KR20170019088A - 콘크리트 카운터탑 제조장치 및 이를 이용한 콘크리트 카운터탑 제조방법 - Google Patents

콘크리트 카운터탑 제조장치 및 이를 이용한 콘크리트 카운터탑 제조방법 Download PDF

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Abstract

콘크리트 카운터탑 제조장치 및 이를 이용한 콘크리트 카운터탑 제조방법이 개시된다. 상기 콘크리트 카운터탑 제조장치는, 진동테이블; 상기 진동 테이블 상에 위치하고, 콘크리트 카운터탑 조성물을 수용하는 조성물 수용부; 진동대 레일 및 진동대 가이드를 포함하는 진동대부; 및 상기 진동대 레일을 따라 이동하며, 상기 조성물 수용부에 진동을 제공하는 진동 제공부;를 포함하고, 상기 진동 제공부는, 진동 모터; 및 상기 조성물 수용부의 세로 방향 폭보다 긴 진동판;을 포함하는 것이다.

Description

콘크리트 카운터탑 제조장치 및 이를 이용한 콘크리트 카운터탑 제조방법 {CONCRETE COUNTERTOP FABRICATION DEVICE AND THE FABRICATION METHOD USING THE SAME}
본 발명은, 콘크리트 카운터탑 제조장치 및 이를 이용한 콘크리트 카운터탑 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 진동부를 구비하여, 콘크리트 카운터탑 제조 시, 기포를 최소로 포함하는 콘크리트 카운터탑을 효과적으로 제조할 수 있는 콘크리트 카운터탑 제조장치, 그리고 이를 이용한 콘크리트 카운터탑 제조방법에 관한 것이다.
주방 싱크대 상판은 대리석의 자연스러운 색상과 문양, 가공성의 우수함, 세련미 등의 이유로 고급소재로 널리 사용되고 있다. 하지만 비싼 가격, 충격/강도 취약, 열에 약함, 고가, 디자인의 단조로움 등의 단점을 갖고 있는 것이 특징이다.
기존 대리석 제품의 문제점을 극복하기 위해 성능, 디자인, 가격 등 기존 대리석 제품을 대체할 수 있는 주방 상판 제작 기술이 요구되고 있다.
인조대리석의 단조로움 디자인을 극복하기 위한 제작기술로는 '비방향성 무늬를 갖는 인조대리석 및 그의 연속제조방법' (한국 등록특허공보 제10-0619635호), '줄무늬를 갖는 인조대리석 마블칩 및 이를 이용한 인조대리석 및 그 제조방법' (한국 공개특허 10-2007-0071834) 등 다양한 제작기술이 공개된바 있다. 또한, 기존 인조대리석의 시멘트를 포함시켜 조성물의 점도를 상승시켜 인조대리석을 제조하는 '시멘트를 포함하는 인조대리석 및 그 제조방법' (한국 공개특허 10-2010-0029503)가 제안된 바 있다.
상기와 같은 기술들은 인조대리석의 근본적인 단점을 극복하기에는 한계점이 있으며, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 주방 상판 제조장치 및 이를 이용한 제조방법이 필요하다. 특히 기포를 효과적으로 제거하는 방법과 관련하여, 대량 생산에 적합한 장치에 대한 산업적 요구가 있다.
본 발명의 목적은, 기포를 포함하지 않아 강도와 내구성이 확보되는 콘크리트 카운터탑을 제조할 수 있는 콘크리트 카운터탑 제조장치를 제공하고, 이를 이용하여 종래 기술에 의한 제조의 경우보다 기술적으로 유의미한 수준으로 기포 함유량을 낮춘 콘크리트 카운터탑을 제조하는 효과적인 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 콘크리트 카운터탑 제조장치는, 진동테이블; 상기 진동 테이블 상에 위치하고, 콘크리트 카운터탑 조성물을 수용하는 조성물 수용부; 진동대 레일 및 진동대 가이드를 포함하는 진동대부; 및 상기 진동대 레일을 따라 이동하며, 상기 조성물 수용부에 진동을 제공하는 진동 제공부;를 포함하고, 상기 진동 제공부는, 진동 모터; 및 상기 조성물 수용부의 세로 방향 폭보다 긴 진동판;을 포함하는 것이다.
상기 진동대 레일의 방향은 상기 세로 방향에 수직인 가로 방향인 것일 수 있다.
상기 조성물 수용부는, 제1 가로벽, 제2가로벽, 제1 세로벽 및 제2 세로벽을 포함하고, 상기 제1 가로벽 및 제2가로벽은, 각각, 상기 세로방향으로 수평이동 가능하고, 상기 제1 세로벽 및 제2 세로벽은, 각각, 상기 세로 방향에 수직인 가로 방향으로 수평이동 가능한 것일 수 있다.
상기 제1 가로벽, 제2가로벽, 제1 세로벽 및 제2 세로벽은, 각각, 탈착 가능한 것일 수 있다.
상기 조성물 수용부는, 10 cm × 200 cm × 200 cm 이하인 것일 수 있다.
상기 진동 제공부는 1000 vpm 내지 20000 vpm의 진동을 제공하는 것일 수 있다.
상기 진동 제공부가 제공하는 진동의 진동수, 진동 제공 시간 및 진동 제공부의 이동 경로를 제어하는 진동 제공부 제어부(미도시);를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 진동 테이블은 진동 가능하고, 상시 진동 테이블의 진동은 상기 조성물 수용부에 전달되는 것일 수 있다.
본 발명의 콘크리트 카운터탑 제조방법은, 상기의 콘크리트 카운터탑 제조장치의 상기 조성물 수용부에 콘크리트 카운터탑 조성물을 넣는 단계; 상기 조성물 수용부의 상기 조성물에 상기 진동제공부를 통하여 진동을 가하는 단계; 및 상기 조성물 수용부로부터 상기 조성물의 혼합체를 분리하여 양생하는 단계;를 포함한다.
상기 콘크리트 카운터탑 조성물은, 시멘트, 플라이애쉬, 고로슬래그 및 메타카올린으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 결합재; 골재; 혼화제; 안료; 및 물;을 포함하는 것일 수 있다.
상기 결합재는, 상기 콘크리트 카운터탑 조성물을 기준으로, 시멘트 20 중량% 내지 30 중량%, 플라이애쉬 1 중량% 내지 4 중량%, 고로슬래그 5중량% 내지 10 중량% 및 메타카올린3 중량% 내지 10중량%를 포함하고, 상기 골재는, 상기 콘크리트 카운터탑 조성물을 기준으로, 규사5호 20 중량% 내지 40 중량% 및 규사6호 20 중량% 내지 40 중량%를 포함하고, 상기 혼화제는, 상기 콘크리트 카운터탑 조성물을 기준으로, 폴리카르본산계 혼화제 0.1 중량% 내지 0.5 중량%를 포함하고, 상기 안료는, 상기 콘크리트 카운터탑 조성물을 기준으로, 무기안료 1 중량% 내지 5 중량%를 포함하는 것일 수 있다.
상기 진동을 가하는 단계는, 10,000 vpm 내지 20,000 vpm 진동을, 30초 내지 5분 간 가하는 것일 수 있다.
상기 콘크리트 카운터탑 제조장치는, 상기 진동제공부를 제어하는 진동제공부 제어부를 더 포함하고, 상기 진동을 가하는 단계는, 상기 진동제공부 제어부에 의하여, 상기 조성물 수용부의 각 지점에 균일한 진동을 제공하는 것일 수 있다.
본 발명의 콘크리트 카운터탑은, 상기의 콘크리트 카운터탑 제조방법에 따라 제조된 것이다.
상기 콘크리트 카운터탑의 흡수율은, 제조 후 3일째 1.43 중량% 이하이고, 제조 후 7일째 1.20 중량%이하이고, 제조 후 28일째 0.87 중량% 이하인 것이거나, 상기 콘크리트 카운터탑의 압축강도는, 제조 후 3일째 40.00 MPa 이상이고, 제조 후 7일째 51.20 MPa 이상이고, 제조 후 28일째 68.50 MPa 이상인 것이거나, 상기 진동 혼합 전후의 상기 콘크리트 카운터탑 조성물의 부피 변화가 1.3 % 이상이고, 상기 진동 혼합 전 상기 콘크리트 카운터탑 조성물의 부피를 기준으로 상기 양생 24시간 진행 후 상기 콘크리트 카운터탑 조성물의 부피 변화가 2.8 % 이상인 것일 수 있다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 콘크리트 카운터탑 제조장치를 이용하여, 본 발명의 콘크리트 카운터탑 제조방법에 따라, 종래 방법에 비추어 상대적으로 기술적으로 충분한 의미를 가지는 수준으로 기포 함량이 감소되어, 강도 및 내구성이 향상된 콘크리트 카운터탑을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 제조장치의 조성물 수용부의 크기를 손쉽게 다양하게 변형할 수 있어, 다양한 크기의 콘크리트 카운터탑을 대량으로 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 콘크리트 카운터탑 제조장치의 사시도이다.
도 2-a, 도 2-b, 도 2-c는 본 발명의 콘크리트 카운터탑 제조장치의 조성물 수용부의 가로벽 및 세로벽을 수평이동에 따른 다양한 크기의 콘크리트 카운터탑을 제조하기 위한 조성물 수용부의 변화를 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 콘크리트 카운터탑 제조장치를 이용하여 콘크리트 카운터탑을 제조하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1 내지 3과 비교예로 제조된 콘크리트 카운터탑 의 시간 경과에 따른 압축강도의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1 내지 3과 비교예로 제조된 콘크리트 카운터탑 의 시간 경과에 따른 흡수율의 변화를 나타낸 그래프이다.
본 발명의 콘크리트 카운터탑 제조장치는, 본 발명의 다른 측면인 콘크리트 카운터탑 제조방법에 따라 콘크리트 카운터탑을 제조할 때에, 내부에 기포를 최소화하는 것이 기술효과적 핵심이다. 콘크리트 카운터탑 내부의 기포는 콘크리트 카운터탑의 본질적 기능인 강도를 약화시키고, 내구성을 약화시켜 형태적 변형 및 색상 등 외형적 변형까지도 유발할 수 있는바, 콘크리트 카운터탑 내부의 기포 발생을 최소화하는 것은 콘크리트 카운터탑 제조에 있어서 매우 중요하고 본질적인 사항이다.
일반 공사 현장에서도 콘크리트 타설 과정에서 기포를 제거하는 것이 요구되어 진동기를 활용하여, 국부적으로 기포를 제거하는 방법을 사용하기도 한다. 그러나 이러한 방식의 경우 기포의 분포를 균일하게 제어하는 것은 불가능하다. 콘크리트 카운터탑의 경우에는 단순히 전체적인 기포의 불포함 뿐만 아니라, 어쩔 수 없이 존재하는 미량의 기포라도 전체적으로 균일한 분포를 가지도록 하는 것이 필요하다. 기포의 존재는 해당 부분의 강도 약화를 수반하게 되는데, 절대적인 강도 못지 않게 전체적으로 균등한 강도를 가지는 것이 필요하기 때문이다.
본 발명의 콘크리트 카운터탑 제조장치는 이러한 문제점을 해결하기 위해서 발명된 것이다. 도 1은 본 발명의 콘크리트 카운터탑 제조장치의 사시도이다. 물론 도 1의 콘크리트 카운터탑 제조장치의 사시도는 일 예로서의 사시도일뿐이고, 본 발명의 콘크리트 카운터탑 제조장치가 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 콘크리트 카운터탑 제조장치는, 진동테이블(1); 상기 진동 테이블(1) 상에 위치하고, 콘크리트 카운터탑 조성물을 수용하는 조성물 수용부(2); 진동대 레일(3-1) 및 진동대 가이드(3-2)를 포함하는 진동대부(3); 및 상기 진동대 레일(3-1)을 따라 이동하며, 상기 조성물 수용부(2)에 진동을 제공하는 진동 제공부(4);를 포함하고, 상기 진동 제공부(4)는, 진동 모터(4-1); 및 상기 조성물 수용부의 세로 방향 폭보다 긴 진동판(4-2);을 포함하는 것이다.
본 발명의 진동은, 진동대부의 진동대 레일(3-1)을 따라서 제어부의 제어에 따라 가로 방향으로 이동하는 진동 제공부를 통하여 가로방향으로 균일한 진동을 제공하고, 또한, 진동판이 조성물 수용부의 세로방향보다 긴 것을 특징으로 하는바, 세로방향으로 균일한 진동을 제공하여, 결론적으로 조성물 수용부 내의 상기 콘크리트 카운터탑 조성물에 균일하게 진동을 제공하는 것이 본 발명의 핵심적 기술이라고 할 수 있다. 상술하였듯이, 별도의 진동기를 이용하여 진동을 가하는 경우에는 위치적으로 균일한 진동 제공을 제어하기가 어려운데, 본 발명의 진동 테이블 및 진동 제공부를 통한 진동은, 조성물 수용부 내의 콘크리트 카운터탑 조성물 전체에 동일한 진동수와 진동 시간으로 진동을 제공하기 때문에, 기포의 균일한 제거 및 성분의 균일한 분포를 달성하여 균일한 물성을 확보할 수 있게 되는 것이다.
상기 진동 제공부의 진동판을 통한 진동은, 서로 수직인 두 방향으로, 각각 또는 동시에 제공되거나, 불규칙한 방향으로 제공되는 것 일 수 있다. 진동 방향은 조성물의 특성, 온도 등의 조건에 따라 가변적일 수 있다.
상기 진동대 레일의 방향은 상기 세로 방향에 수직인 가로 방향인 것일 수 있다. 진동대 레일을 따라 이동하는 진동 제공부는 제어부에 의하여 제어되면서 조성물 수용부 전체에 균일한 진동을 제공하게 되는 것이다.
상기 조성물 수용부는, 제1 가로벽(2-1), 제2가로벽(2-2), 제1 세로벽(2-3) 및 제2 세로벽(2-4)을 포함하고, 상기 제1 가로벽 및 제2가로벽은, 각각, 상기 세로방향으로 수평이동 가능하고, 상기 제1 세로벽 및 제2 세로벽은, 각각, 상기 세로 방향에 수직인 가로 방향으로 수평이동 가능한 것일 수 있다.
제1 가로벽(2-1), 제2가로벽(2-2), 제1 세로벽(2-3) 및 제2 세로벽(2-4)이, 각각, 수평이동함으로써 다양한 면적의 콘크리트 카운터탑을 제조할 수 있다.
도 2-a, 도 2-b, 도 2-c는 본 발명의 콘크리트 카운터탑 제조장치의 조성물 수용부의 가로벽 및 세로벽을 수평이동에 따른 다양한 크기의 콘크리트 카운터탑을 제조하기 위한 조성물 수용부의 변화를 나타낸 모식도이다. 제1 가로벽(2-1), 제2가로벽(2-2), 제1 세로벽(2-3) 및 제2 세로벽(2-4)이, 각각, 수평이동이 가능하기 때문에, 도 2-a, 도 2-b, 도 2-c와 같이 다양한 면적과 모양의 사각형 콘크리트 카운터탑 제조가 가능하다. 상기 조성물 수용부는, 10 cm ×200 cm × 200 cm 이하인 것일 수 있다.
상기 제1 가로벽, 제2가로벽, 제1 세로벽 및 제2 세로벽은, 각각, 탈착 가능한 것일 수 있다. 제1 가로벽, 제2가로벽, 제1 세로벽 및 제2 세로벽 어느 한 쪽의 벽을 탈착하고 이를 통하여 제조된 콘크리트 카운터탑을 콘크리트 카운터탑 제조장치로부터 용이하게 분리 수득할 수 있다.
상기 진동 제공부는 1,000 vpm 내지 20,000 vpm, 바람직하게는 11,000 vpm 내지 15,000 vpm의 진동을 제공하는 것일 수 있다. 다만, 진동제공부가 제공하는 진동의 진동수는, 대상 조성물의 점도, 온도 등의 조건에 따라 가변적일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 진동 제공부가 제공하는 진동의 진동수, 진동 제공 시간 및 진동 제공부의 이동 경로를 제어하는 진동 제공부 제어부(미도시);를 더 포함하는 것일 수 있다. 상술하였듯이, 본 발명의 콘크리트 카운터탑 제조장치의 진동판은 조성물 수용부의 세로방향보다 긴 것을 특징으로 하므로, 조성물 수용부 세로방향으로 균일한 진동을 제공할 수 있는 것이고, 조성물 수용부 전체에 균일한 진동을 제공하기 위해서는 가로방향으로 균일한 진동을 제공하여야 하는데, 이는 진동판이 가로방향으로 균일한 속도로 이동하면서 진동을 제공하는 것이 필요한바, 본 발명의 제어부는 이를 가능하도록 진동제공부의 가로방향 이동을 제어하는 것이다.
상기 진동 테이블은 진동 가능하고, 상시 진동 테이블의 진동은 상기 콘크리트 카운터탑 조성물 수용부에 전달되는 것일 수 있다. 진동 테이블 자체가 진동하여 콘크리트 카운터탑 조성물 수용부 내의 콘크리트 카운터탑 조성물에 진동을 제공하여 기포제거를 할 수 있으며, 콘크리트 카운터탑 조성물 수용부 내의 콘크리트 카운터탑 조성물 전체에 완전 동일한 진동을 제공할 수 잇다는 점에서 유리하고, 진동 테이블의 진동은 상기 진동제공부가 제공하는 진동과 별개로 또는 동시에 제공될 수 있다. 이는 콘크리트 카운터탑 조성물 수용부 내의 콘크리트 카운터탑 조성물의 점도 등의 물성에 따라 결정될 수 있다.
본 발명의 콘크리트 카운터탑 제조방법은, 상기의 콘크리트 카운터탑 제조장치의 상기 조성물 수용부에 콘크리트 카운터탑 조성물을 넣는 단계; 상기 조성물 수용부의 상기 조성물에 상기 진동제공부를 통하여 진동을 가하는 단계; 및 상기 조성물 수용부로부터 상기 조성물의 혼합체를 분리하여 양생하는 단계;를 포함한다. 도 3은 본 발명의 콘크리트 카운터탑 제조장치를 이용하여 콘크리트 카운터탑을 제조하는 과정을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 콘크리트 카운터탑 제조방법에서 가장 핵심적인 기술적 특징은 콘크리트 카운터탑 조성물을 목적하는 형태의 틀에 주입하고 혼합하는 과정에서 진동을 가하는 것이다. 상기 진동은 조성물 내부의 기포를 제거하는 역할을 한다. 상기 진동 혼합 단계는, 30초 내지 5분 간 수행하는 것일 수 있다. 진동 시간이 30초 미만이면 충분한 기포 제거가 이루어지지 않아 결과적으로 콘크리트 카운터탑의 강도 확보에 미비한 문제가 있을 수 있고, 진동 시간이 5분을 초과하면 조성물 내 다양한 성분들(재료)이 분급되어 균일한 혼합을 저해하고, 블리딩 현상을 유발하는 문제가 있을 수 있다. 바람직하게는 1분 내지 3분 간 수행하는 것일 수 있고, 더욱 바람직하게는 1분 30초 내지 2분 40초간 수행하는 것일 수 있다.
상기 콘크리트 카운터탑 조성물은, 시멘트, 플라이애쉬, 고로슬래그 및 메타카올린으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 결합재; 골재; 혼화제; 안료; 및 물;을 포함하는 것일 수 있다.
상기 결합재는, 상기 콘크리트 카운터탑 조성물을 기준으로, 시멘트 20 중량% 내지 30 중량%, 플라이애쉬 1 중량% 내지 4 중량%, 고로슬래그 5중량% 내지 10 중량% 및 메타카올린3 중량% 내지 10중량%를 포함하고, 상기 골재는, 상기 콘크리트 카운터탑 조성물을 기준으로, 규사5호 20 중량% 내지 40 중량% 및 규사6호 20 중량% 내지 40 중량%를 포함하고, 상기 혼화제는, 상기 콘크리트 카운터탑 조성물을 기준으로, 폴리카르본산계 혼화제 0.1 중량% 내지 0.5 중량%를 포함하고, 상기 안료는, 상기 콘크리트 카운터탑 조성물을 기준으로, 무기안료 1 중량% 내지 5 중량%를 포함하는 것일 수 있다. 상기 메타카올린은, 에트린가이트(ettringite)를 생성하고, 상기 시멘트 중의 C3S를 활성화시키고, 상기 시멘트 중의 수산화칼슘과 포졸란 반응을 일으키는 것일 수 있다. 에트린가이트를 생성하고 상기 시멘트 중의 C3S 를 활성화를 통하여 콘크리트 카운터탑 제조 직후 초기 강도가 증대되고, 상기 시멘트 중의 수산화칼슘과 포졸란 반응을 일으켜서 제조 후 중장기적으로 강도 및 내구성을 향상시키는 역할을 한다. 폴리카르본산계 혼화제가 0.1 중량% 미만이면 작업성(Workability)의 문제가 있을 수 있고, 0.5 중량%를 초과하면 강도저하, 공극 증가의 문제가 발생 할 수 있다. 무기안료가 1 중량% 미만이면 첨가량이 미비하여 변색 및 탈색이 되기 쉬운 문제가 있을 수 있고, 5 중량%를 초과하면 재료와의 분리, 경제성 제하의 문제가 있을 수 있다. 무기안료를 사용함으로써, 기타 성분인 산화철계열의 화력발전소의 산업부산물인 플라이애쉬, 고로슬래그 등과의 반응 안정성과 효과적인 물리, 화학적인 혼합을 달성할 수 있다.
상기 진동을 가하는 단계는, 1,000 vpm 내지 20,000 vpm, 바람직하게는 11,000 vpm 내지 15,000 vpm의 진동을, 30초 내지 5분 간 가하는 것일 수 있다. 다만, 대상 조성물의 점도, 온도 등의 조건에 따라 진동수와 진동 시간은 가변적일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 진동을 가하는 단계는, 상기 콘크리트 카운터탑 제조장치의 진동제공부 제어부에 의하여, 상기 콘크리트 카운터탑 조성물 수용부의 각 지점에 균일한 진동을 제공하는 것일 수 있다. 상기 콘크리트 카운터탑 조성물 수용부의 각 지점에 균일한 진동을 제공하는 것은 본 발명의 핵심적 기술 특징 중 하나라고 할 수 있다.
본 발명의 콘크리트 카운터탑은, 상기의 콘크리트 카운터탑 제조방법에 따라 제조된 것이다. 본 발명의 콘크리트 카운터탑 제조방법에 의하여 제조된 콘크리트 카운터탑은, 기포를 최소로 함유하고, 그 결과, 강도 향상, 내구성 강화, 친환경성 등의 특성을 가질 수 있다. 특히, 향상된 강도, 강화된 내구성 등이 전체에 고른 분포를 가지는 것이 특징이다.
상기 콘크리트 카운터탑의 흡수율은, 제조 후 3일째 1.43 중량% 이하이고, 제조 후 7일째 1.20 중량%이하이고, 제조 후 28일째 0.87 중량% 이하인 것이거나, 상기 콘크리트 카운터탑의 압축강도는, 제조 후 3일째 40.00 MPa 이상이고, 제조 후 7일째 51.20 MPa 이상이고, 제조 후 28일째 68.50 MPa 이상인 것이거나, 상기 진동 혼합 전후의 상기 콘크리트 카운터탑 조성물의 부피 변화가 1.3 % 이상이고, 상기 진동 혼합 전 상기 콘크리트 카운터탑 조성물의 부피를 기준으로 상기 양생 24시간 진행 후 상기 콘크리트 카운터탑 조성물의 부피 변화가 2.8 % 이상인 것일 수 있다.
콘크리트 카운터탑의 흡수율은 성분 자체의 흡수도 영향을 미치지만, 콘크리트 카운터탑 내부의 기포에 의한 공간 즉, 기공에 의하여 결정되는 측면이 있다. 본 발명의 경우에는 이하 실시예 및 비교예를 통하여 확인되듯이, 상대적으로 낮은 흡수율을 가지는데, 이는 제조 과정에서 기포 발생을 억제하여 콘크리트 카운터탑 내부의 기공을 최소화한 결과이다.
콘크리트 카운터탑의 압축강도 역시, 여러 요인 중 내부의 기포, 즉 기공의 양에 의하여 결정적인 영향을 받는데, 본 발명의 콘크리트 카운터탑은, 이하의 실시예 및 비교예를 통하여 확인되듯이, 상대적으로 높은 압축강도를 가지는데, 이 역시 제조 과정에서 기포 발생을 억제하여 콘크리트 카운터탑 내부의 기공을 최소화한 결과로 볼 것이다.
콘크리트 카운터탑의 진동 혼합 전후의 부피 변화 (부피 감소) 및 상기 진동 혼합 전 상기 콘크리트 카운터탑 조성물의 부피를 기준으로 상기 양생 24시간 진행 후 부피 변화는, 역시 여러 요인 중 콘크리트 카운터탑 조성물에 포함된 기포의 양에 의하여 결정적인 영향을 받는데, 본 발명의 콘크리트 카운터탑은, 이하의 실시예 및 비교예를 통하여 확인되듯이, 상대적으로 큰 부피 변화를 나타내는데, 이 또한 제조 과정에서 기포 발생을 억제하여 콘크리트 카운터탑 내부의 기포에 의한 기공을 최소화한 결과로 볼 것이다.
본 발명의 콘크리트 카운터탑 제조 과정에서 상기 진동 혼합하는 단계 전후의, 상기 콘크리트 카운터탑 조성물의 부피 변화가 1.3 % 이상인데, 아래의 실시예 및 비교예에서 확인되듯이, 진동을 가하지 않는 혼합의 경우에는 상기 부피 변화가 없고, 이는 기포가 제거되지 않은 것을 의미하며, 이는 최종 결과물인 콘크리트 카운터탑의 압축강도를 저해하는 결과를 초래한다. 상기 진동 혼합하는 단계 전 콘크리트 카운터탑 조성물의 부피 기준으로, 상기 양생하는 단계 후 상기 콘크리트 카운터탑 조성물의 부피 변화는 2.8 % 이상인 것 일 수 있다. 역시 아래의 실시예 및 비교예를 통하여 확인되듯이, 진동을 가하지 않는 혼합의 경우의 부피 변화보다 상대적으로 큰 값을 나타내는 것인데, 이는 효과적으로 기포가 제거되는 것을 나타내는 것이다.
이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 통하여, 본 발명의 콘크리트 카운터탑 제조장치를 이용하여 콘크리트 카운터탑을 제조하였다. 실시예 및 비교예를 통하여 제조된 콘크리트 카운터탑의 물성 변화를 확인하였다. 다만, 이는 본 발명의 일 실시예에 속하는 것들에 불과할 뿐, 이하의 실시예가 본 발명을 대표하거나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
[콘크리트 카운터탑 조성물의 준비]
다음 성분 및 함량으로 콘크리트 카운터탑 조성물을 준비하였다.
- 다음 -
시멘트 25 중량%, 플라이애쉬 2 중량%, 고로슬래그 6중량% 및 메타카올린 5중량%를 포함하는 결합재 38 중량%;
규사5호 25 중량% 및 규사6호 30 중량%를 포함하는 골재 55 중량%;
폴리카르본산계 혼화제 0.2 중량%;
산화철 계열의 무기안료 2중량%; 및
잔량의 물;
준비한 상기 콘크리트 카운터탑 조성물을 이용하여 본 발명의 콘크리트 카운터탑 제조장치를 통하여 콘크리트 카운터탑을 제조하고 (실시예 1 내지 3) 진동을 가하지 않으면서 비교예의 콘크리트 카운터탑을 제조하였다.
[실시예 1]
준비된 조성물을 도 1의 콘크리트 카운터탑 제조장치의 조성물 수용부에 주입하고, 도 2의 콘크리트 카운터탑을 제조하는 과정에 따라 콘크리트 카운터탑을 제조하였다. 진동 혼합은 1 분간 수행하였다.
상기 과정을 통하여 가로150 cm, 세로70 cm 이고, 두께가 3 cm의 콘크리트 카운터탑을 제조하였다.
[실시예 2]
진동 혼합 시간만 2분으로 하고, 다른 조건은 실시예 1과 동일하게, 동일한 크기 및 두께의 콘크리트 카운터탑을 제조하였다.
[실시예 3]
진동 혼합 시간만 3분으로 하고, 다른 조건은 실시예 1과 동일하게, 동일한 크기 및 두께의 콘크리트 카운터탑을 제조하였다.
[비교예]
실시예 1 내지 3과 동일한 콘크리트 카운터탑 제조장치를 이용하되, 혼합 과정에 진동을 가하지 않고, 동일한 크기 및 두께의 콘크리트 카운터탑을 제조하였다.
<제조된 실시예 1 내지 3 및 비교예의 콘크리트 카운터탑 물성 비교>
제조된 실시예 1 내지 3 및 비교예의 콘크리트 카운터탑을 이용하여, 아래의 물성 측정을 통하여 물성을 비교하였다.
압축강도
압축강도 측정은 KS F 4426 시험방법의 의거하여 실시하였으며, 시험체의 압축 방향은 실제로 하중을 받는 방향으로 하고, 전면에 고르게 0.2N/mm2의 속도로 가압하면서, 실시예 1 내지 3 및 비교예의 콘크리트 카운터탑의 압축강도를 측정하였다. 그 결과는 아래의 표 1과 같다.
구 분 3일째 압축강도 (MPa) 7일째 압축강도 (MPa) 28일째 압축강도 (MPa)
실시예 1 41.35 51.29 68.59
실시예 2 43.11 62.73 70.60
실시예 3 43.50 58.69 69.64
비교예 39.00 50.68 67.43
이를 그래프로 표현하면 도 4의 시간 경과에 따른 압축강도의 변화를 나타낸 그래프와 같다. 도 4 및 상기 표 1과 같이, 실시예 1 내지 3의 압축강도가 3일째, 7일째, 28일째 모두 비교예의 압축강도보다 컸고, 특히 실시예 중 진동 혼합 시간이 2분인 실시예 2가, 3가지 측정 시점 모두에서 상대적으로 가장 큰 압축강도를 나타내었다. 실시예의 콘크리트 카운터탑이 비교예의 콘크리트 카운터탑보다 큰 압축강도를 나타내는 것으로부터 제조 과정에서 본 발명의 콘크리트 카운터탑 제조장치를 이용하여 균일한 진동을 가하는 과정에서 기포가 효과적으로 제거되었음을 유추할 수 있었다.
흡수율
흡수율 측정은, KS F 2476시험방법의 참조하여 실시하였으며, 시험체를 온도 (50±2)℃에서 24시간 건조하고, 데시케이터 내에서 냉각한 후 질량을 측정하였다. 다음으로 공시체를 온도 (20±2)℃의 물 안에 담그고, 24시간 경과한 후 꺼내서 공시체의 각 면을 습포로 재빨리 닦고 즉시 질량을 제어 실시예 1 내지 3 및 비교예의 콘크리트 카운터탑의 흡수율을 측정하였다. 그 결과는 아래의 표 2와 같다.
구 분 3일째 흡수율 (%) 7일째 흡수율 (%) 28일째 흡수율 (%)
실시예 1 1.43 1.20 0.87
실시예 2 1.20 1.12 0.82
실시예 3 1.31 1.13 0.84
비교예 1.46 1.22 0.90
이를 그래프로 표현하면 도 5의 시간 경과에 따른 흡수율의 변화를 나타낸 그래프와 같다. 도 5 및 상기 표 2와 같이, 실시예 1 내지 3의 흡수율이 3일째, 7일째, 28일째 모두 비교예의 흡수율보다 작았고, 특히 실시예 중 진동 혼합 시간이 2분인 실시예 2가, 3가지 측정 시점 모두에서 상대적으로 가장 작은 흡수율을 나타내었다. 본 발명의 콘크리트 카운터탑 제조장치를 이용하여 균일한 진동을 가하면서 제조된 실시예의 콘크리트 카운터탑이 비교예의 콘크리트 카운터탑보다 작은 흡수율을 나타내는 것으로부터, 역시 제조 과정에서 본 발명의 콘크리트 카운터탑 제조장치를 이용하여 균일한 진동을 가하여 기포가 효과적으로 제거되었음을 유추할 수 있었다.
부피변화
부피 변화 측정은, 조성물을 공시체(Ф10x20cm) 몰드의 타설한 후 흙손을 이용하여 공시체 몰드 높이와 맞춘 후 진동다짐을 실시하여 부피변화를 측정하였다. 온도(20±2℃), 상대습도 90% 이상에서 24시간 양생한 후 부피변화를 측정하였다. 실시예 1 내지 3 및 비교예의 콘크리트 카운터탑 조성물의 진동 혼합 전후의 부피 변화의, 진동 혼합 전후 및 진동 혼합 전 상기 콘크리트 카운터탑 조성물의 부피를 기준으로 상기 양생 24시간 진행 후 상기 콘크리트 카운터탑 조성물의 부피 변화를 측정하였다. 그 결과는 아래의 표 3과 같다.
구 분 진동 혼합 전후 부피변화 (%) 24hr 양생 후 (%)
실시예 1 1.4 3.0
실시예 2 3.2 5.0
실시예 3 2.7 3.5
비교예 1.0
상기 표 3와 같이, 실시예 1 내지 3의 진동 혼합 전후 조성물의 부피는 1.4 내지 3.2 % 변화(감소)하였다. 이는 진동 혼합 과정에서 기포가 제거되는 양에 비례하는 것으로 판단된다. 24 시간 양생 후 부피 변화는, 비교예의 경우에는 1.0 % 에 그쳤으나, 실시예 1 내지 3 은 3.0 내지 5.0 % 감소를 보였다. 기포가 효과적으로 제거되어 그에 해당하는 만큼 부피가 상대적으로 많이 감소한 것으로 볼 것이다. 특히, 실시예 중 진동 혼합 시간이 2분인 실시예 2가, 진동 혼합 전후 및 24 시간 양생 후 모두 부피 변화 (감소) 가 가장 크게 나타났다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 진동 혼합 과정에서 콘크리트 카운터탑 조성물로부터 기포가 효과적으로 제거되어, 압축강도 등의 물성이 향상된 콘크리트 카운터탑을 제조할 수 있음을 확인하였다.

Claims (15)

  1. 진동테이블;
    상기 진동 테이블 상에 위치하고, 콘크리트 카운터탑 조성물을 수용하는 조성물 수용부;
    진동대 레일 및 진동대 가이드를 포함하는 진동대부; 및
    상기 진동대 레일을 따라 이동하며, 상기 조성물 수용부에 진동을 제공하는 진동 제공부;
    를 포함하고,
    상기 진동 제공부는, 진동 모터; 및 상기 조성물 수용부의 세로 방향 폭보다 긴 진동판;을 포함하는 것인,
    콘크리트 카운터탑 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진동대 레일의 방향은 상기 세로 방향에 수직인 가로 방향인 것인,
    콘크리트 카운터탑 제조장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조성물 수용부는, 제1 가로벽, 제2가로벽, 제1 세로벽 및 제2 세로벽을 포함하고,
    상기 제1 가로벽 및 제2가로벽은, 각각, 상기 세로방향으로 수평이동 가능하고,
    상기 제1 세로벽 및 제2 세로벽은, 각각, 상기 세로 방향에 수직인 가로 방향으로 수평이동 가능한 것인,
    콘크리트 카운터탑 제조장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 가로벽, 제2가로벽, 제1 세로벽 및 제2 세로벽은, 각각, 탈착 가능한 것인,
    콘크리트 카운터탑 제조장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조성물 수용부는, 10 cm × 200 cm × 200 cm 이하인 것인,
    콘크리트 카운터탑 제조장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 진동 제공부는 1,000 vpm 내지 20,000 vpm의 진동을 제공하는 것인,
    콘크리트 카운터탑 제조장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 진동 제공부가 제공하는 진동의 진동수, 진동 제공 시간 및 진동 제공부의 이동 경로를 제어하는 진동 제공부 제어부;를 더 포함하는 것인,
    콘크리트 카운터탑 제조장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 진동 테이블은 진동 가능하고, 상시 진동 테이블의 진동은 상기 조성물 수용부에 전달되는 것인,
    콘크리트 카운터탑 제조장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 콘크리트 카운터탑 제조장치의 상기 조성물 수용부에 콘크리트 카운터탑 조성물을 넣는 단계;
    상기 조성물 수용부의 상기 조성물에 상기 진동제공부를 통하여 진동을 가하는 단계; 및
    상기 조성물 수용부로부터 상기 조성물의 혼합체를 분리하여 양생하는 단계;
    를 포함하는, 콘크리트 카운터탑 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 콘크리트 카운터탑 조성물은,
    시멘트, 플라이애쉬, 고로슬래그 및 메타카올린으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 결합재;
    골재;
    혼화제;
    안료; 및
    물;
    을 포함하는 것인, 콘크리트 카운터탑 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 결합재는, 상기 콘크리트 카운터탑 조성물을 기준으로, 시멘트 20 중량% 내지 30 중량%, 플라이애쉬 1 중량% 내지 4 중량%, 고로슬래그 5중량% 내지 10 중량% 및 메타카올린3 중량% 내지 10중량%를 포함하고,
    상기 골재는, 상기 콘크리트 카운터탑 조성물을 기준으로, 규사5호 20 중량% 내지 40 중량% 및 규사6호 20 중량% 내지 40 중량%를 포함하고,
    상기 혼화제는, 상기 콘크리트 카운터탑 조성물을 기준으로, 폴리카르본산계 혼화제 0.1 중량% 내지 0.5 중량%를 포함하고,
    상기 안료는, 상기 콘크리트 카운터탑 조성물을 기준으로, 무기안료 1 중량% 내지 5 중량%를 포함하는 것인, 콘크리트 카운터탑 제조방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 진동을 가하는 단계는, 1,000 vpm 내지 20,000 vpm 진동을, 30초 내지 5분 간 가하는 것인,
    콘크리트 카운터탑 제조방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 콘크리트 카운터탑 제조장치는, 상기 진동제공부를 제어하는 진동제공부 제어부를 더 포함하고,
    상기 진동을 가하는 단계는, 상기 진동제공부 제어부에 의하여, 상기 조성물 수용부의 각 지점에 균일한 진동을 제공하는 것인,
    콘크리트 카운터탑 제조방법.
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항의 콘크리트 카운터탑 제조방법에 따라 제조된 콘크리트 카운터탑.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 콘크리트 카운터탑의 흡수율은, 제조 후 3일째 1.43 중량% 이하이고, 제조 후 7일째 1.20 중량%이하이고, 제조 후 28일째 0.87 중량% 이하인 것이거나,
    상기 콘크리트 카운터탑의 압축강도는, 제조 후 3일째 40.00 MPa 이상이고, 제조 후 7일째 51.20 MPa 이상이고, 제조 후 28일째 68.50 MPa 이상인 것이거나,
    상기 진동 혼합 전후의 상기 콘크리트 카운터탑 조성물의 부피 변화가 1.3 % 이상이고, 상기 진동 혼합 전 상기 콘크리트 카운터탑 조성물의 부피를 기준으로 상기 양생 24시간 진행 후 상기 콘크리트 카운터탑 조성물의 부피 변화가 2.8 % 이상인 것인, 콘크리트 카운터탑.
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