KR20200105301A - 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집 - Google Patents

탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집 Download PDF

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Abstract

본 발명은 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 건축물의 구조물의 콘크리트 시공을 위해 사용되는 거푸집으로서, 상기 구조물의 벽면과 코너부를 형성하는 나무합판; 상기 나무합판에 연결되어 지지하는 프레임; 평행하게 설치된 프레임간의 간격을 고정시킬 수 있는 플랫타이 및 상기 프레임과 프레임 또는 상기 프레임과 플랫타이의 연결을 고정시키는 웨지핀을 포함하되, 상기 프레임은 열경화성 수지 복합재료로 형성된 것을 특징으로 하는 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집을 제공할 수 있다.

Description

탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집{Ultra-light and high-strength Concrete Mold using carbon composite material}
본 발명은 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 대부분의 무게를 차지하고 있는 강재 지지대 부분을 탄소복합재로 대체하여 경량화하고 고강도로 휨 또는 비틀림을 방지하여 사용횟수를 증가시킨 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집에 관한 것이다.
건설현장에서 가장 많이 사용하는 콘크리트 거푸집(몰드)인 유로폼(euro foam)은 목재 합판과 강재 지지대(프레임)로 구성되어있으며, 콘크리트에서 발생되는 팽창력을 견디기 위해 기본 규격인 600 mm * 1200 mm 크기의 유로폼은 약 19 kg에 달하는 무게를 가지고 있다.
또한, 유로폼 거푸집은 일반적으로 사용 전용 횟수가 10~15회 정도이나 콘크리트 타설, 거푸집의 조립 및 해체작업 중 파손으로 인해 실제 사용 횟수는 4~5회 정도에 그치고 있다.
이러한 거푸집 수명 단축에 대한 문제점으로 인해 거푸집 폐기 비용 및 신규 구입비용이 발생, 전체적인 건설 비용 증가와 환경적인 측면에서도 악영향을 미치고 있는 실정이다.
또한, 유로폼은 건설에 사용되는 다른 종류의 콘크리트 거푸집에 비하여 인력 의존도가 높아 무거운 유로폼을 사용하면 인건비의 과다지출 및 시공속도가 상대적으로 느리다는 단점이 있다.
또한, 작업자가 유로폼을 운반 및 설치 등 작업 중 유로폼의 무게로 인하여 작업에 어려움이 있었고, 현장에서 안전사고 위험성이 높은 문제가 있다.
최근 이러한 유로폼의 단점을 보완하기 위한 제품으로 알루미늄폼과 같은 시스템폼들이 많이 개발되어 상용화 되어 있지만, 가격적인 문제와 일체형 시스템으로 적용해야 한다는 단점이 있어 유로폼이 아직 범용적으로 사용되고 있는 실정이다.
따라서, 유로폼의 범용성의 장점은 그대로 유지하면서 경량화로 인한 작업성 확보 및 강도증가를 통한 재사용 횟수를 증가시켜 경제성과 친환경성을 얻을 수 있는 거푸집을 개발이 필요하다.
상기와 같은 문제를 해결하고자, 본 발명은 강재 지지대 부분을 탄소복합재로 대체하여 경량화하고 고강도로 휨 또는 비틀림을 방지하여 사용횟수를 증가시킨 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집은 건축물의 구조물의 콘크리트 시공을 위해 사용되는 거푸집으로서, 상기 구조물의 벽면과 코너부를 형성하는 나무합판; 상기 나무합판에 연결되어 지지하는 프레임; 평행하게 설치된 프레임간의 간격을 고정시킬 수 있는 플랫타이 및 상기 프레임과 프레임 또는 상기 프레임과 플랫타이의 연결을 고정시키는 웨지핀을 포함하되, 상기 프레임은 열경화성 수지 복합재료로 형성된 것을 특징으로 하는 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집을 제공할 수 있다.
또한, 상기 나무합판은 표면에 송진, 유기용매, 유기화합물 분말, 황칠나무 분말 및 발포 스티렌 수지를 포함하는 코팅층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 열경화성 수지 복합재료는 섬유강화재 60 내지 70중량부 및 열경화성 수지 30 내지 40중량부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 웨지핀은 엔지니어링 플라스틱으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 엔지니어링 플라스틱은 폴리아세탈(POM), 폴리페닐렌옥사이드(PPO), 폴리페닐렌옥사이드(PPE), 폴리아미드(PAm), 폴리카보네이트(PC), 폴리부틸렌텔레프탈레이트(PBT), U폴리머(U), 폴리술폰(PS F), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리에테르술폰(PES), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 4불화에틸렌수지(PTFE), 폴리아미드이미드(PAI) 및 폴리이미드(PI) 중 하나 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 엔지니어링 플라스틱은 마이크로 실리카를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 나무합판과 프레임은 본딩, 리벳팅 및 볼팅 중 하나의 방법으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 콘트리트 거푸집은 상기 프레임 하부에 결합되는 제1 고정부재 및 지면에 설치되고 상기 제1 고정부재가 일측에서 슬라이드 삽입되어 고정되는 제2 고정부재를 포함하여, 상기 프레임을 지면에 고정시키는 고정부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 고정부재는 상기 프레임이 끼워지는 'ㅗ'자 형상의 끼움홈을 포함하며, 상기 프레임은 하면 중심에 형성되어 상기 제1 고정부재의 하단이 삽입되는 고정홈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 고정부재는 단면이 'ㄱ'자 형상으로 형성되고, 양측에 형성되어 볼트에 의해 지면에 고정되는 고정판을 포함할 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 실시예에 따른 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집은 대부분의 무게를 차지하고 있는 강재 지지대 부분을 탄소복합재로 대체하여 경량화함으로써, 작업성 및 설치 용이성을 향상시키고 안전사고 위험성을 낮출 수 있다.
또한, 고강도로 콘크리트의 팽창력에 의한 휨 또는 비틀림을 방지하여 사용횟수를 증가시킬 수 있다.
이에 친환경적이며 경제성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집을 설치한 모습을 도시한 설치예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집의 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집의 고정부를 이용하여 설치한 모습을 도시한 설치예시도.
도 4는 도 3의 설치하는 모습을 도시한 예시도.
도 5의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트의 프레임 정면도 및 제1 고정부재 배면도.
이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도 1 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집을 설치한 모습을 도시한 설치예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집의 고정부를 이용하여 설치한 모습을 도시한 설치예시도이다.
도 4는 도 3의 설치하는 모습을 도시한 예시도이다.
도 5의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트의 프레임 정면도 및 제1 고정부재 배면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집은 건축물의 구조물의 콘크리트 시공을 위해 사용되는 거푸집으로서, 대부분의 무게를 차지하고 있는 강재 지지대 부분을 탄소복합재로 대체함으로써, 종래의 유로폼의 강재 지지대보다 50%이상의 중량을 경량화시킬 수 있고 고강도를 확보할 수 있다.
이에 본 발명의 콘크리트 거푸집은 작업성 및 설치 용이성이 향상되고 안전사고 위험성이 낮으며, 콘크리트의 팽창력에 의한 휨 또는 비틀림을 방지하여 사용횟수를 증가시킬 수 있다.
이러한, 본 발명의 콘크리트 거푸집은 나무합판(1), 프레임(2), 플랫타이(3) 및 웨지핀(4)을 포함할 수 있다.
먼저, 나무합판(1)은 구조물의 벽면과 코너부를 형성할 수 있는 것으로, 사각형 판 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 크기 또한 사용 용도에 따라 다양하게 형성될 수 있다.
이러한 나무합판(1)은 표면에 코팅되어 형성된 코팅층을 포함할 수 있다.
코팅층은 나무합판(1) 표면에 형성되어 방수 기능 및 나무합판(1)의 강도를 향상시켜 사용기간을 연장시킬 수 있다.
이를 위해, 코팅층은 송진, 유기용매, 유기화합물 분말, 황칠나무 분말 및 발포 스티렌 수지를 포함할 수 있다.
송진(松津; Pine Resin)은 소나무과의 나무가 손상을 입었을 때 분비되는 발삼을 의미하는 것으로서 일명 송지라고도 불린다.
이러한 송진은, 예를 들면, 소나무과의 나무에 상처를 내어 얻을 수 있다. 송진은 나무에서 분비될 당시에는 무색 투명한 액체이나, 시간이 지나면서 희뿌옇고 끈적한 성질을 갖는다. 이러한 송진은, 로진(rosin) 70 내지 75 중량%, 테레빈유(turpentine) 18 내지 22 중량%, 물이나 기타 불순물 5 내지 7 중량%를 포함하는 것으로 알려져 있다. 송진은 상기와 같은 성분으로 구성되어 있어, 방수성 및 방습성이 우수한 송진액을 제공할 수 있다. 상기에서 송진으로는, 예를 들면, 당 업계에 유통되는 송진을 구입하여 사용할 수 있고, 또는 소나무과의 나무에 생채기를 내어 얻은 것을 부유물 등을 제거하기 위하여 여과하여 사용할 수도 있다.
유기용매는 송진을 용해시킬 수 있는 용매가 사용될 수 있다. 유기용매는 알코올, 에테르계 용매, 에스테르계 용매, 방향족 용매 및 케톤계 용매 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
즉, 유기용매로 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올 또는 헥산올 등과 같은 알코올; 디메틸에테르, 디에틸에테르, 메틸 에틸에테르, 디프로필에테르, 메틸프로필에테르, 에틸프로필에테르, 디부틸에테르, 메틸부틸에테르, 에틸부틸에테르 또는 프로필부틸에테르 등과 같은 에테르계 용매; 에틸 아세테이트 등과 같은 에스테르계 용매; 벤젠, 톨루엔, 자일렌(xylene) 또는 나프타(naphtha) 등과 같은 방향족 용매; 및 아세톤, 메틸에틸케톤 또는 메틸이소부틸케톤 등과 같은 케톤계 용매 등이 단독으로 사용되거나 혼합하여 사용될 수 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하므로, 송진을 용해시킬 수 있는 용매일 경우 사용될 수 있다.
또한, 유기용매가 방향족 용매를 포함하는 경우 전체 유기용매 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부로 사용되어 코팅 시 기포 발생을 적절하게 억제할 수 있다.
이러한 유기용매는 송진 100 중량부에 대하여, 300 내지 500중량부를 포함할 수 있다. 이때, 유기용매가 300중량부 미만일 경우 송진 등 다른 성분들의 용해가 잘 이루어지지 않으며, 500중량부를 초과할 경우 코팅하기에 적합하지 않은 점도가 형성될 수 있다.
유기화합물 분말은 코팅층과 나무합판(1)의 결합력을 높여 코팅력을 향상시킬 수 있다.
이러한 유기화합물 분말은 천연고무, 셀를로스, 단백질, 호박 분말 및 옻칠 분말 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이때, 유기화합물 분말은 송진 100중량부에 대하여, 20 내지 25중량부를 포함할 수 있다. 유기화합물 분말이 20중량부 미만일 경우 상기 효과를 나타낼 수 없고, 25중량부를 초과할 경우 코팅층의 물성을 저하시키는 요인이 될 수 있다.
황칠나무 분말은 에테르 성분을 함유하고 있어 코팅층에 포함되어 방수 기능을 향상시킬 수 있다. 또한, 또한, 에테르 성분은 윤활기능을 가지고 있어 황칠나무 분말을 포함하는 코팅층의 전체적인 점도가 저하되어 표면에 스프레이 분사 또는 붓칠 등을 통하여 도포하는 경우 작업성이 매우 용이해지는 장점을 나타낼 수 있다.
이때, 황칠나무 분말은 송진 100중량부에 대하여, 25 내지 35중량부를 포함하여 적절한 점도와 방수기능 향상 효과를 나타낼 수 있다.
발포 스티렌 수지는 플라스틱 상표명인 스티로폼(styrofoam)으로 더욱 잘 알려져 있는 것으로, 제조한 것을 사용하거나 또는 폐 스티로폼을 사용할 수 있다.
이러한 발포 스티렌 수지는 송진 100 중량부에 대하여, 30 내지 40중량부를 포함하여, 적절한 방수성 및 방습성뿐 아니라 단열성을 나타낼 수 있다.
또한, 코팅층은 조절제를 더 포함하여, 코팅층의 강도, 점도 등을 조절할 수 있다.
조절제는 규산염, 석회 및 이산화티탄 중 하나 이상일 수 있다.
규산염은 규산염으로는, 예를 들면, 활석(talc), 운모(mica), 규회석(wollastonite), 질석(vermiculite), 규산칼슘(calcium silicate), 장석(feldspar), 산성백토(acid clay), 견운모(sericite), 벤토나이트(bentonite), 유리플레이크(Glass Flakes), 녹니석(chlorite), 사문석(serpentine) 및 이들의 혼합물 등이 사용될 수 있다.
규산염으로 활석이 사용되는 경우 활석의 특유한 광택으로 인하여 백색 광택이 나타날 수 있고, 나무합판(1)에 높은 강도를 부여할 수 있다. 그리고 활석은 코팅층의 조성물 점도를 조절하는 역할도 할 수 있어 유용하다.
여기서 규산염은 송진 100 중량부에 대하여 1 내지 40중량부로 코팅층에 포함되어 그 점도를 제어할 수 있고, 내구성이 우수할 수 있다.
석회는 산화칼슘, 수산화칼슘 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
여기서 석회는 송진 100 중량부에 대하여 1 내지 40 중량부로 포함되어 적절한 점도 및 코팅성을 향상시킬 수 있다.
이산화티탄으로는, 예를 들면, 애너테이스(anatase)형 이산화티탄, 루틸(rutile)형 이산화티탄 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
이산화티탄은 송진 100 중량부에 대하여 1 내지 15 중량부로 포함되어 적절한 점도의 코팅층을 제공할 수 있다.
프레임(2)은 나무합판(1)에 연결되어 나무합판(1)을 지지할 수 있다. 즉, 프레임(2)은 나무합판(1)에 연결되고 플랫타이(3) 및 웨지핀(4) 등으로 고정되어 나무합판(1)을 단단하게 고정시킬 수 있는 것이다.
이때, 프레임(2)과 나무합판(1)은 본딩, 리벳팅 및 볼팅 중 하나의 방법으로 연결될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
프레임(2)은 전체적으로 사각형을 이루는 프레임바(20) 및 프레임바(20)의 내부를 적절한 간격으로 구획하며 프레임을 지지하는 지지바(21)를 포함할 수 있다.
또한, 프레임바(20)는 웨지핀(4)이 삽입될 수 있는 웨지핀홀(200) 및 플랫타이(3)가 삽입될 수 있는 타이홈(201)을 포함할 수 있다. 이때 웨지핀홀(200)은 프레임바(20)에 다수개가 형성될 수 있고 타이홈(201)은 웨지핀홀(200)이 형성된 위치에 상응되게 형성될 수 있다.
이러한 프레임(2)은 열경화성 수지 복합재료로 인발공정, RTM 공정, 인퓨전 공정 등을 사용하여 형성될 수 있다. 이에 종래의 유로폼의 프레임보다 50%이상 경량화될 수 있고, 고강도로 형성되어 휨 또는 비틀림 등이 방지될 수 있다.
여기서 열경화성 수지 복합재료는 섬유강화재 및 열경화성 수지를 포함할 수 있다.
섬유강화재는 경량화를 위한 탄소섬유 및 가격 경쟁력을 높이기 위한 유리섬유를 복합화한 것을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고, 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드 섬유, 현무암 섬유 및 보론 섬유 등 다양한 섬유를 사용할 수 있다.
이러한 섬유강화재는 60 내지 70중량부가 포함되는 것이 바람직히다.
이때, 섬유강화재가 60중량부 미만일 경우 강도가 저하될 수 있으며, 70중량부를 초과할 경우 함량 대비 강도 증가 효과가 미미하고 경제적으로 비효율적이다.
열경화성 수지는 에폭시 수지를 포함할 수 있다.
에폭시 수지는 Bisphenol A계 에폭시 수지, Bisphenol F계 에폭시 수지, Novolac계 에폭시 수지, 변성 다이머산 에폭시 수지, 변성 고무 에폭시 수지 및 변성 우레탄 에폭시 수지 중 하나 이상으로 이루어 질 수 있다.
에폭시 수지는 상온에서, 고상, 반고상, 액상 및 이들의 혼합상(고상, 반고상 또는 액상을 갖는 에폭시 수지가 둘 이상 혼합된 형태) 등의 성상으로 존재하는 것을 사용할 수 있다.
바람직하게는 에폭시 수지 전체 100중량부에 있어서, Bisphenol A계 에폭시 수지 20 내지 40중량부, Bisphenol F계 에폭시 수지 20 내지 30중량부, Novolac계 에폭시 수지 15 내지 20중량부, 변성 다이머산 에폭시 수지 10 내지 15중량부, 변성 고무 에폭시 수지 5 내지 10중량부, 변성 우레탄 에폭시 수지 5 내지 10중량부를 포함하고 액상 형태일 수 있다. 이와 같이 형성되어 저점도를 가짐으로써 작업성을 높일 수 있고 기포가 발생하지 않아 복합재료의 강도가 우수할 수 있다.
Bisphenol A계 에폭시 수지는 액상 에폭시 수지로 뛰어난 접착력, 내약품성, 내열성 등 경화물성이 우수하여 다양한 용도로 응용되는 범용 에폭시 수지로서, 반응수축이 매우작고 휘발이 발생하지 않을 뿐만 아니라, 기계적강도가 우수하며, 치수안정성, 강근성, 고온특성, 내마모성이 좋아 기계적 가공성이 높다. 이의 구체적인 예로는, 그 성상이 액상인 YD128(국도화학), DER331(다우케미칼), Epikote828(모멘티브) 등과, 성상이 고상인 YD011, YD014, YD017, YD019(이상 국도화학), DER661, DER664, DER667, DER669(이상, 다우케미칼), Epon1001, Epon1004, Epon1007, Epon1009(이상, 모멘티브) 등을 예시할 수 있다.
여기서, Bisphenol A계 에폭시 수지가 20중량부 미만인 경우 끈적거림 특성, 내마모성, 강도가 저하되며, 40중량부를 초과할 경우 난연 성능 저하를 야기할 수 있다.
Bisphenol F계 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지의 분자 가운데 CH3대신에 H가 있는 수지로서, 비스페놀 A형에 비해 저점도이며 가소성이 우수하며 고반응성이다. 이의 구체적인 예로는, 에피코트 YL-983-U(자판에폭시주식회사), RE-304, RE-404, RE-303S(이상, 일본화약) 등을 예시할 수 있다.
노볼락계 에폭시 수지는 반응활성기인 에폭시 그룹이 3개 이상인 수지로서, 밀실한 경화구조를 형성하므로 내약품성, 기계적강도, 접착력 등이 우수하다. 이의 구체적인 예로는, YDPN638, YDCN500, KBPN120 (이상, 국도화학), DEN431, DEN438 (이상, 다우케미칼), EPN1138 (헌츠만) 등을 예시할 수 있다.
여기서, Novolac계 에폭시 수지가 15중량부 미만일 경우 수지의 내열성, 강도 향상이 미미할 수 있고, 20중량부를 초과할 경우 끈적거림 특성 저하를 야기할 수 있다.
변성 다이머산 에폭시 수지는 가소성과 내충격성이 우수하며 접착력과 치수안정성이 좋은 특성이 있다.
변성 고무 에폭시 수지는 NBR 및 CTBN의 변성 에폭시 수지로서, 강근성과 가소성이 우수하며 부착성이 좋다.
변성 우레탄 에폭시 수지는 우레탄 변성 에폭시 수지로서, 고유연성 및 탄성력이 우수하다.
이러한 에폭시 수지를 포함하는 열경화성 수지는 30 내지 40중량부가 포함되는 것이 바람직하다.
이때, 열경화성 수지가 30중량부 미만일 경우 함침 등 공정에 어려움이 발생하여 프레임 성형에 문제가 발생할 수 있으며, 40중량부를 초과할 경우 성형시간이 늘어나고 프레임 물성이 저하될 수 있다.
또한, 열경화성 수지는 불포화폴리에스터 수지를 더 포함할 수 있으며, 페놀 수지, 폴리아미드 수지, 시아네이트에스테르 수지, 비스말레이미드 수지 등을 더 포함하는 등 본 발명의 요지를 훼손하지 않는 범위에서 다른 수지들도 적용 가능하다.
또한, 열경화성 수지 복합재료는 방향족 아민계 경화제 및 지방족 아민계 경화제를 더 포함할 수 있다.
이때, 방향족 아민계 경화제 및 지방족 아민계 경화제는 6:4의 중량비로 혼합되어 열경화성 수지 복합재료에 5 내지 10중량부 더 포함될 수 있다.
상기 범위와 같이 혼합된 경화제를 상기와 같은 범위로 포함될 경우 우수한 강도를 나타낼 수 있다. 상기 범위를 벗어날 경우 제조시 경화반응에 참여하는 경화제의 함량이 매우적어 경화 속도가 현저히 저하될 수 있다.
플랫타이(3)는 평행하게 설치된 프레임(2)간의 간격을 고정시킬 수 있는 것으로, 길이를 가진 납작한 바 형태로 형성될 수 있고, 양 끝단에 웨지핀(4)이 삽입될 수 있는 홀이 형성될 수 있다.
이에 플랫타이(3)가 프레임(2)의 외측면에 형성된 타이홈(201)에 끼워지고 웨지핀(4)에 의해 고정될 수 있다.
이러한 플랫타이(3)는 웨지핀(4)과 동일한 소재로 형성될 수 있으며, 이는 하기 웨지핀(4)의 설명에서 구체적으로 설명하기로 한다.
웨지핀(4)은 웨지핀홀(200)에 삽입되어 프레임(2)과 프레임(2) 또는 프레임(2)과 플랫타이(3)의 연결을 고정시킬 수 있다.
이러한 웨지핀(4)은 엔지니어링 플라스틱으로 형성될 수 있다.
엔지니어링 플라스틱은 기계적, 화학적 및 열적 성질을 지니며, 치수 안정성을 유지하며, 강한 충격, 열 또는 수분 조건 하에서 안정한 열가소성 물질이다.
구체적으로, 폴리아세탈(POM), 폴리페닐렌옥사이드(PPO), 폴리페닐렌옥사이드(PPE), 폴리아미드(PAm), 폴리카보네이트(PC), 폴리부틸렌텔레프탈레이트(PBT), U폴리머(U), 폴리술폰(PS F), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리에테르술폰(PES), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 4불화에틸렌수지(PTFE), 폴리아미드이미드(PAI) 및 폴리이미드(PI) 중 하나 이상일 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 범용 엔지니어링 플라스틱, 고성능 엔지니어링 플라스틱, 초내열성 엔지니어링 플라스틱의 다양한 엔지니어링 플라스틱을 적용시킬 수 있다.
또한, 엔지니어링 플라스틱은 마이크로 실리카를 포함할 수 있다.
마이크로 실리카는 엔지니어링 플라스틱에 더 포함되어, 강성 및 방염성을 향상시킬 수 있고, 연소시에 독성 또는 부식성 가스를 방출시키지 않을 수 있다.
여기서 마이크로 실리카는 엔지니어링 플리스틱에 10중량부 미만으로 포함될 경우 방염성 및 강성 향상 효과가 미미하고, 25중량부를 초과하여 포함될 경우 물성이 오히려 저하될 수 있으므로, 마이크로 실리카는 엔지니어링 플라스틱에 10 내지 25중량부가 포함되는 것이 바람직하다.
또한, 콘크리트 거푸집은 프레임(2)의 연결부재로써, 후크 및 세파볼트 등을 더 포함할 수 있다.
또한, 도 3 내지 5를 참조하면, 콘크리트 거푸집은 고정부(5)를 더 포함할 수 있다.
고정부(5)는 나무합판(1) 및 프레임(2)을 지면에 수직으로 다수개를 설치하고자 할 때 나무합판(1) 및 프레임(2)을 일일이 고정시키거나 잡지 않고 간편하게 슬라이드 삽입하는 것으로 고정시킬 수 있어 설치를 용이하도록 하여 작업자의 편의성을 높일 수 있다.
이를 위해, 고정부(5)는 제1 고정부재(50) 및 제2 고정부재(51)를 포함할 수 있다.
제1 고정부재(50)는 프레임(2) 하부에 결합되어 제2 고정부재(51)에 슬라이드 삽입되는 것으로 고정될 수 있다.
제1 고정부재(50)는 프레임(2) 하부에 착탈이 용이하도록 끼움홈(500)을 포함할 수 있다.
끼움홈(500)은 제1 고정부재(50)의 배면에 'ㅗ'자 형상으로 형성되고 상면, 양측면이 개구되도록 형성되어, 프레임(2)이 끼워질 수 있다.
구체적으로, 끼움홈(500)은 'ㅗ'자 형상으로 형성되어 수직부분에는 프레임(2)의 지지바(21)가 삽입되고 수평부분에는 프레임(2) 하단의 프레임바(20)가 삽입될 수 있다.
이때, 프레임(2)은 고정홈(202)을 더 포함할 수 있다.
고정홈(202)은 프레임(2)의 하면 중심에 형성되어 제1 고정부재(50)의 하단이 삽입될 수 있다. 구체적으로, 프레임(2) 하단의 프레임바(20)의 중심에 형성되어 제1 고정부재(50)의 하단이 삽입되므로써, 프레임(2)이 수직으로 지면에 설치될 때 하면이 평평한 상태로 유지될 수 있도록 할 수 있다.
제2 고정부재(51)는 지면에 설치되고 제1 고정부재(50)가 일측에서 슬라이드 삽입되어 제1 고정부재(50)가 설치된 나무합판(1) 및 프레임(2)을 지면에 고정시킬 수 있다.
제2 고정부재(51)는 측단면이 'ㄱ'자 형상으로 형성되고, 길이를 가지도록 형성될 수 있다. 이에 제2 고정부재(51)의 하측으로 제1 고정부재(50)가 슬라이드 삽입되어 이동될 수 있다.
또한, 제2 고정부재(51)는 지면에 고정될 수 있도록 고정판(510)을 포함할 수 있다.
고정판(510)은 제2 고정부재(51)의 양측에 형성되어 볼트에 의해 지면에 고정될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 지면에 박을 수 있도록 뿔 모양의 형태로 형성되는 등 다양한 형상과 방법으로 지면에 고정될 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집은 대부분의 무게를 차지하고 있는 강재 지지대 부분을 탄소복합재로 대체하여 경량화함으로써, 작업성 및 설치 용이성을 향상시키고 안전사고 위험성을 낮출 수 있다.
또한, 고강도로 콘크리트의 팽창력에 의한 휨 또는 비틀림을 방지하여 사용횟수를 증가시킬 수 있다.
이에 친환경적이며 경제성을 확보할 수 있다.
이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.
1: 나무합판
2: 프레임
20: 프레임바
200: 웨지핀홀
201: 타이홈
202: 고정홈
21: 지지바
3: 플랫타이
4: 웨지핀
5: 고정부
50: 제1 고정부재
500: 끼움홈
51: 제2 고정부재
510: 고정판

Claims (10)

  1. 건축물의 구조물의 콘크리트 시공을 위해 사용되는 거푸집으로서,
    상기 구조물의 벽면과 코너부를 형성하는 나무합판;
    상기 나무합판에 연결되어 지지하는 프레임;
    평행하게 설치된 프레임간의 간격을 고정시킬 수 있는 플랫타이 및
    상기 프레임과 프레임 또는 상기 프레임과 플랫타이의 연결을 고정시키는 웨지핀을 포함하되,
    상기 프레임은,
    열경화성 수지 복합재료로 형성된 것을 특징으로 하는 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 나무합판은,
    표면에 송진, 유기용매, 유기화합물 분말, 황칠나무 분말 및 발포 스티렌 수지를 포함하는 코팅층을 포함하는 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열경화성 수지 복합재료는,
    섬유강화재 60 내지 70중량부 및 열경화성 수지 30 내지 40중량부를 포함하는 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 웨지핀은,
    엔지니어링 플라스틱으로 형성되는 것을 특징으로 하는 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 엔지니어링 플라스틱은,
    폴리아세탈(POM), 폴리페닐렌옥사이드(PPO), 폴리페닐렌옥사이드(PPE), 폴리아미드(PAm), 폴리카보네이트(PC), 폴리부틸렌텔레프탈레이트(PBT), U폴리머(U), 폴리술폰(PS F), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리에테르술폰(PES), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 4불화에틸렌수지(PTFE), 폴리아미드이미드(PAI) 및 폴리이미드(PI) 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 엔지니어링 플라스틱은,
    마이크로 실리카를 더 포함하는 탄소복합재를 적용한 고강도 콘크리트 거푸집.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 나무합판과 프레임은 본딩, 리벳팅 및 볼팅 중 하나의 방법으로 연결되는 것을 특징으로 하는 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 콘트리트 거푸집은,
    상기 프레임 하부에 결합되는 제1 고정부재 및 지면에 설치되고 상기 제1 고정부재가 일측에서 슬라이드 삽입되어 고정되는 제2 고정부재를 포함하여, 상기 프레임을 지면에 고정시키는 고정부를 더 포함하는 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 고정부재는,
    상기 프레임이 끼워지는 'ㅗ'자 형상의 끼움홈을 포함하며,
    상기 프레임은,
    하면 중심에 형성되어 상기 제1 고정부재의 하단이 삽입되는 고정홈을 포함하는 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제2 고정부재는,
    단면이 'ㄱ'자 형상으로 형성되고,
    양측에 형성되어 볼트에 의해 지면에 고정되는 고정판을 포함하는 탄소복합재를 적용한 초경량 고강도 콘크리트 거푸집.
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