리고 기초층과 미장층이 한번의 가압진동으로 다짐성형되므로 분리다짐할 때보다 생산성이 두 배 향상된다.

본 발명에 따르면 건식으로 배합된 굵은골재의 기초층이 형틀에 공급되어 가득 채워진 뒤 건식으로 배합된 작은골재의 미장층이 기초층 위에 적재된다. 기초층은 형틀에 채워지고 미장층은 골재안내수단의 보조틀에 채워지는데, 보조틀은 형틀의 직 상부에 놓여 형틀의 상부가 위쪽으로 연장된 것과 동일한 효과를 나타내므로 미장층의 골재가 형틀 외부로 유출되지 않고 정확히 적재된다. 이때 누름수단으로 미장층의 표면을 누르면서 형틀에 진동을 가하면 미장층이 눌리면서 기초층이 함께 눌려 미장층과 기초층이 동시에 다짐되므로 기초층과 미장층을 분리 다짐할 때보다 생산성이 두 배 빨라진다.

다짐과정에서 작은골재 및 굵은골재들은 체적감소로 밀도가 치밀해지면서 몰탈이 골재들의 사이로 균일하게 퍼지는데, 보도블록이 양생되면 요구되는 압축강도를 발휘할 수 있다. 특히 미장층과 기초층은 동시에 가압 및 진동으로 다짐된 것이므로 굵은골재와 작은골재의 경계면에서 층 분리현상이 발생되지 않고, 몰탈이 이들 굵은골재와 작은골재의 경계면에 골고루 퍼져 경계면을 결속시키므로 미장층이 기초층에서 이탈되지 않는다.

그리고 다짐과정에서 기초층과 미장층의 경계면에서 몰탈이 골고루 퍼지므로 굵은골재와 작은골재들의 공극이 뚫리면서 확보되어 미장층으로 유입된 빗물이 기초층으로 쉽게 유도될 수 있으므로 투수성이 향상되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명 한 실시예의 개념도
도 2는 본 발명 한 실시예의 골재안내수단의 사시도
도 3은 본 발명 한 실시예의 제조공정도
도 4는 본 발명 한 실시예의 보도블록의 단면도

도 1 내지 도 3에서 본 발명 한 실시예의 제조장치는 상,하부가 관통된 형틀(10)이 구비된다. 상기 형틀(10)은 다수의 보도블록을 동시에 성형하기 위하여 격자형 격판(12)으로 내부가 구획된다. 상기 형틀(10)의 상부 양측에는 굵은골재 공급통(20) 및 작은골재 공급통(30)이 왕복이동 되게 구비된다. 상기 굵은골재 공급통(20)은 상,하부가 관통되며, 굵은골재가 몰탈과 함께 건식 교반중인 탱크로부터 호퍼(21)를 통하여 굵은골재를 공급받는다. 상기 형틀(10)의 밑면에는 고정판(22)이 구비되는데, 상기 형틀(10)이 호퍼(21)에서 굵은골재를 공급받아 형틀(10)로 운반하는 동안 굵은골재의 유실을 막는다.

상기 형틀(10)은 상기 굵은골재가 가득 채워지는 높이로 제작된다. 상기 굵은골재 공급통(20)이 형틀(10)로 이송되어 형틀에 포개지는 과정에서 내부의 굵은골재가 형틀(10) 내부로 투입된다. 굵은골재 공급통(20)이 형틀(10)과 일치되어 내부의 굵은골재가 형틀(10)로 투입된 뒤 원위치의 호퍼(21) 쪽으로 복귀되는 과정에서 굵은골재 공급통(20)의 밑단이 형틀(10)의 상단을 긁고 지나가면서 형틀(10)에 채워진 굵은골재의 표면을 평탄하게 정리한다. 이 과정에서 일부 굵은골재는 형틀(10)에서 넘쳐 외부로 배출될 수 있으나, 형틀(10) 하부에 별도의 회수통을 마련하여 이를 회수하면 된다.

형틀(10) 밑면에는 간헐적으로 이송되는 성형판(11)이 구비되어 형틀(10)에서 멈추면 승강식으로 상승되어 형틀(10)의 개방된 밑면을 막아 투입되는 굵은골재의 유실을 막는다.

상기 작은골재 공급통(30)은 상,하부가 관통되며, 작은골재가 몰탈과 함께 건식 교반중인 탱크로부터 호퍼(31)를 통하여 작은골재를 공급받는다. 작은골재 공급통(30)의 밑면에는 골재안내수단(40)이 상기 작은골재 공급통(30)과 함께 왕복이동되게 구비되는데, 작은골재 공급통(30)이 작은골재를 형틀(10)에 투입할 수 있도록 도와준다. 즉 호퍼(31)에서 작은골재가 작은골재 공급통(30)으로 투입된 뒤 형틀(10)로 운반되는 동안 작은골재의 유출을 막는 받침부(42)가 구비되고, 또한 작은골재 공급통(30)이 형틀(10)에 포개지는 동안 작은골재가 형틀(10) 상부에 적재되도록 안내하는 보조틀(41)이 구비된다. 미설명부호 43은 상기 격판(12)과 대응되도록 보조틀(41)을 구획하는 보조격판, 50은 형틀(10) 상부에 마련된 누름수단 이다.

이처럼 구성된 본 발명 한 실시예의 제조장치를 이용하는 보도블록은 다음과 같은 방법으로 제조된다.

먼저 성형판(11)이 형틀(10) 하부로 위치된 뒤 상승되어 형틀(10)의 개방된 밑면을 막는다. 이후 굵은골재 공급통(20)에는 굵은골재 교반통에서 건식 교반중인 굵은골재가 호퍼(21)를 통하여 정량 투입된 뒤 굵은골재 공급통(20)이 형틀(10)로 이송되어 서로 포개진다. 이 과정에서 형틀(10) 내부로 굵은골재가 가득 채워지는데, 굵은골재 공급통(20)이 호퍼(21) 쪽으로 원위치되는 동안 굵은골재 공급통(20)의 밑단이 형틀(10)의 상단을 긁고 지나가면서 굵은골재의 표면을 평탄하게 정리한다.

이후 작은골재 공급통(30)에는 작은골재 교반통에서 건식 교반중인 작은골재가 호퍼(31)를 통하여 정량 투입되는데, 이때 개방된 하단은 골재안내수단(40)의 받침부(42)로 막혀 외부로 유출되지 않는다. 이후 작은골재 공급통(30)과 골재안내수단(40)이 동시에 형틀(10) 쪽으로 이송되는데, 골재안내수단(40)은 보조틀(41)이 형틀(10)의 상부와 일치되면 정지된다. 상기 작은골재 공급통(30)은 계속 이동하여 보조틀(41)과 포개지는데, 이때 보조틀(41) 내부로 작은골재가 투입된다. 이후 작은골재 공급통(30)은 받침부(42) 쪽으로 후퇴되는데, 이 과정에서 작은골재 공급통(30)의 밑단이 보조틀(41)의 상단을 긁고 지나가면서 작은골재의 표면을 평탄하게 정리한다. 표면 평탄과정에서 보조틀(41) 외부로 넘치는 작은골재는 형틀(10) 하부의 회수통으로 모인다.

이후 누름수단(50)이 하강되어 보조틀(41) 내부로 끼워지면서 작은골재의 표면을 눌러주는데, 이때 형틀(10)의 외주면에 사방으로 마련된 진동발생기(미도시)가 작동되어 형틀(10)을 강하게 진동시키면 형틀(10)과 포개진 보조틀(41)도 함께 진동이 발생되면서 작은골재 및 굵은골재는 동시에 진동 및 가압으로 다짐되어 기초층 및 미장층이 성형된다.

다짐 성형과정에서 보조틀(41)에 놓였던 작은골재는 형틀(10) 쪽으로 가압되어 보조틀(41)에서 벗어난다. 다짐 성형이후 누름수단(50)과 성형판(11)이 동시에 하강되면 형틀(10)에 남아있던 기초층과 미장층은 형틀(10)에서 벗어난다. 이후 누름수단(50)이 상승되고, 성형판(11)은 기초층과 미장층으로 성형된 보도블록을 건조장으로 이송시키고, 새로운 성형판(11)이 형틀(10)로 접근하여 밑면에 밀착되며, 상기 작은골재 공급통(30)과 골재안내수단(40)이 호퍼(31) 쪽으로 원위치 되면서 한 공정이 종료된다. 위의 과정이 순차적으로 연속 반복되면서 기초층과 미장층이 동시에 성형된 보도블록이 연속 생산된다.

본 발명 한 실시예의 보도블록은 가로×세로×높이 = 200mm×200mm×60mm인데, 일반적인 보도블록은 그 높이가 60mm로 규격화되어 있다. 본 발명 한 실시예는 60mm의 높이를 맞추기 위해 형틀(10)에 굵은골재를 70mm 적재하고, 보조틀(41)에 작은골재를 10mm 적재하여 총 80mm의 높이로 골재가 채워지도록 한 뒤 한번에 20mm를 가압하여 60mm 두께를 맞춘다. 이에 반하여 종래에는 형틀 내부에 1차적으로 굵은골재를 70mm 투입후 10mm를 가압하고, 이후 2차적으로 작은골재를 10mm 투입하고 10mm를 가압하여 총 60mm 두께를 맞춘다.

따라서 종래에는 굵은골재를 10mm 가압하여 작은골재가 형틀 내부에 투입될 공간을 확보해야 되므로 굵은골재와 작은골재가 층분리되어 투수성이 떨어지고 굵은골재와 작은골재의 접착력이 약화 되었다. 이에 반하여 본 발명 한 실시예는 굵은골재와 작은골재를 한번에 가압하므로 층분리가 발생되지 않고 또한 층간 접착력이 약화되지 않으며, 생산성이 향상된다.

비교예 1

	본 발명	종래	비고
규격	200mm×200mm×60mm	200mm×200mm×60mm	동일
가압방식	20mm 1회 가압	10mm씩 2회 가압	생산성 2배 차이
강도	4Mpa	4Mpa	동일
투수력	3×10-2 cm/s	1×10-2 cm/s	3배 차이

10 : 형틀 11 : 성형판
20 : 굵은골재 공급통 21 :호퍼
30 : 작은골재 공급통 31 : 호퍼
40 : 골재안내수단 41 : 보조틀
42 : 받침부

Claims (4)

1. 상하부가 관통되고, 내부에 굵은골재가 채워지는 형틀;
   간헐적으로 이송되다가 상기 형틀에서 상승된 뒤 개방된 밑면을 막아 굵은골재를 받쳐주고, 블록이 성형되면 하강되어 블록을 건조장으로 이송시키는 성형판;
   몰탈과 교반중인 굵은골재를 정량 공급받아 상기 형틀 상부로 운반하는 굵은골재 공급통;
   상기 굵은골재 공급통의 반대쪽에서 몰탈과 교반중인 작은골재를 정량 공급받아 상기 형틀 상부로 운반하는 작은골재 공급통;
   상기 작은골재 공급통과 상기 형틀의 사이에서 왕복이동되고, 상기 형틀의 상부에 겹쳐지면 작은골재가 굵은골재의 위쪽에 적재되는 공간을 제공하는 골재안내수단;
   그리고 상기 형틀에 진동이 가해지는 동안 상기 작은골재가 상기 골재안내수단에서 형틀 내부로 가압되어 굵은골재와 함께 다져지도록 하는 누름수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 다층 동시성형 보도블록 제조장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 골재안내수단은 상기 작은골재 공급통의 개방된 밑면과 밀착되어 작은골재가 정량 공급되는 동안 작은골재의 유실을 막으며, 또한 상기 작은골재 공급통에서 벗어난 선단부에는 상기 형틀의 개방된 상부와 일치되는 보조틀이 마련되어 작은골재 공급통이 보조틀 쪽으로 이동되면 작은골재가 형틀 상부의 굵은골재 윗면에 적재되도록 함을 특징으로 하는 다층 동시성형 보도블록 제조장치.
3. 형틀 내부에 굵은골재를 가득 채우는 단계;
   작은골재가 채워지는 높이를 갖는 보조틀을 상기 형틀의 개방된 상부와 일치시켜 형틀의 상부가 연장되도록 하는 단계;
   상기 보조틀에 작은골재를 채우는 단계;
   상기 형틀에 진동을 가하면서 작은골재의 표면을 가압하여 작은골재 및 굵은골재들이 다짐되도록 하되, 상기 작은골재가 보조틀에서 벗어나 형틀 내부로 들어갈 때까지 가압하는 단계; 그리고
   다짐 성형된 굵은골재의 기초층과 작은골재의 미장층을 상기 형틀에서 빼낸 뒤 건조장으로 이송시키는 단계들로 이루어진 것을 특징으로 하는 다층 동시성형 보도블록 제조방법.
4. 제 3 항의 방법을 이용하여 기초층과 미장층이 한번의 다짐으로 만들어진 것을 특징으로 하는 다층 동시성형 보도블록.

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