KR20220077632A - 지지력 보강 현장 수화 콘크리트 매트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지지력 보강 현장 수화 콘크리트 매트에 관한 것으로서 보다 상세하게는 섬유로 이루어진 표면부재는 사각 단면으로 형성되어 분말 형태의 시멘트를 구속할 수 있으며 상기 표면부재의 내측으로 지지부재가 단독 또는 적층 형태로 설치되어 높은 하중이 전달되어도 파손이 방지되도록 한 지지력 보강 현장 수화 콘크리트 매트에 관한 것인바, 본 발명은 현장 수화 콘크리트 매트에 있어서, 분말이 통과되는 공극을 갖는 제1표면재와 분말이 통과하지 못하는 제2표면재로 이루어진 표면수단과; 상기 표면재의 사이 또는 내측에 설치되는 수평지지대의 양면에 일정한 간격으로 돌출 형성된 수직지지대로 이루어지며 수직지지대 사이에는 공간을 구비한 지지부재가 단독 또는 적층 형태로 설치되어 높은 하중이 전달되어도 파손이 방지되도록 한 것에 그 특징이 있다.

Description

지지력 보강 현장 수화 콘크리트 매트{Concrete Mat Composite on-site hydratable}
본 발명은 지지력 보강 현장 수화 콘크리트 매트에 관한 것으로서 보다 상세하게는 섬유로 이루어진 표면부재는 사각 단면으로 형성되어 분말 형태의 시멘트를 구속할 수 있으며 상기 표면부재의 내측으로 지지부재가 단독 또는 적층 형태로 설치되어 높은 하중이 전달되어도 파손이 방지되도록 한 지지력 보강 현장 수화 콘크리트 매트에 관한 것이다.
대규모의 토지조성, 도로공사, 매립지 조정공사 등의 경우, 성토사면 및 절취사면이 필연적으로 형성되어지며, 그 사면의 표층의 보호를 위한 다양한 공법이 사용되는데 대표적인 사면표면 처리공법이 콘크리트를 타설하는 공법이다.
레미콘 형태로 공장에서 제조된 습식 콘크리트를 차량으로 운반하여 포설하고자 하는 위치에 거푸집 등으로 형태를 잡고 타설·경화시켜 콘크리트 보호층을 조성한다. 급경사의 절취사면에서는 뿜어 붙이기 기술인 숏크리트공법이 적용되며, 숏크리트 공법은 표층이 불안정한 사면의 표면을 콘크리트로 피복하여 표층의 안정화를 유도하는 공법으로서 단기간의 효과가 뚜렷하다는 장점 때문에 흔히 시공 적용되어 왔다.
그러나 상기 숏크리트 공법은 굴착된 면에 액체를 뿜어서 붙이는 작업으로 시설이 과다하게 사용되며, 사전 준비작업에 많은 시간이 필요하고 또한 펌프를 이용하여 타설하기 때문에 작업시 소음 발생과 노즐 끝단을 작업자가 잡고 작업을 실시하기 때문에 분사시 입자를 작업자가 흡입하게 되는 문제가 있다.
저류조, 수로, 인공호수 등에서도 사면 마감을 위해 콘크리트를 타설하게 되는데 이때 콘크리트의 누출을 방지하면서 양생을 시키기 위한 거푸집 등이 사용되는데 거푸집을 설치하지 않고서는 콘크리트 타설을 할 수 없는 문제점이 있으며 또한 콘크리트 타설을 위한 사전 준비작업 및 타설 작업시 시간이 많이 소요됨과 일력이 과다하게 소요되는 등의 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위해 현장수화 콘크리트 매트가 적용되는데, 건조 시멘트 혼합분말을 담지한 복합매트 형태로 현장에 포설된 후 단순한 물의 분사 및 살포로 수화시키고 시멘트혼합물이 경화되면 간편하게 콘크리트보호층을 조성할 수 있는 장점을 갖는다.
현장수화 콘크리트 매트에 대해 대한민국 공개특허 제2011-0117203호 함침된 천은 도 1a에 도시된 바와 같이 치밀하게 편직된 바닥 층(10), 더 느슨하게 편직된 상부 층(12), 및 하부의 바닥 층(10)과 상부의 상부 층(12) 사이의 공간(16)을 가로질러 연장되는 연결 섬유(14)를 갖는 편직된 천을 제공한다.
상기한 대한민국 공개특허 제2011-0117203호는 아래와 같은 단점이 있다.
첫째, 연결 섬유(14)는 수직방향으로 설치되어 있기 때문에 길이방향에 대한 인장력이 약하다는 단점이 있고, 수직방향 연결섬유가 외력에 대해 취약점으로 작용하여 경화된 콘크리트 매트의 파단점이 되며 이로 인한 파단강도의 저하가 나타나는 단점이 있다.
둘째, 매트를 절단하게 되면 절단면을 중심으로 충진물질인 시멘트가 다량으로 유실되는 문제가 있으며 수분(물)의 침투가 표면부와 중심부의 경화에 시간 차가 발생되어 물성이 변화되는 단점이 있으며, 셋째, 연결 섬유(14)를 이용하여 바닥 층(10)과 상부의 상부 층(12)의 간격 즉, 공간(16)을 형성하기 때문에 충전물의 양으로 경화 두께를 조절하기가 어려운 단점이 있다.
또한 대한민국 공개특허 제2014-0109869호는 첨부도면 도 1b에 도시된 바와 같이 일측에 메쉬 형태로 구성되어 있는 투과층(20)이 구조층(40)에 접합되고 상기 구조층(40)에 시트 형태의 불투수층(50)이 접합되어 구성됨에 있어서 상기 구조층(40)에 시멘트 입자(31)가 충진되어 이루어진 구조이다.
상기와 같은 구조를 갖는 대한민국 공개특허 제2014-0109869호의 시멘트 복합제는 일측에 메쉬 형태로 구성되어 있는 투과층(20)에 의해 물의 투입은 용이하나 충전물인 시멘트 입자가 쉽게 유실되며 특히 시멘트 입자가 한쪽으로 몰려지게 되므로 두께가 고르지 못하게 되는 문제와 반드시 불투수층(50)이 바닥으로 향하도록 설치하여야 하는 불편함과 투과층(20), 구조층(40), 불투수층(50)의 접합 강도가 약해 제품의 품질이 저하되며 특히 제품의 전체 강도가 구조층(40)에 의해 감소되는 문제가 있으며, 인장 외력에 강하지 못한 한계가 있다.
또한, 무작위성에 의존한 구조층 구성으로 공극의 크기가 균일하지 못한 문제점으로 이로 인해 최종 수화된 제품의 두께 편차가 크게 나타나는 단점이 있어 상대적으로 품질관리에 균일성 확보가 어려운 문제가 있다. 또한 균일하지 못한 opening 크기와 분포를 보이며 이로 인해 매트 내 시멘트가 유동에 의한 쏠림으로 두께 편차가 크게 나타난다.
대한민국 특허등록 제1585123호는 첨부도면 도 1c에 도시된 바와 같이 속경형 폴리머 시멘트(10), 부직포(20), 방수시트(30), 그리드(GRID)(40) 및 고정수단(50)을 포함하되, 상기 속경형 폴리머 시멘트(10)는 초미립시멘트 50~60중량%, 고로슬래그 10~15중량%, 탄산칼슘 5~10중량%, 알루미네이트 속경제 5~10중량%, 알루미네이트 팽창제 1~2중량%, 유동화제 1~2중량%, 골재 001~20중량% 및 아크릴수지 또는 SBR(Styrene ButadieneRubber) 수지 중 어느 하나 5~10중량%를 포함하며, 상기 부직포(20)는 폴리에스터, 폴리프로필렌, 레이온(rayon), 나일론, 카본섬유, PVC(Polyvinyl Chloride) 섬유 및 아세테이트로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 사용하며, 상기 방수시트(30)는 액상 방수재, ECB(Ethylene Copolymer Bitumen) 시트, EPDM(Ethylene Propylene DieneMonomer) 시트, EVA(Ethylene Vinyl Acetate) 시트 및 HDPE(High DensityPolyethylene) 시트로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 사용하며, 상기 그리드(GRID)(40)는 HDPE(High Density Polyethylene)를 사용하며, 상기 고정수단(50)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate)를 사용하는 구조로 이루어져 있다.
상기한 대한민국 특허등록 제1585123호의 속경형 폴리머 시멘트가 내장된 방수고화매트는 상하면을 박음질된 실로 연결 고정하여, 중심층에서 건조시멘트 혼합분말층을 고정하는 담지효율이 매우 낮아 건조 시멘트 혼합분말의 유동이 심해 취급 및 현장 포설시 균일하지 못한 두께로 인한 경화 후 외력에 쉽게 파단되는 단점을 갖는다.
첨부도면 도 1d는 상기한 대한민국 특허등록 제1585123호의 콘크리트 카펫 복합체의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 콘크리트 카펫 복합체는 바닥층(1)과; 상기 바닥층(1) 위에 미리 제조되어 분포되는 콘크리트 혼합 분말층(2)과; 상기 혼합 분말층을 덮는 섬유층(3)과; 상기 섬유층(3)의 바깥에서 상기 바닥층(1)에 이르는 깊이로 바늘로 찔렀다가 빼는 것에 의하여, 상기 섬유층(3)으로부터의 섬유가 상기 바닥층(1)과 연결되는 연결 섬유사를 포함하여 구성된 구조이다.
상기한 대한민국 특허등록 제1585123호는 첨부도면 도 1c와 기술적 요지가 극히 유사한 구조로 상하면을 박음질된 실로 연결 고정하여, 중심층에서 건조시멘트 혼합분말층을 고정하는 담지효율이 매우 낮아 건조 시멘트 혼합분말의 유동이 심해 취급 및 현장 포설시 균일하지 못한 두께로 인한 경화 후 외력에 쉽게 파단되는 단점을 갖는다.
한편 첨부도면 도 1e는 대한민국 특허출원 제2016-32357호의 섬유보강 현장수화 콘크리트매트는 단섬유를 일정한 두께로 펼쳐 적층하고 니들펀칭한 후 가열 가압하여 이루어진 제1부직포층과 제2부직포층과; 상기 제1부직포층 및 제2부직포층의 사이에 충진되는 혼합 시멘트층과; 상기 시멘트층에 매립 설치되는 섬유강화보강층과; 상기 제1부직포층과 제2부직포층을 니들펀칭하여 접합하여 이루어진 구조이다.
상기 대한민국 특허출원 제2016-32357호는 포설된 시멘트의 중앙부에 메쉬 또는 그리드 형태의 구조물이 더 설치되고 제1부직포층과 제2부직포층을 니들펀칭하여 결속한 것으로 인장강도는 증대되는 효과는 있으나 이 또한 상하면을 박음질된 실로 연결 고정하여, 중심층에서 건조시멘트 혼합분말층을 고정하는 담지효율이 매우 낮아 건조 시멘트 혼합분말의 유동이 심해 취급 및 현장 포설시 균일하지 못한 두께로 인한 경화 후 외력에 쉽게 파단되는 단점을 갖는다.
첨부도면 도 1f는 대한민국 특허 출원 제2017-17637호의 발포 폼 메쉬를 이용한 현장수화 섬유강화 콘크리트 매트는 그물망 형태이고 길이방향으로 장공 형상의 오픈셀 구조이며 포어수가 10~25ppi, 두께는 5~30mm인 폴리우레탄을 발포하여 형성된 담지체의 양면에 직포 또는 부직포가 부착 설치되며, 상기 담지체에는 수화용 시멘트 혼합분말이 충진되어 이루어진 구조이다.
상기한 종래의 현장 수화 콘크리트 매트는 통상적으로 3~10mm의 두께로 생산됨으로 플랙시블한 장점은 있으나 지지력이 약하여 매트 설치 후 매트에 무거운 물건이 떨어지거나 사람이 밟고 지나가면 두께가 얇아 매트가 하중을 견디지 못하고 쉽게 파손되는 문제와 또한 종래의 현장 수화 콘크리트 매트는 매트의 두께를 두껍게 형성할 수 없는 문제점도 있다.
한편 두께가 얇아 지지력이 현저히 약한 문제점으로 인해 매트 상부에 별도의 무게(하중)가 전달되는 물건을 설치할 수 없어 섬유원단이 외부로 노출되어 있어 포설한 상태로 유지시킬 수 밖에 없어 새로운 미감 표현이 불가능하고, 오랜시간의 경과시에 섬유재질의 표면층이 자외선에 의해 파손되어 주변을 어지럽혀 미관을 해하는 문제가 있다.
대한민국 공개특허 제2011-0117203호 대한민국 공개특허 제2014-0109869호 대한민국 특허등록 제1585123호 대한민국 공개특허 제2016-0127324호 대한민국 특허출원 제2016-32357호 대한민국 특허출원 제2017-17637호
본 발명은 상기한 종래 문제점을 감안하여 안출한 것으로서 본 발명의 목적은 플렉시블하면서도 지지력이 향상되어 하중에 의한 파손이 방지되며 매트와 매트의 연결이 이루어져 두께 조절이 가능하며, 또한 매트의 상부에 마무리수단을 설치하여 지지력 보강 및 미감을 제공할 수 있도록 한 지지력 보강 현장 수화 콘크리트 매트를 제공하는데 있다.
이러한 본 발명의 목적은 현장 수화 콘크리트 매트에 있어서, 분말이 통과되는 공극을 갖는 제1표면재와 분말이 통과하지 못하는 제2표면재로 이루어진 표면수단과; 상기 표면재의 사이 또는 내측에 설치되는 수평지지대의 양면에 일정한 간격으로 돌출 형성된 수직지지대로 이루어지며 수직지지대 사이에는 공간을 구비한 지지부재가 단독 또는 적층 형태로 설치되어 높은 하중이 전달되어도 파손이 방지되도록 한 것을 특징으로 하는 지지력 보강 현장 수화 콘크리트 매트에 의하여 달성된다.
상기 수평지지대에는 관통구멍이 일정한 간격으로 다수 형성된 것을 특징으로 하는 지지력 보강 현장 수화 콘크리트 매트에 의하여 달성된다.
상기 수직지지대가 수평지지대의 길이방향과 나란하면서 일정한 간격으로 이격되어 형성되거나 도트 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 지지력 보강 현장 수화 콘크리트 매트에 의하여 달성된다.
상기 분말이 통과되는 공극을 갖는 제1표면재 쪽의 수직지지대가 제1표면재들 관통하여 일부분이 돌출되며 적층되는 매트의 수직지지대가 연결부재에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 지지력 보강 현장 수화 콘크리트 매트에 의하여 달성된다.
상기 분말이 통과되는 공극을 갖는 제1표면재 쪽의 수직지지대가 제1표면재들 관통하여 일부분이 돌출되며 상기 돌출된 수직지지대에는 수직지지대가 끼워지는 끼움공이 일면에 구비된 마감부재를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 지지력 보강 현장 수화 콘크리트 매트에 의하여 달성된다.
이와 같은 본 발명은 플렉시블하면서도 지지력이 향상되어 하중에 의한 파손이 방지되며 매트와 매트의 연결이 이루어져 두께 조절이 가능하며, 또한 매트의 상부에 마무리수단을 설치하여 지지력 보강 및 미감을 제공할 수 있도록 하는 등의 이점이 있는 유용한 발명이다.
도 1a 내지 도 1f는 종래 콘크리트 매트의 구조를 보여주는 예시도.
도 2는 본 발명인 지지력 보강 현장 수화 콘크리트 매트의 구조를 보여주는 분해사시도.
도 3은 본 발명인 지지력 보강 현장 수화 콘크리트 매트의 구조를 보여주는 단면도.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 요부인 지지부재의 실시예를 보여주는 사시도 및 평면도.
도 5는 본 발명인 지지력 보강 현장 수화 콘크리트 매트의 두께를 조절하는 구조를 보여주는 단면도.
도 6a는 본 발명의 요부인 지지부재의 다른 구조를 보여주는 단면도.
도 6b는 도 6a를 사용한 지지력 보강 현장 수화 콘크리트 매트의 다른 구조를 보여주는 단면도.
도 7a는 도 6a의 지지부재를 이용한 다른 실시예를 보여주는 분해 사시도.
도 7b는 도 7a의 결합 단면도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부도면 도 2는 본 발명인 지지력 보강 현장 수화 콘크리트 매트의 구조를 보여주는 분해사시도이고 도 3은 본 발명인 지지력 보강 현장 수화 콘크리트 매트(1)의 구조를 보여주는 단면도로써 이에 따른 본 발명은 분말이 통과되는 공극을 갖는 제1표면재(110)와 분말이 통과하지 못하는 제2표면재(120)로 이루어진 표면수단(100)과 상기 제1표면재(110) 제2표면재(120)가 일체로 형성된 일체형 또는 제1표면재(110)와 제2표면재(120)가 분리되어 있을 때 상기 각 표면재의 사이 또는 내측에 설치되는 수평지지대(210)의 양면에 일정한 간격으로 돌출 형성된 수직지지대(220)로 이루어지며 수직지지대(220) 사이에는 공간(230)을 구비한 지지부재가 설치되어 이루어진 구조이다.
상기 표면수단(100)은 부직포, 직포, 또는 필름, 시트 중 어느 하나 또는 이들이 혼합되어 이루어지며 분말이 통과되는 공극을 갖는 제1표면재(110)와 분말이 통과하지 못하는 제2표면재(120)가 일체로 형성되어 사각 단면으로 형성되어 분말 형태의 시멘트를 구속할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
상기 표면수단(100)이 사각의 단면을 형성할 때 일체형으로 제직할 수도 있고 또는 한 장의 시트에 제1표면재(110)를 일정 부분에 형성시킨 후 양 끝단을 접어 열접착 고주파 또는 융착하여 접합시켜 형성시킬 수 있다.
한편 상기 지지부재(200)는 수평지지대(210)의 양면에 일정한 간격으로 돌출 형성된 수직지지대(220)로 이루어지며 수직지지대(220) 사이에는 분말 형태의 시멘트가 충진되는 공간(230)을 구비한 구조이며 수직지지대(220)의 형태는 첨부도면 도 2에 도시된 바와 같이 수직지지대(220)가 수평지지대(210)의 길이방향과 나란하면서 일정한 간격으로 이격되어 형성시킬 수 있다.
다른 수직지지대(220)의 형태는 첨부도면 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 원형 또는 사각이면서 도트 형태로 형성시켜 사용할 수 있다. 상기 수직지지대(220)가 수평지지대(210)의 길이방향과 나란하게 형성된 구조일 때 수직지지대(220)에는 통공(240)을 형성시켜 인접하는 공간을 연결하여 사용할 수 있다.
상기 수평지지대(210)는 폭방향의 변형을 방지하는 효과가 있으며, 평판 형태로 이루어진 수평지지대(210)에는 관통구멍(211)이 일정한 간격으로 다수 형성되어 있어 분말 형태의 시멘트가 충입되도록 하며, 상기 수직지지대(220)는 하중을 지지하여 매트의 파손을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.
한편 본 발명의 바람직한 실시예로는 지지부재(200) 한 개가 표면수단(100) 내측에 설치하는 것으로 설명하고 있으나 첨부도면 도 5에 도시된 바와 같이 표면수단의 내측에 지지부재(200)를 적층시켜 지지력을 극대화 할 수 있다.
첨부도면 도 6에 도시된 바와 같이 수평지지대(210)의 양측에 형성되는 수직지지대(220) 중 어느 일측의 수직지지대(220)의 길이를 길게 형성하여 수직지지대(220)의 끝단부가 표면수단(100)을 관통하여 외부로 노출되게 형성되며 상기 노출된 수직지지대(220)에는 연결부재(300)를 이용하여 매트를 적층 연결하여 매트의 두께를 조절할 수 있도록 할 수 있다.
또한 첨부도면 도 7a 내지 도 7b에 도시된 바와 같이 수평지지대(210)의 양측에 형성되는 수직지지대(220) 중 어느 일측의 수직지지대(220)의 길이가 길게 형성되어 수직지지대(220)의 끝단부를 관통하여 외부로 노출되게 형성되며 상기 외부로 노출된 매트의 상부에 마감부재(400)를 설치하여 미감제공과 지지력 보강의 효과를 얻도록 할 수 있다.
상기 마감부재(400)의 구조는 틀체의 내측으로 가로대(410)와 세로대(420)가 구비되며 상기 가로대와 세로대가 교차하는 부분에 홈(430)을 형성시켜 상기 홈(430)에 수직지지대(220)의 끝단부를 끼워 설치하면 지지력 보강 및 미감을 제공할 수 있다.
이와 같은 본 발명은 플렉시블하면서도 지지력이 향상되어 하중에 의한 파손이 방지되며 매트와 매트의 연결이 이루어져 두께 조절이 가능하며, 또한 매트의 상부에 마무리수단을 설치하여 지지력 보강 및 미감을 제공할 수 있도록 하는 등의 이점이 있는 유용한 발명이다.
1 : 지지력 보강 현장 수화 콘크리트 매트
100 : 표면수단 110 : 제1표면재
120 : 제2표면재 200 : 지지부재
210 : 수평지지대 211 : 관통구멍
220 : 수직지지대 230 : 공간
240 : 통공 300 : 연결부재
400 : 마감부재 410 : 가로대
420 : 세로대 430 : 홈

Claims (5)

  1. 현장 수화 콘크리트 매트에 있어서,
    분말이 통과되는 공극을 갖는 제1표면재와 분말이 통과하지 못하는 제2표면재로 이루어진 표면수단과;
    상기 표면재의 사이 또는 내측에 설치되는 수평지지대의 양면에 일정한 간격으로 돌출 형성된 수직지지대로 이루어지며 수직지지대 사이에는 공간을 구비한 지지부재가 단독 또는 적층 형태로 설치되어 높은 하중이 전달되어도 파손이 방지되도록 한 것을 특징으로 하는 지지력 보강 현장 수화 콘크리트 매트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수평지지대에는 관통구멍이 일정한 간격으로 다수 형성된 것을 특징으로 하는 지지력 보강 현장 수화 콘크리트 매트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수직지지대가 수평지지대의 길이방향과 나란하면서 일정한 간격으로 이격되어 형성되거나 도트 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 지지력 보강 현장 수화 콘크리트 매트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 분말이 통과되는 공극을 갖는 제1표면재 쪽의 수직지지대가 제1표면재들 관통하여 일부분이 돌출되며 적층되는 매트의 수직지지대가 연결부재에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 지지력 보강 현장 수화 콘크리트 매트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 분말이 통과되는 공극을 갖는 제1표면재 쪽의 수직지지대가 제1표면재들 관통하여 일부분이 돌출되며 상기 돌출된 수직지지대에는 수직지지대가 끼워지는 끼움공이 일면에 구비된 마감부재를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 지지력 보강 현장 수화 콘크리트 매트.
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