KR20210081476A - 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치 및 그 분사장치를 이용한 숏크리트 타설방법 - Google Patents

부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치 및 그 분사장치를 이용한 숏크리트 타설방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 본 발명은 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치 및 그 분사장치를 이용한 숏크리트 타설방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 콘크리트와 급결제를 혼합하여 모르타르 숏크리트를 분사시키기 위한 분사장치에 있어서, 내부공간을 가지며 콘크리트 이송부와 연결되며, 상기 콘크리트 이송부에 의해 이송된 콘크리트가 유입되는 본체부; 상기 본체부 일측에 구비되어 상기 본체부 내부 공간으로 급결제를 투입시키는 급결제 투입부; 상기 본체부 일측에 구비되어 상기 본체부 내부공간으로 유입된 콘크리트와, 급결제를 혼합시키기 위한 진동다짐기; 상기 본체부 내부 공간으로 압축공기를 분사하는 압축공기 주입부; 및 상기 본체부 전방측에 결합되어, 상기 진동다짐기에 의해 콘크리트와 급결제가 혼합된 숏크리트를 상기 압축공기에 의해 분출시키는 분출유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치에 관한 것이다.

Description

부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치 및 그 분사장치를 이용한 숏크리트 타설방법{Mortar Shotcrete Spraying apparatus having improved adhesive performance}
본 발명은 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치 및 그 분사장치를 이용한 숏크리트 타설방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 모르타르 숏크리트의 부착 성능을 높여 Hyper 섬유그물망과의 일체화 성능을 향상시키고, 리바운드율을 감소시킬 수 있도록 급결제와 모르타르의 혼합 효율을 높일 수 있도록 급결제를 사용할 수 있는 모르타르 숏크리트 분사장치의 구조에 대한 것이다.
숏크리트는 콘크리트에 급결제를 첨가한 후 압력을 가해 분사하여 시공하는 것으로, 일반적으로 터널 공사 시 압반의 굴착 직 후 굴착면을 안정화시키기 위해 사용된다. 이 때 숏크리트의 부착성능은 리바운드율 및 타설 두께 등에 영향을 미친다. 일반적으로 숏크리트의 부착성능은 콘크리트의 물성과 급결제의 성능 및 혼입량에 영향을 받으며, 또한 숏크리트의 분사 시 급결제의 혼합 방법에 따라서도 영향을 받는다.
일반적인 숏크리트의 분사장치의 경우 급결제는 콘크리트의 분사 직전에 혼합한 후 바로 분사하기 때문에 급결제와 콘크리트와 혼합하지 못한 채 따로 분사되는 경우가 많다. 따라서 현장 시공 시 콘크리트와 급결제의 혼합이 제대로 이루어지지 않아 숏크리트의 접착성과 경화시간에 악영향이 미치는 경우가 많다.
본 발명에서 대상으로 하는 모르타르 숏크리트는 보강재로 Hyper 섬유 그물망을 사용하는 Hyper 섬유 그물망 보강 모르타르 숏크리트 지보재로 암반과의 부착 뿐 아니라 섬유 그물망과의 부착도 중요하며, 특히 섬유 그물망 안쪽으로 숏크리트가 분사되어 내부를 채우는 것이 중요하기 때문에 모르타르 숏크리트가 급결제와 충분히 혼합이 되는 것이 중요하다.
도 1은 종래 숏크리트 분사 장치의 구성 단면도를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 숏크리트 분사장치(1)는 내부공간을 갖는 본체부와, 본체 내부로 콘크리트를 유입시키기 위한 콘크리트 이송부(10), 본체부 일측에 구비되어 압축공기를 주입시키는 압축공기 주입부(40), 급결제 투입부(30) 분사구(61) 등을 포함하고 구성됨을 알 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 숏크리트 분사 장치(1)로 압력에 의해 압송되는 콘크리트가 분사 장치 내부에 도달하면 급결제와 같이 압축 공기에 의해 분사되는 형태를 띄고 있음을 알 수 있다.
종래의 분사장치(1)는 콘크리트와 급결제가 혼합되는 과정없이 바로 분사되기 때문에 급결제와 콘크리트가 고르게 분사되지 못하기 때문에 시공된 숏크리트의 품질 관리가 어렵다.
또한 급결제가 고르게 분사되지 않는 경우 부분적인 콘크리트의 탈락에 의해 리바운드율이 증가하고 시공성이 저하되는 문제가 발생한다. 따라서 기존의 숏크리트 분사장치를 사용하는 것은 어려움이 있으며, 모르타르 숏크리트와 급결제를 혼합할 수 있는 새로운 분사장치가 요구된다.
대한민국 등록특허 10-1780190 대한민국 등록특허 10-1760059 대한민국 공개특허 10-2016-0097128 대한민국 등록특허 10-1156663
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 숏크리트 분사 전 분사 장치 내부에서 콘크리트와 급결제를 혼합한 후 압력을 통해 분사하여 모르타르 숏크리트의 부착 성능을 높이고 모르타르 숏크리트와 Hyper 섬유 그물망과의 일체화 성능을 향상시킬 수 있는 모르타르 숏크리트 분사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 모르타르 숏크리트의 부착 성능을 향상시킬 수 있기 때문에 Hyper 섬유 그물망과 일체화를 통한 구조적 성능을 높일 수 있으며, 리바운드율을 감소시켜 경제성을 향상시킬 수 있는, 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치 및 그 분사장치를 이용한 숏크리트 타설방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 목적은, 콘크리트와 급결제를 혼합하여 모르타르 숏크리트를 분사시키기 위한 분사장치에 있어서, 내부공간을 가지며 콘크리트 이송부와 연결되고, 상기 콘크리트 이송부에 의해 이송된 콘크리트가 유입되는 본체부; 상기 본체부 일측에 구비되어 상기 본체부 내부 공간으로 급결제를 투입시키는 급결제 투입부; 상기 본체부 일측에 구비되어 상기 본체부 내부공간으로 유입된 콘크리트와, 급결제를 혼합시키기 위한 진동다짐기; 상기 본체부 내부 공간으로 압축공기를 분사하는 압축공기 주입부; 및 상기 본체부 전방측에 결합되어, 상기 진동다짐기에 의해 콘크리트와 급결제가 혼합된 숏크리트를 상기 압축공기에 의해 분출시키는 분출유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치로서 달성될 수 있다.
그리고 본체부는 관 구조를 가지며, 상기 콘크리트 이송부에 의한 콘크리트의 이송방향과 본체부의 길이방향 및 분출유닛에 의한 숏크리트 분사방향은 평행한 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 급결제 투입부는 상기 본체부의 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어 복수로 구비되고, 상기 압축공기 주입부는 상기 본체부의 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어 복수로 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 급결제 투입부에 의한 급결제 투입방향은 상기 콘크리트 이송방향에 대하여 25 ~ 45도 각도를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 압축공기 주입부에 의한 압축공기 주입방향은 상기 콘크리트 이송방향에 대하여 30 ~ 60도 각도를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 진동다짐기는 상기 급결제 투입부와 상기 압축공기 주입부 사이에, 본체부 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어 복수로 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 진동다짐기의 길이방향은 상기 본체부의 길이방향에 직교되고, 본체부 내경에 5 ~ 20% 만큼 내측으로 돌출되도록 상기 본체부 외면에 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 분출유닛은 전방측으로 점진적으로 내경이 감소되는 형태를 가지며, 상기 분출유닛의 전방 끝단에는 상기 숏크리트가 분출되는 분출구가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 분출유닛을 상기 본체부에 탈부착 가능하도록 하는 탈부착 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 콘크리트 이송부 일측에 구비되어 이송되는 콘크리트의 유량을 조절하는 콘크리트 유입조절부와, 상기 급결제 투입부 일측에 구비되는 공급되는 급결제의 유량을 조절하는 급결제 공급조절부와, 상기 압축공기 주입부 일측에 구비되어 주입되는 압축공기의 유량을 조절하는 조절밸브와, 상기 콘크리트 유입조절부와 상기 급결제 공급조절부와 상기 조절밸브와 상기 진동다짐기를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 급결제는 알루미나계 액상 급결제 또는 알루미네이트계 액상급결제인 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 모르타르 숏크리트에서, 상기 급결제는 상기 콘크리트 100중량부에 대하여 5 ~ 10중량부인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제2목적은 모르타르 숏크리트 분사장치를 이용한 숏크리트 타설방법에 있어서, 본체부와, 콘크리트 이송부, 급결제 투입부, 진동다짐기, 압축공기 주입부, 분출유닛을 구비하는 모르타르 숏크리트 분사장치를 준비하는 단계; 콘크리트 이송부에 의해 콘크리트가 본체부 내부공간으로 이송되고, 상기 급결제 투입부에 의해 본체부 내부공간으로 급결제가 투입되는 단계; 상기 진동다짐기에 의해 상기 콘크리트와 상기 급결제가 혼합되는 단계; 및 상기 압축공기 주입부에 의해 주입되는 압축공기에 의해 상기 콘크리트와 급결제가 혼합된 숏크리트가 분출유닛에서 분출되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치를 이용한 숏크리트 타설방법으로서 달성될 수 있다.
그리고 상기 진동다짐기는 상기 급결제 투입부와 상기 압축공기 주입부 사이에, 본체부 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어 복수로 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 분출유닛의 분출구가 막히거나, 분출구의 사이즈를 변경하거나 또는 분출유닛의 교체가 필요한 경우, 탈부착 수단에 의해 상기 분출유닛을 상기 본체부에서 탈착하고 또 다른 분출유닛을 상기 본체부에 조립하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 제어부가 콘크리트 상기 콘크리트 이송부 일측에 구비되는 콘크리트 유입조절부를 제어하여 이송되는 콘크리트의 유량을 조절하는 단계; 상기 제어부가 상기 급결제 투입부 일측에 구비되는 급결제 공급조절부를 제어하여 공급되는 급결제의 유량을 조절하는 단계; 상기 제어부가 상기 진동다짐기를 제어하여 진동정도를 조절하는 단계; 및 상기 제어부가 압축공기 주입부 일측에 구비되는 조절밸브를 제어하여, 주입되는 압축공기의 유량을 조절하는 단계; 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치 및 그 분사장치를 이용한 숏크리트 타설방법에 따르면, 숏크리트 분사 전 분사 장치 내부에서 콘크리트와 급결제를 혼합한 후 압력을 통해 분사하여 모르타르 숏크리트의 부착 성능을 높이고 모르타르 숏크리트와 Hyper 섬유 그물망과의 일체화 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명의 실시예에 따른 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치 및 그 분사장치를 이용한 숏크리트 타설방법에 따르면, 모르타르 숏크리트의 부착 성능을 향상시킬 수 있기 때문에 Hyper 섬유 그물망과 일체화를 통한 구조적 성능을 높일 수 있으며, 리바운드율을 감소시켜 경제성을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 종래 모르타르 숏크리트 분사장치의 단면 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치의 단면 구성도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 신호흐름을 나타낸 블록도,
도 4는 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치를 이용한 숏크리트 타설방법의 흐름도,
도 5는 본 발명의 실험예에 따른 부착강도 측정 결과표,
도 6은 본 발명의 실험예에 따른 리바운드율 측정결과 표를 도시한 것이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치의 구성, 기능 및 그 숏크리트 분사장치를 이용한 숏크리트 타설방법에 대해 설명하도록 한다. 본 발명의 실시예에 따른 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치는 콘크리트와 급결제를 혼합하여 모르타르 숏크리트를 분사시키기 위한 분사장치이다. 본 발명의 실시예에 따르면 숏크리트 분사 전 분사 장치 내부에서 콘크리트와 급결제를 혼합한 후 압력을 통해 분사하여 모르타르 숏크리트의 부착 성능을 높이고 모르타르 숏크리트와 Hyper 섬유 그물망과의 일체화 성능을 향상시킬 수 있다.
먼저 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치(100)의 단면 구성도를 도시한 것이다. 그리고 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제어부(80)의 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. 또한, 도 4는 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치(100)를 이용한 숏크리트 타설방법의 흐름도를 도시한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치(100)는 전체적으로 콘크리트 이송부(10)와, 본체부(20)와, 급결제 투입부(30)와, 진동다짐기(50)와, 압축공기 주입부(40)와, 분출유닛(60) 등을 포함하여 구성됨을 알 수 있다.
본체부(20)는 내부공간을 가지며 콘크리트 이송부(10)와 연결되며, 이러한 콘크리트 이송부(10)에 의해 이송된 콘크리트가 유입되게 된다. 그리고 콘크리트를 공급시키기 위한 콘크리트 공급수단과, 유입되는 콘크리트의 유량을 조절하기 위한 콘크리트 유입 조절부(11)를 포함하여 구성될 수 있다.
본체부(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 관 구조를 가지며, 콘크리트 이송부(10)에 의한 콘크리트의 이송방향과 본체부(20)의 길이방향 및 분출유닛(60)에 의한 숏크리트 분사방향은 평행함을 알 수 있다.
급결제 투입부(30)는 본체부(20) 일측 외면에 구비되어 본체부(20) 내부 공간으로 급결제를 투입시키도록 구성된다. 급결제를 공급시키기 위한 급결제 공급수단과, 투입되는 급결제의 양을 조절하기 위한 급결제 공급조절부(31)를 포함하고 구성될 수 있다.
그리고 급결제 투입부(30)는 도 2에 도시된 바와 같이, 본체부(20)의 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어 복수로 구비될 수 있음을 알 수 있다. 또한 급결제 투입부(30)에 의한 급결제 투입방향은 콘크리트 이송방향에 대하여 25 ~ 45도 각도를 갖도록 하여 투입된 급결제가 콘크리트와 같이 전방으로 이송될 수 있도록 함이 바람직하다.
그리고 진동다짐기(50)는 본체부(20) 일측에 구비되어 본체부(20) 내부공간으로 유입된 콘크리트와, 급결제를 혼합시키기 위해 구성된다.
진동다짐기(50)는 도 2에 도시된 바와 같이, 급결제 투입부(30)와 압축공기 주입부(40) 사이에, 본체부(20) 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어 복수로 설치된다.
또한, 진동다짐기(50)의 길이방향은 본체부(20)의 길이방향에 직교되고, 모르타르의 이송에 방해가 되지 않도록, 본체부(20) 내경에 5 ~ 20% 만큼 내측으로 돌출되도록 본체부(20) 외면에 설치된다.
그리고 압축공기 주입부(40)는 본체부(20) 내부 공간으로 압축공기를 분사하도록 구성된다. 압축공기가 저장되는 압축탱크와, 주입되는 압축공기의 양을 조절하기 위한 조절밸브(41)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한 압축공기 주입부(40)는 본체부(20)의 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어 복수로 구비된다.
또한 압축공기 주입부(40)에 의한 압축공기 주입방향은 콘크리트 이송방향에 대하여 30 ~ 60도 각도를 갖도록 하여, 콘크리트와 급결제가 혼합된 이후 빠르게 분출구(61)를 통해 분출될 수 있도록 한다.
그리고 분출유닛(60)은 본체부(20) 전방측에 결합되어, 진동다짐기(50)에 의해 콘크리트와 급결제가 혼합된 숏크리트를 압축공기에 의해 분출시키도록 구성된다
그리고 본 발명의 실시예에 따른 분출유닛(60)은 도 2에 도시된 바와 같이, 전방측으로 점진적으로 내경이 감소되는 형태를 가지고 있음을 알 수 있다. 그리고 분출유닛(60)의 전방 끝단에는 숏크리트가 분출되는 분출구(61)가 형성되어 진다.
또한, 분출유닛(60)은 탈부착수단(70)에 본체부(20)에 탈부착 가능하도록 구성된다. 따라서 분출구(61)의 막힘이 발생하거나, 분출구(61) 직경이 다른 분출유닛(60)으로 교체하는 등 분출유닛(60)의 교체가 필요한 경우 신속하게 교체하여 연속적으로 시공이 가능하도록 구성된다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치(100)는, 콘크리트 이송부(10) 일측에 구비되어 이송되는 콘크리트의 유량을 조절하는 콘크리트 유입조절부(11)와, 급결제 투입부(30) 일측에 구비되는 공급되는 급결제의 유량을 조절하는 급결제 공급조절부(31)와, 압축공기 주입부(40) 일측에 구비되어 주입되는 압축공기의 유량을 조절하는 조절밸브(41)와, 콘크리트 유입조절부(11)와 급결제 공급조절부(31)와 조절밸브(41)와 진동다짐기(50)를 총체적으로 제어하는 제어부(80)를 포함하여 구성될 수 있다.
이하에서는 앞서 언급한 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치를 이용한 숏크리트 타설방법에 대해 설명하도록 한다 .
먼저 앞서 언급한 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치(100)를 제작, 준비하게 된다(S1).
그리고 콘크리트 공급수단을 구동시키고, 급결제 공급수단을 구동시켜 콘크리트 이송부(10)에 의해 콘크리트가 본체부(20) 내부공간으로 이송되고, 급결제 투입부(30)에 의해 본체부(20) 내부공간으로 급결제가 투입되게 된다(S2).
또한, 본 발명의 실시예에 따라 투입되는 급결제는 알루미나계 액상 급결제 또는 알루미네이트계 액상급결제일 수 있고, 적절한 비율로 물과 혼합한 후 공급하는 것이 바람직하다. 그리고 급결제는 콘크리트 100중량부에 대하여 5 ~ 10중량부인 것이 바람직하다.
이때 제어부(80)는 콘크리트 이송부(10) 일측에 구비되는 콘크리트 유입조절부(11)를 제어하여 이송되는 콘크리트의 유량을 조절할 수 있다. 또한, 제어부(80)는 급결제 투입부(30) 일측에 구비되는 급결제 공급조절부(31)를 제어하여 공급되는 급결제의 유량을 조절할 수 있다.
그리고 본체부(20) 내부로 유입된 급결제와 콘크리트는 진동다짐기(50)에 의해 혼합되게 된다(S3). 진동다짐기(50)는 도 2에 도시된 바와 같이, 급결제 투입부(30)와 압축공기 주입부(40) 사이에, 본체부(20) 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어 복수로 설치된다.
또한, 진동다짐기(50)의 길이방향은 본체부(20)의 길이방향에 직교되고, 모르타르의 이송에 방해가 되지 않도록, 본체부(20) 내경에 5 ~ 20% 만큼 내측으로 돌출되도록 본체부 외면에 설치된다. 그리고 제어부(80)는 진동다짐기(50)를 제어하여 진동다짐기(50)의 진동정도를 조절할 수 있다.
그리고 압축공기 주입부(40)에 의해 주입되는 압축공기에 의해 콘크리트와 급결제가 혼합된 숏크리트가 분출유닛(60)에서 분출되게 된다(S4, S5). 그리고 이때 제어부(80)는 압축공기 주입부(40) 일측에 구비되는 조절밸브(41)를 제어하여, 주입되는 압축공기의 양을 조절하여 분출되는 숏크리트의 유량을 제어할 수 있다.
또한 분출유닛(60)의 분출구(61)가 막히거나, 분출구(61)의 사이즈를 변경하거나 또는 분출유닛(60)의 교체가 필요한 경우, 탈부착 수단(70)에 의해 분출유닛(60)을 본체부(20)에서 탈착하고 또 다른 분출유닛(60)을 본체부(20)에 조립할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실험예에 따른 부착강도 측정 결과표를 도시한 것이다. 그리고 도 6은 본 발명의 실험예에 따른 리바운드율 측정결과 표를 도시한 것이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 종래의 분사장치(1)와 본 발명의 실시예에 따른 분사장치(100)를 이용하여 타설한 모르타르 숏크리트의 부착강도와 리바운드율 평가 실험을 수행하였다. 평가 결과 종래의 분사장치에 비해 동일한 모르타르를 사용했음에도 불구하고 도 5에 도시된 바와 같이, 부착 강도가 증진되었으며, 도 6에 도시된 바와 같이, 리바운드율이 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치 및 그 분사장치를 이용한 숏크리트 타설방법에 따르면, 숏크리트 분사 전 분사 장치 내부에서 콘크리트와 급결제를 혼합한 후 압력을 통해 분사하여 모르타르 숏크리트의 부착 성능을 높이고 모르타르 숏크리트와 Hyper 섬유 그물망과의 일체화 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치 및 그 분사장치를 이용한 숏크리트 타설방법에 따르면, 모르타르 숏크리트의 부착 성능을 향상시킬 수 있기 때문에 Hyper 섬유 그물망과 일체화를 통한 구조적 성능을 높일 수 있으며, 리바운드율을 감소시켜 경제성을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
1:종래 숏크리트 분사장치
10:콘크리트 이송부
11:콘크리트 유입조절부
20:본체
30:급결제 투입부
31:급결제 공급조절부
40:압축공기 주입부
41:조절밸브
50:진동다짐기
60:분출유닛
61:분출구
70:탈부착수단
80:제어부
100:부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치

Claims (16)

  1. 콘크리트와 급결제를 혼합하여 모르타르 숏크리트를 분사시키기 위한 분사장치에 있어서,
    내부공간을 가지며 콘크리트 이송부와 연결되고, 상기 콘크리트 이송부에 의해 이송된 콘크리트가 유입되는 본체부;
    상기 본체부 일측에 구비되어 상기 본체부 내부 공간으로 급결제를 투입시키는 급결제 투입부;
    상기 본체부 일측에 구비되어 상기 본체부 내부공간으로 유입된 콘크리트와, 급결제를 혼합시키기 위한 진동다짐기; 및
    상기 본체부 내부 공간으로 압축공기를 분사하는 압축공기 주입부; 및
    상기 본체부 전방측에 결합되어, 상기 진동다짐기에 의해 콘크리트와 급결제가 혼합된 숏크리트를 상기 압축공기에 의해 분출시키는 분출유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 본체부는 관 구조를 가지며, 상기 콘크리트 이송부에 의한 콘크리트의 이송방향과 본체부의 길이방향 및 분출유닛에 의한 숏크리트 분사방향은 평행한 것을 특징으로 하는 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 급결제 투입부는 상기 본체부의 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어 복수로 구비되고,
    상기 압축공기 주입부는 상기 본체부의 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어 복수로 구비되는 것을 특징으로 하는 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 급결제 투입부에 의한 급결제 투입방향은 상기 콘크리트 이송방향에 대하여 25 ~ 45도 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 압축공기 주입부에 의한 압축공기 주입방향은 상기 콘크리트 이송방향에 대하여 30 ~ 60도 각도를 갖는 것을 특징으로 하는 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 진동다짐기는 상기 급결제 투입부와 상기 압축공기 주입부 사이에, 본체부 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어 복수로 설치되는 것을 특징으로 하는 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 진동다짐기의 길이방향은 상기 본체부의 길이방향에 직교되고, 본체부 내경에 5 ~ 20% 만큼 내측으로 돌출되도록 상기 본체부 외면에 설치되는 것을 특징으로 하는 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 분출유닛은 전방측으로 점진적으로 내경이 감소되는 형태를 가지며, 상기 분출유닛의 전방 끝단에는 상기 숏크리트가 분출되는 분출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 분출유닛을 상기 본체부에 탈부착 가능하도록 하는 탈부착 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 콘크리트 이송부 일측에 구비되어 이송되는 콘크리트의 유량을 조절하는 콘크리트 유입조절부와, 상기 급결제 투입부 일측에 구비되는 공급되는 급결제의 유량을 조절하는 급결제 공급조절부와, 상기 압축공기 주입부 일측에 구비되어 주입되는 압축공기의 유량을 조절하는 조절밸브와, 상기 콘크리트 유입조절부와 상기 급결제 공급조절부와 상기 조절밸브와 상기 진동다짐기를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 급결제는 알루미나계 액상 급결제 또는 알루미네이트계 액상급결제인 것을 특징으로 하는 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 모르타르 숏크리트에서, 상기 급결제는 상기 콘크리트 100중량부에 대하여 5 ~ 10중량부인 것을 특징으로 하는 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치.
  13. 모르타르 숏크리트 분사장치를 이용한 숏크리트 타설방법에 있어서,
    본체부와, 콘크리트 이송부, 급결제 투입부, 진동다짐기, 압축공기 주입부, 분출유닛을 구비하는 모르타르 숏크리트 분사장치를 준비하는 단계;
    콘크리트 이송부에 의해 콘크리트가 본체부 내부공간으로 이송되고, 상기 급결제 투입부에 의해 본체부 내부공간으로 급결제가 투입되는 단계;
    상기 진동다짐기에 의해 상기 콘크리트와 상기 급결제가 혼합되는 단계; 및
    상기 압축공기 주입부에 의해 주입되는 압축공기에 의해 상기 콘크리트와 급결제가 혼합된 숏크리트가 분출유닛에서 분출되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치를 이용한 숏크리트 타설방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 진동다짐기는 상기 급결제 투입부와 상기 압축공기 주입부 사이에, 본체부 원주방향으로 서로 특정간격 이격되어 복수로 설치되는 것을 특징으로 하는 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치를 이용한 숏크리트 타설방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 분출유닛의 분출구가 막히거나, 분출구의 사이즈를 변경하거나 또는 분출유닛의 교체가 필요한 경우, 탈부착 수단에 의해 상기 분출유닛을 상기 본체부에서 탈착하고 또 다른 분출유닛을 상기 본체부에 조립하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치를 이용한 숏크리트 타설방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    제어부가 콘크리트 상기 콘크리트 이송부 일측에 구비되는 콘크리트 유입조절부를 제어하여 이송되는 콘크리트의 유량을 조절하는 단계;
    상기 제어부가 상기 급결제 투입부 일측에 구비되는 급결제 공급조절부를 제어하여 공급되는 급결제의 유량을 조절하는 단계;
    상기 제어부가 상기 진동다짐기를 제어하여 진동정도를 조절하는 단계; 및
    상기 제어부가 압축공기 주입부 일측에 구비되는 조절밸브를 제어하여, 주입되는 압축공기의 유량을 조절하는 단계; 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부착성능이 향상된 모르타르 숏크리트 분사장치를 이용한 숏크리트 타설방법.
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