WO2019107649A1 - 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 시공 방법 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a uniform heating system for concrete curing using a microwave and a method of constructing a concrete structure using the same. More particularly, the present invention relates to a bridge heating system for a bridge, such as a pier, an alternation, a slab, Concrete lining and high efficient homogeneous heating system that generates heat using microwave in the construction and manufacture of on-site and precast concrete such as bridge deck, girder, box, beam, culvert, retaining wall, pile, orbital slab, It is possible to shorten the initial hydration time of the concrete placed inside the formwork by heating the formwork and to shorten the construction period of the concrete structure particularly in an environment of low outside temperature such as in the winter season and the cold region, Microwave that can be improved by Uniform heating system for concrete curing using relates to a construction method of the concrete structure using the same.
- a form is a temporary structure used until the concrete is cured in the process of manufacturing the concrete structure. Since it is a temporary structure, it is common to separate and reuse concrete after curing of concrete is completed. Concrete structures can be mass-produced at the factory or at the construction site, depending on their type and needs. Whether the mass production of the concrete or the production of the site is necessary, the formwork is necessary to accurately determine the shape and dimensions of the concrete structure.
- a mold is installed according to the shape of a concrete structure to be manufactured, a reinforcing assembly is installed in the mold, and concrete is then laid and cured.
- Curing time is the most important factor in the construction period of the concrete structure using this form. That is, if the curing time is long, the construction period becomes longer, which causes the construction cost to increase. In particular, when the outdoor temperature is low, such as in winter or in cold regions, the curing time is long, so that the construction period is lengthened, which increases the overall construction cost and makes it difficult to meet the delivery deadline. Furthermore, in winter, there is a problem in securing the quality of concrete due to the delay of hydration reaction. Therefore, additional additives are not used or the concrete pouring itself is not performed.
- the heating efficiency and the effect of accelerating the concrete by curing are excellent, so that the construction and manufacture of the concrete structure during the winter can be effectively carried out.
- it is not easy to uniformly transmit the microwave to the heating body In the case of a microwave generation unit failure, the entire system would not operate and there was a possibility that the installation failure occurred. Also, the weight and volume of the heating system were excessively large, There was a need for improvement.
- the present invention has been developed in order to solve the problems found in the existing technology proposed by the present applicant as described above, and it is an object of the present invention to shorten the construction period by implementing curing of concrete by using a uniform heat generation system generated by microwave,
- the microwave can be uniformly transferred to the heating element to uniformly generate heat, and even when some microwave generating part is broken, the heating system can be operated so that the possibility of defective construction can be prevented.
- a uniform heating system for concrete curing which is advantageous in uniform dispersion and easy in impedance matching, minimizes weight and volume, and can improve handling and workability in the field, and a method of constructing a concrete structure using the same .
- a heating system which is attached to an outer panel of a partition provided on a concrete structure construction mold and generates microwave by power supply,
- a waveguide connected at one end to the microwave generator and having a pipe shape for receiving a microwave generated from the microwave generator and transmitting the received microwave to the reflector;
- a reflector having a sealed inner space for diffusing the microwave transmitted from the waveguide and sharing the inner space with the waveguide;
- a distribution plate provided on the opposite side with respect to the waveguide and the sealed inner space and having a distribution hole for passing a microwave that is irregularly reflected by the reflection portion;
- a heating element which is provided on the opposite side of the reflection part and is in close contact with the distribution plate and absorbs microwaves passing through the distribution hole to generate heat
- a bottom plate provided outside the heating element in close contact with a heating element, a side plate vertically integrated with the bottom plate and connected to both ends of the heating plate,
- a heating system attached to a concrete curing mold and generating microwaves by power supply to generate heat
- a waveguide connected at one end to the microwave generating unit and transmitting a microwave generated from the microwave generating unit;
- a slot array antenna for distributing and passing microwaves while being positioned in the inner space
- a heating element disposed on a back surface of the slot array antenna and absorbing a microwave emitted through a slot of the slot array antenna to generate heat
- a temperature controller for controlling a heating temperature of the heating element
- the microwave generating unit is provided on one of the microwave generators in the one heating system module, and a T-shaped branch pipe for branching the microwave generated in each microwave generating unit is connected to each microwave generating unit, A plurality of slot array antennas are disposed at regular intervals so as to uniformly distribute the microwave branched from the T-type branching tube to a heating element,
- the heating element is a ceramic composition
- the heating element comprises a block body obtained by mixing 100 parts by weight of the ceramic composition with cement at a weight ratio of 0.1 to 50, and curing the mixture by hydration with water.
- the block body by mixing using a heat resistant board such as a ceramic bond without using cement.
- the microwave generator includes a magnetron, a high-voltage transformer, a high-voltage condenser, and a high-voltage diode.
- the high-voltage transformer, the high-voltage capacitor, and the high-voltage diode may be replaced by an inverter to flexibly adjust an input frequency and a voltage so as to improve the field applicability.
- the heating element may be provided with a temperature sensor for detecting the temperature generated by the heating element, and the temperature sensor may be connected to the temperature controller to control the temperature of the microwave generating part And the operation is controlled.
- a heat insulating portion is provided between the inner space and the slot array antenna to block foreign substances from entering the inner space and prevent reverse flow of heat generated in the heat generating body. do.
- the microwave-assisted uniform heating system for curing concrete is attached to a concrete formwork panel to form a slab, a tunnel concrete lining and a box of a building such as a bridge foundation, a bridge top plate, a girder, an apartment house, , Beams, culverts, retaining walls, piles, orbital slabs, concrete sleepers, and the like.
- the manufacture of the precast concrete is also possible. Also, in one embodiment of the present invention, the manufacture of the precast concrete
- a tunnel mold is installed in the form of a tunnel excavation surface while maintaining a certain distance from the tunnel excavation surface in the excavated tunnel, and a uniform heating system for concrete curing using the microwave according to the present invention is installed on the skin plate of the tunnel formwork Attaching the microwave generator and the waveguide to each other;
- the construction of the slab in one embodiment of the present invention, the construction of the slab
- microwave-assisted uniform heating system for concrete curing according to the present invention and advantages of the method of constructing a concrete structure using the same will now be described.
- a module-type uniform heating system that generates heat by microwaves is attached to a panel of a conventional concrete structure formwork in a detachable or non-detachable manner, eliminating the need for a complicated electric wiring work such as a separate heating work. Also, after the completion of the construction, the disassembly operation is completed by merely separating the heat generation system from the panel of the existing formwork. Therefore, there is no difficulty in disassembling the formwork, the work is simplified, the workability is excellent, and it is easy to reuse after disassembly.
- the microwave-assisted uniform heating system for curing concrete according to the present invention can achieve a desired temperature within a short time even if electricity is supplied for only a few minutes to several tens of minutes, and the temperature does not easily cool down, Energy efficiency can be improved by significantly reducing power consumption compared to conventional heating (joule heating or resistance heating).
- the uniform heating system for concrete curing using microwave according to the present invention can be easily changed in accordance with the form of the form of the formwork, so that it can be freely used in any form of production in which the conventional formwork work such as indoor or outdoor production .
- the microwave-assisted uniform heating system for concrete curing according to the present invention can be applied regardless of the external temperature, so that the construction period is shortened when the outdoor temperature is low, such as in winter or winter, Effect.
- the other device can be used, so that the continuity of the operation can be maintained.
- FIG. 1 is a plan view showing an example of a uniform heating system for concrete curing using a microwave according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a side sectional view showing an example of a uniform heating system for concrete curing using microwave according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 3A is a view (actual photograph) of an example of a slot array antenna applied to a uniform heating system for concrete curing using microwave according to an embodiment of the present invention
- FIG. 3B is a view Is a drawing (actual picture) showing that it is installed.
- FIG. 4 is a view showing an example of a layout of a slot array antenna applied to a uniform heating system for concrete curing using a microwave according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 5 shows the external shape of a heating element used in a uniform heating system for concrete curing using a microwave according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is a graph showing internal energy and emission energy evaluation results of rapid cooling steel slag, silicon carbide, and mixtures thereof according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is a flowchart showing a construction method of a bridge foundation using a microwave-assisted uniform heating system for curing concrete according to an embodiment of the present invention.
- FIGS. 8A and 8B are views showing a process of manufacturing precast concrete using a microwave-based uniform heating system for concrete curing according to an embodiment of the present invention.
- 9A is a flowchart showing an example of a method for constructing a tunnel concrete lining using a microwave-assisted uniform heating system for concrete curing according to the present invention.
- FIG. 9B is a flowchart showing another example of a method of constructing a tunnel concrete lining using a microwave-assisted uniform heating system for concrete curing according to the present invention.
- FIG. 9C is a tunnel entrance view showing a tunnel formwork for installing concrete in a tunnel according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 9D is a plan view showing a structure of a tunnel formwork having a uniform heating system for concrete curing using a microwave according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 9E is a cross-sectional view taken along the line A-A illustrating the structure of a tunnel formwork having a uniform heating system for concrete curing using a microwave according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 9F is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG. 9 showing the structure of a tunnel mold having a uniform heating system for concrete curing using a microwave according to an embodiment of the present invention.
- 10A is a flowchart showing an example of a method of constructing a building slab using a microwave-generated uniform heating system for concrete curing according to the present invention.
- Fig. 10B is a perspective view showing that the heating die set for a slab is supported by a shovel, as an overall structure of a heat shovel mold set for a slab according to the present invention.
- FIG. 10C is a perspective view showing only the heat-generating die set for slabs as a whole of the heat-generating die set for slabs according to the present invention.
- FIG. 10D is a cross-sectional view showing a heat-generating die set for a slab according to the present invention with reference to a plane C-C.
- FIG. 10E is an exploded perspective view of a heating die set for a slab according to the present invention.
- a uniform heating system 20 for concrete curing using a microwave according to the present invention is attached to a concrete curing mold, and a microwave is generated by power supply, As a system,
- a waveguide 22 connected at one end to the microwave generating unit 21 and transmitting a microwave generated from the microwave generating unit;
- a slot array antenna (25) disposed in the inner space for distributing and passing a microwave
- a heating element (29) located on the back surface of the slot array antenna and absorbing microwaves emitted through slots of the slot array antenna to generate heat;
- FIG. 3A is a view (actual photograph) of an example of a slot array antenna applied to a uniform heating system for concrete curing using microwave according to an embodiment of the present invention
- FIG. 3B is a view
- FIG. 4 is a view showing an example of a layout of a slot array antenna applied to a uniform heating system for concrete curing using a microwave according to an embodiment of the present invention.
- the microwave generating unit 21 is provided on one heat generating system module on both sides, and a T-shaped branching tube for branching microwave generated in each microwave generating unit, A plurality of microwave generators 42 are connected to the respective microwave generators, and a plurality of the slot array antennas 25 are installed at regular intervals to transmit microwaves generated in the T-type branch pipes 41 to the slot array antenna And are uniformly dispersed through a plurality of slots (42) provided therein.
- the heating element used in the present invention is a ceramic composition comprising a rapid cooling steel making slag having a particle size of 5.0 mm or less and a sphericity of 0.5 or more and silicon carbide particles having a particle size of 5.0 mm or less at a weight ratio of 100: do.
- the microwave generator or other magnetron is connected to a power source by means of a high-voltage transformer 29, and an air cooling type cooling device for cooling the heat generated in the microwave generating part (for example, Device) is preferably provided.
- the high-voltage transformer, the high-voltage condenser, and the high-voltage diode may be replaced by an inverter to flexibly adjust an input frequency and a voltage so as to improve field applicability.
- the microwave generator includes a magnetron, a high-voltage transformer, a high-voltage condenser, and a high-voltage diode.
- the high-voltage transformer is configured as an external device separate from the microwave generator, May be additionally provided.
- the inverter may be installed in the high-voltage transformer of the present invention so that the voltage can be flexibly adjusted even in a field where there is a voltage difference to improve the field applicability.
- a case 31 for protecting internal devices is provided outside the microwave generating unit, the waveguide, and the cavity.
- the case may be made of a plastic material to reduce weight and may be manufactured by injection molding or extrusion molding.
- a heat insulating portion may be interposed between the inner space and the slot array antenna 25 to block foreign matter from entering the inner space and to prevent reverse flow of heat generated in the heating element.
- Glass wool, gypsum, heat-resistant plastic, heat-resistant ceramic, heat-resistant paper or stone powder can be used as the material of the heat-insulating material.
- the heating element includes a metal oxide including an iron oxide compound and is heated by microwave of 300 MHz to 300 GHz.
- the heating element uses a heating element composition that generates heat by microwaves as described above.
- the heating element is composed of quenching steel slag having a particle size of 5.0 mm or less, a sphericity of 0.5 or more, and silicon carbide particles having a particle size of 5.0 mm or less, 100 weight ratio, or a block material obtained by mixing water with cement by mixing with water in an appropriate amount and mixing it with 100 parts by weight of the ceramic composition in a weight ratio of 0.1 to 50 (see FIG. 5 Reference).
- the block body by mixing it with a heat resistant board such as a ceramic bond without using cement.
- the block body may be formed to have a predetermined shape and thickness so that the block body accommodating frame accommodating the block body accommodating the block body is detachably inserted into and detached from the block body accommodating frame. In the case of a block body or a block body having an inefficiency, replacement can be facilitated.
- the heating element is provided with a temperature sensor for detecting the temperature generated by the heating element, and the temperature sensor is connected to the temperature controller to control the operation of the microwave generating part according to the temperature of the heating element.
- the microwave-generated uniform heating system for concrete curing according to the present invention can rapidly heat the surface of the target concrete by heating the form through the heating element only by generating microwaves by applying power to the micro generator.
- a module composed of the microwave generator, the waveguide, and the internal space (cavity) in which the heating element is mounted is installed on the heating object, but the present invention is not limited thereto.
- the waveguide is connected to one end of the microwave generating unit and is configured to directly transmit a microwave generated from the microwave generating unit, and is disposed on the opposite surface facing the waveguide with the inner space, And a slot array antenna that allows the microwave to uniformly disperse the microwaves.
- the microwave generator (magnetron) is connected to the high voltage transformer and the high voltage transformer is connected to the external power source.
- the high-voltage transformer transforms the commercial AC voltage input from the outside into a high voltage (for example, about 2 kilovolts [kV]) suitable for high frequency generation and applies it to the magnetron.
- the magnetron generates high frequency oscillation Thereby generating microwaves.
- the voltage can be flexibly adjusted even in a field where there is a voltage difference, thereby further enhancing the field applicability.
- ISM Industrial, Scientific and Medical
- a cooling device e.g., a cooling fan
- a cooling device is installed around the magnetron to cool the high temperature generated by the magnetron when the magnetron is driven.
- a cooling device is connected to the fan motor.
- a voltage commercial AC voltage
- the microwave generating unit is provided on one of the microwave generators in the one heating system module, and a T-shaped branch pipe for branching the microwave generated in each microwave generating unit is connected to each microwave generating unit, It is preferable that a plurality of slot array antennas are installed at a predetermined interval to uniformly disperse microwaves generated in the T-shaped branching tube through a plurality of slots provided in the slot array antenna.
- Such a microwave generating unit should be replaced as long as it has a certain life as a consumable item.
- the microwave generating unit can be easily replaced as if replacing a bulb. Therefore, the microwave generating apparatus according to the present invention can be used permanently only when the microwave generating unit is replaced periodically or when a fault occurs.
- the material used for the slot array antenna 25 is preferably a material that reflects without absorbing microwaves.
- a steel material, an aluminum material, or a copper material can be used.
- the microwave-assisted uniform heating system 20 for curing concrete according to the present invention is shown in a shape close to a square, but it is possible to deform the shape into another shape such as a rectangle depending on the shape of a subject to be heated.
- the heating element 27 used in the uniform heating system for concrete curing using microwaves according to the present invention will be described in detail in Korean Patent No. 10-1411259, No. 10-1411260, 10-1411261, 10-1411262, etc.) can be used as it is or modified, and a detailed description thereof will be omitted.
- the microwave-assisted uniform heating system for concrete curing according to the present invention is detachable or non-detachable attached to a panel of a concrete structure formwork so that the installation can be completed simply by supplying power, so that the work can be easily performed,
- the temperature rise is fast, and the once-elevated temperature is gradually lowered, so there is an advantage that power consumption is not excessively consumed in order to maintain the set temperature.
- the quality of cured concrete such as strength and durability can satisfy the required quality or more, and in particular, uniform heat generation and uniform quality can be secured.
- the microwave-assisted uniform heating system for concrete curing The concrete is supplied to the concrete at a constant temperature to induce a temperature rise in the initial stage and then natural hydration proceeds, thereby making it possible to cure the concrete which is not significantly different from the construction in summer.
- the heating system needs only to be separated from the partition of the formwork, so that complicated work for disassembly and dismantling is not necessary, and the heating system can be easily reused.
- the microwave-assisted uniform heating system for concrete curing is attached to a concrete formwork panel to form a slab of a building such as a bridge foundation (pier, alternation), a bridge top plate, a girder, an apartment or a house, , And a construction method of a site casting and precast concrete such as a box, a beam, a culvert, a retaining wall, a pile, a track slab, a concrete sleeper, etc. will be described in detail.
- FIG. 7 is a flowchart showing a construction method of a bridge foundation using a microwave-assisted uniform heating system for curing concrete according to an embodiment of the present invention.
- step (c) supplying power to the uniform heating system for concrete curing using the microwave of step (a) to generate heat (S120);
- step (b) the step of attaching the uniform heating system for concrete curing using the microwave according to the present invention to the outer panel of the partition of the mold is performed before the step of pouring concrete into the mold
- the order may not be construed as limiting the scope of the present invention since the steps (b) and (c) may be performed in a different order.
- a partition is installed outside the form to prevent the form from being turned or deformed.
- a device (system) capable of generating heat is installed in the partition to rapidly form a concrete bridge foundation Is a feature of the invention.
- the conventional bridge foundation construction method concrete is placed in the mold, and the concrete surface is heated by heating the concrete surface by blowing hot air from the outside or by raising the temperature by natural hydration heat, Were used.
- the outdoor temperature is low, hydration does not occur well. Therefore, it takes a long time for curing and when the hot air is injected to promote this, the fuel consumption is large and the environmental problem due to the use of fossil fuel and toxic gas
- There are various problems such as the occurrence of a safety problem due to the above.
- the present invention has been developed to solve the problems of the prior art
- a reinforcement is installed at a point where a bridge foundation is to be constructed, and a formwork to support the bridge is installed.
- a uniform heating system for concrete curing using the microwave according to the present invention is attached to an outer panel of each partition of the installed mold.
- the microwave according to the present invention in the promotion curing by attaching the uniform heating system for concrete curing using the microwave according to the present invention to a partition of the mold, the microwave according to the present invention It is possible to proceed with the basic construction of the bridge with the uniform heating system for concrete curing one by one.
- FIGS. 8A to 8C are views showing a process of curing precast concrete using a microwave-assisted uniform heating system for concrete curing according to an embodiment of the present invention.
- a uniform heating system 20 for concrete curing using a microwave according to the present invention is inserted into each partition of a precast concrete manufacturing mold and attached to the outer panel to supply power
- the work is very easy because the installation is completed and the hydration and curing of the concrete (13) are promoted by the heat generated in the exothermic system without separately supplying curing puff or steam.
- the curing cloth may be supplementarily used to block direct contact with the outside air.
- the uniform heating system for concrete curing using microwave according to the present invention is advantageous in that it does not need to consume excessive electric power in order to maintain the set temperature because the temperature rises rapidly due to the characteristics of the heating body material and the rising temperature gradually decreases have.
- the quality of cured concrete such as strength and durability can satisfy the required quality or more, and in particular, uniform heat generation and uniform quality can be secured.
- the heat generation system 20 can be separated from the partition of the mold, thus complicated work for separation and disassembly is not necessary, and the heat generation system can be easily reused.
- 8C is a flowchart illustrating a method for manufacturing precast concrete using a microwave-assisted uniform heating system for concrete curing according to an embodiment of the present invention.
- step (a) a step (S200) of installing a concrete heating curing system using the microwave according to the present invention on an outer panel of a partition of the installed mold, after placing reinforcing bars for precast concrete and installing the molds;
- step (c) supplying power to the uniform heating system for concrete curing using the microwave of step (a) to generate heat (S220);
- a partition is installed outside the form to prevent the form from being transformed or deformed.
- a device (system) capable of generating heat is installed in the partition to rapidly form precast concrete Is a feature of the invention.
- a mold is manufactured and installed, concrete is poured into the concrete, curing is cured for accelerated curing, and steam is blown from the outside.
- the boiler must be used to supply the hot steam. Therefore, the fuel cost due to the use of the fossil fuel is high.
- the pre-cast concrete made on site There was a problem.
- the present invention has been developed to solve the problems of the prior art
- precast concrete In the method of manufacturing precast concrete according to the present invention, first, reinforcement for precast concrete is installed and a formwork for supporting the precast concrete is installed. Next, a uniform heating system for concrete curing using the microwave according to the present invention is attached to a panel of each partition of the installed mold.
- Precast concrete can be produced with a uniform heating system for concrete curing using microwave attached one by one.
- FIGS. 9A and 9B are flowcharts showing an example of a method of constructing a tunnel concrete lining using a uniform heating system for concrete curing using a microwave according to the present invention and another example thereof
- FIG. 9D is a view showing a tunnel formwork having a uniform heating system for concrete curing using microwave according to an embodiment of the present invention.
- Fig. 9E is a sectional view taken on the AA side
- Fig. 8F is a sectional view taken on the BB side.
- FIG. 9A is a flowchart illustrating an example of a tunnel concrete lining construction method using a microwave-assisted uniform heating system for curing concrete according to the present invention.
- a tunnel construction method includes:
- step (b) is performed before the step (c)
- the order of the steps (b) and (c) Should not be construed as limiting.
- the tunnel construction is first carried out by excavating the tunnel hole with mechanical excavator or explosion by charge, and then using the support materials such as shotcrete and rock bolt on the tunnel excavation surface, installing the floor surface, And concrete is laid between the installed formwork and the excavation surface of the tunnel and cured.
- a horseshoe-shaped tunnel formwork is installed so that a plurality of beams constitute a tunnel excavation surface shape so as to maintain a certain distance from the tunnel excavation surface.
- the lower part of the tunnel formwork may be equipped with a moving wheel or a rail for easy movement.
- a uniform heating system for curing concrete using microwave is inserted into a space between a skin plate provided in the installed tunnel form and a diaphragm formed in the form to support the formwork, .
- a spacer is attached to the heat generating system for adhering closely to the die skin plate, and it is adhered while being squeezed from outside by using bolting or the like.
- FIG. 9B is a flowchart showing another example of a method for constructing a tunnel concrete lining using a uniform heating system for concrete curing using a microwave according to the present invention.
- a tunnel construction method includes:
- the present embodiment is different from attaching the microwave generator and the waveguide in a separate manner, and the rest is the same as the embodiment according to FIG. 9A, and a duplicate description will be omitted.
- FIG. 9C is a tunnel entrance view showing a tunnel formwork for installing concrete in a tunnel according to an embodiment of the present invention.
- FIG. FIG. 9D is a plan view showing a structure of a tunnel formwork having a uniform heating system for concrete curing using a microwave according to an embodiment of the present invention
- FIG. 9E is a side sectional view of the tunnel formwork shown in FIG.
- Fig. 9F is a side sectional view in the BB direction of the tunnel formwork shown in Fig. 9D.
- the microwave-assisted uniform heating system 20 for curing includes a skin plate 70 and a tunnel formwork of a tunnel formwork installed at a distance from the tunnel excavation face And is attached to the skin plate 70 of the tunnel formwork.
- the attachment to the skin plate 70 is performed by disposing the spacer 62 at an appropriate position on the outside of the uniform heating system 20 for curing the concrete using the microwave, placing the support on the support plate, By the bolts 61 to the side plate 51 of the main body.
- FIG. 10A is a flow chart showing an example of a method of constructing a building slab using a uniform heating system for concrete curing using microwave according to the present invention
- FIG. 9B is an overall configuration of a heating die set for a slab according to the present invention
- Fig. 9C is a perspective view showing only a heating die set for slabs as an entire constitution of a heating die set for slabs according to the present invention
- Fig. 9C is a perspective view showing that the heating die set for slabs is supported by a hull
- FIG. 9E is an exploded perspective view of the heat-generating die set for slabs according to the present invention.
- FIG. 9E is an exploded perspective view of the heat-generating die set for slabs according to the present invention.
- FIG. 10A is a flowchart illustrating an example of a slab construction method using a uniform heating system for concrete curing using a microwave according to the present invention.
- a slab construction method according to an embodiment of the present invention includes:
- a slab formwork In order to construct a slab, a slab formwork must first be manufactured.
- a uniform heating system for concrete curing using the microwave according to the present invention is inserted into and attached to a slab die.
- a uniform heating system for curing concrete using the microwave according to the present invention is inserted into a space surrounded by the upper steel plate, the steel plate supporting member and the beam of the slab formwork, and the concrete using the microwave is placed on the lower part of the steel plate of the slab formwork.
- a heat generating die for a slab is manufactured by attaching a uniform heat generating system for curing.
- FIG. 10B is a perspective view showing that the heating die set for a slab is supported by a shovel as a whole structure of a heating die set for a slab according to the present invention
- Fig. 10C is a perspective view showing only a heating die set for a slab, Sectional view of a heating die set for a slab according to the present invention with reference to a CC plane
- FIG. 10E is an exploded perspective view of a heating die set for a slab according to the present invention.
- the heating die set 100 for a slab according to the present invention is composed of an upper steel plate 82, a steel plate supporting member 81 and a beam 80.
- the steel plate, A uniform heating system 20 for curing a concrete using the microwave according to the present invention is inserted into a space surrounded by the supporting member and the beam and attached to the space.
- a spacer 92 is attached to the heat generating system for attachment to the slab form steel plate 82, and the support base 90 is adhered by using bolts 91 or the like from the outside.
- the heat-generating die 100 for slab is horizontally supported by using a horizontal bar 83, etc., and then a reinforcing bar is placed on the steel plate of the slab formwork and concrete is laid.
- the high efficiency uniform heating system using the microwave according to the present invention can be used for the construction of the concrete structure requiring early curing of the concrete. It becomes. Especially, it protects the concrete from the initial East Sea in the winter season, secures the required strength, accelerates the development of the strength by curing the concrete with rapid curing, and it is possible to shorten the length of the air and significantly reduce fuel consumption and power consumption Low-cost, and high-efficiency technology that can be reduced in cost, and is a low-carbon, eco-friendly technology that can be secured with no toxic gas such as the conventional method. Particularly, the possibility of uneven heating, which is a problem in the technique disclosed by the present inventors, and uniformity due to the uneven heating can be solved by the present technology.
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Abstract
본 발명은 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 시공 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 교량 기초(교각, 교대), 아파트나 주택, 사무용 빌딩 등과 같은 건물의 슬래브, 터널 콘크리트 라이닝, 및 교량 상판, 거더, 박스, 빔, 암거, 옹벽, 말뚝, 궤도 슬래브, 콘크리트 침목 등과 같은 프리캐스트 콘크리트를 시공 및 제조함에 있어 마이크로웨이브를 이용해 발열되는 고효율의 균일 발열 시스템을 사용하여 거푸집을 가열함으로써 거푸집 내부에 타설된 콘크리트의 초기 수화 시간을 단축시켜 특히 동절기, 혹한 지역 등 외기 온도가 낮은 환경에서의 콘크리트 구조물 시공 기간을 현저히 단축시킬 수 있으며, 시공불량 및 작업성을 획기적으로 개선할 수 있는 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 시공 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 시공 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 교각, 교대와 같은 교량 기초, 아파트나 주택, 사무용 빌딩 등과 같은 건물의 슬래브, 터널 콘크리트 라이닝, 및 교량 상판, 거더, 박스, 빔, 암거, 옹벽, 말뚝, 궤도 슬래브, 콘크리트 침목 등과 같은 현장타설 및 프리캐스트 콘크리트를 시공, 제조함에 있어 마이크로웨이브를 이용해 발열되는 고효율의 균일 발열 시스템을 사용하여 거푸집을 가열함으로써 거푸집 내부에 타설된 콘크리트의 초기 수화 시간을 단축시켜 특히 동절기, 혹한 지역 등 외기 온도가 낮은 환경에서의 콘크리트 구조물 시공 기간을 현저히 단축시킬 수 있으며, 시공불량 및 작업성을 획기적으로 개선할 수 있는 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 시공 방법에 관한 것이다.
거푸집(form)은 콘크리트 구조물을 제조하는 과정에서 콘크리트가 경화될 때까지 사용하는 임시 구조물을 말한다. 임시 구조물이므로 콘크리트의 양생이 완료되면 분리하여 재사용되는 것이 일반적이다. 콘크리트 구조물은 그 종류나 필요에 따라서 공장에서 양산될 수도 있고 시공 현장에서 제조될 수도 있는데, 공장 양산이든 현장 제작이든 거푸집은 콘크리트 구조물의 형상 및 치수를 정확하게 확보하기 위하여 반드시 필요하다.
기존 거푸집을 이용한 콘크리트 구조물의 제조 방법은 일반적으로 제조하고자 하는 콘크리트 구조물의 형태대로 거푸집을 설치하고 그 내부에 철근 조립체 등을 설치하며, 그 후에 콘크리트를 타설한 후 양생하는 과정을 거친다.
이러한 거푸집을 이용한 콘크리트 구조물의 제조 과정에서 공사 기간에 가장 중요한 영향을 미치는 요소는 양생 시간이다. 즉, 양생 시간이 오래 걸리면 그만큼 공사 기간이 길어지므로 공사 비용이 증가하는 원인이 된다. 특히 겨울철이나 혹한 지역과 같이 외기 온도가 낮을 경우에는 양생 시간이 오래 걸리기 때문에 공사 기간이 길어져 전체 공사 비용이 증가하고 공사에 따른 납기를 만족하기 어렵게 되는 문제가 발생한다. 더욱이, 겨울철의 경우 수화 반응 지연 등으로 콘크리트의 품질 확보에도 문제가 발생하여 별도의 첨가제 등을 사용하거나 콘크리트 타설 자체를 수행하지 않기도 한다.
교각이나 빌딩 등의 높은 건축물을 제조함에 있어서는 아래에서부터 콘크리트 구조물을 양생시키는 유로폼(Euro form), 슬립폼(slip form) 또는 클라이밍 폼(climbing form) 형태의 거푸집 방식을 사용하는 것이 일반적인데, 이 경우 1회 타설시 양생에 걸리는 시간이 매우 오래 지속되므로 전체 공사 기간이 길어지는 문제가 있다. 특히 동절기나 혹한 지역과 같이 외부 온도가 낮을 경우 이러한 문제가 더 크게 발생하는데, 종래에는 공사 기간을 단축하기 위하여 전열선을 거푸집에 함입시켜 가열시키는 시공 방법을 사용하거나 열풍기나 난로, 스팀 등을 이용하여 거푸집 표면을 가열시키는 방법을 사용하여 왔다. 그러나 전열선을 이용한 온도 상승 방법은 전열선을 거푸집에 설치해야 하므로 복잡한 전기 공사를 추가로 요하며, 또한 전열선에 전기를 지속적으로 공급하여야 하므로 막대한 양의 전기가 소모되는 문제점이 있고, 거푸집 작업 후에는 다시 전열선을 해체해야 하는데 해체 작업이 복잡하다는 문제가 있다. 또한, 열풍기나 난로, 스팀 등에 의해 거푸집 표면을 가열하기 위해서는 열풍기, 난로, 보일러 등을 가동하기 위해 막대한 양의 기름, 가스 및 전기가 소모되고 유독가스 발생으로 작업자들의 안전이 보장되기 어려우며 환경 오염의 소지가 있다는 문제가 있었다. 따라서 이러한 문제로 인해 겨울철에는 아예 교각이나 건물 등 콘크리트 구조물 시공을 위한 콘크리트 타설 및 양생을 중단하기도 하는 등 공기가 길어지는 원인이 되었다.
기존 방법의 경우 위와 같은 문제가 있어 사용이 제한적이었으며, 시공을 하더라도 안전문제, 환경문제 및 과다한 비용 발생 등의 문제로 인해 겨울철 콘크리트 구조물의 시공 공사는 진행되기 어려운 면이 있었다.
이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인은 겨울철이나 혹한 지역과 같이 외기 온도가 낮을 경우에는 양생 시간이 오래 걸리는 문제가 발생하고 양생에 필요한 온도상승에 막대한 양의 석유, 가스 등의 화석연료를 사용하지 않고도 마이크로웨이브에 의해 거푸집의 온도를 올림으로써 콘크리트 양생에 따른 콘크리트 구조물의 시공 기간 및 제작 기간을 단축할 수 있는 새로운 기술을 제안한 바 있다. (대한민국 특허출원 제10-2011-0130015호, 제10-2011-0130016호, 제10-2012-0031331호, 제10-2012-0031340호)
위 특허 기술을 이용할 경우 발열 효율과 그에 의한 콘크리트 촉진 양생 효과가 뛰어나 동절기 콘크리트 구조물의 시공 및 제작이 효과적으로 진행될 수 있으나, 발열체로의 마이크로웨이브의 일정한 전달이 쉽지 않아 전체적으로 균일한 발열이 이루어지지 않는 문제가 있었으며, 마이크로웨이브 발생부의 고장이 발생할 경우에는 전체 시스템이 작동되지 않아 시공 불량이 발생될 가능성이 있었고, 또한 발열 시스템의 무게 및 부피가 과도하게 커서 실제 현장에서는 취급성, 작업성이 좋지 않은 문제가 있어, 이에 대한 개선의 필요성이 있었다.
본 발명은 상기와 같이 본 출원인이 제안한 기존 기술에서 발견된 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 마이크로웨이브에 의해 발열되는 균일 발열 시스템을 이용하여 콘크리트의 양생을 실시함으로써 시공 기간을 획기적으로 단축시키고, 마이크로웨이브가 일정하게 발열체에 전달될 수 있도록 하여 전체적으로 균일한 발열이 이루어지도록 하며, 일부 마이크로웨이브 발생부의 고장이 발생할 경우에도 발열 시스템이 작동되도록 함으로써 시공 불량이 발생될 가능성을 차단할 수 있는 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템과 이를 이용한 콘크리트 구조물의 시공방법을 제안하고자 한다.
또한, 기존 콘크리트 양생 기술에서는 애퍼쳐(aperture) 안테나를 사용하여 마이크로웨이브의 균일 분산이 어렵고 다양한 형상에 적용이 어려우며, 형상 변경시 신규 설계를 해야 하는 문제점이 있었는데, 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하여, 균일분산에 유리하고 임피던스 매칭이 용이하며, 또한 무게 및 부피를 최소화함으로써 현장에서의 취급성 및 작업성이 개선될 수 있는 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템과 이를 이용한 콘크리트 구조물의 시공방법을 제안하고자 한다.
상기 본 발명의 첫 번째 과제를 달성하기 위해, 본 발명은
콘크리트 구조물 시공용 거푸집에 구비된 파티션의 외부 패널에 부착되며 전원 공급에 의해 마이크로파가 발생하여 발열되는 발열 시스템으로서,
마이크로파를 발생시키는 마이크로파 발생기;
상기 마이크로파 발생기와 일단이 연결되어 있으며 마이크로파 발생기로부터 발생되는 마이크로파를 전달받아 반사부로 전달하는 파이프 형상으로 구비된 도파관;
상기 도파관과 내부 공간을 공유하며 도파관으로부터 전달되는 마이크로파를 난반사시키기 위한 밀폐된 내부 공간을 구비한 반사부;
상기 도파관과 상기 밀폐된 내부 공간을 사이에 두고 반대편에 구비되며 반사부에서 난반사되는 마이크로파를 통과시키기 위한 분배공을 구비한 분배판;
상기 반사부의 반대편에 상기 분배판과 밀착 구비되며 분배공을 통해 통과되는 마이크로파를 흡수하여 열을 발생시키는 발열체;
상기 발열체 외부에 발열체와 밀착 구비되는 바닥판, 상기 바닥판과 수직으로 일체형으로 양측단에 연결되는 측판 및 상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명은
콘크리트 양생용 거푸집에 부착되며 전원 공급에 의해 마이크로웨이브가 발생하여 발열되는 발열 시스템으로서,
마이크로웨이브를 발생시키는 마이크로웨이브 발생부;
상기 마이크로웨이브 발생부와 일단이 연결되어 있으며 마이크로웨이브 발생부로부터 발생되는 마이크로웨이브를 전달하는 도파관;
상기 도파관으로부터 전달된 마이크로웨이브가 활성화 되는 내부공간;
상기 내부 공간에 위치하면서 마이크로웨이브를 분배 및 통과시키는 슬롯 어레이 안테나;
상기 슬롯 어레이 안테나의 이면에 위치하며 상기 슬롯 어레이 안테나의 슬롯을 통과해 방출되는 마이크로웨이브를 흡수하여 열을 발생시키는 발열체; 및
상기 발열체의 발열 온도를 제어하는 온도 컨트롤러;
를 포함하여 구성되며,
상기 마이크로웨이브 발생부는 하나의 발열 시스템 모듈에 있어서 양 쪽에 한개씩 설치하고, 상기 각 마이크로웨이브 발생부에서 발생되는 마이크로웨이브를 분기시키기 위한 T형 분기관이 상기 각 마이크로웨이브 발생부에 연결되어 있으며, 상기 슬롯 어레이 안테나는 복수개가 일정 간격을 두고 설치되어 상기 T형 분기관에서 분기되는 마이크로웨이브를 발열체에 균일하게 분산시키도록 구성되는 것을 특징으로 하고,
상기 발열체는 입자크기 5.0 mm 이하이고 구형률이 0.5 이상인 급냉 제강슬래그 및 입자크기 5.0 mm 이하인 탄화규소 입자를 100:0.1~100 중량비로 포함하는 세라믹 조성물인 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발열체는 상기 세라믹 조성물 100 중량부에 시멘트를 0.1~50 중량비로 혼합하고 물을 가하여 수화에 의해 경화시킨 블록체로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 본 발명에서 상기 블록체를 제조함에 있어 시멘트를 사용하지 않고 세라믹 본드 등의 내열 보드를 이용하여 믹싱함으로써 제조하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마이크로웨이브 발생부는 마그네트론, 고압트랜스, 고압콘덴서 및 고압다이오드를 포함하여 구성한다.
이때, 본 발명에서 상기 고압트랜스, 고압콘덴서 및 고압다이오드는 인버터로 대체되어 입력주파수와 전압을 유동적으로 조절하여 현장 적용성을 높일 수 있도록 구성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발열체에는 상기 발열체에서 발생되는 온도를 검지하기 위한 온도센서가 구비되며, 상기 온도센서는 상기 온도 컨트롤러에 연결되어 상기 발열체의 온도에 따라 마이크로웨이브 발생부의 작동을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 내부 공간과 상기 슬롯 어레이 안테나 사이에는 상기 내부 공간으로의 이물질 유입을 차단하고 상기 발열체에서 발생하는 열의 역유입을 차단하기 위한 단열부가 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은
본 발명에 따른 상기 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 콘크리트 시공용 거푸집 패널에 부착하여 교량 기초, 교량 상판, 거더, 아파트나 주택, 사무용 빌딩 등과 같은 건축물의 슬래브, 터널 콘크리트 라이닝, 및 박스, 빔, 암거, 옹벽, 말뚝, 궤도 슬래브, 콘크리트 침목 등과 같은 현장타설 및 프리캐스트 콘크리트의 시공 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 교량 기초의 시공은
(a) 교량 기초용 철근을 배근하고 거푸집을 설치한 후, 상기 설치된 거푸집의 패널에 본 발명에 따른 상기 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 부착하는 단계;
(b) 상기 설치된 거푸집 내부에 콘크리트를 타설하는 단계;
(c) 상기 (a)의 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 전원을 공급하여 발열시키는 단계;
(d) 상기 타설된 콘크리트를 양생시키는 단계; 및
(e) 상기 설치된 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 프리캐스트 콘크리트의 제조는
(a) 프리캐스트 콘크리트용 철근을 배근하고 거푸집을 설치한 후, 상기 설치된 거푸집의 패널에 본 발명에 따른 상기 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 부착하는 단계;
(b) 상기 설치된 거푸집 내부에 콘크리트를 타설하는 단계;
(c) 상기 (a)의 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 전원을 공급하여 발열시키는 단계; 및
(d) 상기 타설된 콘크리트를 양생시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 터널 콘크리트 라이닝의 시공은
(a) 굴착된 터널 내부에 터널 굴착면과 일정 거리를 유지하며 터널 굴착면 형태로 터널 거푸집을 설치하는 단계;
(b) 상기 설치된 터널 거푸집의 스킨 플레이트에 본 발명에 따른 상기 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 부착하는 단계;
(c) 상기 터널 거푸집과 터널 굴착면 사이에 콘크리트를 타설하는 단계;
(d) 상기 (b)의 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 전원을 공급하고 상기 타설된 콘크리트를 양생시키는 단계; 및
(e) 상기 설치된 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 분리하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 터널 콘크리트 라이닝의 시공은
(a) 굴착된 터널 내부에 터널 굴착면과 일정 거리를 유지하며 터널 굴착면 형태로 터널 거푸집을 설치하고, 상기 터널 거푸집의 스킨 플레이트에 본 발명에 따른 상기 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 부착하여 설치하되, 마이크로웨이브 발생부와 도파관을 제외하고 설치하는 단계;
(b) 상기 설치된 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 도파관과 마이크로웨이브 발생부를 순서대로 연결하는 단계;
(c) 상기 터널 거푸집과 터널 굴착면 사이에 콘크리트를 타설하는 단계;
(d) 상기 설치된 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 전원을 공급하고 상기 타설된 콘크리트를 양생시키는 단계; 및
(e) 상기 설치된 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 분리하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 슬래브의 시공은
(a) 슬래브 거푸집의 상부 강판과 상기 강판의 하부에 일정 간격으로 서로 평행하게 구비된 다수의 강판 지지부재 및 상기 강판 지지부재의 하부에 상기 강판 지지부재와 수직으로 구비된 빔으로 둘러싸인 공간에 본 발명에 따른 상기 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 삽입하고 상기 슬래브 거푸집의 강판 하부에 상기 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 부착하여 슬래브용 발열 거푸집을 제조하는 단계;
(b) 상기 제조된 슬래브용 발열 거푸집을 동바리를 이용하여 수평 지지한 후 상기 슬래브 거푸집의 강판 상부에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하는 단계;
(c) 상기 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 전원을 공급하고 상기 타설된 콘크리트를 양생시키는 단계; 및
(d) 양생된 슬래브 콘크리트로부터 슬래브용 발열 거푸집을 탈형하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 시공 방법의 장점을 설명하면 다음과 같다.
1. 마이크로웨이브에 의해 발열되는 모듈 형태의 균일 발열 시스템을 기존 콘크리트 구조물 시공용 거푸집의 패널에 탈착식 또는 비탈착식으로 부착하여 사용하므로 별도의 전열선 작업과 같은 복잡한 전기 배선 작업이 필요 없다. 또한, 시공이 종료된 후에는 발열 시스템을 기존 거푸집의 패널에서 분리하기만 하면 해체 작업이 완료되므로 거푸집 해체에 따른 어려움이 없어 작업이 단순화되고 시공성이 우수하며, 해체 후 재사용이 용이하다.
2. 또한, 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템은 불과 수분 내지 수십분 동안만 전기를 공급해도 원하는 온도까지 단시간에 도달하며 이후에도 온도가 쉽게 식지 않아 전기를 지속적으로 투입하지 않아도 되므로 기존 전열선 방식(주울열 또는 저항열 방식)에 비하여 전력 소비량을 대폭 줄일 수 있어 에너지 효율이 향상될 수 있다.
3. 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템은 거푸집의 패널 형태에 맞게 쉽게 설계 변경이 가능하므로 실내 제작 또는 실외 제작 등 기존 거푸집 작업이 진행되는 어떠한 형태의 제작에도 자유자재로 활용될 수 있다.
4. 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템은 외부 온도에 상관없이 적용이 가능하므로 특히 콘크리트 양생 시간이 오래 걸리는 동절기, 혹한 지역 등 외기 온도가 낮은 경우에 공사 기간을 단축하는데 큰 효과를 발휘한다.
5. 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템 및 이를 이용한 콘크리트 구조물 시공 방법에 따를 경우, 유독가스 발생으로 인한 안전 문제와 석유나 가스와 같은 화석 연료를 소모할 필요가 없으므로 환경 문제가 발생하지 않고 시공 비용도 절감할 수 있어 경제적인 시공이 가능하다.
6. 또한, 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에서는 발열체로서 열발생 효율 즉 에너지 효율이 우수한 재료와, 에너지 전달 효율 즉 에너지 방출 속도가 우수한 재료를 최적 비율로 조합하여 사용함으로써 단시간에 높은 열을 발생시키고 발생한 열을 주변으로 신속하게 전달하며 오랜시간 열을 지속할 수 있으므로 기존 재료에 비해 발열 균일성이 획기적으로 개선된다.
7. 또한, 마이크로웨이브가 전달이 효율적으로 이루어지지 않아 전체적인 균일 발열이 달성되지 못하고 시공 상의 불량이 발생되는 기존 기술의 문제점을 해결할 수 있으므로 상기 재료 설계와 더불어 균일 발열 효과를 더욱 증대시킬 수 있으며, 전체적으로 균질한 시공 물성의 확보가 가능하기 때문에 고품질의 시공이 가능한 장점이 있다.
8. 또한, 마이크로웨이브 발생부의 일부가 고장이 발생하거나 작동이 불량한 경우에도 타측 장치를 이용할 수 있으므로 작업의 연속성을 유지할 수 있는 장점이 있다.
9. 또한, 모듈 형태의 발열 시스템을 제작, 이용함에 있어서 기존과 같은 대형 사이즈의 중량 시스템을 이용하는 것이 아니라 소형의 경량화가 가능하므로 시스템 설치시나 부품 교체를 위해 크레인에 의한 작업이 필요치 않게 되므로 현장에서의 작업성 및 시공성이 획기적으로 개선될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템의 일 예를 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템의 일 예를 나타내는 측단면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 적용되는 슬롯 어레이 안테나의 예를 나타내는 도면(실물 사진)이고, 도 3b는 상기 슬롯 어레이 안테나가 상기 발열 시스템 내에 설치된 것을 나타내는 도면(실물 사진)이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 적용되는 슬롯 어레이 안테나의 배치 형태의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 사용되는 발열체의 외부 형상을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 급냉 제강슬래그, 탄화규소 및 그 혼합물의 내부 에너지 및 방출 에너지 평가 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 이용한 교량 기초의 시공 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8a 내지 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 이용하여 프리캐스트 콘크리트를 제조하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 9a는 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 이용하여 터널 콘크리트 라이닝을 시공하는 방법의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 9b는 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 이용하여 터널 콘크리트 라이닝을 시공하는 방법의 다른 예를 나타내는 순서도이다.
도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따라 터널 내측에 콘크리트를 타설하기 위한 터널 거푸집을 설치한 것을 나타내는 터널 입구 도면이다.
도 9d는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 구비한 터널 거푸집의 구조를 나타낸 평면도이다.
도 9e는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 구비한 터널 거푸집의 구조를 나타낸 A-A 측단면도이다.
도 9f는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 구비한 터널 거푸집의 구조를 나타낸 B-B 측단면도이다.
도 10a는 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 이용하여 건물 슬래브를 시공하는 방법의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 10b는 본 발명에 따른 슬래브용 발열 거푸집 세트의 전체 구성으로서 슬래브용 발열 거푸집 세트가 동바리에 의해 지지되고 있는 것을 나타내는 사시도이다.
도 10c는 본 발명에 따른 슬래브용 발열 거푸집 세트의 전체 구성으로서 동바리 없이 슬래브용 발열 거푸집 세트만을 나타내는 사시도이다.
도 10d는 본 발명에 따른 슬래브용 발열 거푸집 세트를 C-C 면을 기준으로 나타낸 단면도이다.
도 10e는 본 발명에 따른 슬래브용 발열 거푸집 세트의 분해 사시도이다.
본 발명에서 이상의 의미는 해당 수치 이상으로서 일반적으로 본 기술이 속하는 분야에서 상식적, 합리적으로 이해될 수 있는 만큼의 상한치를 갖는다는 의미이며, 이하의 의미는 해당 수치 이하로서 일반적으로 본 기술이 속하는 분야에서 상식적, 합리적으로 이해될 수 있는 만큼의 하한치를 갖는다는 의미로서, 이는 발명을 간단하고 명료하게 나타내기 위한 표현으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도면(도 1 및 도 2)에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템(20)은 콘크리트 양생용 거푸집에 부착되며 전원 공급에 의해 마이크로웨이브가 발생하여 발열되는 발열 시스템으로서,
마이크로웨이브를 발생시키는 마이크로웨이브 발생부(21);
상기 마이크로웨이브 발생부(21)와 일단이 연결되어 있으며 마이크로웨이브 발생부로부터 발생되는 마이크로웨이브를 전달하는 도파관(22);
상기 도파관으로부터 전달된 마이크로웨이브가 활성화 되는 내부공간;
상기 내부 공간에 위치하면서 마이크로웨이브를 분배 및 통과시키는 슬롯 어레이 안테나(25);
상기 슬롯 어레이 안테나의 이면에 위치하며 상기 슬롯 어레이 안테나의 슬롯을 통과해 방출되는 마이크로웨이브를 흡수하여 열을 발생시키는 발열체(29); 및
상기 발열체의 발열 온도를 제어하는 온도 컨트롤러(33);
를 포함하여 구성된다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 적용되는 슬롯 어레이 안테나의 예를 나타내는 도면(실물 사진)이고, 도 3b는 상기 슬롯 어레이 안테나가 상기 발열 시스템 내에 설치된 것을 나타내는 도면(실물 사진)이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 적용되는 슬롯 어레이 안테나의 배치 형태의 일 예를 나타내는 도면이다.
상기 도면들에 도시된 바와 같이, 상기 마이크로웨이브 발생부(21)는 하나의 발열 시스템 모듈에 있어서 양 쪽에 한개씩 설치하고, 상기 각 마이크로웨이브 발생부에서 발생되는 마이크로웨이브를 분기시키기 위한 T형 분기관(42)이 상기 각 마이크로웨이브 발생부에 연결되어 있으며, 상기 슬롯 어레이 안테나(25)는 복수개가 일정 간격을 두고 설치되어 상기 T형 분기관(41)에서 발생되는 마이크로웨이브를 상기 슬롯 어레이 안테나에 구비된 다수의 슬롯(42)를 통해 균일하게 분산시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 본 발명에서 사용되는 상기 발열체는 입자크기 5.0 mm 이하이고 구형률이 0.5 이상인 급냉 제강슬래그 및 입자크기 5.0 mm 이하인 탄화규소 입자를 100:0.1~100 중량비로 포함하는 세라믹 조성물인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 마이크로웨이브 발생부, 다른 말로 마그네트론은 고압트랜스(29)에 의해 전원에 연결되고 그 주변에는 마이크로웨이브 발생부에서 발생하는 열을 냉각시키기 위한 공랭식 냉각장치(예: 냉각팬 또는 수냉식 냉각 장치)가 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 상기 고압트랜스, 고압콘덴서 및 고압다이오드는 인버터로 대체되어 입력주파수와 전압을 유동적으로 조절하여 현장 적용성을 높일 수 있도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 마이크로웨이브 발생부는 마그네트론, 고압트랜스, 고압콘덴서 및 고압다이오드를 포함하여 구성하되, 상기 고압트랜스는 상기 마이크로웨이브 발생부와는 별도의 외부 장치로서 구성되며, 상기 마이크로웨이브 발생부에는 내부 트랜스가 추가로 구비될 수 있다.
이때, 본 발명에서 상기 고압트랜스에 인버터를 설치하여 전압차가 있는 현장에서도 전압을 유동적으로 조절하여 현장 적용성을 높일 수 있도록 구성할 수 있다.
또한, 상기 마이크로웨이브 발생부, 도파관 및 캐비티의 외부에는 내부 장치들을 보호하기 위한 케이스(31)가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 케이스는 중량을 줄이기 위하여 플라스틱 소재로 구성될 수 있으며 사출 또는 압출 성형에 의해 제조된 것을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 내부 공간과 상기 슬롯 어레이 안테나(25) 사이에는 상기 내부 공간으로의 이물질 유입을 차단하고 상기 발열체에서 발생하는 열의 역유입을 차단하기 위한 단열부가 포함될 수 있다. 이러한 단열재의 재료로는 글래스 울(glass wool), 석고, 내열 플라스틱, 내열 세라믹, 내열지 또는 돌가루 등을 사용할 수 있다.
상기 발열체는 산화철 화합물을 포함하는 금속산화물을 포함하여 구성되고 300MHz ~ 300GHz의 마이크로웨이브에 의해 발열되는 것을 특징으로 한다. 구체적으로 상기 발열체는 앞서 설명한 마이크로웨이브에 의해 발열되는 발열체 조성물을 사용하며, 상세하게는 입자크기 5.0 mm 이하이고 구형률이 0.5 이상인 급냉 제강슬래그 및 입자크기 5.0 mm 이하인 탄화규소 입자를 100:0.1~100 중량비로 포함하는 세라믹 조성물을 그대로 사용하거나, 상기 세라믹 조성물 100 중량부에 시멘트를 0.1~50의 중량비율로 혼합하여 물을 적당량 가해 수화에 의해 경화시킨 블록체를 사용하는 것이 바람직하다(도 5 참조).
또한, 본 발명에서 상기 블록체를 제조함에 있어 시멘트를 사용하지 않고 세라믹 본드 등의 내열 보드를 이용하여 믹싱함으로써 제조하는 것도 가능하다.
이때, 상기 블록체는 일정 형상과 두께를 갖도록 형성되어 이를 수용하는 블록체 수용 프레임을 두고 상기 블록체 수용 프레임에 상기 블록체를 탈착식으로 삽입 및 탈리되도록 판 구조로 형성될 수 있으며, 이렇게 함으로써 손상된 블록체 또는 효율이 떨어지는 블록체의 경우 교체가 용이하도록 할 수 있다.
또한, 상기 발열체에는 상기 발열체에서 발생되는 온도를 검지하기 위한 온도센서가 구비되며, 상기 온도센서는 상기 온도 컨트롤러에 연결되어 상기 발열체의 온도에 따라 마이크로웨이브 발생부의 작동을 제어하도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템은 상기 마이크로 발생기에 전원을 인가하여 마이크로웨이브를 발생시키기만 하면 발열체를 통해 거푸집을 가열하여 대상 콘크리트의 표면을 신속하게 가열할 수 있다.
상기 마이크로웨이브 발생부, 도파관, 및 발열체를 내부에 장착한 내부공간(캐비티)로 구성된 모듈을 가열 대상물에 설치하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 설계상의 변형이 가능하다.
특히, 상기 도파관은 상기 마이크로웨이브 발생부와 그 일단이 연결되어 있으며 마이크로웨이브 발생부로부터 발생되는 마이크로웨이브를 직접 전달하도록 구성되고, 상기 도파관과 내부 공간을 두고 마주한 반대면에 위치하면서 마이크로웨이브를 분배 및 통과시키는 슬롯 어레이 안테나를 단수 또는 복수개로 구비하여 마이크로웨이브의 균일 분산을 유도한다.
마이크로웨이브 발생부(마그네트론)는 고압트랜스와 연결되고 고압트랜스는 외부의 전원에 연결되는 것으로 구성된다. 고압트랜스는 외부로부터 입력되는 상용교류전압을 고주파 발생에 적합한 고전압(예를 들면, 2 킬로볼트[kV] 정도)으로 변압하여 마그네트론으로 인가하며, 마그네트론은 고압트랜스로부터 인가되는 고전압에 의하여 고주파발진을 하여 마이크로웨이브를 발생시킨다.
이때, 상기 고압트랜스에 인버터를 설치하여 전압차가 있는 현장에서도 전압을 유동적으로 조절함으로써 현장 적용성을 더욱 높일 수 있다.
마이크로웨이브 주파수는 ISM(Industrial, Scientific and Medical) 주파수를 사용하되, 부품수급의 원활성 등 장점을 살려 주로 2,450MHz대역을 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니고, 용도에 따라 300MHz ~ 300GHz 영역의 주파수를 갖는 마이크로웨이브를 다양하게 변형하여 사용할 수 있다.
상기 마그네트론이 구동될 때 마그네트론에서 발생되는 고열을 냉각시키기 위해 마그네트론의 주변에는 냉각장치(예, 냉각팬)가 설치되고, 냉각장치는 팬모터와 연결되며, 외부로부터 전압(상용교류전압)이 팬모터에 인가되면 팬모터가 가동되면서 팬모터에 의해 냉각장치의 팬이 구동되어 외부의 찬공기를 마그네트론에 송풍함으로써, 마그네트론에서 발생되는 고열을 냉각시킬 수 있다.
상기 마이크로웨이브 발생부는 하나의 발열 시스템 모듈에 있어서 양 쪽에 한개씩 설치하고, 상기 각 마이크로웨이브 발생부에서 발생되는 마이크로웨이브를 분기시키기 위한 T형 분기관이 상기 각 마이크로웨이브 발생부에 연결되어 있으며, 상기 슬롯 어레이 안테나는 복수개가 일정 간격을 두고 설치되어 상기 T형 분기관에서 발생되는 마이크로웨이브를 슬롯 어레이 안테나에 구비된 다수의 슬롯을 통해 균일 분산시키도록 구성되는 것이 바람직하다.
이러한 마이크로웨이브 발생부는 소모품으로서 일정 수명이 다하면 교체해 주어야 한다. 본 발명에 따른 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에서 마이크로웨이브 발생부는 마치 전구를 교체하는 것처럼 쉽게 교체가 가능하다. 따라서 본 발명에 따른 마이크로웨이브 발생장치는 마이크로웨이브 발생부만 주기적으로 또는 불량발생시 교체해 주기만 하면 영구적으로 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 슬롯 어레이 안테나(25)로 사용되는 재료는 마이크로웨이브를 흡수하지 않고 반사하는 재료를 사용하는 것이 바람직하며, 예로서는 강재, 알루미늄재 또는 동재 등을 사용할 수 있다.
도 1에는 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템(20)이 정사각형에 가까운 형상으로 도시되었으나, 발열 대상의 형상에 따라 상기 형상을 직사각형 등 다른 형상으로 변형하는 것이 가능하다.
이하에서는 본 발명에 사용되는 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 사용되는 상기 발열체(27)는 본 출원인이 선 출원 등록 특허(대한민국 등록특허 제10-1411259호, 제10-1411260호, 제10-1411261호, 제10-1411262호 등)에서 제안한 세라믹 조성물을 그대로 또는 변형하여 사용할 수 있으며, 이에 관해서는 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 상기 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템은 콘크리트 구조물 시공용 거푸집의 패널에 탈착식 또는 비탈착식으로 부착하여 전원을 공급하기만 하면 설치가 끝나므로 작업이 용이하고, 발열체 재료의 특성으로 인해 온도 상승이 빠르고 한 번 상승된 온도는 서서히 하강하므로 설정된 온도를 유지하기 위해서 전력을 과다하게 소비하지 않아도 되는 장점이 있다. 또한, 강도나 내구성 등 양생된 콘크리트의 품질도 소요 품질 이상을 만족할 수 있고 특히 전체적으로 균일한 발열과 이로 인한 균질한 품질 확보가 가능하다.
특히, 동절기나 혹한 지역과 같이 외기 온도가 낮을 경우 기존에는 콘크리트의 자연 수화에 따른 양생이 불가능하여 겨울철 콘크리트 타설 공정이 매우 제한적이었으나, 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 사용하면 일정한 온도를 콘크리트에 공급하여 초기에 강제로 온도 상승을 유발하고 이후 자연 수화가 진행됨으로써 하절기 공사와 크게 차이가 없는 콘크리트 양생이 가능해진다.
따라서 겨울철이나 초봄, 늦가을과 같이 온도가 낮아 콘크리트 양생 기간이 오래 걸리는 기간이나, 일본 북부, 러시아, 시베리아, 몽골 등 혹한 지역에서 활용할 경우 콘크리트 양생을 촉진시키는 결과를 가져올 수 있다.
또한 콘크리트 구조물 시공이 완료된 후에는 상기 발열 시스템을 상기 거푸집의 파티션에서 분리하기만 하면 되므로 분리 해체를 위한 복잡한 작업이 필요 없고, 발열 시스템을 재사용하기도 용이하다.
이하에서는 상기 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 콘크리트 시공용 거푸집 패널에 부착하여 교량 기초(교각, 교대), 교량 상판, 거더, 아파트나 주택, 사무용 빌딩 등과 같은 건축물의 슬래브, 터널 콘크리트 라이닝, 및 박스, 빔, 암거, 옹벽, 말뚝, 궤도 슬래브, 콘크리트 침목 등과 같은 현장타설 및 프리캐스트 콘크리트의 시공 방법에 관하여 각각 상세하게 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 이용한 교량 기초의 시공 방법을 나타내는 순서도이다.
도 7에 기재된 바와 같이 본 발명에 따른 교량 기초의 시공 방법은
(a) 교량 기초용 철근을 배근하고 거푸집을 설치한 후, 상기 설치된 거푸집의 파티션 외부 패널에 상기 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 부착하는 단계(S100);
(b) 상기 설치된 거푸집 내부에 콘크리트를 타설하는 단계(S110);
(c) 상기 (a)의 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 전원을 공급하여 발열시키는 단계(S120);
(d) 상기 타설된 콘크리트를 양생시키는 단계(S130); 및
(e) 상기 설치된 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 분리하는 단계(S140);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기에서는 (b)단계인 상기 거푸집의 파티션 외부 패널에 본 발명에 따른 상기 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 부착하는 단계가 (c)단계인 거푸집 내부에 콘크리트를 타설하는 단계 이전에 진행되는 것으로 기재되어 있으나, 상기 (b)단계와 상기 (c)단계는 서로 순서가 바뀌어도 본 발명이 달성될 수 있으므로 상기 순서는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
일반적으로 거푸집의 경우에는 거푸집의 전도나 변형을 막기 위해 거푸집의 외부에 파티션이 설치되는데 본 발명은 이러한 파티션 내에 발열이 가능한 장치(시스템)를 설치하여 거푸집을 가열함에 의해 콘크리트 교량 기초를 신속하게 건설하는 것이 발명의 특징이다. 종래의 교량 기초 시공 방법에서는 거푸집을 제작 및 설치하고 내부에 콘크리트를 타설한 후 자연적인 수화열에 의한 온도 상승 또는 외부에서 더운 공기를 불어넣음에 의해 콘크리트 표면을 가열하여 온도 상승을 촉진시켜 양생하는 과정을 사용하였다. 이와 같이 종래의 방법에 의할 경우에는 외기 온도가 낮을 경우 수화가 잘 일어나지 않으므로 양생 시간이 오래 걸리고 이를 촉진하기 위해 더운 공기를 주입하게 되면 연료 소모가 많고 화석연료 사용에 따른 환경 문제와 유독가스 발생으로 인한 안전 문제가 발생하는 등 여러 문제점이 상존하였다.
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 기술로서,
본 발명에 따른 교량 기초의 시공 방법은 먼저, 교량 기초를 시공하고자 하는 지점에 철근을 배근하고 이를 지지할 거푸집을 설치한다. 이어서, 상기 설치된 거푸집의 각 파티션의 외부 패널에 상기 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 부착한다.
본 발명의 일 실시예에 따라 거푸집의 파티션에 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 부착하여 촉진 양생을 실시함에 있어, 거푸집에 구비된 파티션에 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 하나씩 부착한 상태로 교량 기초 시공을 진행할 수 있다.
이어서, 상기 거푸집의 내부에 콘크리트를 타설한다. 이후, 상기 거푸집 파티션에 부착된 상기 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 전원을 공급하여 상기 거푸집의 표면을 가열함으로써 타설된 콘크리트의 초기 수화를 강제로 유도한다. 겨울철과 같이 외기가 낮은 경우에 콘크리트의 수화는 진행되기 어려우므로 강제 가열에 의해 콘크리트의 초기 수화를 유도하면 이후는 자연 수화가 진행되므로 콘크리트의 양생을 촉진시킬 수 있는 것이다. 콘크리트의 양생이 완료되면 설치된 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 분리, 해체하면 교량 기초의 시공이 완성된다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 이용하여 프리캐스트 콘크리트를 양생하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템(20)은 프리캐스트 콘크리트 제조용 거푸집의 각 파티션에 삽입하여 그 외부 패널에 부착하여 전원을 공급하기만 하면 설치가 끝나므로 작업이 매우 용이하고 별도로 양생포나 증기를 공급하지 않아도 발열 시스템에서 발생하는 열에 의해 콘크리트(13)의 수화와 양생이 촉진된다. 실외 환경과 같이 경우에 따라서는 외기와의 직접 접촉을 차단하기 위하여 양생포를 보조적으로 사용할 수도 있다.
본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템은 발열체 재료의 특성으로 인해 온도 상승이 빠르고 한 번 상승된 온도는 서서히 하강하므로 설정된 온도를 유지하기 위해서 전력을 과다하게 소비하지 않아도 되는 장점이 있다. 또한, 강도나 내구성 등 양생된 콘크리트의 품질도 소요 품질 이상을 만족할 수 있고 특히 전체적으로 균일한 발열과 이로 인한 균질한 품질 확보가 가능하다.
또한 프리캐스트 콘크리트의 제작이 완료된 후에는 상기 발열 시스템(20)을 상기 거푸집의 파티션에서 분리하기만 하면 되므로 분리 해체를 위한 복잡한 작업이 필요 없고, 발열 시스템을 재사용하기도 용이하다.
도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 이용한 프리캐스트 콘크리트 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8c에 기재된 바와 같이 본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트 제조 방법은
(a) 프리캐스트 콘크리트용 철근을 배근하고 거푸집을 설치한 후, 상기 설치된 거푸집의 파티션 외부 패널에 상기 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 부착하는 단계(S200);
(b) 상기 설치된 거푸집 내부에 콘크리트를 타설하는 단계(S210);
(c) 상기 (a)의 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 전원을 공급하여 발열시키는 단계(S220); 및
(d) 상기 타설된 콘크리트를 양생시키는 단계(S230);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
일반적으로 거푸집의 경우에는 거푸집의 전도나 변형을 막기 위해 거푸집의 외부에 파티션이 설치되는데 본 발명은 이러한 파티션 내에 발열이 가능한 장치(시스템)를 설치하여 거푸집을 가열함에 의해 프리캐스트 콘크리트를 신속하게 제작하는 것이 발명의 특징이다. 종래의 프리캐스트 콘크리트 제조 방법에서는 거푸집을 제작 및 설치하고 내부에 콘크리트를 타설한 후 촉진 양생을 위해 양생포로 덮어 씌운 후 외부에서 증기를 불어넣는 방법을 사용하였다. 이와 같이 종래의 방법에 의할 경우에는 뜨거운 증기를 공급하기 위하여 보일러를 사용해야 하므로 화석연료 사용에 따른 연료비가 많이 들고, 특히 현장 제작 프리캐스트 콘크리트의 경우 보일러 운반과 설치에 시간과 비용이 많이 소모되는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 기술로서,
본 발명에 따른 프리캐스트 콘크리트의 제조 방법은 먼저, 프리캐스트 콘크리트용 철근을 배근하고 이를 지지할 거푸집을 설치한다. 이어서, 상기 설치된 거푸집의 각 파티션의 패널에 상기 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 부착한다.
본 발명의 일 실시예에 따라 프리캐스트 콘크리트용 거푸집의 파티션에 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 부착하여 촉진 양생을 실시함에 있어, 거푸집에 구비된 파티션에 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 하나씩 부착한 상태로 프리캐스트 콘크리트 제작을 진행할 수 있다.
이어서, 상기 거푸집의 내부에 콘크리트를 타설한다. 이어서, 상기 거푸집 파티션에 부착된 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 전원을 공급하여 상기 거푸집의 표면을 가열함으로써 타설된 콘크리트의 초기 수화를 강제로 유도한다. 겨울철과 같이 온도가 낮은 경우에 콘크리트의 수화는 진행되기 어려우므로 강제 가열에 의해 콘크리트의 초기 수화를 유도하면 이후는 자연 수화가 진행되므로 콘크리트의 양생을 촉진시킬 수 있는 것이다.
도 9a 및 9b는 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 이용하여 터널 콘크리트 라이닝을 시공하는 방법의 일 예 및 다른 예를 각각 나타내는 순서도이고, 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따라 터널 내측에 콘크리트를 타설하기 위한 터널 거푸집을 설치한 것을 나타내는 터널 입구 도면이며, 도 9d는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 구비한 터널 거푸집의 구조를 나타낸 평면도이고, 도 9e는 A-A 측단면도이며, 도 8f는 B-B 측단면도이다.
도면을 참조하면, 먼저 도 9a는 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 이용한 터널 콘크리트 라이닝 시공 방법의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 9a에 기재된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 시공 방법은
(a) 굴착된 터널 내부에 터널 굴착면과 일정 거리를 유지하며 터널 굴착면 형태로 터널 거푸집을 설치하는 단계(S300);
(b) 상기 설치된 터널 거푸집의 패널과 상기 터널 거푸집에 구비된 디귿자 형강 사이에 상기 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 삽입하고 상기 터널 거푸집의 패널에 부착하는 단계 (S310);
(c) 상기 터널 거푸집과 터널 굴착면 사이에 콘크리트를 타설하는 단계(S320);
(d) 상기 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 전원을 공급하고 상기 타설된 콘크리트를 양생시키는 단계(S330); 및
(e) 상기 설치된 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 분리하는 단계(S340)
를 포함하여 구성된다.
상기에서는 (b)단계가 (c)단계 이전에 진행되는 것으로 기재되어 있으나, 상기 (b)단계와 상기 (c)단계는 서로 순서가 바뀌어도 본 발명이 달성될 수 있으므로 상기 순서는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
알려진 바와 같이, 터널 시공은 먼저 기계식 굴착기나 장약에 의한 폭파 등으로 터널 공을 굴착한 후에 터널 굴착면에 숏크리트, 록 볼트 등의 지보재를 이용하여 지보하고 바닥면을 시공한 후 배관 공사, 거푸집 설치 등의 작업을 진행하고 설치된 거푸집과 터널 굴착면 사이에 콘크리트를 타설하여 양생하는 과정으로 진행된다.
터널 거푸집을 설치함에 있어서는 예를 들어 말굽 형태와 같이 터널 굴착면 형상을 이루도록 다수의 빔이 종/횡 방향을 구성하여 터널 굴착면과 일정 거리를 유지하도록 터널 거푸집을 설치한다. 이 때 터널 거푸집의 하부에는 이동이 용이하도록 이동용 바퀴나 레일이 구비될 수 있다.
이어서, 상기 설치된 터널 거푸집에 구비된 스킨 플레이트와 상기 거푸집에 구비되어 거푸집을 지지하는 역할을 하는 디귿자 형강 사이 공간에 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 삽입하고 거푸집 스킨 플레이트에 부착한다. 이 때 거푸집 스킨 플레이트에의 밀착 부착을 위해 발열 시스템에 스페이서를 부착하고 외부에서 볼팅 등을 이용하여 압착하면서 부착하는 것이 바람직하다.
이어서, 상기 터널 거푸집과 터널 굴착면 사이에 콘크리트를 타설한다. 이 때, 콘크리트 타설을 위해서는 통상 철근 배근 작업을 선행해야 하는 것은 당연하므로 이에 관해서는 별도의 설명은 생략한다.
이어서, 상기 터널 거푸집 파티션에 부착된 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 전원을 공급하여 상기 터널 거푸집의 스킨 플레이트를 가열함으로써 타설된 콘크리트의 초기 수화를 강제로 유도한다. 겨울철과 같이 외기가 낮은 경우에 콘크리트의 수화는 진행되기 어려우므로 강제 가열에 의해 콘크리트의 초기 수화를 유도하면 이후는 자연 수화가 진행되므로 콘크리트의 양생을 촉진시킬 수 있는 것이다.
도 9b는 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 이용한 터널 콘크리트 라이닝 시공 방법의 다른 예를 나타내는 순서도이다.
도 9b에 기재된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 터널 시공 방법은
(a) 굴착된 터널 내부에 터널 굴착면과 일정 거리를 유지하며 터널 굴착면 형태로 터널 거푸집을 설치하되 터널 거푸집의 스킨 플레이트와 디귿자 형강을 조립하여 설치하며, 상기 스킨 플레이트와 디귿자 형강 사이에 상기 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 삽입 설치하되, 마이크로웨이브 발생부와 도파관을 제외하고 설치하는 단계 (S400);
(b) 상기 설치된 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 도파관과 마이크로웨이브 발생부를 순서대로 연결하는 단계(S410);
(c) 상기 터널 거푸집과 터널 굴착면 사이에 콘크리트를 타설하는 단계(S420);
(d) 상기 설치된 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 전원을 공급하고 상기 타설된 콘크리트를 양생시키는 단계(S430); 및
(e) 상기 설치된 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 분리하는 단계(S440)
를 포함하여 구성된다.
본 실시예는 마이크파 발생기와 도파관을 분리형으로 부착하는 것만 다르고 나머지는 도 9a에 관한 실시예와 동일하므로 중복 설명은 생략한다.
이어서, 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 터널 거푸집에 삽입 및 부착하는 것에 관하여 상세히 설명한다.
도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따라 터널 내측에 콘크리트를 타설하기 위한 터널 거푸집을 설치한 것을 나타내는 터널 입구 도면이다. 또한, 도 9d는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 구비한 터널 거푸집의 구조를 나타낸 평면도이고, 도 9e는 도 9d에 나타낸 터널 거푸집의 A-A 방향의 측단면도이고, 도 9f는 도 9d에 나타낸 터널 거푸집의 B-B 방향의 측단면도이다.
도 9d 내지 도 9f에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템(20)은 터널 굴착면과 일정 거리를 두고 설치된 터널 거푸집의 스킨 플레이트(70) 및 터널 거푸집에 구비된 디귿자 형강 사이에 삽입되고 터널 거푸집의 스킨 플레이트(70)에 부착된다. 이 때, 스킨 플레이트(70)에 부착되는 것은 상기 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템(20)의 외측에 스페이서(62)를 적당한 위치에 배치한 후에 그 위에 지지대를 두고 상기 지지대를 터널 거푸집의 측판(51)에 볼트(61)에 의해 압박함으로써 부착할 수 있다.
도 10a는 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 이용하여 건물 슬래브를 시공하는 방법의 일 예를 나타내는 순서도이고, 도 9b는 본 발명에 따른 슬래브용 발열 거푸집 세트의 전체 구성으로서 슬래브용 발열 거푸집 세트가 동바리에 의해 지지되고 있는 것을 나타내는 사시도이며, 도 9c는 본 발명에 따른 슬래브용 발열 거푸집 세트의 전체 구성으로서 동바리 없이 슬래브용 발열 거푸집 세트만을 나타내는 사시도이이고, 도 9d는 본 발명에 따른 슬래브용 발열 거푸집 세트를 C-C 면을 기준으로 나타낸 단면도이며, 도 9e는 본 발명에 따른 슬래브용 발열 거푸집 세트의 분해 사시도이다.
도면을 참조하면, 먼저 도 10a는 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 이용한 슬래브 시공 방법의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 10a에 기재된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래브 시공 방법은
(a) 슬래브 거푸집의 상부 강판과 상기 강판의 하부에 일정 간격으로 서로 평행하게 구비된 다수의 강판 지지부재 및 상기 강판 지지부재의 하부에 상기 강판 지지부재와 수직으로 구비된 빔으로 둘러싸인 공간에 상기 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 삽입하고 상기 슬래브 거푸집의 강판 하부에 상기 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 부착하여 슬래브용 발열 거푸집을 제조하는 단계(S500);
(b) 상기 제조된 슬래브용 발열 거푸집을 동바리를 이용하여 수평 지지한 후 상기 슬래브 거푸집의 강판 상부에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하는 단계(S510);
(c) 상기 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 전원을 공급하고 상기 타설된 콘크리트를 양생시키는 단계(S520); 및
(d) 양생된 슬래브 콘크리트로부터 슬래브용 발열 거푸집을 탈형하는 단계 (S530);
를 포함하여 구성된다.
슬래브 시공을 위해서는 먼저 슬래브용 거푸집을 제조하여야 하는데, 본 발명에서는 상부 강판과 상기 강판의 하부에 일정 간격으로 서로 평행하게 구비된 다수의 강판 지지 부재 및 상기 강판 지지부재와 직각으로 구비된 빔으로 구성된 슬래브 거푸집에 상기 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 삽입 및 부착하여 제조한다. 구체적으로는 상기 슬래브 거푸집의 상부 강판과 강판 지지부재 및 빔으로 둘러싸인 공간에 상기 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 삽입하고 상기 슬래브 거푸집의 강판 하부에 상기 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 부착하여 슬래브용 발열 거푸집을 제조한다.
도 10b은 본 발명에 따른 슬래브용 발열 거푸집 세트의 전체 구성으로서 슬래브용 발열 거푸집 세트가 동바리에 의해 지지되고 있는 것을 나타내는 사시도이고, 도 10c는 동바리 없이 슬래브용 발열 거푸집 세트만을 나타내는 사시도이며, 도 10d는 본 발명에 따른 슬래브용 발열 거푸집 세트를 C-C 면을 기준으로 나타낸 단면도이고, 도 10e는 본 발명에 따른 슬래브용 발열 거푸집 세트의 분해 사시도이다.
도 10b 내지 도 10e에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 슬래브용 발열 거푸집 세트(100)는 상부 강판(82), 강판 지지부재(81) 및 빔(80)으로 구성이 되는데, 상기 강판, 강판 지지부재 및 빔으로 둘러싸인 공간에 상기 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템(20)을 삽입하여 부착함으로써 일체형으로 제조된다. 이 때 슬래브 거푸집 강판(82)에의 밀착 부착을 위해 발열 시스템에 스페이서(92)를 부착하고 외부에서 볼트(91) 등을 이용하여 지지대(90)를 압착하면서 부착하는 것이 바람직하다.
이어서, 상기 제조된 슬래브용 발열 거푸집(100)을 동바리(83) 등을 이용하여 수평 지지한 후 상기 슬래브 거푸집의 강판 상부에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설한다.
이어서, 상기 슬래브용 발열 거푸집에 장착된 본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 전원을 공급하여 상기 슬래브 거푸집의 강판을 가열함으로써 타설된 콘크리트의 초기 수화를 강제로 유도한다. 겨울철과 같이 외기가 낮은 경우에 콘크리트의 수화는 진행되기 어려우므로 강제 가열에 의해 콘크리트의 초기 수화를 유도하면 이후는 자연 수화가 진행되므로 콘크리트의 양생을 촉진시킬 수 있는 것이다.
이상과 같이, 본 발명을 도면을 참조하여 그 특징에 관하여 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 따른 마이크로웨이브를 이용한 고효율 균일 발열 시스템은 콘크리트의 조기 양생이 필요한 콘크리트 구조물의 시공에 사용할 경우 겨울철과 같이 외기 온도가 낮은 시기에도 충분한 초기 수화가 가능하게 되어 겨울철 콘크리트 구조물의 시공이 효과적으로 가능해진다. 특히 동절기에 초기 동해로부터 콘크리트를 보호하고 소요 강도를 확보함은 물론 콘크리트를 급열 양생하여 강도 발현을 촉진함으로써 공기 단축이 가능하고, 기존의 단열 및 가열 보온 양생 방법에 비해 연료 소비량과 전력 소비량을 현저히 줄일 수 있는 저에너지, 저비용, 고효율 기술이며, 또한, 종래 방법과 같은 유독가스가 발생하지 않아 안전성이 확보될 수 있는 저탄소, 친환경 기술이다. 특히 종래 본 발명자들에 의해 발표된 기술에서의 문제점이었던 불균일 가열과 이로 인한 균일 발생의 가능성도 본 기술에 의해 해결이 가능하게 될 수 있다.
Claims (13)
- 콘크리트 양생용 거푸집에 부착되며 전원 공급에 의해 마이크로웨이브가 발생하여 발열되는 발열 시스템으로서,마이크로웨이브를 발생시키는 마이크로웨이브 발생부;상기 마이크로웨이브 발생부와 일단이 연결되어 있으며 마이크로웨이브 발생부로부터 발생되는 마이크로웨이브를 전달하는 도파관;상기 도파관으로부터 전달된 마이크로웨이브가 활성화 되는 내부공간;상기 내부 공간에 위치하면서 마이크로웨이브를 분배 및 통과시키는 슬롯 어레이 안테나;상기 슬롯 어레이 안테나의 이면에 위치하며 상기 슬롯 어레이 안테나의 슬롯을 통과해 방출되는 마이크로웨이브를 흡수하여 열을 발생시키는 발열체; 및상기 발열체의 발열 온도를 제어하는 온도 컨트롤러;를 포함하여 구성되며,상기 마이크로웨이브 발생부는 하나의 발열 시스템 모듈에 있어서 양 쪽에 한개씩 설치하고, 상기 각 마이크로웨이브 발생부에서 발생되는 마이크로웨이브를 분기시키기 위한 T형 분기관이 상기 각 마이크로웨이브 발생부에 연결되어 있으며, 상기 슬롯 어레이 안테나는 복수개가 일정 간격을 두고 설치되어 상기 T형 분기관에서 분기되는 마이크로웨이브를 발열체에 균일하게 분산시키도록 구성되는 것을 특징으로 하고,상기 발열체는 입자크기 5.0 mm 이하이고 구형률이 0.5 이상인 급냉 제강슬래그 및 입자크기 5.0 mm 이하인 탄화규소 입자를 100:0.1~100 중량비로 포함하는 세라믹 조성물인 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 발열체는 상기 세라믹 조성물 100 중량부에 시멘트를 0.1~50 중량비로 혼합하고 물을 가하여 수화에 의해 경화시킨 블록체로 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템.
- 청구항 2에 있어서, 상기 블록체는 시멘트를 사용하지 않고 세라믹 내열본드를 이용하여 믹싱함으로써 제조되는 것을 특징으로 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 마이크로웨이브 발생부는 마그네트론, 고압트랜스, 고압콘덴서 및 고압다이오드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템.
- 청구항 4에 있어서, 상기 고압트랜스, 고압콘덴서 및 고압다이오드는 인버터로 대체되어 입력주파수와 전압을 유동적으로 조절하여 현장 적용성을 높일 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 발열체에는 상기 발열체에서 발생되는 온도를 검지하기 위한 온도센서가 구비되며, 상기 온도센서는 상기 온도 컨트롤러에 연결되어 상기 발열체의 온도에 따라 마이크로웨이브 발생부의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 내부 공간과 상기 슬롯 어레이 안테나 사이에는 상기 내부 공간으로의 이물질 유입을 차단하고 상기 발열체에서 발생하는 열의 역유입을 차단하기 위한 단열부가 포함되는 것을 특징으로 하는 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템.
- 청구항 1에 따른 상기 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 콘크리트 시공용 거푸집 패널에 부착하여 교량 기초 구조물, 프리캐스트 콘크리트, 터널 콘크리트 라이닝 또는 건물 슬래브 콘크리트 구조물의 시공 방법.
- 청구항 8에 있어서, 상기 교량 기초의 시공은(a) 교량 기초용 철근을 배근하고 거푸집을 설치한 후, 상기 설치된 거푸집의 패널에 청구항 1에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 부착하는 단계;(b) 상기 설치된 거푸집 내부에 콘크리트를 타설하는 단계;(c) 상기 (a)의 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 전원을 공급하여 발열시키는 단계;(d) 상기 타설된 콘크리트를 양생시키는 단계; 및(e) 상기 설치된 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 분리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물의 시공 방법.
- 청구항 8에 있어서, 상기 프리캐스트 콘크리트의 제조는(a) 프리캐스트 콘크리트용 철근을 배근하고 거푸집을 설치한 후, 상기 설치된 거푸집의 패널에 청구항 1에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 부착하는 단계;(b) 상기 설치된 거푸집 내부에 콘크리트를 타설하는 단계;(c) 상기 (a)의 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 전원을 공급하여 발열시키는 단계; 및(d) 상기 타설된 콘크리트를 양생시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 시공 방법.
- 청구항 8에 있어서, 상기 터널 콘크리트 라이닝의 시공은(a) 굴착된 터널 내부에 터널 굴착면과 일정 거리를 유지하며 터널 굴착면 형태로 터널 거푸집을 설치하는 단계;(b) 상기 설치된 터널 거푸집의 스킨 플레이트에 청구항 1에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 부착하는 단계;(c) 상기 터널 거푸집과 터널 굴착면 사이에 콘크리트를 타설하는 단계;(d) 상기 (b)의 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 전원을 공급하고 상기 타설된 콘크리트를 양생시키는 단계; 및(e) 상기 설치된 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 분리하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 시공 방법.
- 청구항 8에 있어서, 상기 터널 콘크리트 라이닝의 시공은(a) 굴착된 터널 내부에 터널 굴착면과 일정 거리를 유지하며 터널 굴착면 형태로 터널 거푸집을 설치하고, 상기 터널 거푸집의 스킨 플레이트에 청구항 1에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 부착하여 설치하되, 마이크로웨이브 발생부와 도파관을 제외하고 설치하는 단계;(b) 상기 설치된 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 도파관과 마이크로웨이브 발생부를 순서대로 연결하는 단계;(c) 상기 터널 거푸집과 터널 굴착면 사이에 콘크리트를 타설하는 단계;(d) 상기 설치된 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 전원을 공급하고 상기 타설된 콘크리트를 양생시키는 단계; 및(e) 상기 설치된 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 분리하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 시공 방법.
- 청구항 8에 있어서, 상기 슬래브의 시공은(a) 슬래브 거푸집의 상부 강판과 상기 강판의 하부에 일정 간격으로 서로 평행하게 구비된 다수의 강판 지지부재 및 상기 강판 지지부재의 하부에 상기 강판 지지부재와 수직으로 구비된 빔으로 둘러싸인 공간에 청구항 1에 따른 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 삽입하고 상기 슬래브 거푸집의 강판 하부에 상기 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템을 부착하여 슬래브용 발열 거푸집을 제조하는 단계;(b) 상기 제조된 슬래브용 발열 거푸집을 동바리를 이용하여 수평 지지한 후 상기 슬래브 거푸집의 강판 상부에 철근을 배근하고 콘크리트를 타설하는 단계;(c) 상기 마이크로웨이브를 이용한 콘크리트 양생용 균일 발열 시스템에 전원을 공급하고 상기 타설된 콘크리트를 양생시키는 단계; 및(d) 양생된 슬래브 콘크리트로부터 슬래브용 발열 거푸집을 탈형하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 구조물 시공 방법.
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