KR810000522B1 - 흄관의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

흄관의 제조방법

제1도는 본 발명의 성형 상태를설명하기위한 일부 종단 측면도.

제2도는 종래의 상법에 의한 성형 상태를 나타낸 일부 종단 측면도.

제3도는 제2도의 A-A선의 절단면도.

본 발명은 원심성형에 의한 흡관의 제조방법에 관한 것으로 그 제조공정 및 사용하는 형틀을 간편하게 하고, 간략화를 도모함과 동시에 제품의 품질을 향상시키도록 개량한 흄관의 제조방법에 관한 것이다.

흄관의 제조 방법으로서는 원심력을 이용한 원심성형법 및 로울압에 의한 성형법이 알려져 있으나 일반적으로 사용되고 있는 것은 원심성형법이다.

원심성형법에는 관을 두개로 쪼개서 하는 분할형틀을 사용하여, 성형시에는 형틀의 내면에 박리제를 도포한 후에 형틀을 맞추어서 보울트로 조립하고 회전용 타이어를 착탈하고 관양단 기구의 취부 등을 한 후에 철근을 형틀내에 삽입하여, 콘크리이트 슬러리를 주입하여 원심성형하고 성형후에 형틀과 같이 성형물을 열수중이나, 또는 증기중에서 양생시키고 양생이 끝낸 후에는 형틀을 분할하여 제품인 흄관을 빼내는 것이 통상적으로 알려진 방법이다.

이상과 같이 종래법은 분할형틀을 사용하기 위하여 성형전이나, 또는 성형후의 작업이 복잡함과 동시에 양생함에 있어서 성형물의 수분과의 접촉이 성형물의 내면에서만 이루어졌기 때문에 양생시간이 길어지는 결점이 있었다.

그리고 분할 형틀이기 때문에 어떤 때는 형틀의 조립한 틈에서 슬러리가 새오나오는 우려가 있어 작업에 신중을 기하여야 할 뿐만 아니라 제품에 형틀 흔적이나 흠결이 필연적으로 나타나는 결점이 있었다.

또, 종래법에 있어서는 양생시간을 단축할려면, 분할형틀의 분해를 속히 하지 아니하면 아니되나 속히 하게 되면 콘크리이트가 충분히 고화되지 아니한 상태에서 분할형틀을 분해하면 박리제와 콘크리이트의 밀착력이 대단히 높기 때문에 성형물의 표면이 형틀에 부분적으로 남아 제품을 손상시키는 등의 결점이 생기고 또한 그 때문에 시간 단축이 불가능하였다.

본 발명은 전기한 바와 같은 종래법의 결점을 모두 해결하는 방법에 관한 것이다.

그 첫째 목적은 원통상 형틀을 그대로 사용하면서 상온에서는 고체 상태이나, 양생시에는 액체가 되는 박리제를 사용함으로서 원통상 그대로의 형틀에서 성형품을 빼낼 수 있기 때문에 형틀의 조립, 분해 등에 요하는 수고를 없애는 동시에 양생 시간을 단축할 수 있는 새로운 방법을 제공하는데 있는 것이다. 둘째 목적은 상기 수단을 채용함으로서 품질이 균질하고, 강도가 크고, 또한 흠이 없는 고른 품질의 흄관을 제조하는 방법을 제공하는데 있다.

기타의 목적은 같은 형틀을 단지 윤활제의 부족량만큼 보충함으로서 여러번 성형에 사용할 수 있는 방법, 즉 형틀의 사용효율을 높이는 흄관의 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 상기한 목적에서 밝힌 바와 같이 종래의 방법과는 전혀 그 취지를 달리한 흄관의 원심성형 방법에 관한 것으로서 형틀로서는 원통상의 형틀을 그대로 사용하고 상온에서는 고체의 상태로, 양생시 온도에서는 액체가 되는 박리제를 사용하여 성형전에 형틀의 내면에 박리제의 고화층(固化層)을 형성시킨후, 형틀내에 철근을 삽입하고난 후, 콘크리이트 슬러리를 주입하여 회전시켜 원심성형하고 다음에 회전 성형물은 형틀에 넣은 채로 열수증, 또는 증기중에서 양생시켜 성형물의 강도가 일정한도 이상, 즉 형틀에서 빼내어 평판상에 놓아 두어도 자체 형태가 손상되지 아니하는 상태에까지 고화시켰을때, 물론 박리제는 형틀과 성형물의 사이에서 양생열에 의하여 액상화(液狀化)되는 동안, 성형물을 형틀로 부터 압출하여 다시 양생을 계속하고 성형물을 강화함과 동시에 부착된 박리제를 제품에서 제거하고, 또 사용하였던 형틀에는 부족한 박리제를 보급하여 재차 성형용으로 사용할 수 있는 흄관의 성형법인 것이다.

본 발명에 사용하는 형틀의 본체는 제1도의 (1)에 표시한 바와 같이 일체로 된 관상물로서 이에 회전용의 타이어(2)가 부착된 것 뿐이다.

따라서 성형시 또는 성형물을 빼낼 때에는 관단기구(管端機具)(4)를 부착시키거나 분리하면 된다.

도면에 표시함에 있어서 관상형 주체의 양단을 기구 부착을 위하여 확대되어 있으나 이는 별도로 부착용 기구를 고정하면 관을 그대로 형의 주체로서 사용이 가능하다.

형틀로 사용되는 관은 인발관이나 압출관이 사용되나 때에 따라서는 주철관도 사용된다. 문제는 사이즈가 정확하고 변형이 적고 되도록이면 가격이 싼 것이면 좋다.

관은 내경이 동일하거나 또는 성형하고저 하부 흡관의 형상에 따라, 테어퍼로된 것도 무방하다.

관은 특히 가공하지 아니한 것도 좋지만, 성형물을 빼낼때나 또는 박리재의 사용량 등을 고려하여 내면을 가공한 것이 바람직하다.

종래의 형틀은 제2도 및 제3도에서 보아 알다시피 성형주체는 분할형 주재(1')와 (1＂)를 성형시에 다수의 보울트(5) 등으로 고정한 후에 회전용의 타이어 겸 관단기구(2)를 취부하여야 하며, 또한 성형후에는 회전용 타이어 겸 관단기구를 분해하고 보울트를 풀어서 형부재(1)(2')를 분리하여 성형물을 빼내지 아니하면 아니되며, 따라서 이를 비교하면 본 발명의 형틀은 구성이 극히 간편하며 그 결과 형틀의 조립, 분해에 요하는 시간이 절약된다.

다음에는 본 발명에 사용되는 박리제에 대하여 설명하면, 종래의 박리제는 상온에서 액상이며, 때에 따라서는 약간 점도를 가진 것이 있으나 형틀에 도포하면 박리제중 수분이나 용제가 증발하여 형틀 표면에 얇은 비교적 딱딱한 피막을 형성하여, 형틀과 콘크리이트가 직접 부착하는 것을 방지할 수가 있으나 형틀과 경화된 박리제와 콘크리이트는 서로 강력하게 부착되어 있기 때문에 전기한 바와 같은 분할형을 사용하여야 하였다.

본 발명자는 종래의 박리제와는 달리 상온에서 고체로서 양생온도 하에서는 액상이 되는 것이면 성형물의 형틀로 부터의 이탈이 용이할 것이라는 추측하에 이와 같은 물질을 사용하여 실험한 결과, 본 발명에 도달하게 된 것이다. 본 발명에서 사용할 수 있는 박리제로서는 파라핀류, 왁스류, 아스팔트류 또는 피치류 등 이들의 혼합물 등을 들 수 있으나, 성능, 가격면으로 보아 가장 적합한 것은 파라핀류이다.

따라서 박리제는 양생온도가 통상 60℃에서 80℃이므로 그 이하에서 융용하고 또한 상온에서는 고체 상태의 물질이어야 하며 적합한 용융범위는 45℃에서 55℃정도의 것이 좋다. 그리고 융점 범위가 되도록이면 예민한 것이 일반적으로 점성이 적어서 바람직하다.

박리제의 형틀에 도포는 용융된 박리제를 형틀내에 분무하든가 또는 분말을 형틀내에 넣어서 열풍, 기타의 가열수단으로 형틀내에서 용융시켜 형틀을 회전시키면서 균일한 두께로 도포하여 고화시키면 된다.

박리체층(3)의 두께는 보통 0.05~0.2mm 정도로 충분하며 가장 적당한 것은 약 0.1mm 전후이다. 형틀의 내부에 콘크리이트 슬러리의 주입은 형틀을 구동로울 상으로 수평으로 하여 회전시킨다.

로울의 회전속도는 목적하는 흡관의 직경에 따라 변화하나 대체로 중력의 가속도 단위로서 30갈(Cal)정도의 힘이 작용하면 된다.

또한 콘크리이트 슬러리의 조성은 통상의 흡관용의 배합으로 하면 된다.

콘크리이트 슬러리는 유동성이 있기 때문에 형틀중에서 회동하는 동안에 차례로 형틀의 내벽에 평균 두께로 되고, 또한 내부의 수분이 스며 나옴과 동시에 그 유동성이 감소되여 차차 굳어진다.

굳은 상태에서도 바깥 힘을 가하면 다시 유동화되는 우려가 있지만 형틀내에서는 6~10분 정도로 굳어지는 상태가 된다.

이 상태가 되었을 시점에서 회동을 정지시켜 약 한시간 동안 상온에서 방치한 후에 성형물을 열수 또는 증기실 내에 넣어서 양생을 한다.

양생전에 콘크리이트를 꺼내면 전기한 이유로 콘크리이트는 유동 파괴되고 만다.

양생은 통상, 수증기로 가열된 65℃ 전후의 실내에서 행하여지며, 그 시간은 기온의 고저나, 관의 직경, 관의 두께에 따라 상이하나, 1~2시간 정도로서 양생에 의하여 내용물은 형틀에서 빼내도 자체 형상을 유지할 수 있는 강도의 것으로 되어 있다.

여기에서 자체 형상을 유지하는 상태라 함은, 성형물의 외부에 빼내어 평면상에 정치되었을 때에, 자중에 의하여 관의 안둘레의 상하면에 아무런 손상이 생기지 아니하는 상태를 말하며, 이와 같은 상태의 예를 다음의 식으로 표시하면,

N₁=0.239Wr

N₁: 자중에 의하여 발생하는 최대 모우멘트.

W : 관의 길이 1m에 해당하는 중량.

r : 관 중심에서 관 두께 중심선 까지의 길이.

가 될 때 관의 저항 모우멘트 N₂가 N₁과 같거나, 그 이상으로 되어 있으면 좋다. 예를 들면 내경 300mm, 두께 3cm의 흄관인 경우에는 콘크리이트의 인장력이 1.7kg/㎠이면 좋다.

따라서 안전 강도로서, 콘크리이트의 인장력이 3kg/㎠ 정도 이상으로 양생이 진행되면 형틀에서 성형물을 빼내어도 통상의 제조 작업에서는 파손할 우려가 없게 된다.

본 발명에서는, 이와 같은 상태가 되었을 때는, 물론 이 때에 박리제는 양생열에 의하여 액화되지만 형틀 양측의 기구를 풀어서 성형물을 빼내어 성형물을 곧 증기 양생케 한다. 형틀에서의 증기 양생은 콘크리이트의 증기와 접촉은 그 내면에 있어서만 이루어지기 때문에 형틀에서 빼내었을 경우에는 그 외주(外周)와도 수증기와 접촉한다.

따라서 본 발명에 의하면 증기 양생은 관의 내외에서 동일조건으로 행하여지기 때문에 양생시간이 대단히 단축됨과 동시에 관벽의 성질도 종래의 것에 비교하여 그 성질이 균질화 되여 그 강도로 증대한다. 또한 2차 증기 양생에서는 특이한 효과가 생긴다.

즉, 형틀에서 빼낸 성형물에는 사용하였던 박리제의 30~40%가 부착되어 있지만 이것이 2차 증기 양생을 10~20분 동안 하는 동안에 거의 제거된다(박리제는 콘크리이트의 외면의 색을 어두운 회색으로 되고, 제품의 수종이나 시설후, 형장에서는 파라핀이 부착되여 있으면, 미끄러지기 쉽고 제품의 취급이 대단히 위험하기 때문에 이를 제거하지 않으면 안된다). 따라서, 본 발명 방법의 제품에는 박리제의 부착이 전혀 없고, 또한 종래법으로서는 4~6시간 정도 걸리는 양생 시간이 본 발명에 의하면 제1차 양생이 방치 시간을 포함하여 약 2~2.5시간, 형틀에서 빼낸 다음 제2차 증기 양생이 10~20분, 따라서 전양생시간은 대체로 3시간 이내에 완료되고 작업시간이 수시간 단축됨과 동시에 형틀의 사용시간도 대략

정도로 단축되기 때문에 그 사용 회전율은 약 2~3배가 되는 잇점이 있게 된다.

이를 반대로 설명하면 같은 능률을 올리는데 이론적으로 형틀의 필요한 개수는

정도로 마치게 된다.

성형물을 형틀에서 빼낸 후에는 형틀내에 박리제인 파라핀류 등이 30~40% 정도 남아 있기 때문에 부족한 분량을 앞서 설명한 바와 같은 수단으로 보충 도포하여 다시 사용한다.

본 발명은 이상과 같은 것이나, 어디까지나 이에 한정되는 것이 아니므로, 한 예를 들면 형틀 자체는 분할형이라도 성형물을 형틀에서 빼내는데 있어서 관상의 형틀로서 반복 사용하는 것도 당연히 본 발명에 포함된다.

이하 본 발명을 구체적으로 실시예에 의하여 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

내경 36cm, 길이 2m의 관상의 형틀에 융점이 약 49℃의 파라핀을 용융시켜 분무 도장하여 두께 0.1mm의 박리층을 형성시킨다.

이에 조립된 철근을 삽입하여 형틀의 양단을 취부한 후에, 콘크리이트 슬러리 160kg을 주입시켜 중력의 가속도 단위로서 약 30갈(Gal)로 8분간 회전시킨 후 이를 양생실에 넣었다.

사용된 콘크리이트 슬러리의 조성은 1㎥당,

포오틀랜드 시멘트 430kg 물 170kg

모래 908kg 자갈 906kg

혼합물의 비중 2.35이다

콘크리이트관의 형상은 내경 300mm, 관 두께 30mm, 길이 2000mm, 중량 151kg이다.

양생은 수증기로 포화시킨 70℃의 실내에서 행하여지며 2시간 후에 부속기구를 풀어서 빼낸다. 빼내는데 필요한 힘은 약 150kg이다.

이와 같이 하여 얻어진 반제품의 강도는 동시에 채취한 테스트피이스의 압축강도 시험치로부터 추정하여 N₂가 5kg/㎠이며, 방치 하여도 손상이 없었다.

형틀에서 빼낸 반제품을 다시 70℃의 포화수증기로서 15분간 증기 양생하였던바 외면에 부착된 박리제는 완전히 제거되어 있었다.

또, 그후 자연 양생을 하여 원심 성형에서 36시간 후에 관의 상방에 하중을 가하여, 강도시험을 하였던 바 관의 길이 1m당 2300kg의 하중(荷重)에 견디였으나, 이는 종래의 분할형 제법으로 6시간의 증기 양생을 한 다음 3일간 방치한 것과 비교하여 40% 이상으로 강한 관이라는 것이 입증되었다.

성형물을 빼낸 직후의 형틀에 약 40%의 파라핀이 남어있어 양생시의 여열(餘熱)에 의하여 액상이었으므로 형틀을 곧 회전시켰던바 파라핀은 형틀 내면 전면에 균일한 층으로 확산되었기 때문에 부족분을 분무시켜 재차 성형되게 하였다.

또한 형틀에서 빼낸 성형물을 다시 15분간 증기 양생실을 통과시킴으로서 부착되어 있던 박리제는 거의 제거되었으며, 파라핀은 바닥에 떨어지므로 모두 회수되여 여과기로서 협작물을 제거시켜 재사용할 수가 있었다.

[실시예 2]

JIS에 의한 소켓 부착 콘크리이트관을 본 발명에 의한 실시예로 설명하면, 내경 600mm, 관 두께 50mm, 길이 2430mm, 중량 660kg의 소켓 부착 콘크리이트관을 실시예 1과 동일한 융점 49℃의 파라핀을 형틀 내면에 분무시켜 0.15mm의 박리층을 형성하고 이를 냉각 고화시킨 후 조립한 철근을 삽입시켜 양단기구를 장착하고 콘크리이트를 투입하여 약 20분간의 원심성형을 한 후, 1시간 정치하고 그후 약 1.5시간, 최고 70℃의 증기 양생을 한다음 곧 성형품을 형틀에서 압출시켜 곧 이어서 70℃의 증기실에서 20분간 통과시켜서 실시예 1과 같이 자연 양생을 한다음 원심성형후 33시간 후에 성형품의 강도시험을 실시예 1과 같은 방법으로 하였던바 관의 길이 1m에 하중 2800kg에 달하는 강도를 얻었다.

이는 종래의 분할형으로 증기 양생을 약 6시간(최초의 1.5시간은 상온에 의한 정치시간)을 하고, 자연 양생 3일간 방치시킨 제품과 동일한 강도시험치 1m 당의 하중 2000kg에 비교하여 실시예 1과 같이 40%의 강도증기가 있었다.

이때에는 형틀의 잔류 파라핀은 계속하여 액상이었음으로 이를 곧 회전시켜 부족한분만 분무시키고, 형틀에서 빼낸 제품의 외면에 부착된 파라핀은 20분간의 2차 양생으로 거의 완전히 없어졌다.

물론 제거된 파라핀은 회수되어 결국 파라핀의 총 회수량은 사용량의 약 60%에 달하여 대단히 경제적이었다.

이 때에 콘크리이트 슬러리의 조성은 1㎥당,

포오틀랜드 시멘트 400kg 물 160kg

모래 835kg 자갈 1,027kg

혼합물의 비중 2.35이었다.

Claims (1)

1. 수평으로 재치되어 회전하는 원통형내에 철근을 매설한 다음 콘크리이트 슬러리를 주입하여 원심 성형하는 흄관의 제조 방법에 있어서, 상온에서는 고체이고, 양생 온도에서는 액체가 되는 파라핀, 왁스, 아스팔트, 피치, 또는 이들의 혼합물에서 선정된 박리제를 형틀내에 도포하여 굳게 한다음 콘크리이트 슬러리를 형틀내에 주입하여 양생시키는 도중에 성형물을 형틀에서 빼내어 다시 양생시킴을 특징으로 하는 흄관의 제조방법.

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