KR970010299B1 - 고강도 칼라 P.C(precast concrete)부재의 제조방법 - Google Patents

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Description

고강도 칼라 P.C(precast concrete)부재의 제조방법

본 발명은 콘크리트에 착색 혼화재를 혼입하여 콘크리트 본래의 특성을 유지하면서 종래 콘크리트의 단조로운 색상에서 탈피하여 다양한 색상으로 착색되게 하므로서 미려한 외관의 기능을 갖는 내·외장재를 제공함과 동시에 시공성이 우수하고, 또한 내구성의 향상 및 제품의 고급화를 기대할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 건설업계 전반에 걸쳐 위험하고 고된 일의 기피현상이 심화되고 있는 실정에서 건설현장에서는 숙련자의 부족과 작업자의 고령화등의 문제가 야기되고 있다.

뿐만 아니라 종래 사용되고 있는 콘크리트 내·외벽 시공은 일반 콘크리트 및 조적으로 주로 시공하고 있기 때문에 의장적 측면에서는 매우 미흡한 실정이다.

이를 보완하기 위한 수단으로서, 일반 콘크리트나 조적 외부면에 도색을 하거나 유색타일을 시공하게 되는 경우가 있으나 시공에 많은 시간과 인력이 낭비될 뿐 아니라 경제적인 측면에서도 매우 바람직하지 못한 것이었다.

본 발명은 이러한 종래의 제반 단점을 시정하고자, 다양한 색상이 혼입된 콘크리트를 적절한 상태로 반죽한 다음 몰드내에 타설하고 양생하므로서 적절한 크기의 칼라콘크리트로 제작된 P.C(precast concrete)부재를 얻고 상기 P.C부재를 이용하여 건물의 외벽 및 내장재 시공시 조립식으로 결합하여 사용할 수 있도록 한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 우선 P.C부재 상에 표현되는 색상의 표현력이 우수하도록 하기 위하여 백색 포틀랜드 시멘트와 굵고 가는 입자의 백운석 골재 및 석분을 사용하는 것이 바람직하며 여기에 원하는 색상의 안료와 함께 첨가제를 혼입하여 사용토록 하므로서 선명한 색상의 제품을 제공받을 수 있게 된다.

이때 상기 제품들의 혼합 방법으로서는 적량의 백색 포틀랜드 시멘트와 안료를 건비빔하고, 여기에 굵고 가는 입자의 백운석 골재와 석분을 투입하여 충분히 건비빔한다.

여기서 안료의 배합량이 시멘트 중량비가 10%가 넘으면 강도 및 제반 물성에 악영향을 초래하므로 주의하여야 한다.

위에서와 같은 상태로 건비빔이 완료되면 다시 첨가제가 희석된 배합수를 적절한 비율로 투입하여 골고루 혼합되도록 섞어준다.

본 발명에 있어서 색상에 매우 큰 영향을 미치는 요인 중의 하나로서 시멘트 입자 사이에 안료 입자를 균일하게 분산시키는 것이 중요하다.

따라서 시멘트 분말과 안료를 다른 골재와 혼합하기 전에 먼저 혼합하는 것이 이상적이다.

이러한 상태의 콘크리트 몰탈을 몰드상에 타설한 다음 양생 후 탈형하므로서 본 제품의 성형이 완료되는 것이다.

이때 사용되는 백색 포틀랜드 시멘트에 특유한 순백성을 얻기 위하여는 산화 제이철(Fe₂O₃)과 산화망간의 함유량이 적은 것이 유리하며, 주원료인 석회석과 점토는 착색성분이 포함되어 있지 아니한 것이 유리하다.

본 발명에서 사용되는 안료는 사용시 분산성이 좋고 내약품성 및 빛과 비바람에 쉽게 변하지 않아야 하며, 입자가 미세하고 콘크리트 본래의 물성을 크게 저하시키지 않아야 한다.

또한 인체에 무독성이면서 다루기 쉽고 경제적이어야 한다.

따라서 이러한 제반 조건들을 충족하고 경제적으로 유리한 무기안료의 사용이 바람직하다.

사용되는 골재의 크기는 가는 것으로 1mm 이하의 것을 사용하며, 굵은 것으로 2~3mm 입경 정도의 백운석을 사용하는 것이 이상적이며 첨가제로서는 소량의 감수제와 기포제거용 소포제를 사용할 수도 있다.

또한 칼라 콘크리트의 양생 방법으로서는 여러가지가 있지만 대기압 상태에서의 고온증기 양생방법이 일반적이며 적합하다.

즉 몰드상에 칼라 콘크리트가 타설된 상태에서 최소한 1시간이상 실온에서 전양생한 다음, 1시간에 20℃이하의 온도상승 정도로 약 70℃까지 승온시키고, 이러한 상태에서 최소 2시간 이상 유지한 다음 가열을 정지하고 서서히 감온시키는 것이 바람직하다.

상기 감온 정도는 외기온도와 30℃ 이하가 되도록 하여야 한다.

양생이 완료된 후 탈형시에는, 본 발명의 제품이 일반 콘크리트에 비해 고급제품이므로 탈형시 제품의 손상을 최소화할 필요가 있으므로 탈형 강도를 일반 콘크리트보다 높게 하는 것이 이상적이다.

이하 본 발명의 실시예를 공정별로 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1공정 : 칼라 콘크리트 혼합공정

백색 포틀랜드 시멘트 100kg에 대하여, 안료 0.5~8kg을 각각 투입하여 충분히 건비빔되게 한다.

상기 혼합물에 석분(백운석 분말) 5~20kg과, 입경 1mm 이하의 백운석 골재를 10kg~100kg 및, 입경 2~3mm 정도의 백운석 골재를 100kg~400kg 투입하여 충분히 혼합되게 하므로서, 백색 포틀랜드 시멘트와 굵고 가는 백운석 골재, 안료 석분이 서로 골고루 건비빔되게 한다.

이러한 상태로 건비빔된 시멘트 골재에 배합수를 투입한 후 전동 믹서기로 4~5분 정도 충분히 혼합되게 하므로서 칼라 콘크리트의 혼합공정이 완료된다.

이때 투입되는 배합수량은 시멘트 중량에 대하여 35~45%의 비율로 투입하며 경우에 따라 배합수에 소량의 소포제와 감수제를 비롯한 각종 혼화제를 첨가하여 사용할 수도 있다.

상기에서 소포제는 기포의 발생을 억제함과 동시에 발생되는 기포를 가능하면 작고 균일하게 이루어지도록 하기 위한 것이다.

제2공정 : 칼라 콘크리트 타설공정

제1공정에서 충분히 혼합된 칼라 콘크리트를 몰드상에 타설한다.

콘크리트의 타설시 반죽의 상태에 따라 충진성이 떨어질 수도 있으므로 필요에 따라 강제 진동으로 충진성을 향상시킬 필요가 있다.

이때 과다한 진동은 재료분리 및 표면의 레이턴스 현상을 초래하여 균열과 장기강도저하 및 제품의 물성에 악영향의 원인이 된다.

특히 칼라 콘크리트의 경우, 안료입자는 다른 재료에 비하여 입자가 미세하므로 진동시간에 유의하여야 하며 봉형 진동기에 의한 부분적 진동은 제품의 색상을 불균일하게 만들므로 가급적 피하는 것이 좋다.

이때 적절한 진동시간은 3~5분 정도가 이상적이다.

제3공정 : 칼라 콘크리트 양생공정

몰드상에 칼라 콘크리트의 타설이 완료되면 이를 적절한 강도로 양생한다.

이때 양생조건으로서는 대기압 상태에서 고온증기 양생방법을 적용한다.

한 예로서, 몰드상에 칼라 콘크리트가 타설된 상태에서 약 1~2시간 정도 실온에서 전양생한 다음, 1시간에 20℃ 정도로 온도를 상승시켜 약 70℃까지 승온시키고, 이러한 상태에서 2~3시간 방치하고, 상기한 상태에서 가열을 정지함과 동시에 서서히 온도를 감온시킨다.

이때 감온시키는 온도의 정도는 외기와의 온도차이가 30℃ 이하가 될때까지 감온시킨다.

즉 외부온도가 20℃일 때 양생실의 온도를 최소한 50℃ 이하로 감온시켜야 한다는 것이다.

양생온도 변화곡선은 양생실 외부온도와 양생시스템에 따라 다를 수 있으므로 적절한 양생온도 변화곡선은 생산현장조건에 맞게 유지하여 사용하는 것이 바람직하다.

적정하지 못한 양생온도변화곡선의 적용시에도 장기강도 및 재료물성에 나쁜 영향을 초래할 수도 있으므로 주의가 요망된다.

제4공정 : 탈형공정

부재의 탈형은 콘크리트의 강도 및 생산사이클에 따라 그 시간이 결정된다.

칼라 콘크리트는 일반 콘크리트에 비해 공급 제품이므로 탈형시 부재의 손상을 최소화 할 필요가 있으므로 탈형강도를 일반 프리캐스트 콘크리트(precast concrete)보다 높게 하는 것이 유리하다.

이러한 상태로 제품의 강도를 유지시키기 위하여는 상기 양생조건을 만족시키면 된다.

대형 부재에서의 적정한 탈형강도로서는 140~160kg/cm²정도는 최소한 유지되어야 한다.

상기에서와 같이 탈형이 완료되면 상온에서 약 10일 정도 방치한 후 사용하게 된다.

이와 같은 방법으로 제작된 본 발명의 P.C부재는 제작시 시공하고자 하는 건물의 용도나 위치장소에 따라 적절한 크기로 제작하여 사용하게 되며, 또한 다양한 색상으로 제작하여 사용할 수 있게 된다.

상기 P.C부재의 제작시 주로 사용하게 되는 백색 포틀랜드 시멘트와 백운석 등은 첨가되는 안료의 색상을 보다 선명하게 표현하기 위한 것이다.

제작된 부재의 시공은 건물의 외벽이나 내장재로서의 시공시 조립식으로 이루어지게 되며, 이때 조립을 위한 수단으로서는 여러가지가 있으나 P.C부재에 매립된 볼트 등의 고정철물과 건물프레임에 부착된 접합철물을 서로 긴결시켜서 연직하중 및 수평하중에 대하여 안정하도록 한다.

따라서 건물의 외벽이나 내장재의 시공시 용이하고 신속하게 작업이 가능하게 된다.

특히 칼라 P.C부재를 이용하여 건물의 외벽을 시공하게 될 경우 종래의 단조로운 색상으로부터 탈피하여 다양하고 밝은 색상으로 건물외벽이 시공되므로, 도시미관을 아름답게 할뿐아니라 내구성이 우수하고 또한 주기적으로 건물외벽을 도색해 주거나 할 필요가 없어 건물의 유지관리적 측면에서도 매우 유리하다.

따라서 본 발명은 다양한 색상으로 P.C부재를 제작사용토록 하므로서 수요자의 다양한 의장적 욕구를 충족시켜 줄 수 있게 될뿐 아니라, 시공성과 내구성이 우수하고 도시전체의 미관을 미려하게 할 수 있게 되는 등의 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 백색 포틀랜드 시멘트 100kg에 대하여, 안료 0.5~8kg을 각각 투입하여 충분히 건비빔되게 하고, 상기 혼합물에 석분(백운석 분말)을 5~20kg과, 입경 1mm 이하의 백운석 골재를 10~100kg 및, 입경 2~3mm정도의 백운석 골재를 100~400kg 투입하여 골고루 건비빔되게 하고, 여기에 혼화제가 첨가된 배합수를 시멘트 중량에 대하여 35~45%를 투입하여 골고루 혼합하므로서 칼라 콘크리트를 얻고, 배합된 칼라 콘크리트를 몰드상에 신속히 타설한 다음 양생하고 탈형하여 제작하는 고강도 칼라 P.C(precast concrete)부재의 제조방법.