KR20240026817A - Nozzle device for discharging concrete and construction method using the same - Google Patents

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KR20240026817A
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Abstract

급경화 콘크리트와 내부 타설용 콘크리트를 각각 토출하기 위한 복수의 노즐을 포함하는 건축용 3D 프린팅 노즐 장치 및 이를 이용한 건축 방법이 제공된다. 상기 건축용 3D 프린팅 노즐 장치는 서로 분리된 제1 콘크리트 노즐과 제2 콘크리트 노즐; 상기 제1 콘트리트 노즐 내에 배치된 스크류; 및 상기 제1 콘크리트 노즐 내에 배치된 진동 부재를 포함한다.A 3D printing nozzle device for construction including a plurality of nozzles for discharging rapid hardening concrete and concrete for internal pouring, respectively, and a construction method using the same are provided. The 3D printing nozzle device for construction includes a first concrete nozzle and a second concrete nozzle that are separated from each other; a screw disposed within the first concrete nozzle; and a vibration member disposed within the first concrete nozzle.

Description

콘크리트 토출용 노즐 장치 및 이를 이용한 건축 방법{NOZZLE DEVICE FOR DISCHARGING CONCRETE AND CONSTRUCTION METHOD USING THE SAME}Nozzle device for discharging concrete and construction method using the same {NOZZLE DEVICE FOR DISCHARGING CONCRETE AND CONSTRUCTION METHOD USING THE SAME}

본 발명은 콘크리트 토출용 노즐 장치 및 이를 이용한 건축 방법 내지는 시공 방법에 관한 것이다. 상세하게는 급경화 콘크리트와 내부 타설용 콘크리트를 각각 토출하기 위한 복수의 노즐을 포함하는 건축용 3D 프린팅 노즐 장치 및 이를 이용한 건축 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a nozzle device for discharging concrete and a construction method or construction method using the same. In detail, it relates to a 3D printing nozzle device for construction including a plurality of nozzles for discharging rapid hardening concrete and concrete for internal pouring, respectively, and a construction method using the same.

콘크리트는 시멘트와 물, 그리고 모래나 자갈 등의 골재(aggregate)를 혼합한 혼합물 또는 이를 이용한 구조물을 의미한다. 콘크리트는 높은 압축강도를 가져 다양한 건축 및 토목용 구조재료의 주를 이루고 있다.Concrete refers to a mixture of cement, water, and aggregate such as sand or gravel, or a structure using the same. Concrete has high compressive strength and is the main structural material for various construction and civil engineering purposes.

초기에 반죽 상태인 콘크리트가 시간이 지나면 시멘트와 물의 수화 반응이 일어나며 단단하게 굳어진다. 따라서 일반적으로 콘크리트 공사는 벽체나 슬래브(slab) 형상의 거푸집을 설치하고, 거푸집 공간에 반죽 상태의 콘크리트를 타설한 후, 콘크리트를 소정의 시간 동안 양생한 다음 거푸집을 해체하는 방식으로 진행된다. 그러나 위와 같은 일반적인 콘크리트 공사는 시간이 오래 걸리고 거푸집을 설치 및 해체하는 등 물자와 건축 비용이 많이 소요되는 문제가 있다. Concrete, which is initially in a dough state, hardens over time as a hydration reaction between cement and water occurs. Therefore, concrete construction is generally carried out by installing a form in the shape of a wall or slab, pouring dough-like concrete into the form space, curing the concrete for a predetermined period of time, and then dismantling the form. However, general concrete construction such as the above takes a long time and has the problem of requiring a lot of materials and construction costs, such as installing and dismantling the form.

이러한 이유로 3D 프린터와 같이 노즐을 통해 콘크리트 조성물을 토출하는 방식의 공사 방법이 제안되고 있다. For this reason, a construction method that discharges concrete composition through a nozzle, such as a 3D printer, has been proposed.

KRKR 10-2227820 10-2227820 B1B1 KRKR 10-1911404 10-1911404 B1B1 KRKR 10-1616306 10-1616306 B1B1

일반적으로 콘크리트는 그 단독으로 구조재료로 사용되기 보다는 그 내부에 막대 형상의 철근을 삽입한 철근콘크리트(reinforced concrete)로서 사용된다. 콘크리트 재료는 높은 압축강도를 가지나 인장력에 취약하기 때문에 콘크리트 내부에 높은 인장강도를 갖는 철근을 보강하여 압축강도와 인장강도가 모두 높은 구조재료로 활용되고 있다.In general, concrete is not used alone as a structural material, but rather is used as reinforced concrete with bar-shaped rebar inserted into it. Concrete materials have high compressive strength but are vulnerable to tensile strength, so they are used as structural materials with both high compressive and tensile strengths by reinforcing steel bars with high tensile strength inside the concrete.

한편, 건축용 내지는 건설용 3D 프린팅 설비에 사용되는 콘크리트 조성물은 거푸집의 설치 없이 곧바로 3차원 공간에 토출 및 경화가 이루어질 수 있도록 급결제(accelerating agent) 등의 혼화제를 혼합하여 사용한다. 즉, 토출과 동시에 경화가 빠른 시간에 진행되어야지만 거푸집 없이도 토출된 콘크리트 구조물이 붕괴되지 않고 그 형상을 유지하며 완전히 굳어질 수 있다.Meanwhile, concrete compositions used in architectural or construction 3D printing facilities are used by mixing admixtures such as accelerating agents so that they can be discharged and cured in a three-dimensional space immediately without installing a formwork. In other words, curing must proceed quickly upon discharge so that the discharged concrete structure can maintain its shape and be completely hardened without collapsing even without a formwork.

위와 같은 3D 프린팅 방식의 콘크리트 조성물의 특성에 기인하여, 건축용 3D 프린팅 시스템 하에서는 철근콘크리트의 구현이 쉽지 않은 문제가 있다. 이 같은 문제는 특히 내진설계 의무 규정 등과 맞물려 3D 프린팅 건설 시스템의 상용화를 가로막고 있다. 우리나라에서는 건축법, 건축법 시행령, 건축물의 구조기준 등에 관한 규칙 등에서 소정 규모 이상의 건축물에 대해 내진설계를 의무화하고 있다. 그러나 철근콘크리트 없이 내진설계 조건을 만족하는 것은 매우 어려운 일이다.Due to the characteristics of the concrete composition of the 3D printing method as described above, there is a problem in that it is not easy to implement reinforced concrete under the architectural 3D printing system. These problems, especially in conjunction with mandatory seismic design regulations, are preventing the commercialization of 3D printing construction systems. In Korea, earthquake-resistant design is mandatory for buildings of a certain size or larger in the Building Act, Enforcement Decree of the Building Act, and rules on structural standards for buildings. However, it is very difficult to satisfy earthquake-resistant design conditions without reinforced concrete.

또, 3D 프린팅에 사용되는 콘크리트 조성물은 토출과 동시에 경화가 진행되도록 유동성이 매우 낮게 구성된다. 따라서 노즐 장치 내부에서 콘크리트 조성물이 굳지 않고 유동 상태에 있다가, 원활히 토출되도록 구성하는 것이 중요하다.In addition, the concrete composition used in 3D printing has very low fluidity so that hardening proceeds simultaneously with discharge. Therefore, it is important to configure the nozzle device so that the concrete composition is in a fluid state without hardening and is then smoothly discharged.

이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 서로 다른 이종의 콘크리트 조성물을 토출할 수 있는 건축용 3D 프린팅 노즐 장치를 제공하는 것이다. Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to provide a 3D printing nozzle device for construction that can discharge different types of concrete compositions.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 상기 건축용 3D 프린팅 노즐 장치를 포함하는 건축용 3D 프린팅 장치 내지는 3D 프린팅 시스템을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide an architectural 3D printing device or 3D printing system including the architectural 3D printing nozzle device.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 상기 3D 프린팅 시스템을 이용한 구조물의 건축 방법 내지는 시공 방법을 제공하는 것이다.Another problem that the present invention seeks to solve is to provide a method of building or constructing a structure using the 3D printing system.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 상기의 방법으로 건설되어 내구성이 우수한 구조물을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a structure with excellent durability constructed by the above method.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 건축용 3D 프린팅 노즐 장치는 서로 분리된 제1 콘크리트 노즐과 제2 콘크리트 노즐; 상기 제1 콘트리트 노즐 내에 배치된 스크류; 및 상기 제1 콘크리트 노즐 내에 배치된 진동 부재를 포함한다.A 3D printing nozzle device for construction according to an embodiment to solve the above problem includes a first concrete nozzle and a second concrete nozzle that are separated from each other; a screw disposed within the first concrete nozzle; and a vibration member disposed within the first concrete nozzle.

상기 제1 콘크리트 노즐과 제2 콘크리트 노즐은 서로 상하 방향으로 슬라이딩되도록 구성될 수 있다.The first concrete nozzle and the second concrete nozzle may be configured to slide each other in an up and down direction.

또, 상기 제1 콘크리트 노즐의 토출구의 크기는 제2 콘크리트 노즐의 토출구의 크기 보다 작고, 상기 제1 콘크리트 노즐은 급경화 콘크리트 토출용 노즐이고, 상기 제2 콘크리트 노즐은 상기 급경화 콘크리트 보다 점도가 낮은 콘크리트 토출용 노즐일 수 있다.In addition, the size of the discharge port of the first concrete nozzle is smaller than the size of the discharge port of the second concrete nozzle, the first concrete nozzle is a nozzle for discharging rapid hardening concrete, and the second concrete nozzle has a viscosity higher than that of the rapid hardening concrete. It may be a nozzle for low concrete discharge.

상기 급경화 콘크리트는, 시멘트, 플라이애쉬, 및 실리카퓸을 포함하는 결합재로서, 결합재 중량 대비, 65wt% 내지 74wt%의 시멘트, 18wt% 내지 22wt%의 플라이애쉬 및 7.0wt% 내지 13wt%의 실리카퓸을 포함하는 결합재, 상기 결합재 100 중량부에 대하여 140중량부 내지 160중량부의 골재, 상기 결합재 100 중량부에 대하여 13중량부 내지 20중량부의 물, 콘크리트 전체 중량에 대해 2.0wt% 내지 2.8wt%의 유동화제, 및 콘크리트 전체 중량에 대해 0.4wt% 내지 1.0wt%의 응결지연제를 포함할 수 있다.The rapid hardening concrete is a binder containing cement, fly ash, and silica fume, and, relative to the weight of the binder, 65 wt% to 74 wt% of cement, 18 wt% to 22 wt% of fly ash, and 7.0 wt% to 13 wt% of silica fume. A binder containing a binder, 140 to 160 parts by weight of aggregate based on 100 parts by weight of the binder, 13 to 20 parts by weight of water based on 100 parts by weight of the binder, and 2.0 to 2.8 wt% of the total weight of the concrete. It may include a fluidizing agent and a setting retardant of 0.4 wt% to 1.0 wt% based on the total weight of concrete.

또한 몇몇 실시예에서, 상기 노즐 장치는 상기 제1 콘크리트 노즐의 말단에 배치된 흙손판을 더 포함할 수 있다.Additionally, in some embodiments, the nozzle device may further include a trowel plate disposed at an end of the first concrete nozzle.

이 때 상기 흙손판은 회전 가능하게 구성될 수 있다.At this time, the trowel plate may be configured to be rotatable.

또, 상기 흙손판은 물을 분사하는 분사공을 가질 수 있다.Additionally, the trowel plate may have a spray hole for spraying water.

상기 진동 부재는, 상기 스크류 샤프트의 하단부에 배치될 수 있다.The vibration member may be disposed at a lower end of the screw shaft.

상기 제1 콘크리트 노즐을 이용해 콘크리트를 토출하는 것은, 상기 스크류를 이용해 강제 토출하며, 진동 부재를 이용해 콘크리트를 진동시키며 토출하도록 구성될 수 있다.Discharging concrete using the first concrete nozzle may be configured to forcibly discharge the concrete using the screw and discharge the concrete by vibrating it using a vibrating member.

상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 3D 프린팅 노즐 장치를 이용한 건축 방법은, 제1 콘크리트 노즐을 이용해 급경화 콘크리트를 적층 토출하여 서로 이격된 제1 벽체와 제2 벽체를 형성하고, 상기 제1 벽체의 내측면 상에 단열재를 배치하고, 상기 단열재와 제2 벽체 사이에, 제2 콘크리트 노즐을 이용해 내부 콘크리트를 타설하는 것을 포함한다.A construction method using a 3D printing nozzle device for construction according to an embodiment of the present invention to solve the above other problems includes dispensing rapid hardening concrete using a first concrete nozzle to form a first wall and a second wall that are spaced apart from each other. It includes forming an insulation material on the inner surface of the first wall, and pouring internal concrete between the insulation material and the second wall using a second concrete nozzle.

상기 제1 벽체와 제2 벽체를 형성하는 단계와, 내부 콘크리트를 타설하는 단계 사이에, 상기 제1 벽체와 제2 벽체 사이에 철근을 삽입 배치하는 것을 더 포함할 수 있다.Between forming the first wall and the second wall and pouring the internal concrete, the method may further include inserting and arranging reinforcing bars between the first wall and the second wall.

또, 상기 내부 콘크리트의 타설은, 상기 제2 벽체가 완전히 경화되기 전에 수행될 수 있다.Additionally, the pouring of the internal concrete may be performed before the second wall is completely hardened.

이 때 상기 내부 콘크리트는, 상기 제2 벽체를 형성하는 급경화 콘크리트 표면 공극을 충진할 수 있다.At this time, the internal concrete may fill surface voids of the rapidly hardening concrete forming the second wall.

상기 건축 방법은 상기 내부 콘크리트를 타설한 후에, 상기 제1 콘크리트 노즐의 단부를 경화 전의 내부 콘크리트에 부분적으로 삽입하고, 진동 부재를 이용해 다짐하는 단계를 더 포함할 수 있다.The construction method may further include, after pouring the internal concrete, partially inserting the end of the first concrete nozzle into the internal concrete before hardening and compacting it using a vibrating member.

상기 제1 벽체 및 제2 벽체의 외측면의 굴곡은, 내측면의 굴곡 보다 작을 수 있다.The curvature of the outer surfaces of the first wall and the second wall may be smaller than the curvature of the inner surfaces.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다. Specific details of other embodiments are included in the detailed description.

본 발명의 실시예들에 따르면, 급경화 콘크리트(급결 콘크리트)를 토출하는 제1 콘크리트 노즐과 내부 타설용 콘크리트를 토출하는 제2 콘크리트 노즐을 포함하여 3D 프린팅에 소요되는 시간을 저감할 수 있다. 이를 통해 경제성 향상을 도모할 수 있음은 물론 구조물의 내구성 향상에 기여할 수 있다.According to embodiments of the present invention, the time required for 3D printing can be reduced by including a first concrete nozzle for discharging rapid hardening concrete (rapid-setting concrete) and a second concrete nozzle for discharging concrete for internal pouring. This can not only improve economic efficiency but also contribute to improving the durability of the structure.

구체적으로, 제1 콘크리트 노즐을 이용해 급경화 콘크리트를 토출하고 그 내측면에 단열재를 시공한 후, 제2 콘크리트 노즐을 이용해 상대적으로 경화 및 양생에 시간이 소요되는 내부 콘크리트를 타설할 수 있다. 또, 내부 콘크리트를 타설하기 전에 그 내부에 철근 시공 공사를 수행하여 벽체 및/또는 슬래브의 인장 강도를 높이고 내진 설계를 만족할 수 있다.Specifically, after rapidly hardening concrete is discharged using a first concrete nozzle and an insulation material is installed on the inner surface thereof, internal concrete, which takes a relatively long time to harden and cure, can be poured using a second concrete nozzle. In addition, before pouring the internal concrete, reinforcing steel construction work can be performed inside it to increase the tensile strength of the wall and/or slab and satisfy the earthquake-resistant design.

본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.Effects according to embodiments of the present invention are not limited to the contents exemplified above, and further various effects are included in the present specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 3D 프린팅 노즐 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 노즐 장치의 분해사시도이다.
도 3은 도 1의 노즐 장치의 단면도이다.
도 4는 도 1의 노즐 장치의 제2 콘크리트 노즐이 하측 슬라이딩 된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 1의 노즐 장치를 이용한 건축용 3D 프린팅 시스템을 나타낸 모식도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 건축용 3D 프린팅 노즐 장치의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 건축용 3D 프린팅 노즐 장치의 사시도이다.
도 8 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축 방법을 나타낸 도면들이다.
Figure 1 is a perspective view of a 3D printing nozzle device for construction according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exploded perspective view of the nozzle device of Figure 1.
Figure 3 is a cross-sectional view of the nozzle device of Figure 1.
Figure 4 is a perspective view showing a state in which the second concrete nozzle of the nozzle device of Figure 1 is slid downward.
Figure 5 is a schematic diagram showing a 3D printing system for construction using the nozzle device of Figure 1.
Figure 6 is a perspective view of a 3D printing nozzle device for construction according to another embodiment of the present invention.
Figure 7 is a perspective view of a 3D printing nozzle device for construction according to another embodiment of the present invention.
8 to 13 are diagrams showing a construction method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 즉, 본 발명이 제시하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and will be implemented in various different forms, and only the embodiments serve to ensure that the disclosure of the present invention is complete, and those skilled in the art It is provided to fully inform the person of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. That is, various changes may be made to the embodiments presented by the present invention. The embodiments described below are not intended to limit the embodiments, but should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes therefor.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used with meanings that can be commonly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Additionally, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless clearly specifically defined.

공간적으로 상대적인 용어인 '위(above)', '상부(upper)', ‘상(on)’, '아래(below)', '아래(beneath)', '하부(lower)' 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 '아래(below 또는 beneath)'로 기술된 소자는 다른 소자의 '위(above)'에 놓일 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 '아래'는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.Spatially relative terms such as 'above', 'upper', 'on', 'below', 'beneath', and 'lower' are used in the drawing. As shown, it can be used to easily describe the correlation between one element or component and other elements or components. Spatially relative terms should be understood as terms that include different directions of the element when used in addition to the direction shown in the drawings. For example, when an element shown in a drawing is turned over, an element described as 'below or beneath' another element may be placed 'above' the other element. Accordingly, the illustrative term 'down' may include both downward and upward directions.

도면에 도시된 구성요소의 크기, 두께, 폭, 길이 등은 설명의 편의 및 명확성을 위해 과장 또는 축소될 수 있으므로 본 발명이 도시된 형태로 제한되는 것은 아니다.The size, thickness, width, length, etc. of components shown in the drawings may be exaggerated or reduced for convenience and clarity of explanation, so the present invention is not limited to the form shown.

본 명세서에서, '및/또는'은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. '내지'를 사용하여 나타낸 수치 범위는 그 앞과 뒤에 기재된 값을 각각 하한과 상한으로서 포함하는 수치 범위를 나타낸다. '약' 또는 '대략'은 그 뒤에 기재된 값 또는 수치 범위의 20% 이내의 값 또는 수치 범위를 의미한다.As used herein, 'and/or' includes each and every combination of one or more of the mentioned items. Additionally, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used herein, 'comprises' and/or 'comprising' do not exclude the presence or addition of one or more other components in addition to the mentioned components. The numerical range expressed using 'to' indicates a numerical range that includes the values written before and after it as the lower limit and upper limit, respectively. ‘About’ or ‘approximately’ means a value or numerical range within 20% of the value or numerical range stated thereafter.

본 명세서에서, 구성요소를 지칭함에 있어 '제1 구성요소', '제2 구성요소', '제1-1 구성요소' 등과 같이 서수적 수식어는 어느 구성요소와 다른 구성요소를 구별하기 위해 사용되는 것일 뿐이다. 따라서 이하에서 지칭되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 제2 구성요소로 바꾸어 지칭될 수도 있다. 예를 들어, 어느 실시예에서 제1 구성요소로 지칭되는 것은 다른 실시예에서 제2 구성요소로 지칭될 수 있다. 또, 발명의 설명에서 제1 구성요소로 지칭되는 것은 청구항에서 제2 구성요소로 지칭될 수 있음은 물론이다.In this specification, when referring to components, ordinal modifiers such as 'first component', 'second component', '1-1 component', etc. are used to distinguish one component from another component. It just happens. Accordingly, the first component referred to below may be referred to as the second component within the scope of the technical idea of the present invention. For example, what is referred to as a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Also, of course, what is referred to as a first component in the description of the invention may be referred to as a second component in the claims.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 3D 프린팅 노즐 장치의 사시도이다. 도 2는 도 1의 노즐 장치의 분해사시도이다. 도 3은 도 1의 노즐 장치의 단면도이다. 도 4는 도 1의 노즐 장치의 제2 콘크리트 노즐이 하측 슬라이딩 된 상태를 나타낸 사시도이다. 도 5는 도 1의 노즐 장치를 이용한 건축용 3D 프린팅 시스템을 나타낸 모식도이다.Figure 1 is a perspective view of a 3D printing nozzle device for construction according to an embodiment of the present invention. Figure 2 is an exploded perspective view of the nozzle device of Figure 1. Figure 3 is a cross-sectional view of the nozzle device of Figure 1. Figure 4 is a perspective view showing a state in which the second concrete nozzle of the nozzle device of Figure 1 is slid downward. Figure 5 is a schematic diagram showing a 3D printing system for construction using the nozzle device of Figure 1.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 건축용 3D 프린팅 노즐 장치(11)는 제1 콘크리트 노즐(100) 및 제2 콘크리트 노즐(200)을 포함하고, 구동부(500)를 더 포함할 수 있다. 도 5에 표현된 것과 같이 본 실시예에 따른 노즐 장치(11)는 로봇 아암 등의 단부에 결합되어 건축용 3D 프린팅 장치 또는 건축용 3D 프린팅 시스템으로 구현될 수 있다. 1 to 5, the 3D printing nozzle device 11 for construction according to this embodiment includes a first concrete nozzle 100 and a second concrete nozzle 200, and may further include a driving unit 500. You can. As shown in FIG. 5, the nozzle device 11 according to this embodiment can be coupled to the end of a robot arm, etc. and implemented as an architectural 3D printing device or an architectural 3D printing system.

제1 콘크리트 노즐(100)의 내부 공간과 제2 콘크리트 노즐(200)의 내부 공간은 서로 분리되어 서로 상이한 이종(異種)의 콘크리트를 토출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 콘크리트 노즐(100)은 급경화 콘크리트 조성물(또는 PC 타입 콘크리트 조성물)을 토출하고, 제2 콘크리트 노즐(200)은 상대적으로 경화 속도가 느리고 유동성이 큰 콘크리트 조성물(또는 RC 타입 콘크리트 조성물)을 토출할 수 있다.The inner space of the first concrete nozzle 100 and the inner space of the second concrete nozzle 200 may be separated from each other and configured to discharge different types of concrete. For example, the first concrete nozzle 100 discharges a rapidly hardening concrete composition (or a PC type concrete composition), and the second concrete nozzle 200 discharges a concrete composition with a relatively slow hardening speed and high fluidity (or an RC type concrete composition). concrete composition) can be discharged.

제1 콘크리트 노즐(100)은 제2 콘크리트 노즐(200) 보다 길이가 더 길 수 있다. 또, 제1 콘크리트 노즐(100)은 상대적으로 그 내부 공간의 크기(예컨대, 내경)가 큰 상부 노즐부(110) 및 상대적으로 그 내부 공간의 크기가 작은 하부 노즐부(120)를 포함할 수 있다. 상부 노즐부(110)는 대략 내부가 비어 있는 원통 형상이고, 하부 노즐부(120)는 하단부로 갈수록 폭이 작아지는 형상을 가질 수 있다. 하부 노즐부(120)의 하단에는 콘크리트의 토출을 위한 제1 토출구(100h)가 형성될 수 있다.The first concrete nozzle 100 may be longer than the second concrete nozzle 200. In addition, the first concrete nozzle 100 may include an upper nozzle unit 110 with a relatively large internal space (e.g., inner diameter) and a lower nozzle unit 120 with a relatively small internal space. there is. The upper nozzle unit 110 has a substantially hollow cylindrical shape, and the lower nozzle unit 120 may have a shape whose width becomes smaller toward the lower end. A first discharge port 100h for discharging concrete may be formed at the bottom of the lower nozzle unit 120.

제1 콘크리트 노즐(100)의 상부 노즐부(110)는 급경화 콘크리트 호퍼(미도시)와 연결된 콘크리트 주입구(110a)를 가질 수 있다. 콘크리트 주입구(110a)를 통해 제1 콘크리트 노즐(100)의 내부 공간으로 주입된 급경화 콘크리트 조성물은 스크류(300)를 이용해 혼합되고 스크류(300)에 의해 제1 토출구(100h)로 토출될 수 있다.The upper nozzle portion 110 of the first concrete nozzle 100 may have a concrete injection port 110a connected to a rapid hardening concrete hopper (not shown). The rapidly hardening concrete composition injected into the inner space of the first concrete nozzle 100 through the concrete injection port 110a is mixed using the screw 300 and can be discharged through the first discharge port 100h by the screw 300. .

제1 콘크리트 노즐(100)의 내부 공간에는 스크류(300) 및 진동 부재(400)가 배치될 수 있다. 스크류(300)는 스크류 샤프트(310) 및 스크류 샤프트(310)의 외주면 상에 배치된 블레이드(330)를 포함할 수 있다. 스크류(300)를 이용해 급경화 콘크리트를 지속적으로 혼합하며, 제1 콘크리트 노즐(100) 내부에서 급경화 콘크리트의 경화가 진행되는 것을 방지할 수 있다. 또, 급경화 콘크리트 조성물은 내부 콘크리트 조성물에 비해 상대적으로 점도가 높을 수 있다. 따라서 스크류(300)의 블레이드(330)를 이용해 급경화 콘크리트를 밀어내며 제1 토출구(100h)를 통한 강제 토출 및 토출의 중단을 수행할 수 있다.A screw 300 and a vibration member 400 may be disposed in the internal space of the first concrete nozzle 100. The screw 300 may include a screw shaft 310 and a blade 330 disposed on the outer peripheral surface of the screw shaft 310. The rapid hardening concrete is continuously mixed using the screw 300, and hardening of the rapid hardening concrete within the first concrete nozzle 100 can be prevented. Additionally, the rapid hardening concrete composition may have a relatively higher viscosity compared to the internal concrete composition. Therefore, the rapidly hardening concrete can be pushed out using the blade 330 of the screw 300, and forced discharge and discontinuation of discharge through the first discharge port 100h can be performed.

진동 부재(400)는 제1 콘크리트 노즐(100) 내에 배치될 수 있다. 구체적으로, 스크류 샤프트(310)의 하단부 상에 배치될 수 있다. 진동 부재(400)의 구현 방법은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 편심 회전체 등을 이용할 수 있다. 진동 부재(400)는 제1 콘크리트 노즐(100) 및 스크류(300)의 전체적인 진동 내지는 떨림을 야기할 수 있다. 앞서 설명한 것과 같이 급경화 콘크리트 조성물이 제1 콘크리트 노즐(100) 내부에서 의도치 않게 경화되는 것을 방지할 필요가 있다. 따라서 스크류(300)를 이용해 급경화 콘크리트 조성물을 혼합하는 것에 더하여, 스크류 샤프트(310)에 부착된 진동 부재(400)를 이용해 콘크리트 조성물의 경화를 더욱 방지하고 제1 콘크리트 노즐(100)의 막힘을 방지할 수 있다.The vibration member 400 may be disposed within the first concrete nozzle 100. Specifically, it may be placed on the lower end of the screw shaft 310. The method of implementing the vibration member 400 is not particularly limited, but for example, an eccentric rotating body may be used. The vibration member 400 may cause overall vibration or tremor of the first concrete nozzle 100 and the screw 300. As described above, it is necessary to prevent the rapidly hardening concrete composition from unintentionally hardening inside the first concrete nozzle 100. Therefore, in addition to mixing the rapid hardening concrete composition using the screw 300, hardening of the concrete composition is further prevented using the vibration member 400 attached to the screw shaft 310 and clogging of the first concrete nozzle 100 is prevented. It can be prevented.

또, 진동 부재(400)를 이용해 토출된 콘크리트의 다짐을 수행할 수 있다. 즉, 토출된 콘크리트가 뭉치지 않고 평탄하게 펴질 수 있도록 콘크리트 조성물을 고르게 펴지는 기능을 수행할 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.In addition, compaction of the discharged concrete can be performed using the vibrating member 400. In other words, it can perform the function of spreading the concrete composition evenly so that the discharged concrete can be spread evenly without clumping. This will be described later.

제1 콘크리트 노즐(100)에 의해 토출되는 급경화 콘크리트(또는 급결 콘크리트)는 제2 콘크리트 노즐(200)에 의해 토출되는 내부 콘크리트에 비해 경화 속도가 빠르고 점도가 높으며 유동성이 낮을 수 있다. The rapidly hardening concrete (or quick-setting concrete) discharged by the first concrete nozzle 100 may have a faster hardening speed, higher viscosity, and lower fluidity than the internal concrete discharged by the second concrete nozzle 200.

예시적인 실시예에서, 상기 급경화 콘크리트는 골재, 결합재 및 물을 포함하고, 혼화재를 더 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment, the rapid hardening concrete includes aggregate, binder, and water, and may further include an admixture.

골재(aggregate)는 모래, 자갈, 돌, 슬래그 등을 포함할 수 있다. 골재는 결합재와 함께 콘크리트를 구성하며 강도를 높일 수 있다. 골재는 후술할 결합재 100 중량부에 대하여 약 140중량부 내지 160중량부, 또는 약 145중량부 내지 155중량부 포함될 수 있다.Aggregate may include sand, gravel, stones, slag, etc. Aggregates make up concrete together with binders and can increase strength. The aggregate may be included in an amount of about 140 to 160 parts by weight, or about 145 to 155 parts by weight, based on 100 parts by weight of the binder, which will be described later.

결합재는 시멘트, 플라이애쉬 및 실리카퓸을 포함하거나, 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 결합재는 그 중량 대비 약 65wt% 내지 74wt%, 또는 약 68wt% 내지 72wt%, 또는 약 70wt%의 시멘트, 약 18wt% 내지 22wt%, 또는 약 19wt% 내지 21wt%, 또는 약 20wt%의 플라이애쉬 및 7.0wt% 내지 13wt%, 또는 약 8.0wt% 내지 12wt%, 또는 약 9.0wt% 내지 11wt%, 또는 약 10wt%의 실리카퓸을 포함할 수 있다. The binder may include or be comprised of cement, fly ash, and silica fume. For example, the binder may be about 65 wt% to 74 wt%, or about 68 wt% to 72 wt%, or about 70 wt% cement, about 18 wt% to 22 wt%, or about 19 wt% to 21 wt%, or about 20 wt% by weight. of fly ash and 7.0 wt% to 13 wt%, or about 8.0 wt% to 12 wt%, or about 9.0 wt% to 11 wt%, or about 10 wt% of silica fume.

물은 결합재 100 중량부에 대해 약 13중량부 내지 20중량부, 또는 약 14중량부 내지 17중량부, 또는 약 15중량부로 포함될 수 있다.Water may be included in an amount of about 13 to 20 parts by weight, or about 14 to 17 parts by weight, or about 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the binder.

혼화재(또는 혼화제)는 콘크리트 조성물에 급결 특성을 부여하기 위해 사용될 수 있다. 혼화재는 유동화제 및 응결지연제를 포함할 수 있다. 유동화제와 응결지연제의 함량비에 따라 3D 프린팅 건축에 사용할 수 있는 콘크리트 조성물을 제공할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 급경화 콘크리트 조성물 전체 중량에 대하여, 유동화제는 약 2.0wt% 내지 2.8wt% 또는 약 2.2wt% 내지 2.6wt%, 또는 약 2.4wt% 포함될 수 있다. 또, 급경화 콘크리트 조성물 전체 중량에 대하여, 응결지연제는 약 0.4wt% 내지 1.0wt%, 또는 약 0.6wt% 내지 0.8wt%, 또는 약 0.7wt% 포함될 수 있다.Admixtures (or admixtures) may be used to impart rapid setting properties to the concrete composition. Admixtures may include fluidizing agents and setting retarders. Depending on the content ratio of the fluidizer and the setting retardant, a concrete composition that can be used in 3D printing construction can be provided. In an exemplary embodiment, the fluidizing agent may be included in an amount of about 2.0 wt% to 2.8 wt%, or about 2.2 wt% to 2.6 wt%, or about 2.4 wt%, based on the total weight of the rapid hardening concrete composition. Additionally, based on the total weight of the rapid hardening concrete composition, the setting retardant may be included in an amount of about 0.4 wt% to 1.0 wt%, or about 0.6 wt% to 0.8 wt%, or about 0.7 wt%.

제2 콘크리트 노즐(200)은 전체적으로 내부가 비어 있는 대략 원통 형상일 수 있다. 제2 콘크리트 노즐(200)의 하단에는 콘크리트의 토출을 위한 제2 토출구(200h)가 형성될 수 있다. 도면으로 표현하지 않았으나, 제2 콘크리트 노즐(200)의 상단부는 내부 콘크리트 호퍼(미도시)와 연결될 수 있다.The second concrete nozzle 200 may have a generally hollow cylindrical shape. A second discharge port 200h for discharging concrete may be formed at the bottom of the second concrete nozzle 200. Although not shown in the drawing, the upper end of the second concrete nozzle 200 may be connected to an internal concrete hopper (not shown).

제2 토출구(200h)는 제1 토출구(100h)에 비해 큰 크기, 예를 들어 내경을 가질 수 있다. 비제한적인 예시로, 제1 토출구(100h) 및 제2 토출구(200h)는 각각 평면상 원 형상을 가지되, 제1 토출구(100h)의 내경은 약 30mm 내지 40mm, 또는 약 32mm 내지 38mm의 크기를 가지고, 제2 토출구(200h)의 내경은 약 45mm 내지 55mm, 또는 약 47mm 내지 53mm의 크기를 가질 수 있다. 제1 토출구(100h)를 통해 토출되는 콘크리트 조성물은 3D 프린팅 방식으로 원하는 위치에 정밀하게 토출되고 토출과 동시에 경화가 이루어질 수 있다. 따라서 상대적으로 작은 토출구를 이용해 정밀한 토출을 도모할 수 있다. 반면, 후술할 바와 같이 제2 토출구(200h)를 통해 토출되는 콘크리트 조성물은 내부 콘크리트로서 원활한 토출이 요구될 수 있다. 또, 내부 콘크리트 조성물은 급경화 콘크리트 조성물에 비해 골재의 함량이 높을 수 있다. 따라서 상대적으로 큰 토출구를 이용해 원활한 토출을 도모할 수 있다.The second outlet 200h may have a larger size, for example, an inner diameter, than the first outlet 100h. As a non-limiting example, the first discharge port (100h) and the second discharge port (200h) each have a circular shape in plan, and the inner diameter of the first discharge port (100h) is about 30 mm to 40 mm, or about 32 mm to 38 mm. The inner diameter of the second discharge port 200h may be about 45 mm to 55 mm, or about 47 mm to 53 mm. The concrete composition discharged through the first discharge port (100h) can be precisely discharged at a desired location using a 3D printing method and hardened simultaneously with discharge. Therefore, precise discharge can be achieved using a relatively small discharge port. On the other hand, as will be described later, the concrete composition discharged through the second discharge port 200h may be required to be smoothly discharged as internal concrete. Additionally, the internal concrete composition may have a higher aggregate content than the rapid hardening concrete composition. Therefore, smooth discharge can be achieved by using a relatively large discharge port.

예시적인 실시예에서, 제1 콘크리트 노즐(100)과 제2 콘크리트 노즐(200)은 서로 간에 상하 방향으로 상대적인 위치가 변화하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 콘크리트 노즐(100)의 측면 상에는 상하 방향으로 연장된 가이드 레일(250)이 구비되고, 제1 콘크리트 노즐(100)을 기준으로 제2 콘크리트 노즐(200)은 가이드 레일(250)을 따라 슬라이딩 이동할 수 있다. 또, 제2 콘크리트 노즐(200)의 상하 방향으로의 길이는 제1 콘크리트 노즐(100)의 하부 노즐부(120)의 길이 보다 길 수 있다.In an exemplary embodiment, the first concrete nozzle 100 and the second concrete nozzle 200 may be configured to change their relative positions in the vertical direction. For example, a guide rail 250 extending in the vertical direction is provided on the side of the first concrete nozzle 100, and the second concrete nozzle 200 has a guide rail 250 based on the first concrete nozzle 100. ) can be slid along. Additionally, the vertical length of the second concrete nozzle 200 may be longer than the length of the lower nozzle portion 120 of the first concrete nozzle 100.

앞서 설명한 것과 같이 제1 콘크리트 노즐(100)과 제2 콘크리트 노즐(200)을 포함하는 노즐 장치(11)는 로봇 아암 등과 결합되어 건축용 3D 프린팅 시스템을 구성할 수 있다. 이 때 제1 콘크리트 노즐(100)을 통한 콘크리트 토출과 제2 콘크리트 노즐(200)을 통한 콘크리트 토출은 동시에 수행되기 보다는, 공정 진척에 따라 순착적으로 또는 선택적으로 이루어질 수 있다. 이 때 평소 상태 또는 제1 콘크리트 노즐(100)을 사용하는 동안에는 제2 콘크리트 노즐(200)이 상측으로 이동하여 간섭을 방지할 수 있다. 또, 제2 콘크리트 노즐(200)을 사용하는 동안에는 제2 콘크리트 노즐(200)이 하측으로 이동하여 제1 토출구(100h)에 비해 제2 토출구(200h)가 하측으로 돌출되게 구성함으로써 간섭을 방지할 수 있다. 제2 콘크리트 노즐(200)의 이동 속도는 약 30cm/s 내지 50cm/s, 또는 약 35cm/s 내지 40cm/s로 구현될 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.As described above, the nozzle device 11 including the first concrete nozzle 100 and the second concrete nozzle 200 can be combined with a robot arm, etc. to form a 3D printing system for construction. At this time, concrete discharge through the first concrete nozzle 100 and concrete discharge through the second concrete nozzle 200 may be performed sequentially or selectively according to the progress of the process, rather than being performed simultaneously. At this time, under normal conditions or while using the first concrete nozzle 100, the second concrete nozzle 200 moves upward to prevent interference. In addition, while using the second concrete nozzle 200, the second concrete nozzle 200 moves downward and the second discharge port (200h) protrudes downward compared to the first discharge port (100h) to prevent interference. You can. The moving speed of the second concrete nozzle 200 may be implemented at about 30 cm/s to 50 cm/s, or about 35 cm/s to 40 cm/s, but the present invention is not limited thereto.

이를 위해 구동부(500)가 구비될 수 있다. 구동부(500)는 한 개 이상의 모터를 포함할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 구동부(500)는 스크류(300)의 회전, 진동 부재(400)의 진동 및/또는 제2 콘크리트 노즐(200)의 상하 방향 이동 중 하나 이상을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 1 등은 베벨 기어 구조를 이용해 스크류(300)를 회전시키도록 구성된 경우를 예시하고 있다. For this purpose, a driving unit 500 may be provided. The driving unit 500 may include one or more motors, but the present invention is not limited thereto. The driving unit 500 may be configured to perform one or more of rotation of the screw 300, vibration of the vibration member 400, and/or vertical movement of the second concrete nozzle 200. For example, Figure 1 and the like illustrate a case where the screw 300 is configured to rotate using a bevel gear structure.

본 실시예에 따를 경우, 높은 점성을 갖는 급경화 콘크리트를 제1 콘크리트 노즐(100)을 이용해 원활하고 안정적으로 공급할 수 있다. 따라서 작업성과 작업 효율을 높일 수 있다. 또, 서로 다른 복수 종류의 콘크리트 조성물을 토출함에 있어서, 급경화 콘크리트가 완전히 경화되기 전에 내부 콘크리트 조성물을 타설하는 등 타설 시점의 정밀한 제어가 가능할 수 있다. 따라서 노즐 장치(11)를 이용해 건축된 구조물의 내구성을 높일 수 있다.According to this embodiment, rapidly hardening concrete with high viscosity can be smoothly and stably supplied using the first concrete nozzle 100. Therefore, workability and work efficiency can be improved. In addition, when discharging a plurality of different types of concrete compositions, precise control of the pouring time may be possible, such as pouring the internal concrete composition before the rapid hardening concrete is completely hardened. Therefore, the durability of the structure built using the nozzle device 11 can be increased.

이하, 본 발명의 다른 실시예들에 대해 설명한다. 다만, 전술한 실시예와 동일하거나 극히 유사한 구성에 대한 설명은 생략하며, 이는 첨부된 도면으로부터 본 기술분야에 속하는 통상의 기술자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.Hereinafter, other embodiments of the present invention will be described. However, the description of the same or extremely similar configuration as the above-described embodiment will be omitted, and this will be clearly understood by those skilled in the art from the attached drawings.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 건축용 3D 프린팅 노즐 장치의 사시도이다.Figure 6 is a perspective view of a 3D printing nozzle device for construction according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 건축용 3D 프린팅 노즐 장치(12)는 제1 콘크리트 노즐(100)의 하부 노즐부 단부에 배치된 흙손판(600)을 더 포함하는 점이 도 1 등의 실시예에 따른 노즐 장치와 상이한 점이다.Referring to FIG. 6, the 3D printing nozzle device 12 for construction according to this embodiment further includes a trowel plate 600 disposed at the end of the lower nozzle portion of the first concrete nozzle 100, as shown in FIG. 1. This is different from the nozzle device according to the example.

흙손판(600)(또는 미장 부재)은 수직 방향이 속하는 평면 공간 상에 놓일 수 있다. 후술할 바와 같이, 3D 프린팅 방식으로 급경화 콘크리트를 적층 형성할 경우, 그 측면이 울퉁불퉁한 요철 구조를 가질 수 있다. 따라서 제1 콘크리트 노즐(100)을 이용해 급경화 콘크리트를 토출함과 동시에, 또는 그 직후에 흙손판(600)을 이용하여 토출된 급경화 콘크리트의 측면을 매끄럽게 가압할 수 있다. The trowel plate 600 (or plastering member) may be placed on a plane space to which the vertical direction belongs. As will be described later, when rapidly hardening concrete is laminated using a 3D printing method, the side may have a bumpy and concave-convex structure. Therefore, at the same time as the rapid hardening concrete is discharged using the first concrete nozzle 100, or immediately after, the side of the discharged rapid hardening concrete can be smoothly pressed using the trowel plate 600.

이를 위해 흙손판(600)은 제1 토출구(100h)와 인접하여 제1 콘크리트 노즐(100)의 하단부에 배치되되, 상하 방향으로의 이동 및 제1 콘크리트 노즐(100)의 외주 방향으로의 평면상 회전이 가능하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 콘크리트 노즐(100)을 통해 급경화 콘크리트가 토출되는 동작을 수행할 때에 흙손판(600)은 하방으로 슬라이딩 이동되어 제1 토출구(100h) 보다 하측으로 돌출되게 위치할 수 있다. 또는, 기입력된 도면에 따라 노즐 장치(12)를 이용해 벽체를 형성할 때에, 벽체의 수평 방향 곡선 구조에 따라 흙손판(600)이 회전 이동하며 부드러운 가장자리를 형성하도록 구성될 수 있다.For this purpose, the trowel plate 600 is disposed at the lower end of the first concrete nozzle 100 adjacent to the first discharge port 100h, and moves in the vertical direction and on a plane in the outer circumferential direction of the first concrete nozzle 100. It may be configured to allow rotation. For example, when performing the operation of discharging rapid hardening concrete through the first concrete nozzle 100, the trowel plate 600 may be slidably moved downward and positioned to protrude lower than the first discharge port 100h. . Alternatively, when forming a wall using the nozzle device 12 according to a previously entered drawing, the trowel plate 600 may be configured to rotate and move according to the horizontal curved structure of the wall to form a smooth edge.

몇몇 실시예에서, 흙손판(600)의 내측면, 즉 제1 토출구(100h)를 향하는 면에는 물을 분사하는 분사공(미도시)이 형성될 수 있다. 흙손판(600)을 이용해 급경화 콘크리트가 형성하는 벽체의 표면을 매끄럽게 눌러줄 때 흙손판(600)의 분사공에서 물을 분사하며 미장 작업을 수행하여 작업 효율을 높일 수 있다.In some embodiments, a spray hole (not shown) that sprays water may be formed on the inner surface of the trowel plate 600, that is, the surface facing the first discharge hole 100h. When the surface of a wall formed by rapidly hardening concrete is pressed smoothly using the trowel plate 600, water is sprayed from the spray hole of the trowel plate 600 to perform plastering work, thereby increasing work efficiency.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 건축용 3D 프린팅 노즐 장치의 사시도이다.Figure 7 is a perspective view of a 3D printing nozzle device for construction according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 건축용 3D 프린팅 노즐 장치(13)는 제1 콘크리트 노즐(100)의 하단부에 배치된 경화도 판별 부재(700)를 더 포함하는 점이 도 6의 실시예에 따른 노즐 장치와 상이한 점이다.Referring to FIG. 7, the 3D printing nozzle device 13 for construction according to the present embodiment further includes a degree of hardness determination member 700 disposed at the lower end of the first concrete nozzle 100. This is different from the nozzle device that follows.

경화도 판별 부재(700)는 제1 콘크리트 노즐(100)의 하부 노즐부의 측면 상에 돌출 배치될 수 있다. 예를 들어, 경화도 판별 부재(700)는 핀(710) 및 탄성 부재(730)를 포함할 수 있다.The degree of hardness determination member 700 may be protrudingly disposed on the side of the lower nozzle portion of the first concrete nozzle 100. For example, the degree of hardness determination member 700 may include a pin 710 and an elastic member 730.

앞서 설명한 것과 같이 내구성이 우수한 구조물을 시공하기 위해서는 제1 콘크리트 노즐(100)을 이용해 토출되는 급경화 콘크리트와 제2 콘크리트 노즐(200)을 이용해 토출되는 내부 콘크리트의 토출 시점이 중요한 요소가 될 수 있다. 예를 들어, 후술할 바와 같이 급경화 콘크리트가 소정의 정도로 경화되되, 완전히 경화되지 않은 시점에서 내부 콘크리트의 토출이 요구될 수 있다. 따라서 노즐 장치(13)의 경화도 판별 부재(700)를 이용해 급경화 콘크리트의 경화 정도를 판별할 수 있다. 즉, 노즐 장치(13)는 기입력된 도면 정보에 기초해 수평 방향으로 이동하며 원하는 위치에 급경화 콘크리트를 토출하고, 동시에 수평 방향으로 이동하며 급경화 콘크리트의 경화 정도를 판단하도록 구성될 수 있다.As described above, in order to construct a structure with excellent durability, the discharge timing of the rapid hardening concrete discharged using the first concrete nozzle 100 and the internal concrete discharged using the second concrete nozzle 200 can be an important factor. . For example, as will be described later, discharge of internal concrete may be required when rapidly hardening concrete has hardened to a certain degree but has not completely hardened. Therefore, the degree of hardening of the rapidly hardening concrete can be determined using the degree of hardening determination member 700 of the nozzle device 13. That is, the nozzle device 13 moves in the horizontal direction based on the inputted drawing information to discharge rapid hardening concrete at a desired location, and at the same time moves in the horizontal direction to determine the degree of hardening of the rapid hardening concrete. .

구체적으로, 핀(710)을 이용해 급경화 콘크리트를 가압할 수 있다. 이 때 급경화 콘크리트의 경화 정도에 따라 핀(710)에 가해지는 반작용 힘이 달라질 수 있다. 이 때 핀(710)을 용수철 등의 탄성 부재(730)를 이용해 지지함으로써 반작용 힘을 측정 내지는 추정할 수 있다. 예를 들어, 급경화 콘크리트가 경화된 정도가 클 경우, 핀(710)이 콘크리트 벽체 내부로 삽입되기 보다는 탄성 부재(730)를 가압하여 핀(710)이 내측으로 삽입될 수 있다. 다른 예를 들어, 급경화 콘크리트가 경화된 정도가 작을 경우, 핀(710)이 적어도 부분적으로 콘크리트 벽체 내부로 삽입되어 탄성 부재(730)를 가압하는 정도가 작을 수 있다.Specifically, rapid hardening concrete can be pressed using the pin 710. At this time, the reaction force applied to the pin 710 may vary depending on the degree of hardening of the rapidly hardening concrete. At this time, the reaction force can be measured or estimated by supporting the pin 710 using an elastic member 730 such as a spring. For example, when the hardening degree of rapidly hardening concrete is large, the pin 710 may be inserted inside by pressing the elastic member 730 rather than being inserted into the concrete wall. For another example, when the hardening degree of the rapidly hardening concrete is small, the pin 710 may be at least partially inserted into the concrete wall and the degree to which the elastic member 730 is pressed may be small.

이하, 본 발명에 따른 3D 프린팅 방식의 건축 방법 내지는 시공 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a 3D printing construction method or construction method according to the present invention will be described.

도 8 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축 방법을 나타낸 도면들이다.8 to 13 are diagrams showing a construction method according to an embodiment of the present invention.

우선 도 8을 참조하면, 지면 상에 제1 벽체(810) 및 제2 벽체(820)를 형성한다. 제1 벽체(810)와 제2 벽체(820) 중 어느 하나는 구조물(건축물)의 외벽이고, 다른 하나는 구조물의 내벽에 상응할 수 있다.First, referring to FIG. 8, a first wall 810 and a second wall 820 are formed on the ground. One of the first wall 810 and the second wall 820 may correspond to the outer wall of the structure (building), and the other may correspond to the inner wall of the structure.

제1 벽체(810)와 제2 벽체(820)는 3D 프린팅 방식을 통해 적층 형성될 수 있다. 즉, 노즐 장치(11)의 제1 콘크리트 노즐(100)을 통해 급경화 콘크리트를 토출하여 형성될 수 있다. 이 때 노즐 장치(11)의 제1 콘크리트 노즐(100)은 수평 방향으로 수차례 왕복 이동하며 급경화 콘크리트를 수직 방향으로 적층할 수 있다. 이에 따라 제1 벽체(810) 및/또는 제2 벽체(820)의 측면은 울퉁불퉁한 요철 구조를 가질 수 있다. 흙손판을 이용해 제1 벽체(810)와 제2 벽체(820)의 표면을 매끄럽게 가공할 수 있음은 전술한 바와 같다.The first wall 810 and the second wall 820 may be formed by stacking them using a 3D printing method. That is, it can be formed by discharging rapidly hardening concrete through the first concrete nozzle 100 of the nozzle device 11. At this time, the first concrete nozzle 100 of the nozzle device 11 can reciprocate in the horizontal direction several times and stack rapidly hardening concrete in the vertical direction. Accordingly, the side surfaces of the first wall 810 and/or the second wall 820 may have an uneven uneven structure. As described above, the surfaces of the first wall 810 and the second wall 820 can be processed smoothly using a trowel plate.

이어서 도 9를 더 참조하면, 서로 수평 방향으로 이격된 제1 벽체(810)와 제2 벽체(820) 사이에 단열재(830)를 배치한다. 예를 들어, 제1 벽체(810)의 내측면과 맞닿도록 제1 벽체(810)의 내측면 상에 단열재(830)를 배치한다. 단열재(830)의 종류는 공지의 것을 이용할 수 있는 바 구체적인 설명은 생략한다.Next, with further reference to FIG. 9, an insulating material 830 is disposed between the first wall 810 and the second wall 820, which are spaced apart from each other in the horizontal direction. For example, the insulation material 830 is disposed on the inner surface of the first wall 810 so as to contact the inner surface of the first wall 810. As the type of insulating material 830 may be known, detailed description will be omitted.

이어서 도 10을 더 참조하면, 제1 벽체(810)와 제2 벽체(820)의 사이, 구체적으로 단열재(530)와 제2 벽체(820) 사이에 철근(840)을 배치한다. 예를 들어, 수직 방향으로 연장된 형상의 철근(840)을 지면에 삽입 시공할 수 있다. Next, with further reference to FIG. 10, reinforcing bars 840 are placed between the first wall 810 and the second wall 820, specifically between the insulation material 530 and the second wall 820. For example, reinforcing bars 840 extending in the vertical direction can be inserted into the ground.

이어서 도 11을 더 참조하면, 제1 벽체(810)와 제2 벽체(820)의 사이에 내부 콘크리트(850)를 타설한다. 즉, 노즐 장치(11)의 제2 콘크리트 노즐(200)을 이용해 상대적으로 유동성이 크고, 양생 후에 강도가 증가하는 내부 콘크리트(850)를 타설하여 제1 벽체(810)와 제2 벽체(820) 사이를 충진할 수 있다. 내부 콘크리트(850)의 토출 과정에서 제2 콘크리트 노즐(200)이 제1 콘크리트 노즐(100)에 비해 상대적으로 하방 이동하며 간섭을 최소화할 수 있음은 전술한 바와 같다.Next, with further reference to FIG. 11, internal concrete 850 is poured between the first wall 810 and the second wall 820. That is, the internal concrete 850, which has relatively high fluidity and increases strength after curing, is poured using the second concrete nozzle 200 of the nozzle device 11 to form the first wall 810 and the second wall 820. The gap can be filled. As described above, in the process of discharging the internal concrete 850, the second concrete nozzle 200 moves relatively downward compared to the first concrete nozzle 100, thereby minimizing interference.

앞서 설명한 것과 같이, 내부 콘크리트(850)의 타설 전에 철근(840)이 시공된 상태인 경우, 내부 콘크리트(850)는 철근(840)을 감싸며 충진될 수 있다. 따라서 구조물의 내구성이 높아질 수 있다.As described above, when the reinforcing bars 840 are constructed before the pouring of the internal concrete 850, the internal concrete 850 may be filled to surround the reinforcing bars 840. Therefore, the durability of the structure can be increased.

또 몇몇 실시예에서, 내부 콘크리트(850)의 타설은 제1 벽체(810)와 제2 벽체(820)를 구성하는 급경화 콘크리트가 완전히 경화되기 전에 이루어질 수 있다. 이 경우 내부 콘크리트(850)는 제1 벽체(810)와 제2 벽체(820)의 울퉁불퉁한 내측면 및 그 표면의 미세한 공극을 충진할 수 있다. 따라서 급경화 콘크리트로 형성되는 제1 벽체(810)와 제2 벽체(820) 및 그 사이에 충진된 내부 콘크리트 간의 계면 접착력이 높아질 수 있다.In addition, in some embodiments, the pouring of the internal concrete 850 may be performed before the rapidly hardening concrete constituting the first wall 810 and the second wall 820 is completely hardened. In this case, the internal concrete 850 can fill the uneven inner surfaces of the first wall 810 and the second wall 820 and the fine pores on their surfaces. Therefore, the interfacial adhesion between the first wall 810 and the second wall 820 formed of rapidly hardening concrete and the internal concrete filled between them can be increased.

이어서 도 12를 더 참조하면, 노즐 장치(11)의 단부, 예를 들어 제1 콘크리트 노즐(100)의 하단부를 타설된 내부 콘크리트(850)에 적어도 부분적으로 삽입하고, 진동 부재를 이용해 내부 콘크리트(850)의 다짐을 수행할 수 있다. 제2 콘크리트 노즐에서 토출된 내부 콘크리트는 완전히 평평하거나 고르게 충진되지 않고 일부가 뭉쳐진 상태일 수 있다. 이 때 사람이 직접 다짐 작업을 수행하거나, 내부 콘크리트가 자연적으로 펼쳐지길 기다리기 보다 노즐 장치(11)의 진동 부재를 이용해 다짐 공정을 수행하여 시공 기간을 단축시키고 작업 안정성을 높일 수 있다.Next, with further reference to FIG. 12, the end of the nozzle device 11, for example, the lower end of the first concrete nozzle 100, is at least partially inserted into the poured inner concrete 850, and the inner concrete (850) is inserted using a vibrating member. 850) resolutions can be carried out. The internal concrete discharged from the second concrete nozzle may not be completely flat or evenly filled and may be partially agglomerated. At this time, rather than performing the compaction work directly or waiting for the internal concrete to naturally spread, the compaction process can be performed using the vibrating member of the nozzle device 11 to shorten the construction period and increase work stability.

이어서 도 13을 더 참조하면, 제1 벽체(810)와 제2 벽체(820)를 수직 방향으로 더욱 적층 형성한다. 제1 벽체(810)와 제2 벽체(820)는 노즐 장치(11)의 제1 콘크리트 노즐(100)을 통해 급경화 콘크리트를 토출하여 형성할 수 있음은 전술한 바와 같다.Next, with further reference to FIG. 13, the first wall 810 and the second wall 820 are further stacked in the vertical direction. As described above, the first wall 810 and the second wall 820 can be formed by discharging rapidly hardening concrete through the first concrete nozzle 100 of the nozzle device 11.

본 발명에 따른 건축 방법은 상기의 과정을 반복하며 3D 프린팅 방식으로 구조물의 벽체를 형성할 수 있다. The construction method according to the present invention can repeat the above process and form the walls of the structure by 3D printing.

도면으로 표현하지 않았으나, 노즐 장치의 하단부에 설치된 흙손판을 이용하여 제1 벽체(810) 또는 제2 벽체(820)의 외측면을 매끄럽게 가공할 경우, 제1 벽체(810)의 내외면 및 제2 벽체(820)의 내외면의 울퉁불퉁한 정도는 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 벽체(810)의 제2 벽체(820)를 향하는 내측면의 굴곡은 제1 벽체(810)의 외측면의 굴곡 보다 클 수 있다. 마찬가지로, 제2 벽체(820)의 제1 벽체(810)를 향하는 내측면의 굴곡은 제2 벽체(820)의 외측면의 굴곡 보다 클 수 있다. 제1 벽체(810) 및 제2 벽체(820)는 구조물의 외관을 이루기 때문에 흙손판(미도시)을 이용하여 매끄럽게 가공하되, 제1 벽체(810) 및 제2 벽체(820)의 내측면의 요철을 이용해 내부 콘크리트(850)와의 계면 접착력과 내구성을 향상시킬 수 있다.Although not shown in the drawing, when the outer surface of the first wall 810 or the second wall 820 is processed smoothly using the trowel plate installed at the lower end of the nozzle device, the inner and outer surfaces of the first wall 810 and the second wall 820 are processed smoothly. 2 The degree of unevenness of the inner and outer surfaces of the wall 820 may vary. For example, the curvature of the inner surface of the first wall 810 facing the second wall 820 may be greater than the curvature of the outer surface of the first wall 810. Likewise, the curvature of the inner surface of the second wall 820 facing the first wall 810 may be greater than the curvature of the outer surface of the second wall 820. Since the first wall 810 and the second wall 820 form the exterior of the structure, they are processed smoothly using a trowel plate (not shown), and the inner surfaces of the first wall 810 and the second wall 820 are processed smoothly. By using irregularities, the interfacial adhesion and durability with the internal concrete (850) can be improved.

본 발명에 따를 경우, 원하는 건축물을 온라인으로 설계하고 주문하는 것과 같이 쉽고 간편하게 벽체의 설계와 시공을 달성할 수 있다. 따라서 건설 산업의 새로운 수요를 발굴할 수 있고 건축주의 개성을 표현한 비정형 디자인 건축을 달성할 수 있다.According to the present invention, the design and construction of a wall can be achieved easily and conveniently, such as designing and ordering a desired building online. Therefore, it is possible to discover new demands in the construction industry and achieve atypical design architecture that expresses the individuality of the client.

또, 기존의 거푸집을 이용한 콘크리트의 타설 및 양생 공정은 시간이 오래 소요되고 인력에 의존하여 비경제적인 한계가 있다. 또한 안전 사고의 문제가 항상 뒤따른다. 그러나 본 발명에 따를 경우 거푸집의 설치 및 철거를 생략할 수 있다. 동시에 3D 프린팅 방식임에도 불구하고 철근콘크리트 구조 등을 달성할 수 있다. In addition, the pouring and curing process of concrete using existing formwork takes a long time and relies on manpower, which has uneconomical limitations. Additionally, the problem of safety accidents always follows. However, according to the present invention, the installation and removal of the form can be omitted. At the same time, even though it is a 3D printing method, it is possible to achieve a reinforced concrete structure.

이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. Although the description has been made above with a focus on embodiments of the present invention, this is merely an example and does not limit the present invention, and those skilled in the art will be able to understand the present invention without departing from the essential characteristics of the embodiments of the present invention. It will be apparent that various modifications and applications not exemplified above are possible.

따라서 본 발명의 범위는 이상에서 예시된 기술 사상의 변경물, 균등물 내지는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the scope of the present invention should be understood to include changes, equivalents, or substitutes of the technical ideas exemplified above. For example, each component specifically shown in the embodiments of the present invention can be modified and implemented. And these variations and differences in application should be construed as being included in the scope of the present invention as defined in the appended claims.

11: 건축용 3D 프린팅 노즐 장치
100: 제1 콘크리트 노즐
200: 제2 콘크리트 노즐
300: 스크류
400: 진동 부재
500: 구동부
11: 3D printing nozzle device for construction
100: first concrete nozzle
200: Second concrete nozzle
300: screw
400: Vibration member
500: driving part

Claims (11)

서로 분리된 제1 콘크리트 노즐과 제2 콘크리트 노즐;
상기 제1 콘트리트 노즐 내에 배치된 스크류; 및
상기 제1 콘크리트 노즐 내에 배치된 진동 부재를 포함하는 건축용 3D 프린팅 노즐 장치.
A first concrete nozzle and a second concrete nozzle separated from each other;
a screw disposed within the first concrete nozzle; and
A 3D printing nozzle device for construction including a vibration member disposed within the first concrete nozzle.
제1항에 있어서,
상기 제1 콘크리트 노즐과 제2 콘크리트 노즐은 서로 상하 방향으로 슬라이딩되도록 구성되고,
상기 제1 콘크리트 노즐의 토출구의 크기는 제2 콘크리트 노즐의 토출구의 크기 보다 작고,
상기 제1 콘크리트 노즐은 급경화 콘크리트 토출용 노즐이고,
상기 제2 콘크리트 노즐은 상기 급경화 콘크리트 보다 점도가 낮은 콘크리트 토출용 노즐인 건축용 3D 프린팅 노즐 장치.
According to paragraph 1,
The first concrete nozzle and the second concrete nozzle are configured to slide each other in an upward and downward direction,
The size of the discharge port of the first concrete nozzle is smaller than the size of the discharge port of the second concrete nozzle,
The first concrete nozzle is a nozzle for discharging rapid hardening concrete,
The second concrete nozzle is a 3D printing nozzle device for construction that is a nozzle for discharging concrete with a lower viscosity than the rapidly hardening concrete.
제2항에 있어서,
상기 급경화 콘크리트는,
시멘트, 플라이애쉬, 및 실리카퓸을 포함하는 결합재로서, 결합재 중량 대비, 65wt% 내지 74wt%의 시멘트, 18wt% 내지 22wt%의 플라이애쉬 및 7.0wt% 내지 13wt%의 실리카퓸을 포함하는 결합재,
상기 결합재 100 중량부에 대하여 140중량부 내지 160중량부의 골재,
상기 결합재 100 중량부에 대하여 13중량부 내지 20중량부의 물,
콘크리트 전체 중량에 대해 2.0wt% 내지 2.8wt%의 유동화제, 및
콘크리트 전체 중량에 대해 0.4wt% 내지 1.0wt%의 응결지연제를 포함하는, 건축용 3D 프린팅 노즐 장치.
According to paragraph 2,
The rapid hardening concrete,
A binder containing cement, fly ash, and silica fume, based on the weight of the binder, comprising 65 wt% to 74 wt% of cement, 18 wt% to 22 wt% of fly ash, and 7.0 wt% to 13 wt% of silica fume,
140 to 160 parts by weight of aggregate based on 100 parts by weight of the binder,
13 to 20 parts by weight of water based on 100 parts by weight of the binder,
2.0 wt% to 2.8 wt% of a fluidizing agent based on the total weight of concrete, and
A 3D printing nozzle device for construction, comprising 0.4 wt% to 1.0 wt% of a setting retardant based on the total weight of concrete.
제1항에 있어서,
상기 제1 콘크리트 노즐의 말단에 배치된 흙손판을 더 포함하는 건축용 3D 프린팅 노즐 장치.
According to paragraph 1,
A 3D printing nozzle device for construction further comprising a trowel plate disposed at an end of the first concrete nozzle.
제4항에 있어서,
상기 흙손판은 회전 가능하게 구성되고,
상기 흙손판은 물을 분사하는 분사공을 갖는 건축용 3D 프린팅 노즐 장치.
According to clause 4,
The trowel plate is configured to be rotatable,
The trowel plate is a 3D printing nozzle device for construction having a spray hole for spraying water.
제1항에 있어서,
상기 진동 부재는, 상기 스크류 샤프트의 하단부에 배치되고,
상기 제1 콘크리트 노즐을 이용해 콘크리트를 토출하는 것은, 상기 스크류를 이용해 강제 토출하며, 진동 부재를 이용해 콘크리트를 진동시키며 토출하도록 구성된, 건축용 3D 프린팅 노즐 장치.
According to paragraph 1,
The vibration member is disposed at the lower end of the screw shaft,
Discharging concrete using the first concrete nozzle is a 3D printing nozzle device for construction configured to forcibly discharge the concrete using the screw and discharge the concrete by vibrating it using a vibrating member.
제1항에 따른 건축용 3D 프린팅 노즐 장치를 이용한 건축 방법으로서,
제1 콘크리트 노즐을 이용해 급경화 콘크리트를 적층 토출하여 서로 이격된 제1 벽체와 제2 벽체를 형성하고,
상기 제1 벽체의 내측면 상에 단열재를 배치하고,
상기 단열재와 제2 벽체 사이에, 제2 콘크리트 노즐을 이용해 내부 콘크리트를 타설하는 것을 포함하는 건축 방법.
A construction method using the architectural 3D printing nozzle device according to claim 1,
Rapidly hardening concrete is deposited and discharged using a first concrete nozzle to form a first wall and a second wall spaced apart from each other,
Disposing an insulation material on the inner surface of the first wall,
A construction method comprising pouring internal concrete between the insulation material and the second wall using a second concrete nozzle.
제7항에 있어서,
상기 제1 벽체와 제2 벽체를 형성하는 단계와, 내부 콘크리트를 타설하는 단계 사이에, 상기 제1 벽체와 제2 벽체 사이에 철근을 삽입 배치하는 것을 더 포함하는 건축 방법.
In clause 7,
A construction method further comprising inserting and arranging reinforcing bars between the first wall and the second wall between forming the first wall and the second wall and pouring internal concrete.
제7항에 있어서,
상기 내부 콘크리트의 타설은, 상기 제2 벽체가 완전히 경화되기 전에 수행되고,
상기 내부 콘크리트는, 상기 제2 벽체를 형성하는 급경화 콘크리트 표면 공극을 충진하는 건축 방법.
In clause 7,
The pouring of the internal concrete is performed before the second wall is completely cured,
A construction method in which the internal concrete fills surface voids of rapidly hardening concrete forming the second wall.
제9항에 있어서,
상기 내부 콘크리트를 타설한 후에, 상기 제1 콘크리트 노즐의 단부를 경화 전의 내부 콘크리트에 부분적으로 삽입하고, 진동 부재를 이용해 다짐하는 단계를 더 포함하는 건축 방법.
According to clause 9,
After pouring the internal concrete, the construction method further includes the step of partially inserting the end of the first concrete nozzle into the internal concrete before hardening and compacting it using a vibrating member.
제7항에 있어서,
상기 제1 벽체 및 제2 벽체의 외측면의 굴곡은, 내측면의 굴곡 보다 작은 건축 방법.
In clause 7,
A construction method wherein the curvature of the outer surfaces of the first wall and the second wall is smaller than the curvature of the inner surfaces.
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