KR20160133650A - 현장 타설 경량기포 콘크리트, 현장 타설 시멘트 모르타르의 시공 장비 및 그 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속적으로 생산되는 현장 타설 경량기포 콘크리트의 품질을 균일하게 하고, 설계된 양질의 경량기포 콘크리트를 얻기 위해 각 재료의 투입량을 정확하게 조절할 수 있는 현장 타설 경량기포 콘크리트 제조용 시공 장비 및 투입량 조절 장치에 의해 사용재료가 각각 정량 혼합되어 제조한 경량기포 콘크리트 품질의 균일화를 이룰 수 있는 현장 타설 경량기포 콘크리트의 시공 장비 및 그 시공방법에 관한 것이다. 또한 본 발명에 의한 경량기포 콘크리트 재료 투입량 조절시스템은 대용량의 시멘트 모르타르의 시공에 있어서 현장 타설 시멘트 모르타르용 재료, 즉 일반 시멘트 모르타르, 투수 콘크리트 또는 특수 시멘트 모르타르의 투입량 조절 시스템으로도 사용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 경량기포 콘크리트 제조 시 재료의 불균일 혼합 및 재료의 불균일 혼합에 의한 경량기포 콘크리트 품질의 불균일로 공동주택 현장 타설 경량기포 콘크리트가 열전도율 저하, 균열 발생, 압축강도 발현 저하 등의 하자가 빈번히 발생하던 현장 타설용 경량기포콘크리트의 품질을 개선함으로서, 열전도율 향상, 압축강도 발현 향상, 균열 발생 저감 등의 탁월한 효과를 성취할 수 있다.
[색인어]
경량기포 콘크리트, 시멘트 모르타르, 투수 콘크리트, 특수 시멘트 모르타르, 현장 타설, 품질 균일화, 투입량 조절

Description

현장 타설 경량기포 콘크리트, 현장 타설 시멘트 모르타르의 시공 장비 및 그 시공 방법{Construction Apparatus for production of lightweight foamed concrete in on-site construction and cement mortar in on-site constrution, and construction methods theref}

본 발명은 현장 타설용 경량기포 콘크리트, 현장 타설 시멘트 모르타르의 시공장비 및 시공방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 선발포 공법으로 제조하는 경량기포콘크리트를 연속적으로 생산함에 있어서, 경량기포 콘크리트 제조용 각종 재료들이 최초 설계된 배합비로 일정한 배합비를 유지하면서 공급 및 혼합되어 최초 설계 시 설계된 물성이 충분히 구현될 수 있도록 하는 현장 타설용 경량기포 콘크리트의 시공 장비 및 시공방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명에 의한 경량기포 콘크리트 시공 장비는 대용량 시멘트 모르타르의 시공에 있어서 현장 타설용 시멘트 모르타르인 일반 시멘트 모르타르, 특수 시멘트 모르타르, 투수 콘크리트 등의 시공 장비로도 사용할 수 있는 현장 타설 시멘트 모르타르의 시공 장비 및 시공방법에 관한 것이다

일반적으로 경량기포콘크리트를 생산하는 방법은 선발포 공법과 후발포 공법으로 크게 나누어지는데, 발포기를 통해 미리 만들어진 기포를 시멘트 슬러리에 섞는 것을 선발포 공법이라 하며, 시멘트 슬러리 내부에 발포제를 혼합하여 양생과정에서 기포를 생성시키는 것을 후발포 공법이라고 한다.

후발포 공법은 주로 ALC등을 제조하는 공장 생산에 사용되고, 선발포 공법은 건설현장에서 직접 경량기포 콘크리트를 생산할 때, 주로 적용되고 있는데, 본 발명은 이 중에서 선발포 공법에 적용된다.

건설현장에서 경량기포콘크리트는 단열용, 뒷채움용 등으로 사용되고 있으며, 주요한 원료로는 시멘트와 물, 기포를 발생시키기 위한 발포제로 사용되는 계면활성제가 있으며, 필요에 따라 여기에 첨가제 및 결량골재 등이 추가되기도 한다.

그런데, 종래 현장에서 이러한 재료들을 배합하는 방식은 경험과 어림짐작에 의한 것이 대부분이며, 따라서 이러한 방법에 의해 생산되는 경량기포콘크리트는 그 품질이 불균일하여 건설현장에서 많은 하자가 발생되는 원인이 되고 있다. 특히, 최근에는 연속적으로 경량기포콘크리트를 생산하는 설비가 현장에 많이 보급되면서 일정한 배합비가 계속 유지되도록 하는 것이 더욱 중요한 문제로 대두되고 있다.

과거에는 일정용량의 혼합기에 각각 필요한 만큼의 시멘트와 물, 기포 등을 넣고, 이를 믹싱한 후, 펌프를 이용해 각 필요지점까지 압송하는 방법이 주로 사용되었다. 그러나, 이 방법은 새로운 배치의 기포콘크리트를 배합하는 동안 작업이 중단되어 생산성이 저하되는 문제가 있다. 따라서, 최근에는 혼합기에 각종 재료를 투입하는 공정과 믹싱된 경량기포콘크리트를 펌프를 이용해 현장으로 압송하는 공정이 연속적으로 수행되도록 하고 있다.

이와 같이 경량기포콘크리트의 생산 공정이 연속적으로 이루어지는 경우에는 시멘트, 물, 기포제 등의 각종 원료들도 단위시간에 대해 일정한 양만큼 연속적으로 혼합기내로 공급되어야 한다.

제1도는 현장에서 경량기포콘크리트를 제조하기 위한 종래의 경량기포콘크리트 제조 장치의 개략적인 구조도로서, 도면에는 11, 12는 벨트 콘베이어, 13은 물은 물 용기, 14, 16은 펌프, 15는 기포 희석액 용기, 17은 컴프레셔, 18은 발포기, 19는 혼합기를 각각 나타낸다.

종래의 경량기포콘크리트 제조 장치에서 시멘트와 첨가제 혹은 경량골재를 투입하는 장치는 모터가 일정한 속도만으로 구동되는 무한궤도 방식의 벨트 콘베이어(11,12)가 주로 이용되었다. 이와 같은 벨트 콘베이어( 11,12 )에서 재료의 투입량은 호퍼에 달린 댐퍼의 높낮이를 통해서만 조절되었다, 그러나, 이러한 방법을 통해서는 원료의 투입량을 정확히 계측할 수 없는 문제점이 있다. 또한, 물을 혼합기(19)내로 투입하기 위해 물 용기(13)로부터 펌프(14)를 이용해 펌핑된 물을 물 공급용 파이프에 설치된 볼 밸브를 이용해 공급하였다. 그러므로, 이러한 종래 장치에서는 혼합기(19)내에 투입되는 물의 양을 정확히 파악할 수 없는 문제점이 있었다. 또한, 기포를 발생시키는 발포기(18)의 경우도 기포제 희석액을 단지 용기(15)로 부터 펌프(16)를 이용해 발포기(18)내로 유입시키고, 컴프레셔(17)를 통해 압축 공기를 발생시켜 발포기(18)내로 공급함으로써, 발포기(18)에서 발생되는 기포의 양을 정확히 알 수 없는 문제점이 있었다.

한편 대한민국 특허 10-0272994에서는 혼합기와, 물 공급 수단과, 기포제 희석액 공급수단과, 압축공기 공급수단 및 기포를 발생시키는 발포기를 포함한 현장 타설용 기포콘크리트 제조용 원료 투입량 조절 장치에 대하여 개시하고 있는데, 이 특허에서는 별도의 재료에 대한 계량을 이송장치에서의 계량으로만 계량을 주도하고 있기 때문에 재료의 비중 등을 고려하지 않아 각각의 재료에 배한 배합비율에 따른 연속공정으로 적용하기에는 많은 문제점이 있다.

또한, 한국 공개특허공보 10-2000-0073235호에는 전후방향으로 트여지는 원통체로서 후방측에 각각 분기 형성되는 기포군 및 시멘트혼합물 유입관을 가지며 그 전방측 일정위치에 일체로 형성된 배출관을 가지는 혼합통로와, 상기 혼합통로내에 유입된 기포군과 시멘트혼합물을 혼합시켜 주도록 배열 형성되는 안내판들을 가지며 상기 혼합통로의 전,후방측 양단에 밀폐되도록 착설되는 양측의 축받이들로서 회동가능하게 설치되는 혼합러너와, 상기 혼합러너의 어느 일 측의 축받이를 통하여 그 혼합러너와 연결되어서 구동력을 전달하여 주는 구동수단으로 구성된 기포콘크리트용 혼합기에 대한 기술이 공개되어 있다. 그러나 상기와 같은 종래 기술은 기포 슬러리를 제조함에 있어서, 기포 덩어리의 크기 및 분포를 균일하게 할 수가 없어서 기포 슬러리의 품질이 일정하지 않은 문제점을 가지고 있다. 또, 모터를 이용하여 강제로 회전축을 회전시키는데 회전축과 시멘트 슬러리가 마찰되면서 회전축이 마모되는 문제점, 모터의 사용에 따른 전력 소모 등의 문제점도 있다.

또한 본 출원인에 의해 선행 출원된 발명특허(출원번호 10-2014-0097343)에서는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안된 발명이나, 정량 시스템을 2단계로 분리하여 출원되어 시공현장에서의 정량시스템 장치의 소요 면적이 커서 공간이 협소한 시공현장에서는 사용이 불가능한 단점과 이에 따른 시공 작업자의 불편을 초래하는 단점이 발견되었다.

대한민국 등록특허 제10-0272994호 대한민국 등록특허 제10-0073235호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 경량기포 콘크리트를 형성하는 재료인 시멘트, 첨가제 또는 경량골재, 기포제 및 기포제 희석액의 배합설계에 따른 각각의 재료 투입양을 확인, 점검 및 조절이 가능하도록 하는 반면, 공간이 협소한 시공 현장에서의 작엽 효율을 향상 시키기기 위하여 기존에 사용되고 있는 경량기포 콘크리트의 기포 발생 장비를 기존의 사용방식으로 활용하고, 별도의 시멘트 및 경량골재 등을 정량 계량하는 장치를 제공하고, 분체인 시멘트와 경량골재 또는 첨가제 계량용 로드셀과 물 유량계의 정량 계량 및 투입은 전자제어 판넬에 의해 원격으로 정량 제어되는 것을 특징으로 하는 원료의 배합기준에 따른 경량기포 콘크리트 품질의 균일화와 표준화를 달성할 수 있도록 하는 현장 타설 경량 기포 콘크리트, 현장 타설 시멘트 모르타르의 시공 장비 및 그 시공 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 관련 시공 분야인 일반 시멘트 모르타르, 특수 시멘트 모르타르 및 투수 콘크리트 등의 대용량 시멘트 모르타르의 시공 공정에도 본 발명에 따른 현장 타설 경량기포 콘크리트, 현장 타설 시멘트 모르타르의 시공 장비 및 그 시공 방법의 적용이 가능하도록 함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다음과 같은 수단을 제공한다.

본 발명은 기존에 사용하고 있는 기포 발생 및 혼합장치에 별도로 경량기포 콘크리트의 구성 재료인 시멘트, 첨가제 또는 경량골재의 저장 탱크에 각각의 재료를 계량할 수 있는 재료별 계량장치를 부착하고 물의 공급은 유량계를 이용하여 정량 계량 및 공급하는 시스템 장비로서 분체 또는 고체 재료는 로드셀을 부착하고, 액체 재료인 물은 유량계를 부착하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 현장 타설 경량기포 콘크리트 제조 및 시공공정에 있어서, 시멘트 분체, 첨가제 또는 경량골재를 각각 정량 계량하여 분체를 혼합하는 공정; 유량계를 이용하여 상기 분체와 물을 혼합하여 슬러리를 제조하는 슬러리 제조 공정; 상기 슬러리를 기존의 기포 발생기를 이용하여 생성된 기포군을 유량계에 의하여 정량 계량하여 혼합하는 공정; 을 포함하며, 분체인 시멘트와 경량골재 또는 첨가제 계량용 로드셀과 물 유량계의 정량 계량 및 투입은 전자제어 판넬에 의해 원격으로 정량 제어되는 것을 특징으로 하는 현장 타설 경량기포 콘크리트의 시공 장비 및 그 시공 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은, 대용량 시멘트 모르타르 제조 및 시공공정에 있어서, 시멘트 분체, 첨가제 또는 골재를 각각 정량 계량하여 분체를 혼합하는 공정; 유량계를 이용하여 상기 분체와 물을 혼합하여 슬러리를 제조하는 슬러리 제조 공정; 혼합 제조된 시멘트 모르타르를 펌프에 의해 타설하는 공정; 을 포함하며, 분체인 시멘트와 경량골재 또는 첨가제 계량용 로드셀과 물 유량계의 정량 계량 및 투입은 전자제어 판넬에 의해 원격으로 정량 제어되는 것을 특징으로 하는 현장 타설 시멘트 모르타르의 시공 장비 및 그 시공 방법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 경량기포 콘크리트 제조 시 재료의 불균일 혼합 및 재료의 불균일 혼합에 의한 경량기포 콘크리트 품질의 불균일로 인하여 공동주택 현장 타설 경량기포 콘크리트가 열전도율 저하, 균열 발생, 압축강도 발현 저하 등의 하자가 빈번히 발생하던 현장 타설용 경량기포 콘크리트의 품질이 개선됨으로서, 열전도율 향상, 압축강도 발현 향상, 균열 발생 저감 등의 탁월한 효과를 성취할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 재료의 불균일 혼합 및 재료의 불균일 혼합에 의한 대용량 현장 타설 시멘트 모르타르 품질의 불균일로 인하여 시멘트 모르타르의 균열 발생, 압축강도 발현 저하 등의 하자가 빈번히 발생하던 공동주택 바닥 마감 모르타르, 일반 시멘트 모르타르, 특수 시멘트 모르타르 및 투수 콘크리트 등 현장 타설 대용량 시멘트 모르타르의 품질이 개선됨으로서, 압축강도 발현 향상, 균열 발생 저감 등의 탁월한 효과를 성취할 수 있다.

도1은 종래의 기포콘크리트 제조장치의 개략적인 구조도
도2는 본 발명에 따른 경량기포 콘크리트, 시멘트 모르타르 시공 장비 구조도
*도면2의 주요부분에 대한 설명
11, 13 : 시멘트 분체, 첨가제 또는 경량골재의 계량장치
12, 14 ; 시멘트 분체, 첨가제 또는 경량골재의 중간 저장 호퍼
15 : 정량 계량된 분체의 혼합장치
16 : 물의 압송용 펌프
17 : 물의 정량 게량을 위한 유량계
20 : 상기 시멘트, 첨가제 또는 경량골재, 물의 정량 제어 판넬
31 : 기존의 장비에서 발포된 기포군
32 : 시멘트, 첨가제 또는 경량골재와 물이 혼합된 슬러리와 발포된 기포군의 혼합장치
33 : 혼합된 분체재료와 기포군을 타설하기 위한 펌프 압송장치

본 발명은 경량기포 콘크리트의 구성 재료인 시멘트, 첨가제 또는 경량골재, 물의 중간 저장 탱크에 각각의 재료를 계량할 수 있는 재료별 계량장치를 부착한다.

시멘트 분체, 첨가제 또는 경량골재 계량장치로는 로드셀을 부착하고, 액체 재료인 물의 계량을 위해서는 유량계를 부착한다.

또한 로드셀 또는 유량계의 정량 계량 및 투입은 전자제어 판넬에 의해 원격으로 정량 제어되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 시멘트 분체, 첨가제 또는 경량골재를 각각 로드셀에 의해 정량 계량하여 혼합하는 경량기포 콘크리트용 분체 제조공정 단계; 정량 계량되어 혼합된 분체와 유량계에 의해 정량 계량된 물을 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계; 기존의 기포 제조 장비에서 정량 계량되어 생성된 기포군을 정량 혼합된 경량기포 콘크리트용 슬러리와 혼합하는 혼합공정 단계; 혼합된 기포군과 경량기포 콘크리트용 슬러리를 타설하는 단계; 를 포함하며, 분체인 시멘트와 경량골재 또는 첨가제 계량용 로드셀과 물 유량계의 정량 계량 및 투입은 전자제어 판넬에 의해 원격으로 정량 제어되는 것을 특징으로 하는 현장 타설 경량기포 콘크리트의 시공 장비 및 그 시공 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은, 시멘트 분체, 첨가제 또는 골재를 각각 로드셀에 의해 정량 계량하여 혼합하는 시멘트 모르타르용 분체 제조 단계; 정량 계량되어 혼합된 분체와 유량계에 의해 정량 계량된 물을 혼합하여 시멘트 모르타르 슬러리를 제조하는 단계; 제조한 시멘트 모르타르 슬러리를 타설하는 타설공정 단계; 를 포함하며, 분체인 시멘트와 골재 또는 첨가제 계량용 로드셀과 물 유량계의 정량 계량 및 투입은 전자제어 판넬에 의해 원격으로 정량 제어되는 것을 특징으로 하는 일반 시멘트 모르타르, 특수 시멘트 모르타르 및 투수 콘크리트 등 현장 타설 시멘트 모르타르의 시공 장비 및 그 시공 방법을 제공한다.

이하, 첨부된 도2를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도2는 본 발명에 따른 현장 타설 경량기포 콘크리트를 제조하기 위한 장치의 구성도이다. 도면에서, 11은 경량기포 콘크리트용 시멘트 분체의 계량을 위한 로드셀이며, 12는 시멘트 분체의 중간 저장장치로서, 시공 현장에 제공되는 시멘트 저장 사이로에서 11의 로드셀에 의해 정량 계량된 시멘트가 저장된다. 13은 첨가제 또는 경량골재의 계량을 위한 로드셀이며, 14는 시공현장에 제공되는 첨가제 또는 경량 골재의 공급 사이로에서 13의 로드셀에 의해 정량 계량된 첨가제 또는 경량골재가 저장된다. 이때 저장되는 시멘트, 첨가제 또는 경량골재의 정량 계량은 계량 제어판넬(20)에 의해 정량 계량된다. 시멘트 중간저장 장치(12)의 정량 계량된 시멘트 분체와 첨가제 및 경량골재 중간 저장장치(14)의 정량 계량된 첨가제 또는 경량골재는 분체 혼합기(15)로 이송되어 분체만을 혼합한다. 혼합된 혼합기 내의 분체 혼합물은 혼합기(32)로 투입된다. 이때 펌프(16)를 이용하여 유량계(17)에 의해 정량된 물이 혼합기(32)로 동시에 투입된다. 혼합기(32)로 유입되는 물의 량은 계량 제어 판넬(20)에 의해 정량 계량된다. 또한 분체 혼합기(15)에서 혼합된 혼합 분체와 유량계(17)에 의해 정량 계량된 물의 투입과 동시에 기존의 기포 발생기에 의해 발포된 기포군(31)이 혼합기(32)로 동시에 투입된다. 혼합기(32)에서 정량 계량된 혼합분체, 정량 계량된 물과 기존의 장비에서 정량 계량된 기포군이 혼합되며, 이들 혼합물은 펌프(33)를 통하여 시공 및 타설된다.

시멘트 분체, 첨가제 또는 경량골재의 저장을 위한 중간 저장장치(12, 14)는 원통형, 직사각형 저장 사이로를 사용할 수 있으며, 이들 중 어느 하나로 한정되지는 않는다.

한편, 물 계량을 위한 정량 계량은 유량계(17)를 사용한다. 유량계(17)는 비중 0.5 내지 2.0 범위의 유체용 유량계를 사용하는 것이 적당하며, 비중 0.5 이하의 유체용 유량계는 계량오차가 너무 크기 때문에 바람직하지 못하며, 비중 2.0 이상의 유체용 유량계 역시 계량오차의 범위가 너무 큰 단점이 있다. 바람직하게는 비중 0.8 내지 1.4 번위의 유량계를 사용하는 것이 적당하다.

한편, 본 발명에서는 제2도에서, 중간저장장치(14)에 모래 또는 첨가제를 사용하고, 기존 장비에 의해 생성된 기포군(31)을 배제함으로서 대용량 시멘트 모르타르를 제조 및 시공할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Claims (8)

1. 경량기포 콘크리트의 구성 재료인 시멘트, 첨가제 또는 경량골재, 물 각각의 중간 저장장치와 각각의 저장 장치에 각각의 재료를 계량할 수 있는 재료별 계량장치가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 현장 타설 경량기포 콘크리트 시공 장비
2. 시멘트 모르타르의 구성 재료인 시멘트, 첨가제 또는 골재, 물 각각의 중간 저장장치와 각각의 저장 장치에 각각의 재료를 계량할 수 있는 재료별 계량장치가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 일반 시멘트 모르타르, 특수 시멘트 모르타르 및 투수 콘크리트 등의 현장 타설 시멘트 모르타르 시공 장비
3. 청구항 1, 2에서,
   각각의 재료별 계량장치는 시멘트 분체, 첨가제 또는 경량골재 재료는 로드셀을 부착하고, 물은 액체 유량계를 부착하는 것을 특징으로 하는 현장 타설 경량기포 콘크리트, 현장 타설 시멘트 모르타르 시공 장비
4. 로드셀 및 액체 유량계에 의한 정량 계량은, 전자제어식 정량제어 판넬을 사용하여 시멘트, 첨가제 또는 경량골재, 물을 정량 계량하는 것을 특징으로 하는 현장 타설 경량기포 콘크리트, 현장 타설 시멘트 모르타르 시공 장비
5. 청구항 3에서,
   액체 유량계는 비중 0.5 내지 2.0 범위의 유체용 유량계를 사용하는 것을 특징으로 하는 현장 타설 경량기포 콘크리트 시공 장비
6. 시멘트 분체, 첨가제 또는 경량골재를 각각 로드셀에 의해 정량 계량하여 혼합하는 경량기포 콘크리트용 분체 제조공정 단계; 정량 계량되어 혼합된 분체와 유량계에 의해 정량 계량된 물을 혼합하여 슬러리를 제조하는 단계; 기존의 기포 제조 장비에서 정량 계량되어 생성된 기포군을 정량 혼합된 경량기포 콘크리트용 슬러리와 혼합하는 혼합공정 단계; 혼합된 기포군과 경량기포 콘크리트용 슬러리를 타설하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 현장 타설 경량기포 콘크리트 시공 방법
7. 시멘트 분체, 첨가제 또는 골재를 각각 로드셀에 의해 정량 계량하여 혼합하는 시멘트 모르타르용 분체 제조 단계; 정량 계량되어 혼합된 분체와 유량계에 의해 정량 계량된 물을 혼합하여 시멘트 모르타르 슬러리를 제조하는 단계; 제조한 시멘트 모르타르 슬러리를 타설하는 타설공정 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 일반 시멘트 모르타르, 특수 시멘트 모르타르 및 투수 콘크리트 등의 현장 타설 시멘트 모르타르 시공 방법
8. 청구항 5, 6항에 있어서,
   로드셀에 의해 정량 계량되어 혼합된 분체와 유량계에 의해 정량 계량된 물은 전자제어 판넬에 의해 원격으로 정량 제어되는 것을 특징으로 하는 현장 타설 경량기포 콘크리트, 현장 타설 시멘트 모르타르 시공 방법

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