KR20160061717A - 완성도가 높고 비용이 절감되는 콘크리트 조형물의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은
a) 점토나 유토, 나무,스티로폼 중의 어느 하나로 조소를 하여 조형물의 원형을 만드는 단계;
b) 상기 조형물의 원형에 합성수지를 입혀 1차 몰드를 만드는 단계;
c) 상기 1차 몰드를 샌딩이나 그라인딩으로 수정하는 단계;
d) 상기 1차 몰드를 조각으로 분리하는 단계;
e) 상기 조각으로 분리된 1차 몰드의 형틀을 만드는 단계;
f) 상기 조각으로 분리된 1차 몰드의 형틀을 볼트를 이용해서 조립하는 단계;
g) 상기 조립된 형틀의 높은 위치부분 및 모서리부는 1~3㎝로 구멍을 뚫는 단계;
h) 상기 조립된 조형물의 형틀 안에 철근을 엮어 보강하는 단계;
i) 상기 조형물의 형틀 안에 콘크리트를 타설하는 단계;
j) 상기 조형물의 형틀 내부에 바이브레이터를 사용하여 g)단계에서 생성한 구멍까지 콘크리트를 밀어 올리는 단계;
k) 상기 콘크리트가 굳은 후 조형물의 형틀을 떼어내는 단계;
l) 상기 형틀에서 떼어낸 조형물의 형틀조립부에 생긴 콘크리트 상의 연결부를 연삭으로 수정하는 단계;
m)상기 콘크리트 상에 묽게 한 도색액을 붓으로 바르는 1차 도색단계;
n)상기 1차 도색한 콘크리트 상의 겉면을 스프레이건으로 2차 도색단계; 를 포함하여 완성된 조형물은, 평평하고 넓은 부분 및 단순한 부분은 천연소재에 비하여 저렴하고 가볍고 외관이 미려하며 시공이 간편하며 내구성이 뛰어나고 방습, 내식성 등의 특징이 있는 유리섬유강화플라스틱(FRP)를 사용하여 직접 형틀을 만들고, 각진 부분 및 복잡한 부분은 실리콘으로 먼저 형틀을 만들고 실리콘 형틀 부분을 다시 유리섬유강화플라스틱(FRP)형틀로 이중으로 적충하여 만들어 조형물 완성시까지 시간이 절약되고 제조공정이 단순화해 비용 절감 효과가 있으며 생산성이 향상되고 작업효율성이 뛰어나며, 조립된 조형물의 형틀의 높은 위치 부분 및 모서리부는 1~3㎝로 구멍을 뚫어 미세한 부분까지 콘크리트를 밀어올려 단단하면서 견고한 조형물이 만들어지고 두 번 도색을 함으로써 색채감 및 시각적 효과를 극대화시킨다.

Description

완성도가 높고 비용이 절감되는 콘크리트 조형물의 제조방법{Preparation of concrete sculptures that high completeness cost savings}

본 발명은 인공조형물 제작시 조형물의 단순한 부분과 넓은 부분은 FRP로 직접 형틀을 제작해 제조 공정을 줄이고 조립된 형틀의 높은 부분 및 모서리 부위에 구멍을 뚫어 콘크리트를 채워 견고하고 단단하면서 완성도가 높은 콘크리트 조형물을 제조하는 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 건물 실내외를 장식하기 위하여 설치하는 건축물에는 인조바위, 동물모양조형물, 인조나무 등등 여러 가지 형태의 조형물이 설치되고 있으며, 이러한 조형물의 소재로, 석재, 목재와 같은 천연소재와 유리섬유강화플라스틱(FRP), 스티로폼, 폴리우레탄, 실리콘몰드 등과 같은 소재가 사용되고 있다.

이중 유리섬유강화플라스틱(FRP)는 천연소재에 비하여 저렴하고 가볍고 외관이 미려하며 성형형성이 우수하고 시공이 간편하며 디테일은 떨어지나 내구성이 뛰어나고 방습, 내식성 등의 특성이 있어 널리 사용되고 있다.

실리콘몰드는 디테일이 요구되는 작업일 경우에 사용이 용이하고, 석고는 표면질감이 우수하고 채색성이 좋아 단품으로 간단한 작업시, 또는 원형을 빨리 작업할 경우에 이용되지만, 쉽게 파손되는 단점이 있다.

건축 및 조경 기술의 발달과 관심이 고조됨에 따라 다양한 조형물에 대한 소비가 늘어나고 있다.

이러한 조형물은 합성수지 등의 수지로 만들어지거나 또는 대리석 등을 조각하여 제작된다.

이러한 조형물들 중 합성수지를 이용하여 만들어진 조형물의 경우 시간이 경과되면 자외선에 의해 변성되어 쉽게 부서지는 단점이 있고, 대리석으로 만들어진 조형물의 경우 고가의 대리석을 사용하면 재료비 상승의 요인이 된다.

이러한 단점을 줄이기 위해 일반 FRP로 성형한 몰드를 이용한 조형물 제작 방법은 주 몰드와 보조 몰드로 구성된 몰드로 만들어지고, 주 몰드의 경우 내면에 조형물의 형상이 형성되어 조형 재료가 채워져 조형물을 성형하는 역할을 하고, 보조 몰드는 부 몰드의 강도를 보강하기 위한 수단으로 사용되나, 특히 조형물이 보여지는 면에서 역 경사가 질 경우 즉, 깊이 파인 부분에 설치되어 주 몰드를 지지하는 역할을 한다.

또한 조형물 제작시 실리콘으로 형틀을 만든 다음 다시 FRP를 입히는 과정을 거치기 때문에 비용과 시간이 많이 소요되고 있다.

일반적으로 콘크리트 조형물의 경우 실리콘 조각 몰드를 쓰지 않고 석고 조각 몰드를 사용하기 때문에 바이브레이타 등을 강하게 사용할 경우, 석고 몰드가 깨짐으로 콘크리트가 몰드의 구석진 부분까지 채워지지 못하는 문제가 있고, 몰드의 연결부분으로 콘크리트 물이 누출되어 완성된 조형물의 모양이 일정하지 않거나 표면이 세밀하지 않을 뿐만 아니라 강도 또한 현저히 떨어지는 단점이 있었으며, 몰드의 내부에 콘크리트를 타설할 때 조형물의 돌출된 부분 중 위로 향한 부분에는 콘크리트가 완전히 충진되지 않는 문제가 있다.

한국공개번호 : 10-2005-0059636 "인체 조형물 제조방법" 한국등록번호 : 10-0803668 "콘크리트 조형물 제조 방법" 한국출원번호 : 10-2007-0113331 "인공 조형물 제작 방법"

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 평평하고 넓은 부분 및 단순부는 직접 유리섬유강화플라스틱(FRP)로 직접 형틀을 만들기 때문에 시간 및 비용을 절감하는 콘크리트 조형물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 바이브레이터를 사용해도 공기가 차 있어서 채워지지 못한 부분인 조립된 조형물 형틀의 높은 위치부분 및 모서리부는 1~3㎝로 구멍을 뚫어 공기를 밀어내면서 콘크리트가 채워져 완성도가 높고 깨끗한 콘크리트 조형물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 해결하기 위해서,

a) 점토나 유토, 나무 스티로폼 중의 어느 하나로 조소를 하여 조형물의 원형을 만드는 단계;

b) 상기 조형물의 원형에 합성수지를 입혀 1차 몰드를 만드는 단계;

c) 상기 1차 몰드를 샌딩이나 그라인딩으로 수정하는 단계;

d) 상기 1차 몰드를 조각으로 하여 분리하는 단계;

e) 상기 조각으로 분리된 1차 몰드의 형틀을 만드는 단계;

f) 상기 조각으로 분리된 1차 몰드의 형틀을 볼트를 이용해서 조립하는 단계;

g) 상기 조립된 형틀의 높은 위치부분 및 모서리부는 1~3㎝로 구멍을 뚫는 단계;

h) 상기 조립된 조형물의 형틀 안에 철근을 엮어 보강하는 단계;

i) 상기 조형물의 형틀 안에 콘크리트를 타설하는 단계;

j) 상기 조형물의 형틀 내부에 바이브레이터를 사용하여 g)단계에서 생성한 구멍까지 콘크리트를 밀어 올리는 단계;

k) 상기 콘크리트가 굳은 후 조형물의 형틀을 떼어내는 단계;

l) 상기 형틀에서 떼어낸 조형물의 형틀조립부에 생긴 콘크리트 상의 연결부를 연삭으로 수정하는 단계;

m)상기 콘크리트 상에 묽게 한 도색액을 붓으로 바르는 1차 도색단계;

n)상기 1차 도색한 콘크리트 상의 겉면을 스프레이건으로 2차 도색단계; 를 거쳐 완성도가 높은 콘크리트 조형물을 제조하여 본 발명을 완성하였다.

평평하고 넓은 부분 및 단순한 부분은 천연소재에 비하여 저렴하고 가볍고 외관이 미려하며 시공이 간편하며 내구성이 뛰어나고 방습, 내식성 등의 특징이 있는 유리섬유강화플라스틱(FRP)를 사용하여 직접 형틀을 만들고, 각진 부분 및 복잡한 부분은 실리콘으로 먼저 형틀을 만들고 실리콘 형틀 부분을 다시 유리섬유강화플라스틱(FRP)형틀로 이중으로 적층하여 만들어 조형물 완성시까지 시간이 절약되고 제조공정이 단순화해 비용 절감 효과가 있으며 생산성이 향상되고 작업효율성이 뛰어나며, 조립된 형틀의 높은 위치 부분 및 모서리부는 1~3㎝로 구멍을 뚫어 미세한 부분까지 콘크리트를 밀어올려 단단하면서 견고한 조형물이 만들어지고 두 번 도색을 함으로써 색채감 및 시각적 효과를 극대화시킨다.

도 1은 본 발명품을 완성하기 위한 제조 공정을 나타낸 블럭도이다.

a) 점토나 유토, 나무,스티로폼 중의 어느 하나로 조소를 하여 조형물의 원형을 만든다.

상기 조형물의 원형은 점토나 유토, 나무, 스티로폼 중의 어느 하나로 조소를 한 것을 의미하는데 점성이 있는 점토나 기름에 섞인 흙인 유토, 나무, 또는 합성수지를 이용하여 만들어진다.

그러나 합성수지를 이용하여 만들어진 조형물의 경우 시간이 지나면 자외선에 의해 변성되어 쉽게 부서지는 단점이 있고, 대리석으로 만들어진 조형물은 재료비 상승의 원인이 된다.

본 발명에서 조형물의 원형은 기름에 진흙을 섞은 유토를 사용한다.

b) 상기 조형물의 원형에 합성수지를 입혀 1차 몰드를 만든다.

상기 1차 몰드는 조형물의 원형에 합성수지를 입혀 만든 것을 의미한다.

c) 상기 1차 몰드를 샌딩이나 그라인딩으로 수정한다.

1차 몰드에 보다 세밀한 조형물 제작을 위해 샌딩이나 그라인딩으로 수정하는 즉 연마하는 과정에 의해 조형물의 특징을 부각할 수 있고 ,세밀한 조형물의 제작을 위해 다듬는 과정이다.

d) 상기 1차 몰드를 조각으로 하여 분리한다.

상기 단계에서는 쪽을 나누는 분할을 하고, 다수로 분리된 각 조각을 조형물의 원형으로부터 분리한다.

1차 몰드를 조각으로 분리하는 과정에서 조형물의 원형의 재료로 사용한 점토나 유토, 나무 등을 제거된다.

1차 몰드를 조각으로 분리하여 구성함으로써 아주 세밀한 부분까지 조형물을 제작할 수 있고 외부로부터 충격이 가해져도 미세한 부분이 부러지는 것을 방지할 수 있다.

e) 상기 조각으로 분리된 1차 몰드의 형틀을 만든다.

조각으로 분리된 1차 몰드에서 평평하고 넓은 부분 및 단순부는 FRP로 직접 형틀을 만드는 데, 상기 FRP는 유리강화플라스틱(Glass fiber reinforced plastic)으로, 유리섬유, 탄성섬유, 콘크리트 등의 방향족 나이론섬유와 불포화 폴리에스터, 에폭시수지 등의 열경화성수지를 결합한 물질이며, 콘크리트의 상부에 도포 되어 외부충격과 장력 강도를 증가시키는 것을 특징으로 한다.

또한 각진 부분, 굽어진 부분,뽀족한 부분 미세한 부분 및 복잡한 부분은 실리콘으로 직접 형틀을 만들고 그 위에 FRP로 중첩하여 형틀을 만든다.

기존의 기술은 모양이나 크기 복잡하거나 미세한 부분에 상관없이 모두를 실리콘으로 직접 형틀을 만든 다음 그 위에 중첩하여 FRP를 발라서 형틀을 완성하였다.

그러나 본 발명에서는 조형물의 모양이나 구조에 따라 나누어 분리하여 형틀을 만드는데,복잡하거나 미세한 부분은 실리콘으로 조형물의 형틀을 만들고, 평평하거나 면이 넓은 곳은 직접 FRP로 형틀을 만들어 조형물 제작 시간을 단축하고 비용절감의 효과를 동시에 얻을 수 있다.

각진 부분 및 복잡한 부분의 내층은 실리콘으로 제작함으로써 실리콘이 조형물 모형의 미세한 부분까지 덮혀 보다 미세한 형틀을 제작할 수 있는데, 실리콘 형틀만으로는 콘크리트를 지지할 수 없기 때문에 이를 지지하기 위하여 실리콘 형틀 외면에 FRP형틀을 중첩하여 도포한다.

각진부분 및 복잡한 부분의 형틀의 내층은 상온에서 경화되는 액상 RTV(Room Temperature Vulcanizing) 실리콘으로 구성되고, 외층은 액상유리섬유강화플라스틱(FRP ;Fiberglass Reinforced Plastics)으로 만들어진다.

각진 부분 및 복잡한 부분을 실리콘으로 형성하는 이유는 형틀의 내면이 탄성을 갖음으로써 형틀을 조형물의 원형으로부터 분리할 때 작은 유격이 생겨 용이하게 분리할 수 있고, 조형물을 제작할 때 조형물 재료가 소성된 상태에서 형틀을 분리할 때에도 실리콘의 탄성에 의한 작은 유격에 의해 조형물로부터 용이하게 분리할 수 있게 하기 위한 것이다.

각진 부분 및 복잡한 부분을 실리콘형틀에 FRP형틀을 중첩시키면 실리콘 형틀에 콘크리트를 타설할 때 실리콘형틀의 형상이 변하는 것을 방지하고 견고한 형틀을 제조할 수 있다.

콘크리트가 양생하면 형틀을 콘크리트에서 용이하게 분리하기 위해서 콘크리트와 형틀분리가 용이하게 하기 위해서 이형제인 식용유나 오일을 바른다.

f) 상기 조각으로 분리된 1차 몰드의 형틀을 볼트를 이용해서 조립한다.

상기 단계에서 분리한 1차 몰드의 형틀조각이 서로 다른 조각과 연결할 때 연결부재인 볼트를 이용해 고정한다.

다수의 조각으로 분리된 형틀 조각은 볼트를 이용하여 연결하여 하나의 조형물의 형틀을 만든다.

다수개의 형틀 조각을 조립하여도 무방하고, 일반적으로 작은 조형물은 일체로 성형된 형틀을 사용하여도 무방하다.

g) 조립된 조형물 형틀의 높은 위치부분 및 모서리부는 1~3㎝로 구멍을 뚫는 단계;

상기 단계를 거치면서 시멘트를 타설하는 과정에서 바이브레이터 등과 같은 진동 발생수단을 이용하여 진동이 가해져도 공기가 들어있는 부분인 콘크리트가 채워질 수 없는 부분까지 콘크리트가 채워질 수 있게 콘크리트를 밀어 올린다.

또한 손가락 발가락 등과 같은 미세하고 세밀한 부분까지 시멘트가 채워져 외부로부터 충격이 가해져도 미세한 부분이 부러지는 것을 방지할 수 있다.

굴곡이 심한 조형물을 용이하게 제작할 수 있을 뿐만 아니라 제작이 용이하다.

타설되는 콘크리트가 상방으로 돌출된 부분, 미세한 부분까지 채워져 완성도가 높은 조형물이 제작된다.

조립된 조형물 형틀의 상단 모서리 부분에 구멍을 형성하여 내부에 있는 공기가 배출될 수 있게 함으로써 내부에 채워지는 콘크리트가 높은 부분 및 돌출된 부분까지 채워질 수 있게 한다.

h) 조립된 조형물의 형틀 안에 철근을 엮어 보강한다.

조형물이 안정적으로 지지되게 하기 위해 기초가 되는 철근을 엮어 보강한다.

i) 철근을 엮어 보강한 조립된 조형물의 형틀안에 콘크리트를 타설한다.

상기 과정을 거침으로써 조형 재료를 타설하여 굳혀서 조형물을 제작함으로써 보다 견고하고 정밀한 조형물을 제작할 수 있다.

j) 바이브레이터를 사용하여 g)단계에서 생성한 구멍까지 콘크리트를 밀어 올린다.

조형물 형틀 안에 콘크리트를 타설하는 데 타설하는 과정에서 바이브레이터 등과 같은 진동 발생수단을 이용하여 콘크리트에 진동이 가해지게 함으로써 콘크리트가 골고루 채워지게 하고 콘크리트 중에 포함된 기포가 배출될 수 있다.

바이브레이터를 사용하여 진동을 시키면 형틀 내부의 각진 부분이나 미세한 부분가지 콘크리트가 채워질 수 있다.

j) 콘크리트가 굳은 후 조립된 조형물의 형틀을 떼어낸다.

콘크리트가 충분히 굳으면 조립된 조형물의 형틀을 조형물로부터 분리한다.

본 발명에서는 콘크리트와 형틀분리가 용이하게 하기 위해서 이형제인 오일 이나 식용유를 사용하는데, 미끄럽기 때문에 분리가 용이하고, 흑연을 이용하기도 하는 데 흑연은 층상을 이루고 있어 윤활제, 감마제, 활마제로도 사용된다.

k) 상기 형틀에서 떼어낸 조형물의 형틀조립부에서 생긴 콘크리트상의 연결부를 연삭으로 수정한다.

상기와 같은 과정을 거친 조형물의 덧칠해진 홈부분의 콘크리트를 제거하고 보다 세밀한 조형물의 제작을 위해 콘크리트상의 연결부를 연삭으로 수정하여 보다 표면이 고르고 매끈하게 조형물을 완성할 수 있다.

조립된 조형물의 형틀조각의 연결부분으로 콘크리트가 누출되어 완성된 조형물의 모양이 일정하지 않거나 표면이 세밀하지 않을 경우에는 도색을 두 번 하여도 질감도 저하되고 완성도가 감소하기 때문에 상기 과정을 거친다.

완성된 조형물의 표면에 남아있는 가루나 원하지 않는 요철이 형성될 수 있기 때문에 요철 등을 그라인더 등을 이용하여 연마한다.

l) 콘크리트상에 묽게 한 도색액을 붓으로 바르는 1차 도색한다.

상기 단계에서는 붓으로 바르는 1차 도색단계를 거치는 이유는 붓에 의해서 칠이 꼼꼼히 하여 내부까지 깊숙이 스며드는 효과가 있다.

m) 1차 도색한 겉면을 스프레이건으로 도색하여 칠이 안벗겨지게 하고, 2차 도색하여 완성도가 높은 콘크리트 조형물이 제조된다.

1차 도색단계를 거친 조형물에 다시 스프레이건으로 2차 도색을 하여 백화현상을 방지하며, 표면 갈라짐이 방지되어 경량화된, 완성도가 높은 조형물을 제작할 수 있으며 겉면에 착색효과가 있어 칠이 청동색으로 안벗겨지고 오래간다.

2차 도색을 함으로써 조형물의 표면이 매끄럽고 질감이 살아있는 조형물이 제작되고, 실제와 유사한 이미지를 만들어 준다.

본 발명은 평평하고 넓은 부분 및 단순부는 FRP로 직접 조형물의 형틀을 만들고 각진부분, 돌출부분 및 복잡한 부분은 형틀이 되는 내층을 실리콘으로 제작하고, 외층은 FRP로 보강하여 형틀을 이중으로 적충하여 보다 견고한 형틀을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 세밀한 부분까지 콘크리트가 채워져 견고하고 단단한 조형물을 제작할 수 있다.

본 발명에 따른 콘크리트는 시멘트와 모래 및 물이 혼합된 것으로써 통상의 콘크리트보다 시멘트를 많이 혼합하였으며, 점도를 높이기 위해 물의 양을 줄였다.

본 발명의 조형물을 제조하기 위해서는 시멘트와 모래의 비율 중 시멘트의 비율은 높이고, 물의 함량을 낮게 함으로서 소성 후 조형물이 변형되는 것을 방지하였다.

본 발명품인 콘크리트 조형물 제작방법은 평평하고 넓은 부분 및 단순부는 FRP로 직접 형틀 제작을 하여 제조공정을 줄이고 조립된 형틀의 높은 위치부분 및 모서리부는 1~3㎝로 구멍을 뚫어 상기 부위까지 콘크리트가 타설되어 견고한 조형물이 제작되어 비용절감 효과가 있어서 산업상 이용가능성이 크다.

Claims (3)

1. a) 점토나 유토, 나무, 스티로폼 중의 어느 하나로 조소를 하여 조형물의 원형을 만드는 단계;
   b) 상기 조형물의 원형에 합성수지를 입혀 1차 몰드를 만드는 단계;
   c) 상기 1차 몰드를 샌딩이나 그라인딩으로 수정하는 단계;
   d) 상기 1차 몰드를 조각으로 하여 분리하는 단계;
   e) 상기 조각으로 분리된 1차 몰드의 형틀을 만드는 단계;
   f) 상기 조각으로 분리된 1차 몰드의 형틀을 볼트를 이용해서 조립하는 단계;
   g) 상기 조립된 조형물 형틀의 높은 위치부분 및 모서리부는 1~3㎝로 구멍을 뚫는 단계;
   h) 상기 조립된 조형물의 형틀 안에 철근을 엮어 보강하는 단계;
   i) 상기 조형물의 형틀 안에 콘크리트를 타설하는 단계;
   j) 상기 조형물의 형틀 내부에 바이브레이터를 사용하여 g)단계에서 생성한 구멍까지 콘크리트를 밀어 올리는 단계;
   k) 상기 콘크리트가 굳은 후 조형물의 형틀을 떼어내는 단계;
   l) 상기 형틀에서 떼어낸 조형물의 형틀조립부에 생긴 콘크리트 상의 연결부를 연삭으로 수정하는 단계;
   m)상기 콘크리트 상에 묽게 한 도색액을 붓으로 바르는 1차 도색단계;
   n)상기 1차 도색한 콘크리트 상의 겉면을 스프레이건으로 2차 도색단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 완성도가 높은 콘크리트 조형물의 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   e)단계의 1차 몰드의 형틀 제조시 평평하고 넓은부분 및 단순부는 직접 FRP로 형틀을 만들고 각진 부분 및 복잡한 부분 및 미세한 부분은 실리콘으로 내층의 형틀을 만들고 외층은 FRP로 적층하여 조각으로 분리된 1차 몰드의 형틀을 만드는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 완성도가 높은 콘크리트 조형물의 제조방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   k) 단계에서는 분리가 용이하게 하기 위하여 이형제인 식용유 또는 오일을 바르는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 완성도가 높은 콘크리트 조형물의 제조방법.
   

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