KR20230159014A - 혹한기 콘크리트 양생용 발열 매트 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 시공 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 혹한기 콘크리트 양생용 발열 매트 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 시공 방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 감전 방지부(21)를 갖는 전원 공급부(20)의 전원 공급으로 발열 작동하는 매트 본체 상부에 은박지를 접착하고 상기 은박지 상부에 통기성 소재의 통기구(40)를 접착한 발열 매트를 바닥 콘크리트 상부에 적층한 후 콘크리트를 타설한 후, 발열 매트에 전기를 인가하여 발열 작동으로 타설 콘크리트를 가열하는 것에 의해 경화 처리하되, 발열 매트 상부의 통기구에 의해 타설 콘크리트의 수분을 외부로 배출하면서 경화 처리하므로 혹한기 타설 콘크리트의 양생 시간을 줄여 공기를 단축시킴은 물론 상기 타설 콘크리트의 수분에 의한 기포 발생으로 강도가 저하되는 것을 방지하여 콘크리트 구조물의 내구성을 우수하게 제공하는데 그 특징이 있다.

Description

혹한기 콘크리트 양생용 발열 매트 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 시공 방법{The generation of heat mat for the cold weather concrete curing and concrete structure construction method using the same}

본 발명은 감전 방지 기능을 갖는 발열 매트를 이용하여 타설 콘크리트를 가열 건조시켜 주므로 혹한기 타설 콘크리트의 양생 시간을 줄여 공기를 단축함은 물론 기포 발생으로 인한 강도 저하를 방지하는 혹한기 콘크리트 양생용 발열 매트 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 시공 방법에 관한 것이다.

일반적으로 콘크리트 구조물을 콘크리트 타설 및 양생 과정을 통해 시공하는 것이다.

상기 콘크리트는 시멘트, 물, 골재로 이루어진 복합재료이다. 이러한 콘크리트는 시멘트와 물의 수화반응에 의하여 경화되는데, 상기 수화 반응의 속도는 온도에 의해 크게 좌우된다. 즉 외기온도가 낮은 경우에는 수화반응이 늦어지므로 공기가 지연될 뿐만 아니라 콘크리트의 본래 성능을 발휘할 수 없게 되어 콘크리트 구조물의 내구성과 강성에 심각한 문제를 유발하게 되는 것이다.

특히, 혹한기와 같이 외기 온도가 급격히 낮아지는 경우에 상기한 제 문제점은 더욱 심각하였다.

이와 같이 종래 혹한기 콘크리트 시공 기술이 갖는 문제점을 해결하고자 발열 매트를 이용한 콘크리트 시공 방법이 다수 개시된 바 있었다.

이는 바닥에 발열 매트를 설치하고 상기 발열 매트 상부로 콘크리트를 타설한 후 양생 과정을 수행하되, 상기 발열 매트에 의해 타설 콘크리트를 가열 건조시켜 공기의 지연을 방지함은 물론 콘크리트의 건조 미비로 인한 종래 기술의 문제점을 해결하도록 하였다.

그러나 상기한 종래 발열 매트를 이용한 콘크리트 구조물의 시공 방법은 다음과 같은 문제점이 있어 실제 혹한기 콘크리트 구조물 시공 현장에서 주로 적용되지 못하고 있는 실정이다.

즉, 종래 기술은 발열 매트가 타설 콘크리트를 전체적으로 고르게 가열하지 못하면서 콘크리트 구조물이 전체적으로 균일하게 가열 건조처리되지 못하면서 일부 강성이 취약한 부분을 갖게 되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 타설 콘크리트를 발열 매트에 의해 가열 건조하는 과정에서 콘크리트 내부에 포함되어 있는 수분을 외부로 충분히 배출하지 못하므로 상기 타설 콘크리트에 포함되어 있는 수분에 의한 기포 발생으로 인해 콘크리트 양생 후 콘크리트 구조물의 강도 저하를 유발하는 문제점이 있었다.

또한, 상기 타설 콘크리트의 수분이 누출되어 발열 매트의 전원 공급부의 누전을 유발하고 이로 인해 발열 매트가 발열 기능을 지속적으로 유지하지 못하게 되는 문제점이 있었다.

등록특허 제10-2040135호(2019년10월29일) 공개특허 제10-2011-0008724호(2011년01월27일) 등록특허 제10-0915501호(2009년08월27일)

본 발명은 상기한 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 발명된 것으로서, 감전 방지 기능을 갖는 발열 매트를 이용하여 타설 콘크리트를 가열 건조시켜 주므로 혹한기 타설 콘크리트의 양생 시간을 줄여 공기를 단축시키도록 하되, 상기 타설 콘크리트 양생 과정에서 수분을 외부로 방출 유도하면서 기포 발생으로 인한 강도 저하를 방지하도록 하는데 그 목적이 있다.

이러한 본 발명은 탄소 섬유를 메쉬 형태로 형성하여 전원 공급시 발열 작동으로 타설 콘크리트를 건조시키는 매트 본체와, 상기 매트 본체에 전기선으로 연결되어 전원을 공급하고 타설 콘크리트에 포함되어 있는 수분에 의한 누전 방지 및 정상 작동을 유지하도록 감전 방지부를 갖는 전원 공급부와, 상기 매트 본체 상부에 적층 접합하고 다수의 관통공이 형성된 은박지 및, 상기 은박지 상부에 전후 좌우로 수직 접합하여 타설 콘크리트의 양생과정에서 수분을 외부로 배출하는 통기성 소재의 통기구로 구성한 혹한기 콘크리트 양생용 발열 매트를 제공함에 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 통기구는 내부 중앙에 수직의 중공부가 관통 형성된 원통형 구조로 형성하여 구성함에 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 상기 매트 본체는 전도성을 갖는 금속 알갱이가 포함된 수지로 코팅한 도전성 수지 코팅층을 형성하여 구성함에 그 특징이 있다.

본 발명은 발열 매트를 바닥의 기초 콘크리트 상부에 적층 설치하는 발열 매트 설치 과정과, 상기 발열 매트 상부에 추가 콘크리트를 타설하는 콘크리트 타설 과정과, 상기 발열 매트에 전기를 인가하여 발열 매트의 발열 작동으로 타설 콘크리트를 가열하는 것에 의해 경화 처리하되, 발열 매트 상부의 통기구에 의해 타설 콘크리트의 수분을 외부로 배출하면서 경화 처리하는 콘크리트 양생 과정 및, 상기 발열 매트의 전기선을 절단 분리하는 마감 과정에 의해 시공하는 혹한기 콘크리트 구조물 시공 방법을 제공함에 그 특징이 있다.

이러한 본 발명은 감전 방지부를 갖는 전원 공급부의 전원 공급으로 발열 작동하는 매트 본체 상부에 은박지를 접착하고 상기 은박지 상부에 통기성 소재의 통기구를 접착한 발열 매트를 바닥 콘크리트 상부에 적층한 후 콘크리트를 타설한 후, 발열 매트에 전기를 인가하여 발열 작동으로 타설 콘크리트를 가열하는 것에 의해 경화 처리하되, 발열 매트 상부의 통기구에 의해 타설 콘크리트의 수분을 외부로 배출하면서 경화 처리하므로 혹한기 타설 콘크리트의 양생 시간을 줄여 공기를 단축시킴은 물론 상기 타설 콘크리트의 수분에 의한 기포 발생으로 강도가 저하되는 것을 방지하여 콘크리트 구조물의 내구성이 우수한 효과를 갖는 것이다.

도 1은 본 발명의 발열 매트를 보여주는 분해 사시도.
도 2는 도 1의 결합 상태 정 단면도.
도 3은 도 2의 "A" 부분 확대도.
도 4는 본 발명 발열 매트의 매트 본체와 전원 공급부를 보여주는 평면도.
도 5 내지 7은 본 발명의 발열 매트를 이용한 콘크리트 시공 과정을 보여주는 정 단면도.
도 8은 도 7의 "B" 부분 확대도.
도 9는 본 발명의 발열 매트를 이용한 콘크리트 시공 공정을 보여주는 순서도.

먼저, 상기한 본 발명 혹한기 콘크리트 양생용 발열 매트에 대해 첨부 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보기로 한다.

본 발명은 도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이 매트 본체(10), 전원 공급부(20), 은박지(30) 및 통기구(40)로 구성하여 이루어지는 것이다.

상기 매트 본체(10)는 탄소 섬유를 메쉬 형태로 형성하여 전원 공급시 발열 작동으로 타설 콘크리트를 건조시키도록 구성한다.

또한, 상기 매트 본체(10)는 전도성을 갖는 금속 알갱이가 포함된 수지로 코팅한 도전성 수지 코팅층을 형성하여 열 전도율을 높이도록 함은 물론 탄소 섬유의 손상을 방지하는 보호 기능을 갖도록 구성한다.

상기 전원 공급부(20)는 매트 본체(10)와 전기선으로 연결되어 매트 본체에 전원을 공급하도록 구성하되, 본 출원인의 특허등록 제10-1396414호의 감전 방지부(21)를 적용하여 타설 콘크리트에 포함되어 있는 수분에 의한 누전 방지 및 정상 작동(발열 작동)을 유지하도록 구성한다.

상기 감전 방지부(21)는 단상 2선식 저압 배전 방식에서 중성점 접지 방식을 사용하여 전압을 공급하는 변압부, 상기 변압부로부터 출력되는 전원과 연결된 누전 차단기, 및 상기 누전 차단기의 플러스 단자에 연결된 플러스 노출 단자와 상기 누전 차단기의 마이너스 단자에 연결된 마이너스 노출 단자가 기 결정된 이격 거리를 가지면서 하단이 평형이 되도록 구비되어, 상기 플러스 노출 단자와 상기 마이너스 노출 단자가 기 결정된 시간 차이 이내에 침수되도록 하여 상기 플러스 노출 단자에서 상기 마이너스 노출 단자로 전류가 흐르도록 하여, 양극 간의 힘이 서로 상쇄되어 누설전류가 발생하지 않도록 하고, 상기 누전 차단기의 차단 동작을 방지하기 위한 차단 동작 방지부를 포함하는 구조로 이루여져 단상2선식 저압 배전 방식에서 중성점 접지 방식을 사용함에 의해 노출 단자들이 침수되는 경우에 상기 단자들로 부터 외부로 누설되는 대부분의 누전 전류를 저감시켜 감전을 근본적으로 방지하면서 누전 차단기의 차단 동작을 방지함에 정상적으로 동작하도록 구성하는 것이다.

상기 은박지(30)는 매트 본체(10) 상부에 적층 접합하여 매트 본체의 발열을 타설 콘크리트에 고르게 전달하도록 구성하고, 상기 매트 본체에 다수의 관통공(31)을 형성하여 타설 콘크리트가 유통되면서 바닥의 기초 콘크리트와 접합되도록 구성한다.

상기 통기구(40)는 은박지 상부에 전후 좌우로 수직 접합하여 타설 콘크리트의 양생과정에서 수분을 외부로 배출하도록 통기성 소재로 구성한다.

상기 통기구(40)로 섬유재로 형성하되, 내부 중앙에 수직의 중공부(41)가 관통 형성된 원통형 구조가 바람직하고, 상기 통기구의 상하 높낮이는 적어도 타설 콘크리트의 두께 보다 길게 형성하도록 구성함이 바람직하다.

미 설명 부호로서 22는 전기선을 나타내는 것이다.

다음은 상기와 같이 구성되는 본 발명 발열 매트(100)의 작용 효과 및 이를 이용한 혹한기 콘크리트 구조물 시공 방법에 대해 도 9를 참조하여 살펴보기로 한다.

먼저, 탄소 섬유를 메쉬 형태로 형성한 매트 본체(10) 상부에 다수의 관통공(31)이 형성된 은박지(30)를 부착하고, 상기 은박지 상부에 통기성 소재의 통기구(40)를 부착하되, 전후 좌우로 다수 부착 설치한 발열 매트(100)를 준비한다.

이때, 상기 매트 본체(10)에는 감전 방지부(21)를 갖는 전원 공급부(20)를 전기선으로 연결하여 매트 본체에 전기를 인가할 수 있도록 준비한다.

이와 같이 준비된 발열 매트(100)는 콘크리트를 타설 및 양생시킨 바닥 콘크리트(200) 상부에 안착 설치한다(발열 매트 설치 과정).

즉, 상기 바닥 콘크리트(200) 넓이에 맞추어 발열 매트(100)를 동일 사이즈로 재단하여 설치한다.

이 상태에서 상기 발열 매트(200) 상부로 다시 콘크리트(또는 철근 배근과 함께 콘크리트)를 타설한다(콘크리트 타설 과정).

이때, 상기 상부 콘크리트는 발열 매트(100) 상부의 통기구(40)가 상부로 노출될 수 있도록 콘크리트를 타설하는 것이다.

이와 같이 타설되는 상부 콘크리트는 발열 매트의 은박지(30)에 형성된 다수의 관통공(31)를 통해 하부로 침투되어 바닥 콘크리트(200)와 타설 콘크리트가 서로 접합되도록 하는 것이다.

이 상태에서 상기 전원 공급부(20)에서 매트 본체(10)로 전기를 인가하는 것에 의해 발열 작동하도록 하므로 상부 콘크리트를 가열 건조시키는 것에 의해 혹한기에도 타설 콘크리트를 효과적으로 양생시키게 되는 것이다(콘크리트 양생 과정).

특히, 상기 매트 본체(10)는 전도성을 갖는 금속 알갱이가 포함된 수지로 코팅한 도전성 수지 코팅층을 형성하고 있어 발열을 사방으로 신속 전달함은 물론 콘크리트 타설 과정에서 매트 본체(10)가 손상되는 파손 우려도 방지하게 되는 것이다.

또한, 상기 매트 본체 상부에 접합된 은박지(30)에 의해서도 매트 본체(10)의 발열을 사방으로 고르게 전달하게 되는 것이다.

이와 같이 상기 매트 본체(10)의 발열을 사방으로 고르게 전달하면서 타설 콘크리트를 가열 건조시키므로 신속하고 우수하게 양생시키는 과정을 수행하게 되는 것이다.

이때, 상기 타설 콘크리트 내부에 포함되어 있던 수분은 발열 매트의 상부에 전후 좌우로 부착되어 있는 통기성 소재의 통기구(40)에 흡수되어 상기 통기구(40) 및 통기구 내부 중앙에 수직으로 관통 형성된 중공부(41)를 통해 외부로 배출시켜 주므로 타설 콘크리트의 건축 시간을 더욱 단축시킴은 물론 타설 콘크리트 내부에 수분으로 인한 기포 발생을 방지시켜 콘크리트 구조물의 강성이나 내구성을 우수하게 확보하도록 하는 것이다.

특히, 상기한 타설 콘크리트의 양생 과정에서 상기 타설 콘크리트에 포함되어 있는 수분에 대해 전원 공급부(20)에 감전 방지부(21)를 적용하는 것에 의해 누전 방지 및 정상적인 발열 작동을 유지하게 되는 것이다.

이와 같이하여 상기 타설 콘크리트(300)의 양생 과정이 모두 완료되면, 전원 공급부(20)와 매트 본체(10)를 연결하는 전기선(22)을 절단하여 제거하여 주는 마감 공정을 수행하면서 콘크리트 시공 과정을 마감하게 되는 것이다.

이러한 본 발명은 바닥 콘크리트 상부에 발열 매트(100)를 설치하고 상기 발열 매트 상부로 상부 콘크리트를 타설한 후 발열 매트의 전기 인가에 의한 발열 작동으로 타설 콘크리트를 고르게 가열 건조시켜 혹한기에도 신속하고 효과적인 양생 과정을 수행하되, 상기 발열 매트(100)에 설치되어 있는 통기구(400)를 통해 콘크리트의 수분을 배출하여 타설 콘크리트의 수분에 의한 기포 발생으로 강도가 저하되는 것을 방지하여 콘크리트 구조물의 내구성이 우수하게 시공할 수 있는 것이다.

10: 매트 본체
20: 전원 공급부
21: 감전 방지부
30: 은박지
31: 관통공
40: 통기구
41: 중공부

Claims (4)

1. 탄소 섬유를 메쉬 형태로 형성하여 전원 공급시 발열 작동으로 타설 콘크리트를 건조시키는 매트 본체(10)와,
   상기 매트 본체(10)에 전기선으로 연결되어 전원을 공급하고 타설 콘크리트에 포함되어 있는 수분에 의한 누전 방지 및 정상 작동을 유지하도록 감전 방지부(21)를 갖는 전원 공급부(20)와,
   상기 매트 본체(10) 상부에 적층 접합하고 다수의 관통공(31)이 형성된 은박지(30) 및, 상기 은박지 상부에 전후 좌우로 수직 접합하여 타설 콘크리트의 양생과정에서 수분을 외부로 배출하는 통기성 소재의 통기구(40)로 구성한 것을 특징으로 하는 혹한기 콘크리트 양생용 발열 매트.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 통기구(40)는 내부 중앙에 수직의 중공부(41)가 관통 형성된 원통형 구조로 형성하여 구성한 것을 특징으로 하는 혹한기 콘크리트 양생용 발열 매트.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 매트 본체(10)는 전도성을 갖는 금속 알갱이가 포함된 수지로 코팅한 도전성 수지 코팅층을 형성하여 구성한 것을 특징으로 하는 혹한기 콘크리트 양생용 발열 매트.
   
4. 제1항 내지 제3항의 발열 매트를 바닥의 기초 콘크리트 상부에 적층 설치하는 발열 매트 설치 과정과,
   상기 발열 매트 상부에 추가 콘크리트를 타설하는 콘크리트 타설 과정과,
   상기 발열 매트에 전기를 인가하여 발열 매트의 발열 작동으로 타설 콘크리트를 가열하는 것에 의해 경화 처리하되, 발열 매트 상부의 통기구에 의해 타설 콘크리트의 수분을 외부로 배출하면서 경화 처리하는 콘크리트 양생 과정 및,
   상기 발열 매트의 전기선을 절단 분리하는 마감 과정에 의해 시공하는 것을 특징으로 하는 혹한기 콘크리트 구조물 시공 방법.

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