KR20240074594A - 건축물용 모듈 유닛 및 그 제조방법 - Google Patents

건축물용 모듈 유닛 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건축물을 시공함에 있어, 골조 공사와 단열공사를 동시에 수행이 가능한 모듈을 공장에서 일체로 제공하여 건물의 벽체, 기둥, 바닥 등을 시공하는데 유용하게 이용되어질 수 있는 건축물용 모듈 유닛 및 그 제조방법을 제공한다.
이를 위해 본 발명은 수거된 폐자재를 분쇄 및 세척후 건조하여 모래에 혼합되는 잔골재 형태로 재생산하고, 재생산되는 잔골재는 시멘트, 자갈 및 물과 혼합하여 콘크리트 모르타르 반죽물을 형성한 다음 열과 압력을 가하면서 판재 형태를 이루도록 규격화시킨 건축물용 모듈 유닛 패널부재를 제공한다.
또한 본 발명은, 일정한 간격을 유지하도록 서로 마주하게 배치하는 양쪽(전,후면)패널로 구성된 패널부재;, 상기 패널부재의 가장자리면에 폐단면을 형성하도록 접합되는 구조부재;, 상기 패널부재와 구조부재 내측으로 충진되어 상기 패널부재와 구조부재를 일체형으로 형성하는 단열부재:,로 구성되는 것을 특징으로 하고, 상기 단열부재는 내측에 바둑판 모양으로 형성되는 격자형 메쉬와이어에 등간격으로 다수의 에어볼을 설치하여 양생되는 단열부재 몸체의 내측으로 에어볼에 의한 공기층을 형성하는 건축물용 모듈 유닛을 제공한다.

Description

건축물용 모듈 유닛 및 그 제조방법{Module units for buildings and their manufacturing methods}
본 발명은 거푸집에 의존하지 않고도 골조 및 단열 공사를 동시에 수행이 가능하도록 모듈 유닛을 일체형으로 공장에서 제조하여 시공 편의 및 공사 기간 단축시키면서 건물의 벽체, 기둥, 바닥 등을 시공할 수 있고, 폐기물로 분류되는 폐자재를 건축자재로 재활용하여 자연과 환경을 보호하는데 기여할 수 있는 건축물용 모듈 유닛 및 그 제조방법을 제공한다.
일반적으로 콘크리트 건축물은 벽체 거푸집 내에 배근되는 벽체 철근과 슬라브용 거푸집에 배근되는 슬라브 철근을 작업자들이 직접 결속하여 벽과 슬라브를 시공하게 된다. 즉, 콘크리트로 시공되는 건축물은 기둥부위 또는 기둥부위를 포함한 벽형성부를 따라 철근으로 골조를 형성시키고, 이 골조의 내·외측면에 각각 거푸집을 설치한 후에 레미콘에 의해 공급되는 콘크리트를 충진하여 양생시키게 된다. 그리고, 콘크리트가 양생되고 나면 거푸집을 제거하고, 거푸집 탈거 후 고르지 못한 면을 보완하는 표면 보수 작업 즉, 내/외벽체에 외장 및 내장공사, 단열공사와 같은 다양한 작업을 수행하는 번거로움과 불편함으로 인해 많은 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있다.
그리고 현장에서 조립하는 방식의 모듈러 공법(Modular Construction)은 공장에서 사전 제작 및 조립된 3차원적인 상자형의 모듈 유닛을 현장으로 이송한 후, 현장에서 작업용 크레인을 이용하여 조립하게 된다. 상기 모듈 유닛은 전기 및 기계설비, 창호를 포함한 내외장재, 바닥재, 천장재 등을 포함하는 것으로 건축물의 90% 이상이 공장에서 완성된다.
상기 모듈러 건축물은 공장생산을 통한 품질의 향상과 조립 및 해체가 용이하여 현장시공시 공기 단축을 통한 비용 절감의 효과가 있어 최근들어 다양한 유형의 건축물에 폭넓게 적용되고 있다.
상기 모듈러 건축물의 구조는 일반적인 건축물과 같이 기둥과 보를 통해 하중을 전달하는 구조인 라멘구조와 벽체가 하중을 받아 지지하는 내력벽식 구조가 있다.
종래 라멘구조의 모듈 유닛(10)은 도 1에 도시한 바와 같이 강도가 우수한 H-빔을 잔골재로 수평 프레임(11)과 수직 프레임(12)으로 육면체 형태의 라멘구조를 구성하고, 각종 내,외장재, 설비 및 배선을 시공한다.
그런데 모듈 유닛(10)이 긴 형태로 성형되면 수직 프레임(12)을 더 설치함으로써 모듈 유닛(10)의 하중이 증가하여 확장성이 떨어지고, 제작과 운송이 힘들어지는 문제점이 발생한다.
그리고 기둥과 보 역할을 하는 수직 프레임(12)과 수평 프레임(11)의 내화를 위해 수직 프레임(12)과 수평 프레임(11)에 별도로 내화 페인트를 칠하거나, 내화뿜칠하고 건조하여야 하므로 모듈 유닛(10) 제조하는 공기와 비용이 많이 증가하는 문제점이 있다.
그런데, 내력벽식 구조는 라멘구조로 형성된 모듈 유닛과 달리 경량의 박판 구조재를 사용하여 제작하기 때문에 양중시 벽체만으로는 모듈유닛을 양중할 수 없는 문제가 있다.
한편, 환경에 대한 관심이 세계적인 화두가 됨에 따라 정부는 산업에서 발생되는 탄소와 폐기물 감소를 감소를 위해 자원 재활용과 폐기물 재활용, CO2 절감 등 녹색기술의 육성 계획에 따라 녹색성장에 많은 비용을 투자하고 있다. 즉, 매립지의 부족, 불법투기 등으로 인해 자연환경의 파괴가 만연하는 과정에서 자원 절약과 재활용 촉진에 관한 법률에 의거 폐기물 중 지정 부산물을 재활용하도록 의무화하게 되었다. 이처럼 잔골재를 재활용하여 쓸모 있는 부자재로 재생하고자 하는 노력은 있었으나, 재생산에 따른 비용이 너무 많이 들어 실제로 활용되지 못하였다.
일예로, 유리섬유(glass fiber, glass wool)나 스트로폼의 경우 폐기시 전량 폐기물로 분류되어 소각이나 매립에 의한 처리가 대부분이어서 장기간에 걸쳐 환경오염 문제가 발생하였다.
상기한 문제점을 해결하고자 본 발명은, 폐기물로 분류되는 폐자재를 건축자재를 재활용하여 자연과 환경을 보호하는데 기여하는데 그 목적이 있는 것이다.
또한, 본 발명은 공장에서 규격화된 일체형 패널 형태로 제조하여 거푸집에 의존하지 않고서도 골조 및 단열공사를 동시에 수행 가능하게 건물의 벽체, 기둥, 바닥 등의 시공 작업이 간편하게 이루어질 수 있게하여 시공 편의 및 공사 기간을 크게 단축시킬 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있는 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 과제 해결 수단은, 수거된 폐자재를 분쇄, 세척, 및 건조하여 파우더 형태로 제조한 후 이를 모래와 혼합시킨 잔골재 형태로 재생산하고, 재생산되는 잔골재는 시멘트, 자갈 및 물과 혼합하여 콘크리트 모르타르 반죽물을 형성시킨 다음 일정한 열과 압력을 가하여 판재 형태를 이루도록 규격화한 건축물용 모듈 유닛의 패널부재를 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 건축물용 모듈 유닛은 서로 마주하게 배치되는 양쪽(전,후)패널로 구성되는 패널부재;, 상기 패널부재의 가장자리면에 폐단면을 형성하도록 접합되는 구조부재;, 상기 패널부재와 구조부재 내측으로 충진되어 상기 패널부재와 구조부재를 일체형으로 형성하는 단열부재:,로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 단열부재는 몸체의 내측에 바둑판 모양의 격자형 메쉬와이어에 등간격으로 다수의 에어볼을 고정되게 설치하여 단열부재 몸체의 내측면에 에어볼을 이용한 균일한 형태의 에어 포켓(공기층)을 형성하는 것을 특징으로 하는 건축물용 모듈 유닛을 제공한다.
상기 패널부재 및 단열부재에는 산업현장으로부터 폐기되는 폐자재를 파우터 형태로 재생산하여 건축자재로 재활용되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 건축물의 철거, 재건축 또는 산업현장에서 폐기되어 버려지는 폐자재를 수거하여 1차 파쇄하는 단계(S1);, 세척기를 이용하여 파쇄한 폐자재를 물과 약품을 이용하여 이물질을 제거하는 단계(S2);, 건조기를 이용하여 이물질이 제거된 폐자재를 건조시키는 단계(S3);, 건조된 폐자재를 2차 분쇄하여 파우더(분말) 형태로 형성하는 단계(S4);, 상기 파우더 분말에 모래를 혼합하여 잔골재로 재생산하는 단계(S5);, 계량된 잔골재 및 시멘트, 자갈, 물과 함께 혼합하여 유동성 있는 반죽물(콘크리트 모르타르)을 형성하는 단계(S6);, 상기 반죽물에 선택된 하나 이상의 접착제 또는 경화제 및 난연제와 같은 첨가제를 추가로 투입하여 교반하는 단계(S7);, 교반된 반죽물을 제품형틀에 투여한 후 열과 압력을 가하면서 압축 성형하는 단계(S8);, 반죽물을 일정시간 동안 건조하여 판재 형태를 이루도록 양생시키는 단계(S9);, 양생된 판재를 제품형틀에서 분리하여 패널을 형성하는 단계(S10);, 상기 패널의 표면에 보호시트를 접착하는 단계(S11), 패널 완성품을 야적장 또는 공사 현장으로 이송 및 적재하는 단계(S12);,를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물용 모듈 유닛 제조방법을 제공한다.
이와 같이 본 발명에 의하면, 건축물의 철거 및 산업현장에서 발생하는 폐자재를 재생산하여 모듈 유닛을 생산하는 건축 자재로 재활용함으로써 환경보호 및 경제적으로 유용하다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 건축물용 모듈 유닛을 일체형으로 형성하고, 모듈 유닛의 내측에 다수의 공기층을 제공하므로서 제품의 강도가 향상되고 경량화되며, 제조 비용 또한 저렴하여 폐자재를 재활용한 제품의 가격 경쟁력이 상승하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 거푸집을 구비하지 않고도 골조 공사와 단열공사를 동시에 수행이 가능한 일체형 모듈 유닛을 생산하게 되므로 공장생산율이 높아질뿐만 아니라, 구조적으로 안전하게 양중작업을 수행할 수 있어 현장작업을 최소화로 공사비를 절약 및 공기를 단축할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 종래 라멘구조의 모듈 유닛의 예시도이다.
도 2a는 본 발명에 의한 건축물용 모듈 유닛 패널부재의 예시도이다.
도 2b는 본 발명에 의한 모듈 유닛 패널부재가 형틀부재에세 제조되는 것을 나타낸 상태의 예시도이다.
도 3a은 본 발명에 의한 건축물용 모듈 유닛의 실시예를 나타낸 예시도이다.
도 3b은 본 발명에 의한 건축물용 모듈 유닛의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 모듈 유닛의 횡단면도이다.
도 5a 내지 도5c는 본 발명의 실시예에 의한 건축물용 모듈 유닛의 참고도.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 건축물용 모듈 유닛의 제조방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일 부호로 기재하고, 관련된 공지구성이나 기능에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지가 모호해지지 않도록 생략하며, 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
도 2a는 본 발명에 의한 패널부재의 예시도이고, 도 2b는 본 발명에 의한 모듈 유닛(200)의 패널부재(210)가 형틀부재에세 제조되는 것을 나타낸 상태의 예시도와 같이 본 발명의 패널부재(210)는 제품형틀(215)의 내측으로 설치되는 메쉬와이어(240)가 폐자재를 재활용한 잔골재가 혼합된 콘크리트 코르타르(반죽물)을 타설 및 양생하여 일정한 폭과 길이를 이루도록 판재 형태로 성형하면 건축물의 내,외장재 및 마감재로 이용할 수 있는 것이다.
모듈 유닛의 패널부재(210)는 사용 목적과 용도에 맞게 폐자재를 재활용한 단열부재(270)의 한쪽면 또는 양쪽 모두에 접합되게 일체형으로 구성하여 이들을 가로방향 또는 세로방향으로 차례로 조립하는 것으로 건축물의 벽체를 마감라는 마감재의 역활을 충분히 수행할 수 있도록 하였다.
모듈 유닛(200)의 패널부재(210)는 수거된 폐자재를 분쇄 및 세척후 건조하여 잔골재 형태로 재생산하고, 재생산되는 잔골재는 시멘트, 자갈 및 물이 함께 혼합되는 콘크리트 모르타르를 형성하여 상기 콘크리트 모르타르에 열과 압력을 가하면서 다양하고 일정한 규격으로 제조되는 판재로 구성된다.
상기 패널부재(210)의 두께는 10mm ∼ 50mm 등으로 다양하게 제공되며, 폭과 길이는 900mm×1,200mm, 900mm×1,500mm, 900mm×2,100mm, 900mm×2,700mm, 900mm×3,600mm, 1,200mm×3,600mm 등으로 다양하게 제공될 수 있다.
도 3a은 본 발명에 의한 건축물용 모듈 유닛의 실시예를 나타낸 예시도이고, ,도 3b은 본 발명에 의한 건축물용 모듈 유닛의 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 모듈 유닛의 횡단면도이다.
본 발명의 건축물용 모듈 유닛(200)은 일정한 거리 간격을 유지하도록 서로 마주하게 나란히 배치하는 양쪽(전,후면)판재(210a,210b)로 구성된 패널부재(210);, 상기 패널부재(210)의 가장자리면을 밀폐시키는 폐단면을 형성하기 위해 패널부재(210)에 긴밀하게 접합되는 구조부재(230a,230b:230);, 상기 패널부재(210)와 구조부재(230) 내측으로 충진되어 상기 패널부재(210)와 구조부재(230)를 일체형으로 형성하는 단열부재(250):,로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 단열부재(250)는 내측에 바둑판 모양으로 형성되어 서로 교차되는 격자형 메쉬와이어(240)(240) 사이에 등간격으로 다수의 에어볼(250)을 설치하여 양생되는 단열부재(250)의 내측으로 에어볼(250)에 의한 에어 포켓(공기층)이 형성되는 건축물용 모듈 유닛(200)이 제공된다.
상기 패널부재(210) 및 단열부재(250)는 산업현장으로부터 폐기되는 폐자재를 건축자재로 재활용하여 재생산 하는 것을 기본적인 잔골재로 하며, 건축용 단열부재(준불연 등급), 빌딩의 외단열 제품, 완제품 형태의 칸막이(파티션) 제품 등 넓은 용도로 활용될 수 있다.
단열부재(250)는 산업 현장에서 폐기되어 버려지는 폐자재를 수거하고, 수거된 폐자재를 일정한 크기를 이루도록 1차 분쇄한다.
1차 분쇄된 폐자재는 이물질 제거를 위해 세척 및 건조를 통해 수분을 완전히 제거한 분쇄기를 이용하여 아주 작은 알갱이 또는 분말(粉末) 형태를 이루도록 성형하고, 분말 형태로 분쇄된 폐자재는 일정량을 모래와 혼합하여 잔골재 형태로 재생산 한다.
잔골재 형태로 재생산된 폐자재는 교반날개를 가지는 호퍼를 이용하여 일정량의 시멘트, 자갈, 물을 혼합하여 유동성 있는 반죽물(콘크리트 모르타르)로 형성하도록 균일하게 섞일 수 있도록 혼합된다.
상기 반죽물은 압출기와 같은 성형장치를 이용하여 매쉬와이어(240)가 내장 설치되는 제품형틀(215)에 일정한 열(스팀)과 압력을 가하면서 판재 형태로 성형한 후 양생 및 건조한다.
상기 성형장치에 사용되는 열은 핫프레스와 같이 고온의 스팀을 이용하고, 상기 성형장치에 사용되는 압력은 저주파 또는 고주파가 이용될 수 있는 것이고, 성형장치에는 접착제, 난연제, 경화제를 선택적으로 혼합시키면서 건축자재로서 내구성과 안정성을 유지하도록 구성된다.
또한 성형장치는 제품형틀(215)의 상부측으로 수평 이동 가능하게 설치되는 챔버, 상기 챔버 내에서 회전운동 가능하게 설치되는 교반스크류가 구비되고, 제품형틀에 혼합된 잔골재를 균일하게 타설시키는 토출구가 마련된다.
본 발명의 단열부재(270)는 몸체의 내측 중앙으로 배치되는 메쉬 와이어(240)에 적당한 크기로 성형되는 다수의 에어볼(250)을 고정되게 설치하게 상기 에어볼(250)에 의한 공기층을 제공하여 잔골재 절감및 전체 중량을 줄일 수 있도록 구성되어 있다.
모듈 유닛(200)을 구성함에 있어 폐자재를 재활용한 단열부재(270)의 한쪽면에만 패널부재(210a 또는 210b)가 접합되면 건물의 내,외벽을 구성하는데 선택적으로 활용할 수 있고, 단열부재(270)의 양쪽면 모두에 접착시키면 벽체를 구성하는 별도의 내,외부를 장식하는 마감재의 기능을 대신할 수 있는 것이다.
단열부재(270)는 제품형틀(215)을 따라 수평 이동 가능하게 설치되는 챔버, 상기 챔버 내에서 회전운동 가능하게 설치되는 교반스크류, 혼합된 잔골재를 제품형틀에 균일하게 타설시키는 토출구는 성형장치를 통해 제조된다.
상기 단열부재(270)는 폐자재를 수거한 후 이를 작은 알갱이와 같은 크기로 분쇄한 다음 접착제 등의 성분을 혼합한 후 열과 스팀을 이용하여 패널부재(270)의 내측으로 접착되는 판재 형태로 구성된다.
접착제로는 (270)수성 접착제(수성 바인더). 단열부재는 접착제 이외에 경화제 및 난연재를 더 포함할 수 있는 것이다.
단열부재는 폴리우레탄폼 이외에 그라스울 또는 미네랄울과 같은 보조재를 더 포함하고, 폴리우레탄폼은 40중량% 이상이 되도록 하는 것이 강성 및 단열기능을 위하여 바람직하다. 보조재로 사용되는 그라스울과 미네랄울 역시 건축물의 철거 과정에서 버려지는 폐자재가 활용된다.
그리고 단열부재(270)에는 공기층을 형성하기 위한 에어볼(250)이 설치되고, 에어볼(250)은 메쉬 와이어(240)에 일정한 간격 즉, 바둑판 모양으로 서로 교차 배치되는 와이어 사이에 에어볼(250,250,250,…)을 등간격으로 설치한 다음 성형장치를 이용하여 단열부재(270)가 에어볼(250,250,250,…),을 충분히 덮을 수 있는 두께만큼 타설 및 압착시킨 후 양생하게 되면 단열부재(270)의 내측면에는 일정한 형태의 균일하게 배치되는 공기층과 같은 에어 포켓을 제공받을 수 있게 된다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 단열부재(270)의 한쪽면 또는 양쪽면 모두에 패널부재(210,210)가 접착되면 모듈 유닛(200)은 칸막이 또는 벽체로서의 충분한 두께를 유지할 수 있어 단열효과는 물론 재료 자체가 균질하여 구조물 설계시 신뢰성이 높을 뿐 아니라, 많은 양의 변형 에너지를 흡수할 수 있는 연성(Ductility) 능력이 우수하다.
이처럼 본 발명은 단열부재(270)가 일체로 형성된 모듈 유닛(200)으로 시공되는 건축물은 지진하중 등의 큰 하중이 작용하여 부분적으로 항복응력에 도달하더라도 파괴되지 않고 더 큰 하중을 지지할 수 있는 것이다.
상기 에어볼(250)에 의한 공기층으로 형성되는 공간들은 외부의 진동, 소음 등이 벽체 내부로 직접 전달되는 것을 방지하는 효과가 있다.
그리고 단열부재 성형장치는 투입과 동시에 또는 투입 이전에 제품형틀(215) 내에 소정의 인서트부재를 설치하고, 상기 인서트부재는 강성, 인성의 향상을 위한 강철 메쉬망, 탄소섬유매트, 유리섬유매트 등이 될 수 있다.
본 발명의 폐자재를 재활용한 단열부재(270)가 벽체 자체로 사용되는 경우 인서트부재는 전선, 전화선, 모뎀선 등을 설치하기 위한 전선관이 될 수도 있다. 즉 콘크리트를 타설하는 것과 유사한 방식으로 단열부재를 성형한다.
본 실시예에 따른 폐자재를 재활용한 모듈 유닛(200)은 단열부재(270)가 일체로 형성되어 있으므로, 별도로 단열 시공을 하지 않더라도 단열은 물론 간편하게 내, 외장재 마감 시공을 할 수 있어 공기를 단축시킬 수 있는 것이다.
본 발명은 건축구조 측면에서 내력벽으로 사용될 수 있음은 물론, 벽체를 시공하기 위해 별도의 구조재나 접합 철물을 사용할 필요 없이 다양한 크기로 모듈화되어 제작된 모듈 유닛(200)을 조립하는 것만으로 간편하게 건축물이나 구조물을 시공할 수 있다.
모듈 유닛를 이용하여 건축물을 시공할 때에는 먼저 벽면을 구획하는 위치에 모듈 유닛을 나란히 배치하고, 앵커볼트나 힐티(HILTI) 앵커 등을 사용하여 모듈 유닛이 서로 고정되도록 결합하는 것으로 전체 구조물을 간편하게 시공할 수 있고, 벽체에 작용하는 수직 하중을 지지하는 내력벽으로서 기능할 수 있다.
본발명에 따른 폐널 유닛의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.
도 5에 나타낸 바와 같이 건축물의 철거, 재건축 또는 산업현장에서 폐기되어 버려지는 폐자재를 수거하여 1차 파쇄하는 단계(S1);, 세척기를 이용하여 파쇄한 폐자재를 물과 약품으로이물질을 제거하는 단계(S2);, 건조기를 이용하여 이물질이 제거된 폐자재를 건조시키는 단계(S3);, 건조된 폐자재를 2차 분쇄하여 파우더(분말) 형태로 형성하는 단계(S4);, 상기 파우더 분말에 모래를 혼합하여 잔골재로 형성하는 단계(S5);, 계량된 잔골재 및 시멘트, 자갈, 물을 혼합하여 유동성 있는 반죽물(콘크리트 모르타르)을 형성하는 단계(S6);, 상기 반죽물에 선택된 하나 이상의 접착제 또는 경화제 및 난연제와 같은 첨가제를 추가로 투입하여 교반하는 단계(S7);, 교반된 반죽물을 제품형틀에 투여한 후 열과 압력을 가하면서 압축 성형하는 단계(S8);, 반죽물을 일정시간 동안 건조하여 판재 형태를 이루도록 양생시키는 단계(S9);, 양생된 패널을 제품형틀에서 분리하여 패널을 형성하는 단계(S10);, 상기 패널의 표면에 보호시트를 접착하는 단계(S11), 패널 완성품을 야적장 또는 공사 현장으로 이송 및 적재하는 단계(S12);,를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물용 모듈 유닛 제조방법에 의해 달성된다.
본 발명의 모듈 유닛은 교반된 반죽물을 성형장치에 투입하여 열과 압력을 가함으로써 패널 형태로 성형하는 과정에는 사용되는 제품형틀 상면부가 개방된 형태의 금형을 포함한다. 경우에 따라 측부금형을 더 포함할 수 있다.
본 단계에서 핫프레스(hot-press)와 같이 고온의 스팀을 이용하여 성형할 수 있다. 즉 본 발명의 실시예에 의하면 스팀을 통해 잔골재에 열을 공급하는 것이다. 스팀의 온도는 상황에 따라 다르겠지만, 예를 들어, 80 ~ 200℃가 될 수 있다.
잔골재를 건조하는 단계는 건조방식도 여러 가지가 있지만, 본 실시예에 의하면 저주파 또는 고주파의 파장을 발생시키는 오븐이 사용되고 있다.
도시되지는 않았지만, 본 발명의 다른 실시에에 의하면 절단된 후에 외부로 드러나게 되는 모서리면에는 입자의 분리를 방지하기 위한 코팅이 가해질 수 있다.
제품형틀의 성형면에는 다수의 스팀공이 타공된 가압플레이트가 설치된다. 스팀공은 가압에 의해 잔골재가 빠져나오지 못할 정도의 직경(예를 들어, 3 ~10mm)을 가진다. 스팀은 하부측으로 공급되며, 공급압력에 의하여 잔골재를 관통하여 상부측을 통해 외부로 배출된다.
성형시간은 여러 상황에 따라 다르겠지만 1 ~3시간에 이를 수 있다. 가압과정에서 잔골재의 부피는 40~60%로 감소되도록 설정된다.
제품형틀은 상부에서 수평 이동 가능하게 설치되는 챔버와 챔버의 내부에 축회전 가능하게 설치되는 교반스크류를 포함한다. 챔버의 길이방향을 따라 복수 개의 토출구가 마련되어 잔골재를 하방향으로 분출시킨다. 잔골재는 개구된 토출구를 통해 일정한 두께로 제픔틀 내의 성형공간으로 타설된다. 토출구는 여러 개의 구멍 형태 또는 하나의 기다란 나이프 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 잔골재의 투입과 동시에 또는 투입 이전에 금형틀에 소정의 인서트물을 설치할 수 있다. 인서트물은 강성, 인성의 향상을 위한 메쉬와이, 탄소섬유매트, 유리섬유매트 등이 될 수 있다.
또한 본 발명의 단열부재가 벽체 자체로 사용되는 경우 즉 콘크리트를 타설하는 것과 유사한 방식으로 단열부재를 성형하는 것이다.
또한 본 발명은 열경화성 수지 뿐 아니라 열가소성 수지계 폐자재 등으로 강화시킨 경우에도 압축성형법을 사용 가능하다.
위에 도시 및 설명된 구성은 본 발명의 기술적 사상에 근거한 바람직한 실시예에 지나지 아니한다. 당업자는 통상의 기술적 상식을 바탕으로 다양한 변경실시를 할 수 있을 것이지만 이는 본 발명의 보호범위에 포함될 수 있음을 주지해야 할 것이다.
본 발명에 따른 폐자재를 재활용한 건축용 구조재는 폐기되던 폐자재(폐유리섬유 및 페스트로폼)를 재활용할 수 있을 뿐만 아니라, 경량벽체의 한 조성물로 포함시켜 재활용 가능하게 함으로써 폐기에 따른 많은 문제들을 해소하는데 기여하할 뿐만 아니라, 기존 경량벽체의 낮은 재구성과 화재 억지력 부족 및 내습성이 떨어지는 단점을 해소하여 충분한 내구성과 불연성 및 내습성을 갖춘 경량벽체를 제공한다.
본 발명의 실시 예들은 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
10,200: 모듈 유닛 11: 수평 프레임
12: 수직 프레임 210, 210a,210b: 패널부재
215: 제품형틀 230a,230b: 구조부재
240: 메쉬 와이어 250: 에어볼
270: 단열부재

Claims (5)

  1. 산업현장에서 폐기되어 버려지는 폐자재를 1차 분쇄하고, 분쇄된 폐자재는 세척 및 건조를 통해 이물질과 수분을 완전히 제거하여 분말(粉末)의 상태로 성형하고, 상기 폐자재에 모래를 혼합하여 잔골재로 재생산 하고, 재생산된 잔골재는 일정량의 시멘트, 자갈, 물과 혼합하여 유동성 있는 반죽물(콘크리트 모르타르)로 형성한 후 매쉬와이어(240)가 구비된 제품형틀(215)을 이용하여 열과 압력을 가하여 판재 형태로 성형하는 것을 특징으로 하는 건축물용 모듈 유닛 패널부재.
  2. 제1항에 있어서, 서로 마주하게 나란히 배치하는 양쪽(전,후면)패널로 구성된 패널부재(210);, 상기 패널부재(210)의 가장자리면에 폐단면을 형성하도록 접합되는 구조부재(230);, 상기 패널부재(210)와 구조부재(230) 사이로 충진 및 접합되어 상기 패널부재(210) 및 구조부재(230)가 일체로 형성하는 단열부재(270):,로 구성되는 것을 특징으로 하는 건축물용 모듈 유닛.
  3. 제1항에 있어서, 상기 잔골재는 폐자재 분말(30~45중량부)과 모래(55~70중량부)가 혼합되고, 상기 반죽물은 잔골재(5~22중량부), 시멘트(50~60중량부), 자갈(10~22중량부), 물(25~35중량부)을 혼합되는 것을 특징으로 하는 건축물용 모듈 유닛.
  4. 제2항에 있어서, 상기 단열부재(270)는 격자형 메쉬와이어(240)에 다수의 에어볼(250,250,250,..)을 설치하여 제품형틀(215)의 내에서 양생되는 단열부재(270) 몸체의 내측으로 에어볼에 의한 에어 포켓(공기층)을 형성하는 것을 특징으로 하는 건축물용 모듈 유닛.
  5. 건축물의 철거, 재건축 또는 산업현장에서 폐기되어 버려지는 폐자재를 수거하여 1차 파쇄하는 단계(S1);, 세척기를 이용하여 파쇄한 폐자재를 물과 약품으로이물질을 제거하는 단계(S2);, 건조기를 이용하여 이물질이 제거된 폐자재를 건조시키는 단계(S3);, 건조된 폐자재를 2차 분쇄하여 파우더(분말) 형태로 형성하는 단계(S4);, 상기 파우더 분말에 모래를 혼합하여 잔골재로 형성하는 단계(S5);, 계량된 잔골재 및 시멘트, 자갈, 물을 혼합하여 유동성 있는 반죽물(콘크리트 모르타르)을 형성하는 단계(S6);, 상기 반죽물에 선택된 하나 이상의 접착제 또는 경화제 및 난연제와 같은 첨가제를 추가로 투입하여 교반하는 단계(S7);, 교반된 반죽물을 제품형틀에 투여한 후 열과 압력을 가하면서 압축 성형하는 단계(S8);, 반죽물을 일정시간 동안 건조하여 판재 형태를 이루도록 양생시키는 단계(S9);, 양생된 패널을 제품형틀에서 분리하여 패널을 형성하는 단계(S10);, 상기 패널의 표면에 보호시트를 접착하는 단계(S11), 패널 완성품을 야적장 또는 공사 현장으로 이송 및 적재하는 단계(S12);,를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축물용 모듈 유닛 제조방법.
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