KR20180038335A - 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소파블록이나 인공어초를 시공하기 위한 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 육지에서 콘크리트 구조물을 제작한 후 현장으로 옮겨 시공함으로 인해 전체적인 시공기간 및 비용이 증가하는 단점이 있었던 종래기술의 소파블록 및 어초 시공방법들의 문제점과, 해저에서 콘크리트를 분사시 콘크리트가 해수에 풀어지게 되는 문제가 있었던 종래기술의 3D 콘크리트 프린팅 기술의 문제점을 해결하기 위해, 3차원 콘크리트 프린팅 기술을 이용하여 현장에서 직접 미리 설계된 형상으로 소파블록이나 어초를 시공하는 것에 의해 콘크리트 구조물의 제작과 시공이 동시에 이루어질 수 있으며, 이때, 콘크리트를 분사하는 프린팅 노즐의 끝단에서 에어건 등을 통해 고압의 공기를 함께 분사하거나, 노즐 주변에 프로펠러 등을 설치하여 고속회전시키는 것에 의해 순간적인 공동(cavity)을 형성하여 초속경 콘크리트를 분사하도록 구성됨으로써, 콘크리트가 해수에 의해 풀어지는 현상을 방지하여 보다 용이하게 다양한 형상의 소파블록이나 어초를 시공현장에서 직접 시공할 수 있도록 구성되는 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법이 제공된다.
Description
본 발명은 파력의 감쇠를 위해 콘크리트 블록의 형태로 형성되어 해저에 설치되는 소파블록이나, 또는, 콘크리트 블록 등을 해저에 투입하여 수산생물의 서식환경을 제공하기 위한 인공어초를 시공하기 위한 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는, 육지에서 콘크리트 구조물을 제작한 후 설치현장으로 옮겨 시공함으로 인해 콘크리트 구조물의 적치 및 운반을 위한 시간 및 비용이 증가하고 그로 인해 전체적인 시공기간 및 비용이 증가하는 단점이 있었던 종래기술의 소파블록 및 어초 시공방법들의 문제점을 해결하기 위해, 3차원 콘크리트 프린팅 기술을 이용하여 현장에서 직접 소파블록이나 어초를 형성함으로써, 콘크리트 구조물의 제작 및 운반에 요구되는 시간 및 비용이 필요 없게 되어 전체적인 시공기간 및 비용을 절감할 수 있도록 구성되는 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 상기한 바와 같이 육지에서 콘크리트 구조물을 제작한 후 이를 다시 설치현장으로 옮겨 시공함으로 인해 전체적인 시공기간 및 비용이 증가하는 단점이 있었던 종래기술의 소파블록 및 어초 시공방법들의 문제점과, 해저에서 콘크리트를 분사시 콘크리트가 해수에 풀어지게 되어 효과적인 시공이 어려운 문제가 있었던 종래기술의 3D 콘크리트 프린팅 기술의 문제점을 해결하기 위해, 3차원 콘크리트 프린팅 기술을 이용하여 현장에서 직접 미리 설계된 형상으로 소파블록이나 어초를 시공함으로써 한 번의 작업으로 콘크리트 구조물의 제작과 시공이 동시에 이루어질 수 있으며, 이때, 콘크리트를 분사하는 프린팅 노즐의 끝단에서 에어건 등을 통해 고압의 공기를 함께 분사하거나, 또는, 노즐 주변에 프로펠러 등을 설치하여 고속회전시키는 것에 의해 순간적인 공동(cavity)을 형성하고, 이러한 공동 내에 초속경 콘크리트를 분사하도록 구성됨으로써, 콘크리트가 해수에 의해 풀어지는 현상을 방지하여 보다 용이하게 다양한 형상의 소파블록이나 어초를 시공현장에서 직접 시공할 수 있도록 구성되는 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법에 관한 것이다.
일반적으로, 파력의 감쇠를 위해 설치되는 소파블록은, 시공현장의 파랑의 정도에 따라 그 형태나 크기가 결정된 콘크리트 블록의 형태로 해저에 설치된다.
또한, 마찬가지로, 인공어초도 인공적으로 수산생물의 서식환경을 제공하기 위해 시공현장에 서식하는 수산생물이나 환경에 따라 그 크기나 모양이 결정되어 형성된 콘크리트 블록의 형태로 해저에 설치된다.
아울러, 종래, 이러한 소파블록이나 인공어초의 시공방법은, 대부분 육지에서 콘크리트 구조물을 형성한 후 이를 현장으로 운반하여 설치하는 것이 일반적이었다.
더 상세하게는, 상기한 바와 같은 소파블록 및 어초 시공방법에 대한 종래기술의 예로는, 예를 들면, 먼저, 한국 등록특허공보 제10-1448460호에 따르면, 바닥면에 지지되는 발판과, 발판에 올려져 안착지지되는 거푸집으로 구성되고, 거푸집 내로 콘크리트가 타설되어 소파블록이 성형되도록 구성됨으로써, 현장에서 안정적인 거푸집의 설치가 가능하고, 거푸집의 조립 및 해체가 용이하며, 성형된 소파블록의 다리가 다면체로 이루어지고 다리 끝단부에 두부돌출부가 확장 돌출성형 되도록 하여 부설작업시 우수한 공극률 및 맞물림이 양호한 소파블록을 성형할 수 있도록 구성되는 소파블록 제조용 거푸집 장치와 이를 이용한 소파블록 제조방법과 이에 의해 제조된 소파블록 및 소파블록에 의해 축조된 구조물에 관한 기술내용이 제시된 바 있다.
또한, 상기한 바와 같은 소파블록 및 어초 시공방법에 대한 종래기술의 다른 예로는, 예를 들면, 한국 등록특허공보 제10-1322414호에 따르면, 돌출부, 각 돌출부가 만나는 지점의 연결부로 구성된 소파블록을 제조하는 거푸집과, 상기 거푸집으로 제조되어 외면에 미끄럼방지부가 성형되어 있는 소파블록이 제공됨으로써, 소파블록을 제조함에 있어 무늬강판을 사용하여 제작이 간단하고 일관성 있는 무늬가 촘촘히 형성되며 유지보수가 용이하도록 구성되는 소파블록 제조용 거푸집 및 그로 제작된 소파블록에 관한 기술내용이 제시된 바 있다.
아울러, 상기한 바와 같은 소파블록 및 어초 시공방법에 대한 종래기술의 또 다른 예로는, 예를 들면, 한국 등록특허공보 제10-1395056호에 따르면, 5개의 원뿔대 형상의 지지대의 베이스 부분이 블록의 중심을 기준으로 결합된 형태의 소파블록으로서, 블록의 중심으로부터 수평방향으로 방사상으로 연장되는 제 1 내지 제 3 측면지지대; 및 블록의 중심으로부터 각각 수직 상부 방향과 수직 하부 방향으로 연장되는 상부 지지대와 하부지지대를 포함하고, 제 1 내지 제 3 측면지지대는 120°등간격으로 형성되고, 상부 지지대와 하부 지지대는 각각 제 1 내지 제 3 지지대와 90°를 이루는 방향으로 형성되며, 상부 지지대의 상단부와 하부 지지대의 하단부까지의 길이를 1이라고 할 때 블록의 중심에서 각 지지대의 단부까지의 길이는 0.5이고, 각 지지대의 원뿔대 형상의 큰 지름은 0.41이며, 돌출된 각 지지대의 길이는 0.29이고, 각 지지대의 원뿔대의 각도는 9°로 구성됨으로써, 수직방향으로 대칭되는 두 개의 지지대와 수평방향으로 120°간격으로 형성되는 세 개의 지지대로 연결되는 피복재와 인공어초를 위한 펜타포드형 소파블록, 그 거치방법 및 제작방법에 관한 기술내용이 제시된 바 있다.
더욱이, 상기한 바와 같은 소파블록 및 어초 시공방법에 대한 종래기술의 또 다른 예로는, 예를 들면, 한국 등록특허공보 제10-1104810호에 따르면, 수중에 설치되는 단위소파블록에 있어서, 중심축을 중심으로 4개의 구배저항판이 X자 형태로 일체로 형성되고, 단위소파블록의 상, 하부 V자형 개구부에는 수평판이 각각 볼트 결합되며, 수평판에 다수개의 유수공이 형성되고, 수평판의 양측 단부는 V자형 개구부에 맞대어지도록 경사면이 형성되며, 구배저항판에는 다수의 유수공이 형성되고, 구배저항판의 단부는 외측 수평방향으로 수평연장부가 형성되며, 수평연장부의 단부에는 요부와 철부가 일체로 형성되도록 구성되는 해중림초 해양동식물 이식 기능성 소파블록 및 이를 이용한 소파구조물에 관한 기술내용이 제시된 바 있다.
상기한 바와 같이, 종래, 소파블록 및 어초 시공방법에 대하여 여러 가지 기술내용들이 제시된 바 있으나, 상기한 바와 같은 종래기술의 시공방법들은 다음과 같은 문제점이 있는 것이었다.
즉, 일반적으로, 종래의 소파블록 및 어초 시공방법은, 육지에서 콘크리트 구조물을 제작한 후 이를 다시 설치현장으로 옮겨 시공함으로 인해, 비교적 대형의 구조물로 형성되는 콘크리트 구조물의 적치 및 운반을 위한 시간 및 비용이 증가하고, 그로 인해 전체적인 시공기간 및 비용이 증가하는 단점이 있었다.
또한, 종래의 소파블록 및 어초 시공방법은, 거푸집을 이용하여 육지에서 콘크리트 구조물을 제작함으로 인해, 다양하고 복잡한 형상의 구조물 제작이 용이하지 못한 한계도 있는 것이었다.
여기서, 상기한 바와 같은 종래기술의 소파블록 및 어초 시공방법들의 문제점을 해결하기 위해서는, 예를 들면, 3D 콘크리트 프린팅 기술을 이용하여 현장에서 직접 소파블록이나 어초를 형성한다면 다양하고 복잡한 형상의 구조물도 용이하게 제작 가능한 동시에, 콘크리트 구조물의 제작, 적치 및 운반에 요구되는 시간과 비용이 필요 없게 되므로 전체적인 시공기간 및 비용을 절감할 수 있을 것으로 기대된다.
그러나 기존의 3D 콘크리트 프린팅 기술은, 예를 들면, 해수의 유속이 빠른 지역의 경우, 초속경 콘크리트를 사용한다 하더라도 해저에서 콘크리트를 분사시 콘크리트가 해수에 풀어지게 되어 현장에서 직접 소파블록이나 어초를 형성하기에는 효과적인 시공이 어려운 문제가 있었다.
따라서 상기한 바와 같이 육지에서 콘크리트 구조물을 제작한 후 이를 다시 설치현장으로 옮겨 시공함으로 인해 전체적인 시공기간 및 비용이 증가하는 단점이 있었던 종래기술의 소파블록 및 어초 시공방법들의 문제점과, 해저에서 콘크리트를 분사시 콘크리트가 해수에 풀어지게 되어 효과적인 시공이 어려운 문제가 있었던 종래기술의 3D 콘크리트 프린팅 기술의 문제점을 해결하기 위해서는, 3D 콘크리트 프린팅 기술을 이용하여 다양한 형상의 소파블록이나 어초를 용이하게 시공현장에서 직접 시공할 수 있도록 구성되는 새로운 구성의 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법을 제공하는 것이 바람직하나, 아직까지 그러한 요구를 모두 만족시키는 장치나 방법은 제시되지 못하고 있는 실정이다.
[선행기술문헌]
1. 한국 등록특허공보 제10-1448460호 (2014.10.01.)
2. 한국 등록특허공보 제10-1322414호 (2013.10.21.)
3. 한국 등록특허공보 제10-1395056호 (2014.05.08.)
4. 한국 등록특허공보 제10-1104810호 (2012.01.04.)
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 따라서 본 발명의 목적은, 육지에서 콘크리트 구조물을 제작한 후 설치현장으로 옮겨 시공함으로 인해 콘크리트 구조물의 적치 및 운반을 위한 시간과 비용이 증가하고, 그로 인해 전체적인 시공기간 및 비용이 증가하는 단점이 있었던 종래기술의 소파블록 및 어초 시공방법들의 문제점을 해결하기 위해, 3차원 콘크리트 프린팅 기술을 이용하여 현장에서 직접 소파블록이나 어초를 형성함으로써, 콘크리트 구조물의 제작, 적치 및 운반에 요구되는 시간과 비용이 필요 없게 되어 전체적인 시공기간 및 비용을 절감할 수 있도록 구성되는 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기한 바와 같이 육지에서 콘크리트 구조물을 제작한 후 이를 다시 설치현장으로 옮겨 시공함으로 인해 전체적인 시공기간 및 비용이 증가하는 단점이 있었던 종래기술의 소파블록 및 어초 시공방법들의 문제점과, 해저에서 콘크리트를 분사시 콘크리트가 해수에 풀어지게 되어 효과적인 시공이 어려운 문제가 있었던 종래기술의 3D 콘크리트 프린팅 기술의 문제점을 해결하기 위해, 3차원 콘크리트 프린팅 기술을 이용하여 현장에서 직접 미리 설계된 형상으로 소파블록이나 어초를 시공함으로써 콘크리트 구조물의 제작과 시공이 한 번의 작업으로 동시에 이루어질 수 있도록 하는 데 더하여, 콘크리트를 분사하는 프린팅 노즐의 끝단에서 에어건이나 프로펠러 등을 통해 순간적인 공동(cavity)을 형성하여 초속경 콘크리트를 분사하도록 구성됨으로써, 콘크리트가 해수에 의해 풀어지는 현상을 방지하여 보다 용이하게 다양한 형상의 소파블록이나 어초를 시공현장에서 직접 시공할 수 있도록 구성되는 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 육지에서 콘크리트 구조물을 제작한 후 시공현장으로 운반하여 시공함으로 인해 다양한 모양이나 복잡한 형상의 블록을 구현하기 어려운 데 더하여, 제작된 블록의 양생과 적치 및 운반 과정이 필요하여 전체적인 시공기간이 길어지고 비용이 증가하는 문제가 있었던 종래기술의 소파블록 및 어초 시공방법들의 문제점을 해결할 수 있도록 구성되는 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법에 있어서, 시공하고자 하는 소파블록 또는 어초의 형태와 크기를 결정하고 3D 프린팅을 위한 데이터로 작성하는 처리가 수행되는 설계단계; 상기 설계단계에서 작성된 3D 프린팅 데이터에 근거하여 3D 콘크리트 프린팅을 통하여 시공현장에서 직접 소파블록 또는 어초의 시공을 행하는 처리가 수행되는 시공단계; 및 상기 시공단계를 통하여 3D 프린팅된 소파블록 또는 어초의 표면처리를 포함하는 마무리 작업을 수행하는 처리가 수행되는 마감단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법이 제공된다.
여기서, 상기 설계단계는, 시공현장의 파랑 정도에 따라 상기 소파블록의 형태 및 크기가 결정되고, 시공현장 주변의 수중환경을 3D 스캐닝하여 상기 어초의 형태 및 크기가 결정되는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 설계단계는, 미리 준비된 상기 3D 프린팅 데이터가 시공현장에 설치된 3D 콘크리트 프린팅 장치에 직접 입력되거나, 또는, 인터넷이나 이동통신을 포함하는 유선 또는 무선통신을 통해 원격으로 상기 3D 프린팅 데이터가 상기 3D 콘크리트 프린팅 장치에 입력되는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 시공단계는, 상기 설계단계에서 미리 준비된 상기 3D 프린팅 데이터에 근거하여 소파블록 및 어초 구조물 전체를 수중에서 한 번에 3D 프린팅하여 제작하도록 구성됨으로써, 전체적인 시공기간을 단축하고 비용을 절감할 수 있는 동시에, 복잡한 형상을 가지는 구조물도 용이하게 제작 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
더욱이, 상기 시공단계는, 상기 3D 콘크리트 프린팅시, 콘크리트를 분사하는 프린팅 노즐의 끝단에 에어건을 설치하여 고압의 공기를 분사하거나, 또는, 상기 프린팅 노즐의 끝단 부근에 프로펠러를 설치하여 동작시키는 것에 의해 상기 프린팅 노즐의 끝단 부분에서 순간적인 공동(cavity)을 형성하여 초속경 콘크리트를 분사하도록 구성됨으로써, 콘크리트가 해수에 의해 풀어지는 현상을 방지할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마감단계는, 상기 시공단계에서 3D 콘크리트 프린팅된 소파블록 또는 어초의 표면처리를 행하고 부가물을 설치하여 최종적으로 시공을 마무리하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명에 따르면, 상기에 기재된 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법을 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소파블록 구조체가 제공된다.
더욱이, 본 발명에 따르면, 상기에 기재된 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법을 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 어초 구조물이 제공된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 3차원 콘크리트 프린팅 기술을 이용하여 현장에서 직접 소파블록이나 어초를 형성하는 것에 의해 콘크리트 구조물의 제작, 적치 및 운반에 요구되는 시간 및 비용이 필요 없게 되어 전체적인 시공기간 및 비용을 절감할 수 있도록 구성되는 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법이 제공됨으로써, 육지에서 콘크리트 구조물을 제작한 후 설치현장으로 옮겨 시공함으로 인해 콘크리트 구조물의 적치 및 운반을 위한 시간 및 비용이 증가하고 그로 인해 전체적인 시공기간 및 비용이 증가하는 단점이 있었던 종래기술의 소파블록 및 어초 시공방법들의 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 3차원 콘크리트 프린팅 기술을 이용하여 현장에서 직접 미리 설계된 형상으로 소파블록이나 어초를 시공함으로써 콘크리트 구조물의 제작과 시공이 한 번의 작업으로 동시에 이루어질 수 있도록 하는 데 더하여, 콘크리트를 분사하는 프린팅 노즐의 끝단에서 에어건이나 프로펠러 등을 통해 순간적인 공동(cavity)을 형성하여 초속경 콘크리트를 분사하는 것에 의해 콘크리트가 해수에 의해 풀어지는 현상을 방지하여 보다 용이하게 다양한 형상의 소파블록이나 어초를 시공현장에서 직접 시공할 수 있도록 구성되는 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법이 제공됨으로써, 육지에서 콘크리트 구조물을 제작한 후 이를 다시 설치현장으로 옮겨 시공함으로 인해 전체적인 시공기간 및 비용이 증가하는 단점이 있었던 종래기술의 소파블록 및 어초 시공방법들의 문제점과, 해저에서 콘크리트를 분사시 콘크리트가 해수에 풀어지게 되어 효과적인 시공이 어려운 문제가 있었던 종래기술의 3D 콘크리트 프린팅 기술의 문제점을 모두 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법의 시공단계의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법의 시공단계의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
여기서, 이하에 설명하는 내용은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예의 내용으로만 한정되는 것은 아니라는 사실에 유념해야 한다.
또한, 이하의 본 발명의 실시예에 대한 설명에 있어서, 종래기술의 내용과 동일 또는 유사하거나 당업자의 수준에서 용이하게 이해하고 실시할 수 있다고 판단되는 부분에 대하여는, 설명을 간략히 하기 위해 그 상세한 설명을 생략하였음에 유념해야 한다.
즉, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 육지에서 콘크리트 구조물을 제작한 후 설치현장으로 옮겨 시공함으로 인해 콘크리트 구조물의 적치 및 운반을 위한 시간과 비용이 증가하고 그로 인해 전체적인 시공기간 및 비용이 증가하는 단점이 있었던 종래기술의 소파블록 및 어초 시공방법들의 문제점을 해결하기 위해, 3차원 콘크리트 프린팅 기술을 이용하여 현장에서 직접 소파블록이나 어초를 형성함으로써, 콘크리트 구조물의 제작, 적치 및 운반에 요구되는 시간과 비용이 필요 없게 되어 전체적인 시공기간 및 비용을 절감할 수 있도록 구성되는 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법에 관한 것이다.
아울러, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 육지에서 콘크리트 구조물을 제작한 후 이를 다시 설치현장으로 옮겨 시공함으로 인해 전체적인 시공기간 및 비용이 증가하는 단점이 있었던 종래기술의 소파블록 및 어초 시공방법들의 문제점과, 해저에서 콘크리트를 분사시 콘크리트가 해수에 풀어지게 되어 효과적인 시공이 어려운 문제가 있었던 종래기술의 3D 콘크리트 프린팅 기술의 문제점을 해결하기 위해, 3차원 콘크리트 프린팅 기술을 이용하여 현장에서 직접 미리 설계된 형상으로 소파블록이나 어초를 시공함으로써 콘크리트 구조물의 제작과 시공이 한 번의 작업으로 동시에 이루어질 수 있도록 하는 데 더하여, 콘크리트를 분사하는 프린팅 노즐의 끝단에서 에어건이나 프로펠러 등을 통해 순간적인 공동(cavity)을 형성하여 초속경 콘크리트를 분사하도록 구성됨으로써, 콘크리트가 해수에 의해 풀어지는 현상을 방지하여 소파블록이나 어초의 시공이 보다 용이하게 이루어질 수 있도록 구성되는 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법에 관한 것이다.
계속해서, 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법의 구체적인 내용에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법은, 크게 나누어, 먼저, 시공하고자 하는 소파블록 또는 어초의 형태와 크기 등을 결정하고 3D 프린팅을 위한 데이터를 작성하는 처리가 수행되는 설계단계(S10)와, 상기 설계단계(S10)에서 작성된 3D 프린팅 데이터에 근거하여 3D 콘크리트 프린팅을 통하여 현장에서 직접 소파블록 또는 어초의 시공을 행하는 처리가 수행되는 시공단계(S20) 및 상기한 시공단계(S20)를 통하여 3D 프린팅된 소파블록 또는 어초의 표면처리 등을 포함하는 마무리 작업을 수행하는 처리가 수행되는 마감단계(S30)를 포함하여 구성될 수 있다.
더 상세하게는, 상기한 설계단계(S10)에서, 소파블록 및 어초는 일반적으로 격자 형태로 형성되며, 이때, 소파블록의 격자 형상은 현장의 파랑 정도에 따라 그 복잡도와 격자의 크기가 결정되고, 어초의 경우는, 대상 해역 주변에서 어류 서식이 우수한 지역의 수중환경을 3D 스캐닝하여 이와 유사한 환경을 형성하도록 결정될 수 있다.
여기서, 상기한 설계단계(S10)는, 상기한 바와 같이 하여 미리 준비된 3D 프린팅 데이터를 시공현장에 설치된 3D 콘크리트 프린팅 장치에 직접 입력하도록 구성되거나, 또는, 예를 들면, 인터넷이나 이동통신 등과 같이, 유선 또는 무선통신을 통해 원격으로 3D 콘크리트 프린팅 장치에 입력되도록 구성될 수 있다.
또한, 상기한 시공단계(S20)는, 바람직하게는, 미리 준비된 3D 프린팅 데이터에 따라 소파블록 또는 어초 구조물을 개별적인 블록이 아닌 일련의 군체로서 한번에 형성하도록 구성될 수 있다.
즉, 도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법의 시공단계(S20)의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
더 상세하게는, 기존의 거푸집을 이용하여 육지에서 콘크리트 구조물을 형성하는 방식은 그 특성상 슬림한 구조를 가지게 되어 육상에서 양생시 자중에 의해 파괴될 가능성이 있으며, 양생을 위한 적치 및 양생 후 시공현장까지 운반 등의 과정이 필요하여 전체적인 시공기간 및 비용이 증가하는 원인이 되며, 또한, 소파블록 및 어초는 개별 구성품으로 기능을 발휘하는 것이 아니라 각각의 블록이 조합되어 이루어지는 하나의 군체로서 실질적인 기능을 발휘하는 구조물이므로, 수중에서 소파블럭 또는 어초를 개별적으로 프린팅하는 것은 비효율적인 문제가 있다.
이에, 본 발명의 실시예에 따른 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 미리 설계된 소파블록 및 어초 구조물 전체를 수중에서 한 번에 3D 프린팅하여 제작하도록 구성됨으로써, 시공기간을 단축하고 비용을 절감할 수 있는 동시에, 복잡한 형상을 가지는 구조물도 용이하게 제작이 가능한 장점을 가지는 것이다.
여기서, 3D 콘크리트 프린팅시, 예를 들면, 해수의 유속이 빠른 지역의 경우 등과 같이, 경우에 따라서는 초속경 콘크리트를 사용한다 하더라도 콘크리트가 굳기 전에 해수에 풀어지게 되어 3D 콘크리트 프린팅을 이용하여 시공하기 어려운 경우가 발생할 수 있는 문제가 있다.
이에, 본 발명에서는, 상기한 시공단계(S20)에서 3D 콘크리트 프린팅시, 도시되지는 않았으나, 예를 들면, 콘크리트를 분사하는 프린팅 노즐의 끝단에 에어건을 설치하여 고압의 공기를 분사하거나, 또는, 프린팅 노즐의 끝단 부근에 프로펠러 등을 설치하여 동작시키는 것에 의해 콘크리트가 분사되는 프린팅 노즐의 끝단 부분에서 순간적인 공동(cavity)을 형성하고, 이러한 공동 내에 초속경 콘크리트를 분사하도록 구성됨으로써, 콘크리트가 해수에 의해 풀어지는 현상을 방지할 수 있으므로 간단한 구성 및 저렴한 비용으로 용이하게 다양한 형상의 소파블록이나 어초를 시공현장에서 직접 시공할 수 있도록 구성될 수 있다.
아울러, 상기한 마감단계(S30)는, 상기한 바와 같이 하여 시공단계(S20)에서 3D 콘크리트 프린팅된 소파블록 또는 어초의 표면처리를 행하고 필요시 각종 부가물 등을 설치하는 작업이 수행되는 것에 의해 최종적으로 시공을 마무리하는 단계로 구성될 수 있다.
따라서 상기한 바와 같은 구성을 통하여, 본 발명에 따르면, 3D 콘크리트 프린팅 기술을 이용하여 시공현장에서 직접 콘크리트 블록을 제작하고 시공함으로써, 복잡한 구조 및 형상을 가지는 소파블록 및 어초도 용이하게 제작 가능한 동시에, 블록의 적치 및 운반이 필요 없어 시공기간 및 비용을 절감할 수 있도록 구성됨으로써, 다양한 모양이나 복잡한 형상의 블록을 구현하기 어려운 데 더하여, 제작된 블록의 양생과 적치 및 운반 과정이 필요하여 전체적인 시공기간이 길어지고 비용이 증가하는 문제가 있었던 종래기술의 문제점을 해결할 수 있다.
이때, 각각의 블록을 수중에서 별도로 프린팅하기보다는 수중에서 전체 구조물을 한꺼번에 3D 프린팅함으로써 제작 및 시공의 효율성을 더욱 높일 수 있다.
여기서, 소파블록 및 어초는 도 2에 나타낸 바와 같이 격자 형태로 형성될 수 있으나, 반드시 이러한 구성으로만 한정되는 것은 아니며, 즉, 소파블록의 격자 형상은 현장의 파랑 정도에 따라 그 복잡도와 격자의 크기가 결정되고, 결정된 형상을 3D 프린터로 급속 시공함으로써, 필요에 따라 보다 복잡한 격자 형상을 가지는 구조물로 제작될 수도 있다.
더욱이, 어초의 경우는, 대상 해역 주변에서 어류 서식이 우수한 지역의 수중환경을 3D 스캐닝하여 이와 유사한 환경으로 3D 프린팅하도록 구성될 수 있다.
따라서 상기한 바와 같이 하여 본 발명에 따른 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법을 구현할 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이 하여 본 발명에 따른 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법을 구현하는 것에 의해, 본 발명에 따르면, 3차원 콘크리트 프린팅 기술을 이용하여 현장에서 직접 소파블록이나 어초를 형성하는 것에 의해 콘크리트 구조물의 제작, 적치 및 운반에 요구되는 시간과 비용이 필요 없게 되어 전체적인 시공기간 및 비용을 절감할 수 있도록 구성되는 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법이 제공됨으로써, 육지에서 콘크리트 구조물을 제작한 후 설치현장으로 옮겨 시공함으로 인해 콘크리트 구조물의 적치 및 운반을 위한 시간과 비용이 증가하고, 그로 인해 전체적인 시공기간 및 비용이 증가하는 단점이 있었던 종래기술의 소파블록 및 어초 시공방법들의 문제점을 해결할 수 있다.
아울러, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 3차원 콘크리트 프린팅 기술을 이용하여 현장에서 직접 미리 설계된 형상으로 소파블록이나 어초를 시공함으로써 콘크리트 구조물의 제작과 시공이 한 번의 작업으로 동시에 이루어질 수 있도록 하는 데 더하여, 콘크리트를 분사하는 프린팅 노즐의 끝단에서 에어건이나 프로펠러 등을 통해 순간적인 공동(cavity)을 형성하여 초속경 콘크리트를 분사하는 것에 의해 콘크리트가 해수에 의해 풀어지는 현상을 방지하여 보다 용이하게 다양한 형상의 소파블록이나 어초를 시공현장에서 직접 시공할 수 있도록 구성되는 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법이 제공됨으로써, 육지에서 콘크리트 구조물을 제작한 후 이를 다시 설치현장으로 옮겨 시공함으로 인해 전체적인 시공기간 및 비용이 증가하는 단점이 있었던 종래기술의 소파블록 및 어초 시공방법들의 문제점과, 해저에서 콘크리트를 분사시 콘크리트가 해수에 풀어지게 되어 효과적인 시공이 어려운 문제가 있었던 종래기술의 3D 콘크리트 프린팅 기술의 문제점을 모두 해결할 수 있다.
이상, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명에 따른 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법의 상세한 내용에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 기재된 내용으로만 한정되는 것은 아니며, 따라서 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 설계상의 필요 및 기타 다양한 요인에 따라 여러 가지 수정, 변경, 결합 및 대체 등이 가능한 것임은 당연한 일이라 하겠다.
Claims (8)
- 육지에서 콘크리트 구조물을 제작한 후 시공현장으로 운반하여 시공함으로 인해 다양한 모양이나 복잡한 형상의 블록을 구현하기 어려운 데 더하여, 제작된 블록의 양생과 적치 및 운반 과정이 필요하여 전체적인 시공기간이 길어지고 비용이 증가하는 문제가 있었던 종래기술의 소파블록 및 어초 시공방법들의 문제점을 해결할 수 있도록 구성되는 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법에 있어서,
시공하고자 하는 소파블록 또는 어초의 형태와 크기를 결정하고 3D 프린팅을 위한 데이터로 작성하는 처리가 수행되는 설계단계;
상기 설계단계에서 작성된 3D 프린팅 데이터에 근거하여 3D 콘크리트 프린팅을 통하여 시공현장에서 직접 소파블록 또는 어초의 시공을 행하는 처리가 수행되는 시공단계; 및
상기 시공단계를 통하여 3D 프린팅된 소파블록 또는 어초의 표면처리를 포함하는 마무리 작업을 수행하는 처리가 수행되는 마감단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 설계단계는,
시공현장의 파랑 정도에 따라 상기 소파블록의 형태 및 크기가 결정되고,
시공현장 주변의 수중환경을 3D 스캐닝하여 상기 어초의 형태 및 크기가 결정되는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 설계단계는,
미리 준비된 상기 3D 프린팅 데이터가 시공현장에 설치된 3D 콘크리트 프린팅 장치에 직접 입력되거나,
또는, 인터넷이나 이동통신을 포함하는 유선 또는 무선통신을 통해 원격으로 상기 3D 프린팅 데이터가 상기 3D 콘크리트 프린팅 장치에 입력되는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 시공단계는,
상기 설계단계에서 미리 준비된 상기 3D 프린팅 데이터에 근거하여 소파블록 및 어초 구조물 전체를 수중에서 한 번에 3D 프린팅하여 제작하도록 구성됨으로써,
전체적인 시공기간을 단축하고 비용을 절감할 수 있는 동시에, 복잡한 형상을 가지는 구조물도 용이하게 제작 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 시공단계는,
상기 3D 콘크리트 프린팅시, 콘크리트를 분사하는 프린팅 노즐의 끝단에 에어건을 설치하여 고압의 공기를 분사하거나, 또는, 상기 프린팅 노즐의 끝단 부근에 프로펠러를 설치하여 동작시키는 것에 의해 상기 프린팅 노즐의 끝단 부분에서 순간적인 공동(cavity)을 형성하여 초속경 콘크리트를 분사하도록 구성됨으로써,
콘크리트가 해수에 의해 풀어지는 현상을 방지할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 마감단계는,
상기 시공단계에서 3D 콘크리트 프린팅된 소파블록 또는 어초의 표면처리를 행하고 부가물을 설치하여 최종적으로 시공을 마무리하는 처리가 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법.
- 청구항 1항 내지 청구항 6항 중 어느 한 항에 기재된 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법을 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 소파블록 구조체.
- 청구항 1항 내지 청구항 6항 중 어느 한 항에 기재된 3차원 콘크리트 프린팅을 이용한 소파블록 및 어초 시공방법을 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 어초 구조물.
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