KR20190017509A - 콘크리트 균열방지구 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 콘크리트 균열방지구는, 직사각형으로 형성된 창틀거푸집의 모서리 외측면을 둘러싸는 곡면플레이트 형상을 이루되 상기 창틀거푸집과 이격되도록 배치되는 몸체부; 상기 몸체부의 길이방향 양측으로부터 상기 창틀거푸집을 향해 연장되어, 끝단이 상기 창틀거푸집의 4개측벽 중 이웃하는 두 개의 측벽을 관통하는 한 쌍의 삽입돌부; 상기 몸체부의 길이방향 양측으로부터 상기 삽입돌부와 나란하도록 연장되어, 상기 창틀거푸집의 외측면에 안착되는 한 쌍의 지지부; 상기 몸체부의 중단으로부터 상기 창틀거푸집을 향해 연장되어, 끝단이 상기 창틀거푸집의 모서리에 압착되는 고정부;를 포함하여 구성된다. 본 발명에 의한 콘크리트 균열방지구를 이용하면, 콘크리트 구조물 중 개구부의 모서리 부위에 설치되어 해당 부위의 응력을 분산시킴으로써 콘크리트 균열을 방지하되, 개구부와의 거리가 일정하게 유지되어 응력 분산 효과가 상승되고, 설치가 용이하여 시공시간을 단축시킬 수 있다는 장점이 있다.

Description

콘크리트 균열방지구 {Concrete Crack Prevention Device}

본 발명은 콘크리트 구조물 중 개구부 모서리에 균열이 발생하는 현상을 방지하기 위한 콘크리트 균열방지구에 관한 것으로, 더 상세하게는 창틀거푸집에 설치되어 일정한 위치에 시공될 수 있어 균열방지 효과를 상승시킬 수 있고 시공이 편리한 콘크리트 균열방지구에 관한 것이다.

일반적으로 철근콘크리트 구조물에서 사각형의 개구부 모서리에서는 콘크리트의 양생초기 건조수축에 의해 부피가 축소하는 변형을 구속하는데 따른 응력이 발생하고 발생한 응력이 사각개구부의 모서리에 집중되면서, 집중응력이 콘크리트의 인장강도를 상회하면 45°방향으로의 양생 초기의 사인장 균열이 발생하고 있다.

이와 같은 사각 개구부 주변 사면에는 가로방향과 세로방향으로 배근된 개구부 단부 보강철근이 배근되어 있고, 단부 보강철근의 내측에 별도의 사인장 균열의 방향에 대하여 직각으로 대치되는 다수개의 사인장 균열방지용 철근을 시공하여 균열을 억제하고자 한다.

전기와 같은 사인장 균열방지용 철근은 사각 개구부의 모서리에서 발생하는 양생초기 건조수축에 의하여 발생하는 콘크리트의 균열방지에는 별다른 효과가 없어 사인장 균열방지에는 오히려 불리하다고 연구결과에 의해 규명된바 있고, 현재 사인장 균열방지용 철근을 시공한 철근콘크리트 구조물의 개구부 주변에는 정도의 차이는 있지만 크고 작은 사인장 균열이 대다수 발생하고 있는 실정이다.

또한, 상기와 같은 사인장 균열방지용 철근을 추가로 배근하기 위한 작업은 가로방향과 세로방향으로 격자망으로 조립하여 벽체의 좌, 우측에 이중으로 배근된 벽체철근과 개구부 주변에 별도로 배근한 개구부 단부보강철근의 안쪽 내부에 45°방향으로 상기의 사인장 균열방지 철근을 배근하게 되는데, 이와 같은 사인장 균열방지용 철근에 대한 배근작업은 먼저 배근된 벽체철근과 개구부 보강철근과 간섭되어 작업여건이 불량하고, 배근할 공간이 협소하여 설치가 까다로워 벽 철근 외측면에 덧댐으로 시공되는 경우 철근의 피복두께부족을 유발하는 곤란한 문제점을 갖는다.

또한, 조립된 조밀한 배근으로 인해 콘크리트 흐름 및 충진을 저해하여 콘크리트 재료분리 현상이 발생하므로 콘크리트 강도저하 및 균열을 유발하는 원인으로 작용하게 된다. 특히, 상기와 같은 사인장 균열이 발생하게 되면 우수의 내부 침투로 인한 실내 누수의 문제점이 있고, 균열의 틈으로 스며든 빗물로 인해 내부 철근이 부식되는 동시에 부식되는 철근의 경우 철근 직경의 2~3배에 해당하는 팽창을 보여 해당 부분의 균열을 가속화시키는 작용을 하게 될 것이고, 발생한 균열은 진행형으로 보수가 어렵고 구조체의 수축 또는 팽창의 반복으로 인해 계속 진행되므로 지속적인 보수가 필요한 것이며, 균열의 형태가 구조물의 외부 면에 선명하게 드러나 건물의 미관을 해치게 되어 지속적인 유지보수가 필요한 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 즉, 개구부의 모서리에 집중되는 응력을 분산하여 균열이 발생되지 아니하도록, 개구부의 모서리에 장착되어 응력을 분산시키는 '개구부 주변의 초기 사인장 균열방지용 응력분산 곡면판'(대한민국 등록특허 제10-1613702호)이 제안된바 있다.

종래의 응력분산 곡면판은 콘크리트 구조물 중 개구부의 모서리 주변에서 균열이 발생되는 현상을 어느 정도 줄일 수 있다는 장점이 있다. 그러나 종래의 응력분산 곡면판은 철근에 고정 결합되므로 철근이 시공된 위치에 의하여 창틀거푸집과의 이격 거리가 일정하게 유지되기 어렵다는 단점이 있다. 따라서 개구부 모서리와 응력분산 곡면판 사이에 채워지는 콘크리트의 두께가 일정하게 유지되지 못함으로 인해 콘크리트의 두께가 과다하거나 부족하게 시공되는 문제를 방지하는데 한계가 있다는 단점이 있다.

또한, 종래의 응력분산 곡면판을 설치하기 위해서는 별도의 연결철선을 이용하여 철근에 연결해야 하는데, 이와 같이 연결철선으로 응력분산 곡면판을 철근에 연결시키는 데에는 많은 노력과 시간이 소요된다는 문제점이 있다. 또한, 연결철선을 부족 또는 부적절하게 시공하는 경우 콘크리트 타설 과정에서 연결철선이 끊어지거나 풀어지는 경우, 응력분산 곡면판이 설치 위치에서 이탈되어 균열방지 기능이 상실되고, 콘크리트 충진을 저해하여 재로분리 현상이 발생하는 문제점이 있다.

KR 10-1613702 B1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 철근콘트리트 형틀공사 중 창틀거푸집에 설치되어 콘크리트 구조물 중 개구부의 모서리 부위에 매설되어 해당 부위에 집중되는 응력을 분산시킴으로써 콘크리트 균열을 방지하되, 개구부와의 거리가 보다 가깝고 일정하게 유지되어 응력 분산 효율이 매우 높고, 설치가 용이하여 시공시간을 단축시킬 수 있는 콘크리트 균열방지구를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 콘크리트 균열방지구는,

직사각형으로 형성된 창틀거푸집의 모서리 외측면을 둘러싸는 곡면플레이트 형상을 이루되 상기 창틀거푸집과 이격되도록 배치되는 몸체부;

상기 몸체부의 길이방향 양측으로부터 상기 창틀거푸집을 향해 연장되어, 끝단이 상기 창틀거푸집의 4개측벽 중 이웃하는 두 개의 측벽을 관통하는 한 쌍의 삽입돌부;

상기 몸체부의 길이방향 양측으로부터 상기 삽입돌부와 나란하도록 연장되어, 상기 창틀거푸집의 외측면에 안착되는 한 쌍의 지지부;

를 포함하여 구성된다.

상기 몸체부의 중단으로부터 상기 창틀거푸집을 향해 연장되어, 끝단이 상기 창틀거푸집의 모서리에 압착되는 고정부를 더 포함한다.

상기 고정부의 끝단에는 상기 창틀거푸집의 모서리가 삽입되는 절곡홈이 형성된다.

상기 몸체부의 휨강도를 보강하는 보강리브를 더 포함한다.

상기 창틀거푸집을 관통한 삽입돌부의 끝단이 억지끼워맞춤 방식으로 압입되는 체결링을 더 포함한다.

본 발명에 의한 콘크리트 균열방지구를 이용하면, 콘크리트 구조물 중 개구부의 모서리 부위에 설치되어 해당 부위의 응력을 분산시킴으로써 콘크리트 균열을 방지하되, 개구부와의 거리가 일정하게 유지되어 응력 분산 효율이 매우 높고, 설치가 용이하여 시공시간을 단축시킬 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 의한 콘크리트 균열방지구의 정면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 콘크리트 균열방지구의 저면 전개도이다.
도 3은 본 발명에 의한 콘크리트 균열방지구의 장착구조를 도시하는 정면도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명에 의한 콘크리트 균열방지구를 이용하여 철근콘크리트 벽체를 시공하는 과정을 순차적으로 도시한다.
도 8은 도 7에 도시된 철근콘크리트 벽체의 단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 콘크리트 균열방지구의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 콘크리트 균열방지구의 정면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 콘크리트 균열방지구의 저면 전개도이며, 도 3은 본 발명에 의한 콘크리트 균열방지구의 장착구조를 도시하는 정면도이다.

본 발명에 의한 콘크리트 균열방지구(100)는 콘크리트 구조물 중 직사각형 개구부(30)의 모서리에 균열이 발생되는 현상을 방지하기 위한 응력분산 구조체로서, 콘크리트 구조물에 매립되는 철근(40)에 결합되는 것이 아니라, 도 3에 도시된 바와 같이 개구부(30) 형성을 위한 거푸집 (이하 '창틀거푸집(10)'이라 통칭한다)에 결합된다는 점에 구성상의 특징이 있다.

즉, 본 발명에 의한 콘크리트 균열방지구(100)는, 직사각형으로 형성된 창틀거푸집(10)의 모서리 외측면을 둘러싸는 곡면플레이트 형상을 이루되 상기 창틀거푸집(10)과 이격되도록 배치되는 몸체부(110)와, 상기 몸체부(110)의 길이방향 양측으로부터 상기 창틀거푸집(10)을 향해 연장되어 끝단이 상기 창틀거푸집(10)의 4개측벽 중 이웃하는 두 개의 측벽을 관통하는 한 쌍의 삽입돌부(140)와, 상기 몸체부(110)의 길이방향 양측으로부터 상기 삽입돌부(140)와 나란하도록 연장되어 상기 창틀거푸집(10)의 외측면에 안착되는 한 쌍의 지지부(120)와, 상기 몸체부(110)의 중단으로부터 상기 창틀거푸집(10)을 향해 연장되어 끝단이 상기 창틀거푸집(10)의 모서리에 압착되는 고정부(130)를 포함하여 구성된다.

이때 상기 콘크리트 균열방지구(100)는, 기준치 이상의 구조적 강도를 가질 수 있다면 금속이나 합성수지, 목재 등 어떠한 재료로도 제작될 수 있다.

상기 몸체부(110)는 창틀거푸집(10)의 모서리 주변에서 발생되는 응력을 여러 방향으로 분산시킬 수 있도록, 도 2에 도시된 바와 같이 십자판 형상으로 형성된다. 이때, 상기 몸체부(110)는 창틀거푸집(10)의 모서리 주변에서 발생되는 응력을 효과적으로 분산시킬 수 있다면 본 실시예에 도시된 십자판 형상 이외에 여러 가지 형상으로 변경될 수 있다.

상기 삽입돌부(140)는 창틀거푸집(10)에 미리 형성된 체결공에 용이하게 삽입될 수 있도록 끝단이 뾰족한 원통 형상으로 형성되고, 상기 지지부(120)는 중량 대비 높은 압축강도를 가질 수 있도록 플레이트 형상으로 형성됨이 바람직하다. 이때 상기 지지부(120)는 삽입돌부(140) 각 방향을 고르게 지지할 수 있도록, 도 2에 도시된 바와 같이 삽입돌부(140)의 외측면에 결합되되 상기 삽입돌부(140)의 길이방향 중심축을 중심으로 방사형으로 배열됨이 바람직하다. 본 실시예에서는 하나의 삽입돌부(140)에 4개의 지지부(120)가 구비되는 경우만을 도시하고 있으나, 상기 지지부(120)의 개수는 지지부(120)의 재질이나 콘크리트 타설압 등 여러 가지 주변 조건에 따라 3개 이하 또는 5개 이상으로 변경 적용될 수 있다.

또한 상기 고정부(130)는 몸체부(110)의 중단과 창틀거푸집(10)의 모서리 사이의 이격거리를 일정하게 유지시키기 위한 구성요소로서, 콘크리트 타설 과정에서 창틀거푸집(10)의 모서리로부터 미끄러지지 아니하도록 끝단에 절곡홈(132)이 형성된다. 상기 절곡홈(132)은 창틀거푸집(10)의 모서리 방향에 맞춰 절곡된 형상으로 제작되는바, 상기 절곡홈(132)이 창틀거푸집(10)의 모서리에 안착된 상태에서는 상기 고정부(130)가 흔들리지 아니하고 안정적으로 일정하게 고정된 상태를 유지하게 된다.

한편, 상기 몸체부(110)는 지지부(120)와 고정부(130)에 의해 창틀거푸집(10)에 안착되므로, 상기 몸체부(110) 중 지지부(120)가 형성된 지점이나 고정부(130)가 형성된 지점은 외력에 의해 처지거나 변형되지 아니한다. 그러나 상기 몸체부(110) 중 지지부(120)와 고정부(130) 사이의 부위는 창틀거푸집(10)과 이격된 상태를 유지하므로 외력에 의해 처지거나 변형되는 현상이 발생될 수 있다. 이와 같이 몸체부(110)의 일부가 처지면 몸체부(110)와 창틀거푸집(10) 사이에 채워지는 콘크리트의 두께에 편차가 발생되고, 상기 몸체의 일부가 변형되면 창틀거푸집(10)의 모서리 주변에서 발생되는 응력이 몸체를 따라 분산되는 효과가 저감되는 문제가 발생될 수 있다.

따라서 상기 몸체부(110)에는 휨강도를 보강하는 보강리브(160)가 추가로 구비될 수 있다. 상기 보강리브(160)는 중량 대비 압축강도나 비틀림강도가 높게 확보될 수 있도록, 본 실시예에 도시된 바와 같이 몸체부(110)의 내측면으로부터 창틀거푸집(10)을 향해 연장되는 플레이트 구조로 제작됨이 바람직하다. 또한 상기 보강리브(160)는, 몸체부(110)의 각 부위를 보강할 수 있도록, 도 2에 도시된 바와 같이 몸체부(110)의 연장방향을 따라 배열됨이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 콘크리트 균열방지구(100)는, 도 3에 도시된 바와 같이 창틀거푸집(10)의 각 모서리마다 하나씩 장착된다. 본 실시예에서는 상기 창틀거푸집(10)이 사각형으로 제작되어 콘크리트 균열방지구(100)가 4개 장착되는 경우만을 도시하고 있으나, 하나의 창틀거푸집(10)에 장착되는 콘크리트 균열방지구(100)의 개수는 창틀거푸집(10)의 형상에 따라(더 명확하게는 모서리 개수에 따라) 증감될 수 있다.

이때, 본 발명에 의한 콘크리트 균열방지구(100)는 창틀거푸집(10)과 이격되도록 장착되는 것이 아니라 창틀거푸집(10)에 직접 장착되므로, 창틀거푸집(10)과 몸체부(110) 간의 이격거리가 일정하게 유지될 수 있고, 이에 따라 창틀거푸집(10)과 몸체부(110) 사이에 타설되는 콘크리트의 두께가 일정하게 유지될 수 있다는 장점이 있다.

이때 삽입돌부(140)의 끝단이 단순히 창틀거푸집(10)을 관통하도록 결합되면, 콘크리트 타설압이나 기타 외력이 인가되었을 때 창틀거푸집(10)으로부터 빠질 우려가 있다. 따라서 본 발명에 의한 콘크리트 균열방지구(100)는, 상기 창틀거푸집(10)을 관통한 삽입돌부(140)의 끝단이 억지끼워맞춤 방식으로 압입되는 체결링(150)이 추가로 구비될 수 있다.

이와 같이 상기 체결링(150)이 추가로 구비되면, 삽입돌부(140)가 창틀거푸집(10)으로부터 쉽게 빠지지 아니하므로, 본 발명에 의한 콘크리트 균열방지구(100)는 창틀거푸집(10)에 안정적으로 결합된 상태를 유지할 수 있게 된다. 이때 상기 체결링(150)은 콘크리트 타설 및 양생이 완료된 이후 창틀거푸집(10)을 제거하는 과정에서 삽입돌부(140)로부터 탈거되는바, 상기 체결링(150) 제거를 위한 별도의 작업이 필요하지 않다는 장점이 있다.

이하 본 발명에 의한 콘크리트 균열방지구(100)의 사용예에 대하여 상세히 설명한다.

도 4 내지 도 7은 본 발명에 의한 콘크리트 균열방지구(100)를 이용하여 철근(40)콘크리트 벽체를 시공하는 과정을 순차적으로 도시하며, 도 8은 도 7에 도시된 철근콘크리트 벽체의 단면도이다.

일반적으로 개구부(30)가 형성된 철근(40)콘크리트 벽체를 시공하고자 하는 경우에는, 외부거푸집(20)과 내부거푸집(50) 사이에 창틀거푸집(10)을 설치하여 콘크리트를 타설한다.

따라서 도 4에 도시된 바와 같이 개구부(30)의 가장자리에 창틀거푸집(10)이 수직으로 세워진 외부거푸집(20)을 마련한 후, 도 5에 도시된 바와 같이 창틀거푸집(10)의 각 모서리마다 본 발명에 의한 콘크리트 균열방지구(100)를 설치한다.

콘크리트 균열방지구(100)를 창틀거푸집(10)에 설치할 때에는, 창틀거푸집(10)에 미리 형성된 체결공에 삽입돌부(140)를 끼워 넣은 후 삽입돌부(140)의 끝단에 체결링(150)을 체결함으로써 콘크리트 균열방지구(100)를 고정시킨다. 물론, 창틀거푸집(10)의 체결공에 삽입돌부(140)를 끼워넣는 것 만으로 콘크리트 균열방지구(100)가 안정적으로 고정될 수 있다면, 상기 체결링(150)은 생략될 수 있다.

콘크리트 균열방지구(100)의 설치가 완료되면, 도 6에 도시된 바와 같이 콘크리트가 타설될 공간에 다수 개의 철근(40)을 배열시킨다. 이때, 본 발명에 의한 콘크리트 균열방지구(100)는 철근(40)에 결합되는 것이 아니라 창틀거푸집(10)에 결합되므로, 철근(40) 설치가 용이해지고, 철근(40)이 흔들리더라도 콘크리트 균열방지구(100)는 흔들리지 아니하고 일정하게 고정된 상태를 유지할 수 있다는 장점이 있다.

철근(40) 설치가 완료되면, 도 7에 도시된 바와 같이 외부거푸집(20)과 평행하게 내부거푸집(50)을 배치시킨 후, 외부거푸집(20)과 내부거푸집(50) 사이의 공간에 콘크리트를 타설하고, 콘크리트 양생이 완료되면 외부거푸집(20)과 내부거푸집(50)과 창틀거푸집(10)을 모두 해체한다. 이때 본 발명에 의한 콘크리트 균열방지구(100)는 콘크리트에 매립된 상태로 남아있게 되는바, 콘크리트 양생 과정에서 창틀거푸집(10)의 모서리 주변에 콘크리트 재료의 수축작용에 의한 응력이 집중되더라도 상기 응력은 몸체부(110)를 타고 넓은 영역에 걸쳐 분산된다. 따라서 상기 창틀거푸집(10)의 모서리 주변에 응력집중에 의하여 필연적으로 발생되는 균열 현상을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

10 : 창틀거푸집 20 : 외부거푸집
30 : 개구부 40 : 철근
50 : 내부거푸집 100 : 콘크리트 균열방지구
110 : 몸체부 120 : 지지부
130 : 고정부 132 : 절곡홈
140 : 삽입돌부 150 : 체결링
160 : 보강리브

Claims (5)

1. 직사각형으로 형성된 창틀거푸집(10)의 모서리 외측면을 둘러싸는 곡면플레이트 형상을 이루되 상기 창틀거푸집(10)과 이격되도록 배치되는 몸체부(110);
   상기 몸체부(110)의 길이방향 양측으로부터 상기 창틀거푸집(10)을 향해 연장되어, 끝단이 상기 창틀거푸집(10)의 4개측벽 중 이웃하는 두 개의 측벽을 관통하는 한 쌍의 삽입돌부(140);
   상기 몸체부(110)의 길이방향 양측으로부터 상기 삽입돌부(140)와 나란하도록 연장되어, 상기 창틀거푸집(10)의 외측면에 안착되는 한 쌍의 지지부(120);
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 균열방지구(100).
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 몸체부(110)의 중단으로부터 상기 창틀거푸집(10)을 향해 연장되어, 끝단이 상기 창틀거푸집(10)의 모서리에 압착되는 고정부(130)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 균열방지구(100).
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 고정부(130)의 끝단에는 상기 창틀거푸집(10)의 모서리가 삽입되는 절곡홈(132)이 형성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 균열방지구(100).
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 몸체부(110)의 휨강도를 보강하는 보강리브(160)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 균열방지구(100).
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 창틀거푸집(10)을 관통한 삽입돌부(140)의 끝단이 억지끼워맞춤 방식으로 압입되는 체결링(150)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 균열방지구(100).
   
   

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