KR20220024111A - 콘크리트 파일의 제조 방법 및 제조 장치 - Google Patents
콘크리트 파일의 제조 방법 및 제조 장치 Download PDFInfo
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Abstract
외형틀 본체(10)와, 외형틀 배수부(60), 내형틀(20)과, 가장자리 형틀(30)로 이루어지는 형틀을 구비하여 구성되는 콘크리트 파일의 제조 장치(100)는, 형틀의 성형면에 외부와 연통되는 배수공(62a)이 형성되고, 형틀은, 콘크리트 파일을 압축 성형하기 위해 파일 성형 공간(S)를 축소 확대하는 것이 가능하게 되어 있다. 파일 성형 공간에 콘크리트를 투입하고, 파일 성형 공간을 축소하여 상기 콘크리트를 압축 성형하고, 상기 압축 성형에 의해 상기 콘크리트로부터 배출되는 물을 배수공으로부터 형틀의 외부에 배수하고, 소정 시간 유지하여 상기 콘크리트를 경화시킨다.
Description
본 발명은, 콘크리트 파일의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 대형의 원심력 성형기를 대신하는 저비용, 저소음으로 콘크리트 파일을 제조하는 기술로서, 성형 공간을 축소하여 감으로써 콘크리트를 압축 성형하는 기술이 기재되어 있다.
특허문헌 1에 있어서는, 형틀 내에 경질 우레탄 등의 투수성(透水性) 재료로 이루어지는 부재를 배치하여, 압축 성형에 의한 콘크리트로부터의 배수의 저류(貯留) 공간으로 한다.
상기 종래 기술에 의하면, 성형면의 일부는, 경질 우레탄 등의 투수성 재료에 의해 구성될 수 있지만, 압축 성형 시의 가압에 의해 변형되고, 콘크리트 파일을 치수 정밀도 양호하게 성형하는 것이 어렵다. 또한, 변형을 억제하기 위해 압축 성형 시의 압력을 낮게 억제하는 경우에는, 콘크리트 파일의 강도를 높일 수 없다.
또한, 콘크리트로부터의 배수는, 형틀 내에 배치된 경질 우레탄 등의 투수성 재료의 보수(保水) 용량에 머물러, 배수 부족이 될 우려가 있으므로, 콘크리트 파일을 원하는 수분 함유율, 원하는 강도로 제조하는 것이 어렵다.
본 발명은 이상의 종래 기술에서의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 콘크리트 파일을 저비용, 저소음으로 하여, 배수 효율을 향상시키고, 고정밀도 및 고강도로 제조하는 것을 과제로 한다.
본 발명의 일 태양(態樣)의 콘크리트 파일의 제조 방법은, 성형면에 외부와 연통(連通)되는 배수공이 형성되고, 파일 성형 공간을 축소 확대하는 것이 가능한 형틀을 사용하고, 상기 파일 성형 공간에 콘크리트를 투입하고, 상기 파일 성형 공간을 축소하여 해당 콘크리트를 압축 성형하고, 해당 압축 성형에 의해 상기 콘크리트로부터 배출되는 물을 상기 배수공으로부터 상기 형틀의 외부에 배수하고, 소정 시간 유지하여 해당 콘크리트를 경화시킨다.
본 발명의 일 태양의 콘크리트 파일의 제조 장치는, 콘크리트 파일을 압축 성형하는 형틀을 구비한 콘크리트 파일의 제조 장치로서, 상기 형틀의 성형면에 외부와 연통되는 배수공이 형성되고, 상기 형틀은, 콘크리트 파일을 압축 성형하기 위해 파일 성형 공간을 축소 확대하는 것이 가능하게 되어 있다.
본 발명의 일 태양의 콘크리트 파일의 제조 방법에 의하면, 콘크리트 파일을 저비용, 저소음으로 하여, 고정밀도 및 고강도로 제조할 수 있다.
본 발명의 일 태양의 콘크리트 파일의 제조 장치에 의하면, 콘크리트 파일을, 형틀 이외의 대규모 장치를 사용하지 않고도, 저비용, 저소음으로 하여, 고정밀도 및 고강도로 제조할 수 있다.
[도 1의 (A)] 본 발명의 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 축 방향 단면도(斷面圖)이다.
[도 1의 (B)] 도 1의 (A)의 B-B선에서의 단면도이다.
[도 2] 본 발명의 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 축 방향 단면도이며, 한 쌍의 슴베를 장치 중앙에 가까이 끌어당긴 상태를 나타내고 있다.
[도 3] 본 발명의 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 축에 수직한 방향의 부분 단면도이며, 외형틀(outer mold) 배수부의 상세를 나타내는 도면이다. 마그넷이 없는 단면을 나타낸다.
[도 4] 본 발명의 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 축에 수직한 부분 단면도이며, 외형틀 배수부의 상세를 나타내는 도면이다. 마그넷이 있는 단면을 나타낸다.
[도 5] 본 발명의 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 일부인 외형틀 배수부의 상세를 나타내는 사시도이다.
[도 6] 본 발명의 다른 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 축에 수직한 단면의 모식도이다.
[도 7] 본 발명의 다른 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 축에 수직한 단면의 모식도이다.
[도 8] 본 발명의 다른 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 축에 수직한 단면의 모식도이다.
[도 9] 본 발명의 다른 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 축에 수직한 단면의 모식도이다.
[도 10] 본 발명의 다른 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 축에 수직한 단면의 모식도이다.
[도 11] 본 발명의 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 축 방향 단면도이며, 파일 성형 공간의 축 방향 길이보다 짧은 임의의 길이의 2개의 콘크리트 파일을 제조하는 상태를 나타내고 있다.
[도 12] 본 발명의 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 축 방향 단면도이며, 파일 성형 공간의 축 방향 길이보다 짧은 임의의 길이의 1개의 콘크리트 파일을 제조하는 상태를 나타내고 있다.
[도 13] 본 발명의 다른 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 일부인 외형틀 배수부의 상세를 나타내는 사시도이다.
[도 14] 슬릿의 배치의 일례를 나타내는 평면도이다.
[도 15] 슬릿의 배치의 다른 일례를 나타내는 평면도이다.
[도 16] 슬릿의 배치의 다른 일례를 나타내는 평면도이다.
[도 17] 슬릿의 배치의 다른 일례를 나타내는 평면도이다.
[도 18] 본 발명의 다른 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 방법을 설명하기 위한 제조 설비의 상면도이다.
[도 19] 본 발명의 다른 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 방법을 설명하기 위한 긴장재(緊張材) 및 제조 설비의 상면도이다.
[도 20] 본 발명의 다른 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 방법을 설명하기 위한 제조 풍경의 상면도이다.
[도 21] 도 20에 이어지는 제조 풍경의 상면도이다.
[도 22] 도 21에 이어지는 제조 풍경의 상면도이다.
[도 23] 도 22에 이어지는 제조 풍경의 상면도이다.
[도 24] 도 23에 이어지는 제조 풍경의 상면도이다.
[도 25] 도 24에 이어지는 제조 풍경의 상면도이다.
[도 26] 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 일부인 외형틀 본체의 단면도이며, 개방한 상태를 나타낸다.
[도 27] 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 일부인 외형틀 본체의 단면도이며, 폐쇄한 상태를 나타낸다.
[도 1의 (B)] 도 1의 (A)의 B-B선에서의 단면도이다.
[도 2] 본 발명의 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 축 방향 단면도이며, 한 쌍의 슴베를 장치 중앙에 가까이 끌어당긴 상태를 나타내고 있다.
[도 3] 본 발명의 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 축에 수직한 방향의 부분 단면도이며, 외형틀(outer mold) 배수부의 상세를 나타내는 도면이다. 마그넷이 없는 단면을 나타낸다.
[도 4] 본 발명의 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 축에 수직한 부분 단면도이며, 외형틀 배수부의 상세를 나타내는 도면이다. 마그넷이 있는 단면을 나타낸다.
[도 5] 본 발명의 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 일부인 외형틀 배수부의 상세를 나타내는 사시도이다.
[도 6] 본 발명의 다른 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 축에 수직한 단면의 모식도이다.
[도 7] 본 발명의 다른 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 축에 수직한 단면의 모식도이다.
[도 8] 본 발명의 다른 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 축에 수직한 단면의 모식도이다.
[도 9] 본 발명의 다른 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 축에 수직한 단면의 모식도이다.
[도 10] 본 발명의 다른 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 축에 수직한 단면의 모식도이다.
[도 11] 본 발명의 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 축 방향 단면도이며, 파일 성형 공간의 축 방향 길이보다 짧은 임의의 길이의 2개의 콘크리트 파일을 제조하는 상태를 나타내고 있다.
[도 12] 본 발명의 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 축 방향 단면도이며, 파일 성형 공간의 축 방향 길이보다 짧은 임의의 길이의 1개의 콘크리트 파일을 제조하는 상태를 나타내고 있다.
[도 13] 본 발명의 다른 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 일부인 외형틀 배수부의 상세를 나타내는 사시도이다.
[도 14] 슬릿의 배치의 일례를 나타내는 평면도이다.
[도 15] 슬릿의 배치의 다른 일례를 나타내는 평면도이다.
[도 16] 슬릿의 배치의 다른 일례를 나타내는 평면도이다.
[도 17] 슬릿의 배치의 다른 일례를 나타내는 평면도이다.
[도 18] 본 발명의 다른 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 방법을 설명하기 위한 제조 설비의 상면도이다.
[도 19] 본 발명의 다른 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 방법을 설명하기 위한 긴장재(緊張材) 및 제조 설비의 상면도이다.
[도 20] 본 발명의 다른 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 방법을 설명하기 위한 제조 풍경의 상면도이다.
[도 21] 도 20에 이어지는 제조 풍경의 상면도이다.
[도 22] 도 21에 이어지는 제조 풍경의 상면도이다.
[도 23] 도 22에 이어지는 제조 풍경의 상면도이다.
[도 24] 도 23에 이어지는 제조 풍경의 상면도이다.
[도 25] 도 24에 이어지는 제조 풍경의 상면도이다.
[도 26] 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 일부인 외형틀 본체의 단면도이며, 개방한 상태를 나타낸다.
[도 27] 본 발명의 또 다른 일 실시형태에 관한 콘크리트 파일의 제조 장치의 일부인 외형틀 본체의 단면도이며, 폐쇄한 상태를 나타낸다.
이하에 본 발명의 일 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 이하는 본 발명의 일 실시형태이며 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
[실시형태의 개요 1]
(장치 구성)
본 실시형태의 콘크리트 파일의 제조 장치(100)는, 도 1의 (A), 도 1의 (B)에 나타낸 바와 같이, 대략 각통형(角筒形)으로 조립된 외형틀 본체(10)와, 외형틀 본체(10)의 내부에 배치되는 내형틀(inner mold)(20)과, 외형틀 본체(10)의 양단의 개구를 막는 가장자리 형틀(edge mold)(30) 등을 구비하고 있다.
외형틀 본체(10)는, 소정 방향으로 연장되는 강봉(鋼棒)(1)과, 그 강봉(1)의 양단에 정착된 한 쌍의 조인트(2)를 내부에 수용 가능하게 조립되어 있다.
강봉(1)은, 예를 들면 프리스트레스트(prestressed) 콘트리트 강봉(PC 강봉)이며, 콘크리트 파일 등 콘크리트 파일의 보강 철근이 되는 심재(芯材)다. 즉, 강봉(1)은 보강재이며, 또한 프리스트레스트를 도입하기 위한 긴장재다. 긴장재로서, PC 강선, PC강 꼬임선, 탄소 섬유 긴장재 등의 다른 소재를 적용해도 된다.
조인트(2)는, 그 중앙측에 개구가 형성되어 있는 강철로 만든 제품의 판형 부재이며, 콘크리트 파일 등 콘크리트 파일의 조인트 단판(端板)이 되는 부재이다.
이 강봉(1)의 양단이 볼트 등의 정착구에 의해 조인트(2)에 고정되어, 강봉(1)과 한 쌍의 조인트(2)가 일체로 되어 있다. 그리고, 본 실시형태에서는 12개의 강봉(1)이 한 쌍의 조인트(2) 사이에 가로놓여 있다.
내형틀(20)은, 외형틀 본체(10)에 수용된 강봉(1)이 연장되는 방향(강봉(1)의 축 방향)을 따라 선단(21a, 22a)을 향하여 축경하는 테이퍼면을 가지고, 그 선단끼리를 대향 배치시킨 한 쌍의 슴베(21, 22)로 구성되어 있다.
한쪽의 슴베(21)의 선단(21a) 측에는 개구부(23)가 형성되고, 다른 쪽의 슴베(22)의 선단(22a) 측에는 개구부(23)에 삽통(揷通)되는 돌출부(24)가 설치되어 있다.
슴베(21)의 선단(21a)에 형성된 개구부(23)는 원통형의 부재이며, 그 내주면에 돌출부(24)가 슬라이딩 접촉하는 사이즈를 가지고 있다.
슴베(22)의 선단(22a)에 설치된 돌출부(24)는, 강봉(1)의 축 방향을 따라 연장되는 원통형의 부재이며, 그 외주면이 개구부(23)에 슬라이딩 접촉하여 관축(管軸) 방향으로 이동 가능한 형상을 가지고 있다. 또한 슴베(21, 22) 각각의 슬라이딩면에는 상당한 길이를 확보하는 것 등을 행하여 내형틀(20)의 중간 느슨해짐을 방지하도록 하여 둔다.
따라서, 이 내형틀(20)이 외형틀 본체(10) 내에 설치된 상태에서, 내형틀(20)의 테이퍼면과 외형틀 본체(10) 사이에 콘크리트가 투입되는 파일 성형 공간(S)가 형성된다.
또한, 내형틀(20)의 한 쌍의 슴베(21, 22)는 내측에 중공 부분을 가지고 있고, 그 중공 부분에 슴베(21, 22)를 강봉(1)의 축 방향을 따라 이동시키는 이동 수단인 실린더 장치(40)가 설치되어 있다.
실린더 장치(40)는, 예를 들면 복동(複動)식 유압 실린더이며, 실린더 튜브(41)와 피스톤 로드(42)를 구비하고 있다. 실린더 튜브(41)는 한쪽의 슴베(21)에 연결되고, 피스톤 로드(42)는 다른 쪽의 슴베(22)에 연결되어 있다. 특히, 실린더 튜브(41)는, 원격 조작에 의해 개폐하여 착탈(着脫) 상태를 전환할 수 있는 연결 핀(43)을 통하여 슴베(21)에 연결되어 있다.
이 실린더 장치(40)를 작동시켜 실린더 튜브(41)에 대하여 피스톤 로드(42)를 진퇴시킴으로써, 한쪽의 슴베(21)의 선단(21a)과 다른 쪽의 슴베(22)의 선단(22a)을 근접시키거나 이격시키거나 할 수 있다. 그리고, 실린더 장치(40)에 의해 한 쌍의 슴베(21, 22)를 근접시키거나 이격시키거나 함으로써, 한쪽의 슴베(21)의 선단(21a)에 형성된 개구부(23)와, 다른 쪽의 슴베(22)의 선단(22a)에 설치된 돌출부(24)가 슬라이딩 접촉하여 이동하도록, 한 쌍의 슴베(21, 22)를 슬라이딩시킬 수 있다.
가장자리 형틀(30)은, 외형틀 본체(10)의 길이 방향의 양단에 설치되어 있다.
이 가장자리 형틀(30)에는, 내형틀(20)을 구성하는 슴베(21, 22)의 후단부(後端部)(2lb, 22b)를 슬라이딩 가능하게 지지하는 오목부(30a)가 형성되어 있다.
또한, 가장자리 형틀(30)의 내면에는 탄력성을 가지는 완충재(50)가 설치되어 있고, 외형틀 본체(10)에 수용된 강봉(1)의 양단에 정착되어 있는 한 쌍의 조인트(2)는, 완충재(50)를 통하여 가장자리 형틀(30)과 맞닿아 있다. 이 완충재(50)는, 예를 들면 발포 스티롤제나 경질 스폰지 등의 판형 부재이며, 조인트(2)와 마찬가지로 중앙측에 개구가 형성되어 있다.
외형틀 본체(10) 내의 네 모서리에는, 외형틀 배수부(60)가 배치되어 있다. 외형틀 본체(10)와 외형틀 배수부(60)와 합하여, 콘크리트 파일의 외벽면을 성형하는 외형틀에 상당하고 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이 외형틀 배수부(60)는, 유지부(61)와, 구멍이 있는 성형 플레이트(62)를 구비한다. 구멍이 있는 성형 플레이트(62)가 유지부(61)에 유지된다. 구멍이 있는 성형 플레이트(62)는, 콘크리트 파일의 외벽면을 성형하는 성형면을 형성한다. 또한 구조에 의해 유지부(61)도 콘크리트 파일의 외벽면을 성형하는 성형면을 형성하지만, 유지부(61)에 따라서는 동일 성형면이 형성되지 않도록, 즉 유지부(61)가 파일 성형 공간(S)에 노출되지 않도록 구성해도 된다.
구멍이 있는 성형 플레이트(62)에 배수공(62a)이 형성되어 있다. 배수공(62a)은 외부와 연통된다.
또한, 구멍이 있는 성형 플레이트(62)의 배수공(62a)이 형성된 성형면에 배수공(62a)을 덮도록 투수 필터(63)가 설치된다. 투수 필터(63)를 사용함으로써, 배수공(62a)의 막힘이나 구멍이 있는 성형 플레이트(62)로의 콘크리트의 부착을 방지할 수 있고, 구멍이 있는 성형 플레이트(62)의 반복 사용에서의 저유지보수성을 실현할 수 있어 생산성이 향상된다. 또한, 투수 필터(63)를 사용함으로써, 콘크리트면에 배수공(62a)의 자국이 전사(轉寫)되는 것을 방지 또는 경감할 수 있고, 콘크리트 파일을 정미(精美)하게 성형할 수 있다. 투수 필터(63)는, 1회용 사양으로서 매회 미사용의 투수 필터(63)로 교환함으로써 배수성을 신속히 회복하고 또한, 구멍이 있는 성형 플레이트(62)의 사용 수명도 연명할 수 있으므로, 저유지보수성과 저비용성을 실현하면서, 생산성을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 제조 장치(100)의 형틀은, 파일 성형 공간(S)의 축의 주변의 사방으로 분산되어 배수공(62a)이 형성된다. 배수공(62a)의 위치가 분산되고, 배수성을 양호하게 한다. 그리고, 파일 성형 공간(S)에 대하여 「축」이라고 할 때는, 파일 성형 공간(S)에 의해 성형되는 콘크리트 파일의 축에 대응한 축선을 가리킨다.
본 실시형태에서는, 파일 성형 공간(S)의 축 방향에 수직한 단면을, 외형틀 본체(10)가 형성하는 직사각형 단면의 사각을 외형틀 배수부(60)가 형성하는 짧은 변에 의해 잘라낸 태양의 팔각형 단면으로 했다. 이 팔각형은, 긴 변과 짧은 변을 교대로 연결한 팔각형으로, 짧은 변 쪽에 배수공(62a)을 배치함으로써, 배수공(62a)을 사방으로 분산했다.
유지부(61)는, 외형틀 본체(10)에 일체의 일부로서 형성한 것이나, 외형틀 본체(10)에 용접 등에 의해 고정한 것으로 충분하다.
배수공(62a)은 도시한 것에 한정되지 않고, 성형면 상의 개구단(開口端)으로부터 외부를 향하여 넓어지는 형상이라도 된다. 배수성을 더욱 양호하게 할 수 있다.
구멍이 있는 성형 플레이트(62)는 배수공(62a)과, 배수공(62a)이 형성된 부위의 성형면을 구성하는 것이며, 유지부(61)에 대하여 착탈 가능하게 된다. 예를 들면, 구멍이 있는 성형 플레이트(62)를 강판 등의 자력(磁力) 흡착 가능한 재료로 하고 또한, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이 유지부(61)의 소정 개소에 마그넷(64)을 고정해 놓고, 구멍이 있는 성형 플레이트(62)를 마그넷(64)의 자력으로 흡착 지지 가능하고 또한, 분리 가능하게 한다. 구멍이 있는 성형 플레이트(62)를 분리해 냄으로써, 배수공(62a)의 막힘을 해소하는 등의 청소, 유지보수를 용이하게 행할 수 있다. 또한, 파일 제조 후, 그 제조 시에 사용한 구멍이 있는 성형 플레이트(62)를, 신품 또는 청소완료의 구멍이 있는 성형 플레이트(62)와 교환함으로써, 다음의 파일 제조로 신속하게 이행할 수 있고 또한, 사용완료된 구멍이 있는 성형 플레이트(62)의 유지보수 시간이 나므로, 제조 효율이 향상한다.
그리고, 마그넷(64)을 설치하는 개소는, 콘크리트 파일의 축 방향에 상당하는 유지부(61)의 길이 방향을 따라 몇 개소 내지 십몇 개소(길이에 의함)로 하고, 마그넷(64)끼리의 사이는 배수공(62a)으로부터 외부로의 배수 경로로서 비워 둔다.
(제조 방법)
다음으로, 콘크리트 파일의 제조 장치(100)를 사용한 콘크리트 파일의 제조 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 복수(예를 들면, 12개)의 강봉(1)을 한 쌍의 조인트(2) 사이에 가로놓이도록 장착한다.
이 한 쌍의 조인트(2) 사이에 정착시킨 강봉(1)을 내부에 수용하도록, 강봉(1)의 연장 방향으로 장척(長尺)인 각통형의 외형틀 본체(10)를 조립한다.
또한, 이 외형틀 본체(10)의 코너부의 유지부(61)에, 투수 필터(63)를 부설한 구멍이 있는 성형 플레이트(62)를 장착한다(도 3, 4 참조).
이어서, 한쪽의 조인트(2)의 개구로부터 한쪽의 슴베(21)를 삽입하고, 다른 쪽의 조인트(2)의 개구로부터 다른 쪽의 슴베(22)를 삽입한다. 그리고, 다른 쪽의 슴베(22)에는 피스톤 로드(42)가 연결되어 있고, 슴베(22) 측에 실린더 장치(40)가 장착되어 있다.
그리고, 한 쌍의 조인트(2) 사이의 대략 중앙에서, 한쪽의 슴베(21)의 선단(21a)에 형성되어 있는 개구부(23)에, 다른 쪽의 슴베(22)의 선단(22a)에 형성되어 있는 돌출부(24)를 삽입하고, 개구부(23)에 돌출부(24)가 삽통된 상태로 한 쌍의 슴베(21, 22)를 조립한다.
또한, 슴베(21)의 개구부(23)에 슴베(22)의 돌출부(24)를 삽입했을 때, 다른 쪽의 슴베(22)에 장착되어 있는 실린더 장치(40)의 실린더 튜브(41)가 한쪽의 슴베(21) 내에 삽입된다. 그 실린더 튜브(41)가 슴베(21) 내의 소정 위치에 도달한 곳에서 원격 조작에 의해 연결 핀(43)을 작동시켜, 실린더 튜브(41)를 슴베(21)에 연결한다.
이와 같이 실린더 장치(40)를 통하여 한 쌍의 슴베(21, 22)를 연결함으로써, 실린더 장치(40)를 작동시킨 경우에, 한쪽의 슴베(21)의 선단(21a)과 다른 쪽의 슴베(22)의 선단(22a)을 근접시키거나 이격시키거나 하는 것이 가능한 내형틀(20)이 다 짜여진다.
이어서, 조인트(2)와 가장자리 형틀(30) 사이에 완충재(50)를 끼워넣어, 가장자리 형틀(30)을 외형틀 본체(10)의 양단에 고정 설치한다. 이 때, 내형틀(20)을 구성하는 슴베(21, 22)의 후단부(2lb, 22b)를 가장자리 형틀(30)의 오목부(30a)에 맞추어 넣어, 가장자리 형틀(30)을 외형틀 본체(10)에 조립한다.
이렇게 하여, 도 1의 (A), 도 1의 (B)에 나타낸 상태에 콘크리트 파일의 제조 장치(100)가 다 짜여진다.
다음으로, 외형틀 본체(10)에 형성되어 있는 투입구(도시하지 않음)로부터 콘크리트를 부어 넣고, 한 쌍의 조인트(2) 사이로서, 외형틀 본체(10)와, 외형틀 배수부(60)과 내형틀(20) 사이의 파일 성형 공간(S)에 콘크리트를 투입한다. 이 때 실린더 장치(40)를 작동시켜, 한 쌍의 슴베(21, 22)를 근접 이격시키는 진퇴를 반복하도록 함으로써, 콘크리트의 유동성을 촉진하면서, 파일 성형 공간(S) 내에 콘크리트를 충전시키는 것이 바람직하다.
그리고, 소정량의 콘크리트를 파일 성형 공간(S)에 충전한 후, 투입구(도시하지 않음)을 닫는다.
이어서, 도 2에 나타낸 바와 같이, 실린더 튜브(41)에 피스톤 로드(42)를 끌어넣도록 실린더 장치(40)를 작동시키고, 한쪽의 슴베(21)의 선단(21a)과 다른 쪽의 슴베(22)의 선단(22a)을 근접시킨다.
이와 같이 선단(21a, 22a)을 향하여 끝이 가늘어지는 테이퍼 형상을 보이는 한 쌍의 슴베(21, 22)가, 서로의 선단(21a, 22a)을 근접시키도록 제조 장치(100)의 중앙측에 가까이 끌어당겨짐으로써, 콘크리트가 충전되어 있는 파일 성형 공간(S)가 압축되게 되고, 파일 성형 공간(S) 내의 내압이 상승하여 콘크리트는 가압된 상태로 된다. 콘크리트로부터 배출되는 물은, 배수공(62a)로부터 형틀의 외부에 배수된다.
그리고, 제조 장치(100) 내의 콘크리트의 내압이 설정값으로 되도록, 한 쌍의 슴베(21, 22)를 장치의 중앙측에 가까이 끌어당긴 상태에서 소정 시간 유지하고, 콘크리트를 경화시킨다.
그리고, 도 2에 있어서, 파일 성형 공간(S)에 충전된 콘크리트의 도시는 생략하고 있다.
여기에서, 한 쌍의 슴베(21, 22)의 서로의 선단(21a, 22a)을 근접시킨 상태를 소정 시간 유지하는 공정에 대하여 설명한다.
한 쌍의 슴베(21, 22)를 제조 장치(100)의 중앙측에 가까이 끌어당기면, 한 쌍의 조인트(2) 사이의 파일 성형 공간(S)는 압축되고, 그 파일 성형 공간(S)에 충전되어 있는 콘크리트는 균등하게 가압되므로, 파일 성형 공간(S)에 면하고 있는 조인트(2)에는 압압력(押壓力)이 작용하고, 한 쌍의 조인트(2)는 서로 이격되는 방향으로 압압되어 가장자리 형틀(30)을 향하여 가압된다.
이 때, 조인트(2)와 가장자리 형틀(30) 사이에는, 완충재(50)가 설치되어 있으므로, 한 쌍의 조인트(2)가 각각 가장자리 형틀(30)을 향하여 가압될 때의 강봉(1)의 신장이 완충재(50)에 흡수되어 강봉(1)에 프리텐션( pretension)이 도입된다.
이렇게 하여 파일 성형 공간(S)에 충전한 콘크리트를 가압 유지함으로써, 강봉(1)에 프리텐션을 도입할 수 있고, 소정 시간 콘크리트를 더욱 가압 유지하여 경화시킴으로써, 프리텐션이 도입된 강봉(1)에 의해 내형틀(20)의 탈형(脫型) 후의 콘크리트에 프리스트레스트가 도입되게 된다.
그리고, 한 쌍의 슴베(21, 22)를 제조 장치(100)의 중앙측에 가까이 끌어당기는 이동량은, 콘크리트 중의 잉여의 물이나 공기에 의존하므로, 미리 콘크리트의 배합과 콘크리트의 용적 변화 및 내압 변화와의 상관을 취해 놓음으로써, 슴베(21, 22)의 선단끼리가 맞닿은 상태에서 콘크리트의 내압이 원하는 설정값으로 되도록 조정할 수 있다.
또한, 슴베(21, 22)의 선단끼리가 맞닿은 상태에서 콘크리트를 가압 유지하여 경화시키면, 경화한 콘크리트는 슴베(21, 22)의 테이퍼면과 접하고 있으므로, 내형틀(20)의 탈형이 용이하게 된다.
이어서, 제조 장치(100)의 중앙측에 한 쌍의 슴베(21, 22)를 가까이 끌어당긴 상태를 유지하고, 제조 장치(100) 내의 콘크리트를 소정 시간 가압 유지하여 콘크리트를 경화시킨 후, 실린더 튜브(41)로부터 피스톤 로드(42)를 압출(押出)하도록 실린더 장치(40)를 작동시키고, 한 쌍의 슴베(21, 22)의 선단(21a, 22a)을 이격시키도록 이동시켜 내형틀(20)을 탈형한다.
또한, 가장자리 형틀(30)을 탈형한 후, 원격 조작에 의해 연결 핀(43)을 작동시켜, 실린더 튜브(41)를 슴베(21)로부터 떼어내어, 한쪽의 슴베(21)와 다른 쪽의 슴베(22)를 각각 분리한다. 또한, 외형틀 본체(10)를 탈형하여 콘크리트 파일이 얻어진다.
그리고, 탈형된 콘크리트 파일은, 예를 들면 개별적으로 시트로 덮어 증기양생하는 등 고온에서의 습윤 양생을 행한 후에 완성된다.
이와 같이 프리텐션이 도입된 강봉(1)에 의해 콘크리트에 프리스트레스트가 도입되고 있는 프리스트레스트 콘트리트 파일(PC 파일)을 제조할 수 있다.
그리고, 이상 설명한 프리텐션 방식에 더하여, 포스트텐션 방식의 PC 파일도 본 제조 장치(100)로 제조할 수 있다. 포스트텐션 방식의 PC 파일을 제조하는 경우의 요점은 다음과 같다. 상기 강봉(1) 대신에 시스 및 해당 시스에 통과시킨 PC 강재를 한 쌍의 조인트(2) 사이를 연결하도록 외형틀 본체(10) 내에 설치한다. 그 때, PC 강재의 양단 각각이 한 쌍의 조인트(2)에 형성한 구멍을 통하여 연출(延出)하도록 설치한다. 완충재(50)의 설치는 불필요하다. 그 외는 동일하게 실시하여, 탈형한 콘크리트 파일의 콘크리트가 굳어진 후, 상기 PC 강재의 양단을 잡아당기는 형태로 긴장하고, 한 쌍의 조인트(2)로부터의 프리스트레스를 콘크리트에 도입한다. PC 강재의 긴장 후, 시스 내에 그라우트(grout)를 주입하고 콘크리트와 PC 강재를 일체화한다.
이상과 같이, 본 실시형태의 콘크리트 파일의 제조 장치(100)는, 그 구조가 간이하며 제조 장치(100)의 설치나 철거를 용이하게 행할 수 있으므로, 이 제조 장치(100)를 시공 현장에 설치하여, 각 시공 현장에 있어서 레미콘(ready-mixed concrete)이나 현장 반죽 콘크리트를 사용하여 콘크리트 파일을 제조하는 것이 가능하게 된다.
그리고, 시공 현장에서 콘크리트 파일을 제조할 수 있으면, 큰 공장 설비가 불필요하게 되고 또한, 공장에서 시공 현장으로 중량물인 콘크리트 파일을 반송(搬送)하는 비용을 삭감할 수 있으므로, 제품 비용이나 시공 비용의 저감을 도모할 수 있다.
또한, 이 콘크리트 파일의 제조 장치(100)를 사용한 제조 방법에서는, 종래 기술과 같은 원심력 성형이나 진동 충전(vibration compaction)을 행하는 일이 없으므로, 형틀에 과대한 보강을 실시할 필요가 없고, 또한 형틀이 손상되는 일도 적고 유지보수가 용이하므로, 제조 장치(100)의 유지비용을 삭감할 수 있고, 제품 비용이나 시공 비용의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 소음이나 진동을 수반하지 않으므로, 현장 주변 환경에 대한 영향이 없다.
즉, 본 실시형태의 콘크리트 파일의 제조 장치(100)를 사용한 콘크리트 파일의 제조 방법에 의하면, 콘크리트 파일 등의 콘크리트 파일을 저비용으로 제조할 수 있고, 저비용으로의 시공이 가능해진다.
또한, 실린더 장치(40)에 의해 근접 이격되는 한 쌍의 슴베(21, 22)로 구성된 내형틀(20)을 이 제조 장치(100)에 채용한 것에 의해, 제조 장치(100) 내의 파일 성형 공간(S)에 충전한 콘크리트를 바람직하게 가압할 수 있고, 콘크리트에 포함되어 있는 잉여의 물이나 공기를 양호하게 배출할 수 있으므로, 원심력이나 진동 등의 충전을 행하지 않아도 치밀한 콘크리트를 형성할 수 있고, 고강도이며 고품질의 콘크리트 파일을 제조할 수 있다.
또한, 이 제조 장치(100)에서의 외형틀 본체(10)의 코너부에 외형틀 배수부(60)를 설치함으로써, 콘크리트의 잉여의 물의 배수가 용이하게 되어 W/C(물-시멘트비)를 작게 할 수 있고, 콘크리트 파일의 강도 향상을 도모할 수 있다. 이 때, 외형틀 배수부(60)는, 강판 등의 구조재에 배수공(62a)을 형성한 구멍이 있는 성형 플레이트(62)에 의해 성형면을 형성하고 있으므로, 압축 성형 시의 가압에 의해 변형될 우려가 없어, 콘크리트 파일을 양호한 정밀도로 성형할 수 있다. 또한, 배수공(62a)은 외부와 연통되므로, 배수 부족이 될 우려가 없어, 콘크리트 파일을 원하는 W/C(물-시멘트비), 원하는 강도로 제조할 수 있다.
또한, 콘크리트를 경화시킬 때, 내형틀(20)의 슴베(21, 22)에 의해 콘크리트가 가압되는 것에 의해, 한 쌍의 조인트(2)에는 서로 이격되는 방향으로의 압압력이 작용하여, 조인트(2)에 정착한 강봉(1)에는 그 축 방향으로 프리텐션이 도입되므로, 내형틀(20)의 탈형 후에 콘크리트에는 프리스트레스트가 도입되도록 되어 있다.
따라서, 콘크리트 파일을 제조할 때, 강봉(1)에 프리텐션을 도입하기 위한 특수한 공구나 장치를 별도 준비할 필요가 없어, 미리 강봉(1)에 프리텐션을 도입하기 위한 수고를 줄일 수 있다. 즉, 실린더 장치(40)에 의해 근접 이격되는 한 쌍의 슴베(21, 22)로 구성된 내형틀(20)을 구비한 콘크리트 파일의 제조 장치(100)에 의하면, 용이하게 프리스트레스트가 도입된 콘크리트 파일을 제조할 수 있다.
그리고, 이상의 실시형태에 있어서는, 실린더 장치(40)에 의해 한 쌍의 슴베(21, 22)를 함께 이동시켜 서로의 선단을 근접시키도록 제조 장치(100)의 중앙측으로 가까이 끌어당기도록 했지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 예를 들면 한쪽의 슴베(21)는 가장자리 형틀(30) 측에 고정되어 있어, 실린더 장치(40)의 작동에 의해 다른 쪽의 슴베(22)를 이동시키고, 한쪽의 슴베(21)에 근접시키도록 해도 된다.
또한, 슴베(21, 22)의 선단측에 실린더 장치(40)를 설치하는 것에 한정되지 않고, 예를 들면, 한쪽의 슴베(21)의 후단부(2lb)에 실린더 장치(40)를 설치하고, 피스톤 로드(42)를 다른 쪽의 슴베의 후단부(22b)까지 관통시켜 연결하는 구성이라도 되고, 슴베(21, 22)의 후단부(2lb, 22b) 측에 각각 실린더 장치를 설치하여, 슴베(21, 22)를 장치 중앙측으로 압출하는 구성이라도 된다. 게다가, 슴베(21, 22)의 선단끼리를 미리 맞닿게 하여 놓고, 콘크리트 투입 시의 펌프압력으로 가압하도록 해도 된다.
또한, 본 실시형태에서는, 조인트(2)와 가장자리 형틀(30) 사이에 완충재(50)를 배치함으로써 강봉(1)에 프리텐션을 도입하도록 했지만, 조인트(2)와 가장자리 형틀(30) 사이에 완충재(50)가 배치되어 있지 않은 경우에는, 내형틀(20)의 탈형 전에 강봉(1)에 텐션을 걸어, 탈형 후의 콘크리트에 프리스트레스트를 도입하도록 하면 된다.
[실시형태의 개요 2]
또한 이상의 실시형태를 기본으로 한 각종 다른 실시형태에 대하여 설명한다.
(1) 콘크리트 파일의 외벽면을 성형하는 성형면에 배수공(62a)을 형성하는 경우에 있어서는, 그 부위는 임의로 선택할 수 있다. 코너부가 아니더라도, 도 6에 나타낸 바와 같이 가장 면적이 큰 평면에 배수공(62a)을 형성해도 된다. 이 경우도, 배수공(62a)을 덮는 투수 필터를 설치하여 실시해도 된다.
(2) 또한, 사용하는 형틀은, 도 7에 나타낸 바와 같이 콘크리트 파일의 중공부(中空部) 내벽면을 성형하는 성형면에 배수공(62a)이 형성되어 있어도 된다. 이 경우도, 배수공(62a)을 덮는 투수 필터를 설치하여 실시해도 된다. 콘크리트 파일의 외벽면을 성형하는 성형면에 설치하지 않아도 되므로, 배수공(62a)의 자국이 콘크리트면에 남을 경우에, 외부에 노출시키지 않을 수 있다.
이에 구애되지 않고, 콘크리트 파일의 외벽면을 성형하는 성형면과, 콘크리트 파일의 중공부 내벽면을 성형하는 성형면의 양쪽에 배수공(62a)이 형성되어 있어도 된다. 배수성이 양호하게 된다.
(3) 도 8에 나타낸 바와 같이 외형틀 본체(10)의 일부(10A)를 인접하는 다른 부분(10B)에 대하여, 파일 성형 공간(S)의 축 방향에 수직한 방향을 따라 슬라이딩시키는 실린더 장치 등의 이동 수단(71)을 구비하고, 해당 이동 수단(71)에 의해 파일 성형 공간(S)를 축소 확대하는 것이 가능하게 된 제조 장치를 사용해도 된다. 도 8에는, 이동하는 일부(10A)를 제조 시 상면부로 하는 예를 제시했지만, 해당 이동하는 일부를 제조 시 한쪽 측면부나, 제조 시 양 측면부로 해도 된다. 그리고, 「제조 시」로 한 것은, 콘크리트 파일을 옆으로 길게 한 배치로 제조할 때의 배치를 말하는 것에 지나지 않기 때문이다.
또한, 이동하는 일부(10A)의 이동의 태양도 임의이며, 경동(傾動)하지 않고 이동하거나, 경동하면서 이동하거나 함으로써, 콘크리트 파일의 축 방향에 수직한 단면을 정사각형, 직사각형, 사다리꼴, 평행사변형 등의 단면으로 나누어 만들어도 된다. 또한, 형틀 부재끼리의 연결을 후술(도 26, 도 27)의 힌지 구조로 하는 것을 함께 또는 단독으로 실시함으로써 힌지부의 연결 각도에 의해 단면 형상을 변형 가능하게 하고, 단면 형상을 용이하게 나누어 만들 수 있다.
(4) 또한, 도 9에 나타낸 바와 같이 파일 성형 공간(S)의 축의 주변의 사방으로 분산되어 강봉(1)을 배치하는 방법을 실시해도 된다. 예를 들면, 도 9에 나타낸 바와 같이 강봉(1)을 네 모서리의 총 4개에 한정하여 콘크리트 파일에 내재시키도록 해도 된다. 강봉(1)의 수를 억제할 수 있으므로, 강봉(1)을 배치하는 작업 시간을 단축할 수 있다.
(5) 한편, 도 10에 나타낸 바와 같이 강봉(1)을 4개보다 많은 개수 설치해도 된다.
조인트(2)는 강봉(1)의 접속공(2a)을 가지는 것으로 하고, 접속공(2a)의 수, 배치 및 내경(內徑) 중 어느 하나 또는 2 이상이 상이한 조인트를 2종 이상 제작해 놓는다.
그리고 나서, 2종 이상의 조인트 중에서 1종을 선택하고, 선택한 해당 조인트에 대응한 강봉를 선택하고 설치한다.
이로써, 강봉(1)의 직경이나 개수, 설치 위치를 용이하게 선택할 수 있다.
(6) 또한, 제조 장치(100)의 파일 성형 공간(S)의 전장에 걸치는 전부를 사용할 필요도 없다.
파일 성형 공간(S)에, 파일 성형 공간(S)를 축 방향으로 구획하는 칸막이를 해당 축 방향이 임의의 위치에 설치하고, 해당 칸막이의 한쪽 또는 양쪽에 콘크리트를 투입함으로써, 파일 성형 공간(S)의 축 방향 길이보다 짧은 임의의 길이의 콘크리트 파일을 제조할 수 있다.
예를 들면, 도 11에 나타낸 바와 같이 파일 성형 공간(S) 내의 길이 La의 범위에, 강봉(1)과 그 양단에 정착된 한 쌍의 조인트(2)의 1세트를 설치하고, 길이 Lb의 범위에, 다른 강봉(1)과 그 양단에 정착된 한 쌍의 조인트(2)의 다른 1세트를 설치하고, 콘크리트를 충전하고, 성형한다. 이로써, 길이 La의 콘크리트 파일과, 길이 Lb의 콘크리트 파일을 한번에 제조할 수 있다. 그리고, 조인트(2)가 칸막이로서 충분히 기능하는 경우에는, 이것을 칸막이로서 적용한다. 다른 칸막이로 부재를 삽입해도 된다.
또한, 도 12에 나타낸 바와 같이 콘크리트를 투입하지 않는 한쪽의 공간(길이 Lc 상당부)에, 주형상자(80)를 설치함으로써, 콘크리트를 투입하는 쪽의 공간(길이 Ld 상당부)를 유지하기 쉽게 할 수 있다. 그리고, 콘크리트의 누출을 저지하기 위해 슴베(21, 22)를 슬라이딩 가능하게 하여 봉지(封止)하는 실링 부재(81)를 적절히 설치한다.
이상의 제조 방법에 의하면, 1개의 형틀에서 길이가 상이한 콘크리트 파일을 제조할 수 있어, 길이가 상이한 형틀을 준비할 필요가 없다. 또한, 한번에 복수 개의 콘크리트 파일을 제조할 수도 있다.
도 11, 도 12에는, 칸막이를 1개소로 하여 파일 성형 공간(S)를 2분할하는 경우를 기재했지만, 칸막이를 2개소 이상으로 하여 파일 성형 공간(S)를 3분할 이상으로 나누어서 실시하는 것도 가능하다.
(7) 슬릿형의 배수공
전술한 배수공(62a)을 슬릿형의 배수공(슬릿)으로 하고, 동일하게 실시할 수 있다.
전술한 구멍이 있는 성형 플레이트(62)에 형성된 배수공(62a)을 슬릿형으로 하는 예를, 도 13에 나타낸다.
도 13에 나타낸 예에서는, 슬릿형의 배수공(62a)이, 구멍이 있는 성형 플레이트(62)의 중앙에 길이 방향(축 방향)으로 길게 형성되어 있다. 도 14에 평면도를 나타냈다.
도 15, 도 16에 다른 예를 나타낸다. 도 15에 나타낸 예에서는, 슬릿형의 배수공(62a, 62a)가 병렬하여 복수 형성되어 있다. 병렬수는 임의이다.
슬릿형의 배수공(62a)은, 길이 방향으로 복수 개로 분할하여 형성해도 된다. 도 16에 나타낸 예에서는, 슬릿형의 배수공(62a, 62a …)을 옆끼리 오프셋한 3열로 하고, 길이 방향으로 복수 개로 분할했다.
이상의 구성에서는, 슬릿형의 배수공(62a) 1개를 1부품에 의해 구성했다.
슬릿형의 배수공(62a)의 1개를 2 이상의 부품에 의해 구성해도 된다. 예를 들면, 도 17에 나타낸 바와 같이, 구멍이 있는 성형 플레이트(62)의 사이드 에지부에 컷아웃을 형성하고, 구멍이 있는 성형 플레이트(62)과 유지부(61) 사이에 생기는 간극에 의해, 슬릿형의 배수공(62a)을 구성할 수 있다. 이와 같이, 도 17에 예에서는 슬릿을 해당 슬릿의 폭 방향으로 분할 가능한 부품 나누기로 하고 있다.
이상과 같은 슬릿형의 배수공(62a)의 폭을 좁게 함으로써, 투수 필터(63)를 사용하지 않고도 콘크리트와 물의 분리성을 충분히 확보할 수 있고, 장치 구성 및 작업의 간소화가 가능하다.
또한, 슬릿형의 배수공(62a)의 폭을 좁게 함으로써, 배수공(62a)에 모세관현상이 작용하고, 이로써, 배수 능력이 발휘된다.
슬릿형의 배수공(62a)의 길이를 길게 함으로써, 배수공 면적을 크게 확보하고, 충분한 배수 능력을 확보할 수 있다.
슬릿형의 배수공(62a)을 적용하면, 도 5에 나타낸 바와 같은 둥근 구멍과 비교하여, 모세관현상이 작용하므로, 필요한 배수 능력을 확보하기 위한 배수공(62a)의 총면적은 작아도 된다. 배수공(62a)의 수는, 둥근 구멍과 비교하여 총면적이 작은만큼 적게 할 수 있을 뿐만 아니라, 축 방향으로 길게 형성할 수 있으므로 둥근 구멍과 비교하여 대폭으로 적게 하는 것이 가능하다. 배수공(62a)의 수와 총면적이 적으면, 배수공(62a)의 하나하나의 막힘 제거 등의 청소 작업이 용이하다는 효과도 있다. 청소 작업이 용이하기 때문에 청소 시간이 단축되고 다음의 제조에 조기에 이행할 수 있으므로, 1제조사이클이 단축되어 생산성이 향상된다.
또한, 상기와 같이 슬릿형의 배수공(62a)의 1개를 2 이상의 부품에 의해 구성한 경우에는, 분해하여 청소 작업이 가능하므로, 청소 작업이 더욱 용이하다. 슬릿을 해당 슬릿의 폭 방향으로 분할 가능하게 하는 경우에는, 분해에 의해 슬릿 내가 크게 개방되므로, 청소 작업이 더욱 용이하다.
(8) 다른 제조 방법
전술한 제조 방법에 있어서는, 긴장재로의 프리텐션(인장 응력)의 도입을 한 쌍의 슴베(21, 22)의 축 방향의 수축에 의해 콘크리트의 압축 성형과 동시에 행했으나, 다음과 같이 하여, 콘크리트의 압축 성형 전에 행하는 방법도 있다.
이를 위해 제조 장치는 상기 구성에 추가하여 이하의 구성을 가지는 것으로 한다. 도 18-도 25는 위에서 본 도면이다.
도 18에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 가장자리 형틀(30, 30)은, 파일 성형 공간(S) 내를 축 방향으로 연장되는 긴장재[강봉(1)]의 양 단부(端部)가 관통하여 해당 가장자리 형틀(30)의 외측으로 연출 가능하게 하는 구멍부(30b)를 가지는 것으로 한다.
도 19 등에 나타낸 바와 같이 구멍부(30b)로부터 연출되는 긴장재[강봉(1)]의 양 단부를 한 쌍의 슴베(21, 22)에 거는 제1 걸림구(91a, 92a, 91b, 92b)와, 도 18 등에 나타낸 바와 같이 구멍부(30b)로부터 연출되는 긴장재[강봉(1)]의 양 단부를 한 쌍의 가장자리 형틀(30, 30)에 거는 제2 걸림구(93a, 93b)를 구비하는 것으로 한다.
제1 걸림구(91a, 92a, 91b, 92b)는, 슴베(21, 22)의 단부 외주에 고정된 플랜지(91a, 91b)와, 긴장재[강봉(1)]에 체결하는 너트 또는 쐐기식 체결구 등의 체결구(92a, 92b)로 이루어진다. 제2 걸림구(93a, 93b)로서도, 긴장재[강봉(1)]에 체결하는 너트 또는 쐐기식 체결구 등의 체결구(93a, 93b)를 적용한다. 체결구(92a, 92b, 93a, 93b)는, 긴장재의 종류에 의해 적절하게 선택한다. 나사를 사용할 수 없는 것에는, 쐐기식 체결구 등의 마찰식 체결구를 사용하면 된다.
그리고, 전술한 실시형태에서 설치하였던 완충재(50)(도 1의 (A) 참조)는 이 실시형태에서는 불필요하다. 또한, 도 18에 나타낸 바와 같이 긴장재[강봉(1)]의 가장자리 형틀(30)의 외측으로 연출되는 부분은, 커플러(94a, 94b)를 사용하여 다른 강봉 등을 이어 늘림으로써 연장되고, 필요한 길이를 확보해도 된다(도 20-도 25에서는 커플러없음). 콘크리트 파일에 내장되지 않는 부분을 짧게 해 놓을 수 있다. 커플러와 연장에 사용한 다른 강봉재 등은 반복하여 사용할 수 있고, 후술하는 절단되는 긴장재[강봉(1)]의 불필요한 튀어나옴 부분이 감소하여, 콘크리트 파일의 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
그리고, 제조 과정을 다음과 같이 실시한다.
도 20에 나타낸 바와 같이 외형틀 본체(10)(상측 덮개부(10u)를 제외함), 내형틀(20)(도 1의 (A) 참조), 가장자리 형틀(30)을 조립하여 파일 성형 공간(S)의 사방, 바닥면을 구성하고, 파일 성형 공간(S)에 파일 성형 공간(S)의 축 방향으로 연장되는 긴장재[강봉(1)]을 수용한다. 상기의 한 쌍의 조인트(2)도 필요에 따라 파일 성형 공간(S) 내에 수용하며, 도시를 생략한다. 가장자리 형틀(30, 30)과 필요 개수의 긴장재[강봉(1)]은, 도 18에 나타낸 바와 같이 사전에 조립해 두면 된다.
긴장재[강봉(1)]의 양 단부 중 한쪽을 슴베(21)에 제1 걸림구(91a, 92a)에 의해 걸고, 다른 쪽을 슴베(22)에 제1 걸림구(91b, 92b)에 의해 건다.
이상과 같이 제1 걸림구(91a, 92a, 91b, 92b)를 이용하고 또한 이동 수단(실린더 장치(40))를 사용하여 한 쌍의 슴베(21, 22)를 축 방향으로 신장시켜 파일 성형 공간(S)를 확대하고 또한, 긴장재[강봉(1)]에 인장 응력을 생기게 한다. 이 상태가 도 20이다.
다음으로, 외형틀 본체(10) 및 가장자리 형틀(30, 30)에 의해 긴장재[강봉(1)]을 인장 응력이 생기게 한 상태로 구속(拘束)한다. 거기에는 제2 걸림구를 이용한다. 도 21에 나타낸 바와 같이 제2 걸림구쪽의 체결구(93a, 93b)를 긴장재[강봉(1)]에 체결하여 해당 체결구(93a, 93b)가 가장자리 형틀(30, 30)의 외면에 압압되는 상태로 한다.
다음으로, 도 22에 나타낸 바와 같이 파일 성형 공간(S)에 콘크리트(C)를 투입한다.
다음으로, 도 23에 나타낸 바와 같이 제1 걸림구쪽의 체결구(92a, 92b)를 긴장재[강봉(1)]로부터 분리한다. 외형틀 본체(10) 중 상측 덮개부(10u)를 조립하고, 형체결한다.
이 후의 콘크리트 성형 공정은, 상기 제조 방법과 동일하다. 즉, 도 24에 나타낸 바와 같이 이동 수단(실린더 장치(40))을 사용하여 한 쌍의 슴베(21, 22)를 축 방향으로 수축시켜 파일 성형 공간(S)를 축소하여 해당 콘크리트(C)를 압축 성형하고, 해당 압축 성형에 의해 상기 콘크리트(C)로부터 배출되는 물을 배수공(62a)로부터 형틀의 외부에 배수하고, 소정 시간 유지하여 긴장재[강봉(1)]에 인장 응력을 생기게 한 상태에서 해당 콘크리트(C)를 경화시킨다.
콘크리트(C)의 경화 후, 도 25에 나타낸 바와 같이 탈형하고, 가압 프리스트레스트 콘트리트 파일(PC1)을 꺼낸다. 체결구(93a, 93b)를 느슨하게 하면 가장자리 형틀(30, 30)을 분리 가능하며, 긴장재[강봉(1)]의 불필요한 튀어나옴 부분은 절단한다.
이상의 제조 방법에 의하면, 슴베(21, 22)의 신축 기능을 유효 이용하여 기계 구성의 대규모화를 억제하면서, 콘크리트의 압축 성형 공정으로부터 독립적으로 긴장재로의 프리텐션(인장 응력)의 도입 공정을 행할 수 있으므로, 보다 높은 프리텐션 등 원하는 프리텐션을 가진 가압 프리스트레스트 콘트리트 파일을 제조할 수 있다. 슴베(21, 22)의 신축이라는 공통의 기계 기능을 이용하여, 콘크리트의 압축상태와, 긴장재의 프리텐션의 크기를 서로 독립적으로 제어할 수 있다.
이상의 실시형태에서는, 외형틀 본체(10)의 축 방향에 수직한 단면 형상은 직사각형을 보이고, 파일 성형 공간(S)의 축 방향에 수직한 단면 형상은 팔각형을 보이지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 그 단면 형상은 임의이다. 예를 들면, 외형틀 본체(10)의 단면 형상을 원형으로 하고, 즉 파일 성형 공간(S)를 원통형으로 하고, 구멍이 있는 성형 플레이트를 해당 원통의 외주면의 일부에 꼭 맞는 원호형의 판자로 해도 된다. 또한, 슴베(21, 22)도 동일하게 그 단면 형상은 임의이다.
또한, 본 발명의 기술은 콘크리트 파일로서 PC 파일을 제조하는 것에 한정되지 않고, 보강재로서 철근을 적용하여 철근 콘크리트 파일(RC 파일)의 제조에도 적용할 수 있다.
상기 실시형태에서는, 슬릿형의 배수공(62a)을 구멍이 있는 성형 플레이트(62) 또는 구멍이 있는 성형 플레이트(62)와 유지부(61) 사이에 형성하였으나, 슬릿형의 배수공(62a)도 외형틀 본체(10), 내형틀(20), 가장자리 형틀(30) 등의 다양한 개소에 형성할 수 있다.
도 26, 도 27에 나타낸 바와 같이 외형틀 본체(10)의 바닥면부(10b)와 측면부(10L, 10R) 사이의 간극을 슬릿형의 배수공(62a)로 하는 것도 좋다.
이 경우, 바닥면부 형틀 부재(10b)와 측면부 형틀 부재(10L, 10R)를 힌지 연결에 의해 개폐하도록 하고, 도 27에 나타낸 바와 같이 형체결했을 때 슬릿형의 배수공(62a)이 소정의 간극 치수로 되어 배수공으로서 기능하도록 할 수 있다. 이 경우의 슬릿형의 배수공(62a)은, 축 방향으로 소정 치수 연속한다. 슬릿을 형성하지 않는 부분은 부재끼리가 접하고 있는 구조로 하면 된다. 또한, 도 26에 나타낸 바와 같이 형개(型開)했을 때는, 슬릿형의 배수공(62a)의 내부도 크게 열리므로, 청소가 용이하게 된다. 상기의 구멍이 있는 성형 플레이트(62)와 같은 배수공을 형성하기 위한 특별한 부품이 불필요하게 되고, 형틀의 구성이 간소화된다.
도시하지 않지만 상측 덮개부(10u)와 측면부(10L, 10R) 사이에도 간극을 형성하고 이것을 슬릿형의 배수공으로 하는 것도 좋다. 그 경우, 상측 덮개부(10u)와 한쪽의 측면부(10L 또는 10R)를 힌지 연결하여 상측 덮개부(10u)가 개폐할 수 있도록 함으로써 동일하게 실시할 수 있다.
또한, 상측 덮개부(10u), 측면부(10L, 10R), 바닥면부(10b) 등의 외형틀(10)의 구성부끼리의 연결은, 힌지 연결이 아니라도 된다. 외형틀(10)을 조립하여 형체결했을 때 인접하는 구성부끼리의 사이에 간극이 슬릿형으로 남도록 구성하고, 이 간극을 슬릿형의 배수공(62a)로 하면 된다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명은, 콘크리트 파일의 제조에 이용할 수 있다.
1 : 강봉
2 : 조인트
2a : 접속공
10 : 외형틀 본체
20 : 내형틀
21, 22 : 슴베
30 : 가장자리 형틀
40 : 실린더 장치
41 : 실린더 튜브
42 : 피스톤 로드
43 : 연결 핀
50 : 완충재
60 : 외형틀 배수부
61 : 유지부
62 : 구멍이 있는 성형 플레이트
62a : 배수공
63 : 투수 필터
64 : 마그넷
71 : 이동 수단
100 : 제조 장치
S : 파일 성형 공간
2 : 조인트
2a : 접속공
10 : 외형틀 본체
20 : 내형틀
21, 22 : 슴베
30 : 가장자리 형틀
40 : 실린더 장치
41 : 실린더 튜브
42 : 피스톤 로드
43 : 연결 핀
50 : 완충재
60 : 외형틀 배수부
61 : 유지부
62 : 구멍이 있는 성형 플레이트
62a : 배수공
63 : 투수 필터
64 : 마그넷
71 : 이동 수단
100 : 제조 장치
S : 파일 성형 공간
Claims (32)
- 성형면에 외부와 연통(連通)되는 배수공이 형성되고, 파일 성형 공간을 축소 확대할 수 있는 형틀을 사용하여,
상기 파일 성형 공간에 콘크리트를 투입하고, 상기 파일 성형 공간을 축소하여 상기 콘크리트를 압축 성형하고, 상기 압축 성형에 의해 상기 콘크리트로부터 배출되는 물을 상기 배수공으로부터 상기 형틀의 외부에 배수하고, 소정 시간 유지하여 상기 콘크리트를 경화시키는,
콘크리트 파일의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 배수공이 형성된 성형면에, 상기 배수공을 덮도록 콘크리트로부터 물을 여과 분리하는 투수(透水) 필터를 설치한 후에 상기 파일 성형 공간에 콘크리트를 투입하는, 콘크리트 파일의 제조 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 형틀은, 콘크리트 파일의 외벽면을 성형하는 성형면에 상기 배수공이 형성되는, 콘크리트 파일의 제조 방법. - 제3항에 있어서,
상기 형틀은, 상기 파일 성형 공간의 축 주변의 사방으로 분산되어 상기 배수공이 형성되는, 콘크리트 파일의 제조 방법. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 형틀은, 콘크리트 파일의 중공부(中空部) 내벽면을 성형하는 성형면에 상기 배수공이 형성되는, 콘크리트 파일의 제조 방법. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배수공은, 성형면 상의 개구단(開口端)으로부터 외부를 향하여 넓어지는 형상인, 콘크리트 파일의 제조 방법. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 형틀은, 상기 배수공과, 상기 배수공이 형성된 부위의 성형면을 구성하는 착탈(着脫) 가능한 구멍이 있는 성형 플레이트를 가지는, 콘크리트 파일의 제조 방법. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 형틀은, 콘크리트 파일의 외벽면을 성형하는 외형틀(outer mold)과, 콘크리트 파일의 중공부 내벽면을 성형하는 내형틀(inner mold)과, 콘크리트 파일의 상하 단면(端面)을 성형하는 한 쌍의 가장자리 형틀(edge mold)을 가지는, 콘크리트 파일의 제조 방법. - 제8항에 있어서,
상기 내형틀은, 상기 파일 성형 공간의 축 방향을 따라 선단을 향하여 축경(縮徑)하는 테이퍼면을 가지고, 그 선단끼리를 대향 배치시킨 한 쌍의 슴베에 의해 구성되어 있고,
상기 가장자리 형틀에 의해, 상기 한 쌍의 슴베의 후단부(後端部)를 슬라이딩 가능하게 지지하고,
상기 한 쌍의 슴베의 서로의 선단을 근접 이격시키도록, 적어도 한쪽의 슴베를 상기 축 방향을 따라 슬라이딩시키는 이동 수단을 사용하여, 상기 이동 수단에 의해 상기 파일 성형 공간을 축소 확대하는, 콘크리트 파일의 제조 방법. - 제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 외형틀의 일부를 인접하는 다른 부분에 대하여, 상기 파일 성형 공간의 축 방향에 수직한 방향을 따라 슬라이딩시키는 이동 수단을 사용하여, 상기 이동 수단에 의해 상기 파일 성형 공간을 축소 확대하는, 콘크리트 파일의 제조 방법. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파일 성형 공간에, 보강재를 수용한 후에, 콘크리트를 압축 성형하는, 콘크리트 파일의 제조 방법. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파일 성형 공간에, 상기 파일 성형 공간의 축 방향으로 연장되는 긴장재(緊張材)와, 그 긴장재의 양단에 정착된 한 쌍의 조인트를 수용한 후에, 콘크리트를 압축 성형하는, 콘크리트 파일의 제조 방법. - 제12항에 있어서,
상기 파일 성형 공간의 축 주변의 사방으로 분산되어 상기 긴장재를 배치하는, 콘크리트 파일의 제조 방법. - 제12항 또는 제13항에 있어서,
상기 긴장재에 인장 응력을 생기게 한 상태에서 콘크리트를 경화시키는, 콘크리트 파일의 제조 방법. - 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조인트는 상기 긴장재의 접속공을 가지고,
상기 접속공의 수, 배치 및 내경(內徑) 중 어느 하나 또는 2 이상이 상이한 상기 조인트를 2종 이상 제작하고,
상기 2종 이상의 조인트 중에서 1종을 선택하고, 선택한 상기 조인트에 대응하여 상기 긴장재를 배치하는, 콘크리트 파일의 제조 방법. - 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 파일 성형 공간에, 상기 파일 성형 공간을 축 방향으로 구획하는 칸막이를 상기 축 방향의 임의의 위치에 설치하고, 상기 칸막이의 한쪽 또는 양쪽에 콘크리트를 투입함으로써, 상기 파일 성형 공간의 축 방향 길이보다 짧은 임의의 길이의 콘크리트 파일을 제조하는, 콘크리트 파일의 제조 방법. - 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배수공이 슬릿형인, 콘크리트 파일의 제조 방법. - 제9항에 있어서,
상기 파일 성형 공간에, 상기 파일 성형 공간의 축 방향으로 연장되는 긴장재를 수용하고,
상기 긴장재의 양 단부(端部) 중 한쪽을 상기 한 쌍의 슴베 중 한쪽에 걸고, 상기 긴장재의 양 단부 중 다른 쪽을 상기 한 쌍의 슴베 중 다른 쪽에 걸고,
상기 이동 수단을 이용하여 상기 한 쌍의 슴베를 상기 축 방향으로 신장시켜 상기 파일 성형 공간을 확대하고 또한, 상기 긴장재에 인장 응력을 생기게 하고,
상기 외형틀 및 상기 가장자리 형틀에 의해 상기 긴장재를 상기 인장 응력이 생기게 한 상태로 구속(拘束)하고,
상기 파일 성형 공간에 콘크리트를 투입하고, 상기 이동 수단을 이용하여 상기 한 쌍의 슴베를 상기 축 방향으로 수축시켜 상기 파일 성형 공간을 축소하여 상기 콘크리트를 압축 성형하고, 상기 압축 성형에 의해 상기 콘크리트로부터 배출되는 물을 상기 배수공으로부터 상기 형틀의 외부에 배수하고, 소정 시간 유지하여 상기 긴장재에 인장 응력을 생기게 한 상태에서 상기 콘크리트를 경화시키는, 콘크리트 파일의 제조 방법. - 콘크리트 파일을 압축 성형하는 형틀을 구비한 콘크리트 파일의 제조 장치로서,
상기 형틀의 성형면에 외부와 연통되는 배수공이 형성되고,
상기 형틀은, 콘크리트 파일을 압축 성형하기 위해 파일 성형 공간을 축소 확대하는 것이 가능하게 되어 있는,
콘크리트 파일의 제조 장치. - 제19항에 있어서,
상기 배수공이 형성된 성형면에 상기 배수공을 덮도록 투수 필터가 설치되는, 콘크리트 파일의 제조 장치. - 제19항 또는 제20항에 있어서,
상기 형틀은, 콘크리트 파일의 외벽면을 성형하는 성형면에 상기 배수공이 형성되는, 콘크리트 파일의 제조 장치. - 제21항에 있어서,
상기 형틀은, 상기 파일 성형 공간의 축 주변의 사방으로 분산되어 상기 배수공이 형성되는, 콘크리트 파일의 제조 장치. - 제19항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 형틀은, 콘크리트 파일의 중공부 내벽면을 성형하는 성형면에 상기 배수공이 형성되는, 콘크리트 파일의 제조 장치. - 제19항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배수공은, 성형면 상의 개구단으로부터 외부를 향하여 넓어지는 형상인, 콘크리트 파일의 제조 장치. - 제19항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 형틀은, 상기 배수공과, 상기 배수공이 형성된 부위의 성형면을 구성하는 착탈 가능한 구멍이 있는 성형 플레이트를 가지는, 콘크리트 파일의 제조 장치. - 제19항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 형틀은, 콘크리트 파일의 외벽면을 성형하는 외형틀과, 콘크리트 파일의 중공부 내벽면을 성형하는 내형틀과, 콘크리트 파일의 상하 단면을 성형하는 한 쌍의 가장자리 형틀을 가지는, 콘크리트 파일의 제조 장치. - 제26항에 있어서,
상기 내형틀은, 상기 파일 성형 공간의 축 방향을 따라 선단을 향하여 축경하는 테이퍼면을 가지고, 그 선단끼리를 대향 배치시킨 한 쌍의 슴베에 의해 구성되며,
상기 가장자리 형틀은, 상기 한 쌍의 슴베의 후단부를 슬라이딩 가능하게 지지 가능하게 되고,
상기 한 쌍의 슴베의 서로의 선단을 근접 이격시키도록, 적어도 한쪽의 슴베를 상기 축 방향을 따라 슬라이딩시키는 이동 수단을 구비하고, 상기 이동 수단에 의해 상기 파일 성형 공간을 축소 확대하는 것이 가능하게 되어 있는, 콘크리트 파일의 제조 장치. - 제26항 또는 제27항에 있어서,
상기 외형틀의 일부를 인접하는 다른 부분에 대하여, 상기 파일 성형 공간의 축 방향에 수직한 방향을 따라 슬라이딩시키는 이동 수단을 구비하고, 상기 이동 수단에 의해 상기 파일 성형 공간을 축소 확대하는 것이 가능하게 되어 있는, 콘크리트 파일의 제조 장치. - 제26항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외형틀이 복수의 구성부에 의해 구성되고, 형체결 시에 인접하는 상기 구성부끼리의 간극에 의해 상기 배수공이 구성되는, 콘크리트 파일의 제조 장치. - 제29항에 있어서,
상기 복수의 구성부끼리가 힌지 연결되어 있는, 콘크리트 파일의 제조 장치. - 제19항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배수공이 슬릿형인, 콘크리트 파일의 제조 장치. - 제27항에 있어서,
상기 한 쌍의 가장자리 형틀은, 상기 파일 성형 공간 내를 상기 축 방향으로 연장되는 긴장재의 양 단부가 관통하여 상기 가장자리 형틀의 외측으로 연출(延出) 가능하게 하는 구멍부를 가지고,
상기 구멍부로부터 연출되는 긴장재의 양 단부를 상기 한 쌍의 슴베에 거는 제1 걸림구와, 상기 구멍부로부터 연출되는 긴장재의 양 단부를 상기 한 쌍의 가장자리 형틀에 거는 제2 걸림구를 구비하고,
상기 제1 걸림구를 이용하고 또한 상기 이동 수단을 이용하여 상기 한 쌍의 슴베를 상기 축 방향으로 신장시켜 상기 파일 성형 공간을 확대하고 또한, 상기 긴장재에 인장 응력을 생기게 하는 것이 가능하게 되고,
상기 제2 걸림구를 이용하여 상기 외형틀 및 상기 가장자리 형틀에 의해 상기 긴장재를 상기 인장 응력이 생기게 한 상태로 구속하는 것이 가능하게 된, 콘크리트 파일의 제조 장치.
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