KR20190108875A - 경량콘크리트를 이용한 선박의 건조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 경량골재를 이용하여 선박을 건조함으로써, 건조가 용이하고, 거푸집을 만들어 놓으면 대량 생산이 가능하여 생산 단가를 낮출 수 있는 경량콘크리트를 이용한 선박의 건조방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 선체 선형설계 단계와, 상기 선체 선형설계에 따라 거푸집을 제작하는 단계와, 상기 거푸집내에 와이어메쉬를 설치하는 단계와, 상기 거푸집에 경량골재를 사용하여 콘크리트를 타설하는 단계와, 상기 콘크리트의 양생 후, 상기 거푸집을 제거하고, 미장 및 방수도장을 실시하여 건조를 완료하는 단계를 포함하는 것이다.

Description

경량콘크리트를 이용한 선박의 건조방법{THE METHOD OF SHIP-BUILDING USING LIGHTWEIGHT CONCRETE}

본 발명은 경량콘크리트를 이용한 선박의 건조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래의 주로 철재로 건조되는 선박에 비해 원가 절감과 건조가 용이한 경량콘크리트를 이용한 선박의 건조방법에 관한 것이다.

일반적으로, '선박(船舶, vessel)'이란 사람이나 재화를 싣고 물 위를 운행하는 수상교통수단을 총칭한다.

이 같은 '선박'은 필요에 따라 다양하게 구분될 수 있지만, 통상의 분류기준인 사용목적에 따라서는 상선, 군항, 어선, 레저선박, 특수목적선 등으로, 크기에 따라서는 대형선(100ft이상), 소형선(30~50ft) 등으로, 속도 에 따라서는 초 쾌속선(40knot), 쾌속선, 고속선(25knot이상), 일반선 등으로 나눌 수 있다.

대체적으로 이러한 선박들은 소형선일 경우 목재, 고무 또는 FRP재로 제작되어 비교적 중량이 가벼운 선박이 제작되고 있다.

그러나, 목재를 이용한 선박은, 사이드 곡면을 형성하도록 가공하기가 어려워 숙련된 기술자가 아니면 선박을 건조하기가 어려우며, 건조 시간도 많이 소요되고, 파손이 쉬워 사용 기간에 있어서 한정정인 단점이 있으며, 고무재의 경우에도 파손에 항상 노출되는 문제점이 있었다.

또한, FRP(Fiberglass Reinforced Plastics) 재료는 중량대비 강도가 뛰어난 장점이 있긴 하지만, 오랜 기간 사용시 수분 흡습성 때문에 선박의 마찰저항이 증가하여 운행효율이 떨어지게 되고, 또한 폐선할 경우 소각이나 분쇄 후 매립 등의 방법을 사용하는 등 많은 환경문제를 유발하고 있다.

더욱이 상기에서 설명한 선박들에는 목재, 고무, FRP로 건조되어도 필수적으로 금속재가 사용될 수 밖에 없으며, 이로 인해 선박 자체의 중량 증가는 물론, 쉽게 부식되는 문제점이 있었다.

대한민국 특허공개번호 제10-2016-0119322호(공개일 2016.10.13)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 경량골재의 콘크리트를 이용하여 선박을 건조함으로써, 건조가 용이하고, 거푸집을 만들어 놓으면 대량 생산이 가능하여 생산 단가를 낮출 수 있는 경량콘크리트를 이용한 선박의 건조방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 선체 선형설계 단계와, 상기 선체 선형설계에 따라 거푸집을 제작하는 단계와, 상기 거푸집내에 와이어메쉬를 설치하는 단계와, 상기 거푸집에 경량골재를 사용하여 콘크리트를 타설하는 단계와, 상기 콘크리트의 양생 후, 상기 거푸집을 제거하고, 미장 및 방수도장을 실시하여 건조를 완료하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 경량골재의 필수성분은, 팽창성 혈암, 팽창성 점토, 플라이 애쉬를 주원료로 하여 고온으로 소성한 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 콘크리트 타설의 배합비는, 차례로 시멘트, 모래, 경량골재, 물이 1:2:4:3 비율로 배합되는 것이다.

본 발명에 의한 경량콘크리트를 이용한 선박의 건조방법에서는, 경량골재의 콘크리트를 이용하여 선박을 건조함으로써, 건조 시간이 단축되고, 한 번 거푸집을 만들어 놓으면 대량 생산이 가능하여 생산 단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

또한, 선박의 건조 시 곡면 형상이 쉽게 가공되어 제작 공수가 감소함에 따라 우수한 품질의 선박을 빠른 시간 안에 제작할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 경량콘크리트로 제작된 선박의 사시도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 경량콘크리트를 이용한 선박의 건조방법의 공정흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 발명 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

여기서 도 1은 본 발명의 실시예에 따라 경량콘크리트로 제작된 선박의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 경량콘크리트를 이용한 선박의 건조방법의 공정흐름도이다.

본 발명의 실시예에 따른 경량콘크리트를 이용한 선박의 건조방법은, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 선체 선형설계 단계(S100)와, 상기 선체 선형설계에 따라 거푸집을 제작하는 단계(S110)와, 상기 거푸집내에 와이어메쉬를 설치하는 단계(S120)와, 상기 거푸집에 경량골재를 사용하여 콘크리트를 타설하는 단계(S130)와, 상기 콘크리트의 양생 후, 상기 거푸집을 제거하고, 미장 및 방수도장을 실시하여 건조를 완료하는 단계(S140)를 포함할 수 있다.

선체 선형설계 단계(S100)에서 먼저, 선체(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 수면에서 물살을 가르면서 전진하기가 용이하도록 전단에서 후방으로 연장될 수록 폭이 점점 넓어지는 형태가 되는 선수(110)와, 후단에 형성되어 엔진 등이 장착될 수 있는 선미(120)와, 선수(110)와 선미(120)를 잇는 사이드웰(130) 그리고 바텀(140)으로 구성될 수 있으며, 바텀(140)에는 다양한 구조물이 설치될 수 있다.

이에 따라 선체 선형설계가 수행되며, 선급별 CAD-CAM 연동 생산관리 방식에 따라 이루어지는 도면 설계단계로서, 요구사항에 따라 이론적인 설계를 수행하는 단계이다.

이 경우, 활주형 선형 혹은 반활주형 선형에 따라 설계단계에서 CFD(전산유체역학) 시뮬레이션을 통한 해석기법을 적용하여 모델화 맞춰 설계하여야 한다.

이때, 시뮬레이션 결과는 DB에 저장되어 지속적으로 업데이트되도록 하며, 시뮬레이션은 실제 해상 환경을 바꿔가면서 적용하여 결과를 얻도록 하여야 한다.

그리고 선체 선형설계에 따라 거푸집을 제작하는 단계(S110)에서는, 거푸집은 선체(100)를 건조하기 위한 외형틀로서, 합판을 이용한 합판거푸집 또는 철제틀을 이용한 철제거푸집 일 수 있으며, 대량 생산을 위한 반복 사용 시 뒤틀림 없이 사용이 가능한 철제거푸집이 주로 사용될 수 있다.

따라서 선형 설계도에 따라 선체(100)의 외형틀을 제작하고, 이어서 상기 거푸집내에 와이어메쉬를 설치하는 단계(S120)가 실시된다.

와이어메쉬(도면 미도시)는 콘크리트 구조물의 내구성 강화와 균열을 방지하기 위하여 설치되는 것으로, 금속재의 망형태로 이루어지고, 거푸집의 중간에 위치하는 것이 가장 바람직하며, 거푸집의 바닥면과는 이격되어 설치되는 것이 바람직하다.

그리고 선형 설계에 따라 와이어메쉬의 두께와 간격은 결정될 수 있다.

한편, 거푸집에 경량골재를 사용하여 콘크리트를 타설하는 단계(S130)는, 와이어메쉬가 설치된 거푸집에 경량골재와 시멘트, 모래 물이 배합된 콘크리트를 타설하고, 양생하는 과정이다.

여기서 경량골재는 팽창성 혈암, 팽창성 점토, 플라이 애쉬를 주원료로 하여 고온으로 소성한 것일 수 있다.

이러한 경량골재는 콘크리트의 무게를 경감하기 위해 보통 사용하는 골재보다 비중이 작은(2.0 이하) 골재이며, 화산암, 용암 등의 천연골재는 강도가 약하여 적당하지 않아 인공골재가 적당하다.

덧붙여, 콘크리트 타설의 배합비는, 차례로 시멘트, 모래, 경량골재, 물이 1:2:4:3 비율로 배합될 수 있다.

그리고 콘크리트의 양생 후, 상기 거푸집을 제거하고, 미장 및 방수도장을 실시하여 건조를 완료하는 단계(S140)는, 기온과 주변 환경에 따라 양생 시간은 달라질 수 있기에 충분히 양생시키고, 양생이 육안 등으로 확인되면, 거푸집을 제거하게 된다.

거푸집을 제거하면, 선체(100)의 표면은 거칠기 때문에 미장을 실시하게 되며, 미장된 표면에는 도장을 하여 외관을 미려하게 한다.

여기서 도장은 바람직하게 우레탄 또는 에폭시의 방수도장일 수 있다.

본 발명에서 상술한 바에 따르면, 경량골재를 이용하여 선박을 건조함으로써, 건조 시간이 짧으며, 한번 거푸집을 만들어 놓으면 대량 생산이 가능하여 생산 단가를 낮출 수 있다.

또한, 선박의 건조 시 곡면 형상이 쉽게 가공되어 제작 공수가 감소함에 따라 우수한 품질의 선박을 빠른 시간 안에 제작할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하므로 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 안에서 변경 가능한 것이며, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

100 : 선체 110 : 선수
120 : 선미 130 : 사이드웰
140 : 바텀

Claims (3)

1. 선체 선형설계 단계;
   상기 선체 선형설계에 따라 거푸집을 제작하는 단계;
   상기 거푸집내에 와이어메쉬를 설치하는 단계;
   상기 거푸집에 경량골재를 사용하여 콘크리트를 타설하는 단계;
   상기 콘크리트의 양생 후, 상기 거푸집을 제거하고, 미장 및 방수도장을 실시하여 건조를 완료하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량콘크리트를 이용한 선박의 건조방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 경량골재의 필수성분은,
   팽창성 혈암, 팽창성 점토, 플라이 애쉬를 주원료로 하여 고온으로 소성한 것을 특징으로 하는 경량콘크리트를 이용한 선박의 건조방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 콘크리트 타설의 배합비는,
   차례로 시멘트, 모래, 경량골재, 물이 1:2:4:3 비율로 배합되는 것을 특징으로 하는 경량콘크리트를 이용한 선박의 건조방법.
   

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