KR101575887B1

KR101575887B1 - 기포 숏크리트를 이용한 공항 콘크리트포장 시공방법

Info

Publication number: KR101575887B1
Application number: KR1020140007508A
Authority: KR
Inventors: 윤경구
Original assignee: 강원대학교산학협력단
Priority date: 2014-01-22
Filing date: 2014-01-22
Publication date: 2015-12-09
Also published as: KR20150087495A

Abstract

본 발명은 배처플랜트에서 압축강도 21~30MPa의 보통콘크리트를 생산하여 현장 이송 후, 체적 대비 20~40%의 기포를 혼입하여 유동성을 증가시킨 상태에서 플라이애쉬나 슬래그미분말, 초속경클링커분말 중 어느 하나 또는 하나 이상을 혼합한 저급 혼합재료를 혼합부로 혼합하여 형성한 보통강도 콘크리트를 숏팅하여 공항 콘크리트포장의 하부층을 형성하고, 기포를 혼입한 보통콘크리트에 실리카퓸, 메타카올린, 초속경클링커분말, 라텍스, 폴리머, 착색재료 중 어느 하나 또는 하나 이상을 혼합한 고급 혼합재료를 혼합부로 혼합하여 형성한 고성능 콘크리트를 숏팅하여 공항 콘크리트포장의 상부층을 순차적으로 시공하여 고강도와 고내구성을 확보함으로써 유지관리를 용이하게 함은 물론 숏팅된 고성능 콘크리트의 다짐이 필요 없음으로 슬립폼 페이버의 경량화로 시공의 수월성을 제공할 수 있는 기포 숏크리트를 이용한 공항 콘크리트포장 시공방법에 관한 것이다.

Description

기포 숏크리트를 이용한 공항 콘크리트포장 시공방법{Airport concrete pavement construction method using foam shotcrete}

본 발명은 공항 콘크리트포장 시공방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 배처플랜트에서 압축강도 21~30MPa의 보통콘크리트를 생산하여 현장 이송 후, 체적 대비 20~40%의 기포를 혼입하여 유동성을 증가시킨 상태에서 플라이애쉬나 슬래그미분말, 초속경클링커분말 중 어느 하나 또는 하나 이상을 혼합한 저급 혼합재료를 혼합부로 혼합하여 형성한 보통강도 콘크리트를 숏팅하여 공항 콘크리트포장의 하부층을 형성하고, 기포를 혼입한 보통콘크리트에 실리카퓸, 메타카올린, 초속경클링커분말, 라텍스, 폴리머, 착색재료 중 어느 하나 또는 하나 이상을 혼합한 고급 혼합재료를 혼합부로 혼합하여 형성한 고성능 콘크리트를 숏팅하여 공항 콘크리트포장의 상부층을 순차적으로 시공하여 고강도와 고내구성을 확보함으로써 유지관리를 용이하게 함은 물론 숏팅된 고성능 콘크리트의 다짐이 필요 없음으로 슬립폼 페이버의 경량화로 시공의 수월성을 제공할 수 있는 기포 숏크리트를 이용한 공항 콘크리트포장 시공방법에 관한 것이다.

공항 콘크리트포장은, 도로 콘크리트포장에 비하여 더 큰 하중이 작용함으로 높은 강도와 고내구성이 요구되어 단위 시멘트량을 높게 사용하고 있지만, 다양한 유형의 파손이 다수 발생되고 있는 실정이며, 국내 활주로 19본 중 재령 10년 이상 활주로가 12본으로 매년 유지보수비용이 증가할 뿐만 아니라 향후 지속적인 증가가 예상되고 있다.

상기 공항 콘크리트포장과 도로 콘크리트포장의 차이점은, 하중크기, 하중형태, 하중 반복회수, 운영 및 유지관리 등에서 많은 차이점을 가지고 있으며, 이러한 차이점으로 인해 공항 콘크리트포장은 포장두께와 줄눈부 설치방법 및 분리줄눈(isolated joint), 등기구장치(airfield lighting assembly), 전력구(electric supply box) 설치 유무 등이 도로 콘크리트포장과 다르다.

상기 등기구장치는, 공항 및 비행장의 활주로 등에 설치되어 불빛을 발함으로써 항공기를 유도하는 항공등화용 등기구로, 이는 전력을 공급하기 위한 전력구, 표면과 연결되어 등기구를 장착하는 개구부, 유입된 물을 배수하는 배수파이프 등으로 구성되며, 이들 대부분은 공항 콘크리트포장 내에 매립되어 설치되나, 표면과 연결되는 개구부는 공항 콘크리트포장을 형성하는 콘크리트를 포설하고 경화한 후, 코아링 굴착하여 형성한다.

상기 공항 콘크리트포장의 일반적인 포장방법은, 슬럼프 40mm 이하의 된 보통콘크리트를 배처플랜트에서 생산 및 덤프트럭으로 현장 이송한 후, 슬립폼 페이버(slip form paver)를 이용해 한 번에 타설한다. 상기 슬립폼 페이버는 된 콘크리트를 이용해 500~600mm의 뚜께 및 3차로의 폭을 한 번에 포설하기 때문에 상당히 육중하고 무게가 150톤에 이르는 장비로, 이의 장비를 이송하고 설치하는데, 많은 비용 및 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

상기 공항 콘크리트포장은, 물, 시멘트, 골재 등이 배합되는 보통콘크리트에 비해 고강도, 고내구성, 고유동성을 가진 콘크리트를 말하며, 이때, 고강도는 35MPa 이상의 강도를 의미하고, 고내구성은 90% 이상의 동결-융해 저항성을 요구하며, 고유동성은 작업성이 아주 우수한 콘크리트를 의미하는 고성능 콘크리트로 시공하면 보통강도 콘크리트로 시공할 때보다 내구성을 확보하여 경제적인 시공이 될 수 있을 것이다.

대한민국 등록특허 제10-0333802호

대한민국 등록특허 제10-0335405호

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 등기구장치 및 줄눈부 보강부재가 설치된 기층위에 배처플랜트에서 압축강도 21~30MPa의 보통콘크리트를 생산하여 현장 이송 후, 체적 대비 20~40%의 기포를 혼입하여 유동성을 증가시킨 상태에서 플라이애쉬나 슬래그미분말, 초속경클링커분말 중 어느 하나 또는 하나 이상을 혼합한 저급 혼합재료를 혼합부로 혼합하여 형성한 보통강도 콘크리트를 숏팅하여 공항 콘크리트포장의 하부층을 형성하고, 기포를 혼입한 보통콘크리트에 실리카퓸, 메타카올린, 초속경클링커분말, 라텍스, 폴리머, 착색재료 중 어느 하나 또는 하나 이상을 혼합한 고급 혼합재료를 혼합부로 혼합하여 형성한 고성능 콘크리트를 숏팅하여 공항 콘크리트포장의 상부층을 순차적으로 시공하여 고강도와 고내구성을 확보함은 물론 숏팅된 고성능 콘크리트의 다짐이 필요 없음으로 슬립폼 페이버의 경량화로 시공의 수월성을 제공하여 시공비용 및 유지관리 비용을 절감할 수 있는 기포 숏크리트를 이용한 공항 콘크리트포장 시공방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 다짐이 필요 없는 숏크리트 방법을 공항 콘크리트포장에 적용함으로써, 포장장비를 소형화 또는 경량화로 이송 및 설치가 용이하여 시공단가를 낮출 수 있는 숏크리트를 이용한 콘크리트포장 시공방법을 제공함에 있다.

본 발명 기포 숏크리트를 이용한 공항 콘크리트포장 시공방법은,

공항 콘크리트포장이 시공되는 기층 위에 등기구장치 및 줄눈부 보강부재를 설치하는 단계와;

물, 시멘트, 골재를 일정비율로 배합하여 압축강도가 21~30MPa의 보통콘크리트를 생산 및 현장 이송하는 단계와;

상기 보통콘크리트에 기포 및 플라이애쉬, 슬래그미분말, 초속경클링커분말 중 어느 하나 또는 하나 이상 혼합한 저급 혼합재료를 혼입하고 혼합부로 혼합하여 형성한 보통강도 콘크리트를 기층 위에 숏팅안내부재로 상부층의 두께보다 두꺼운 두께로 숏팅하여 공항 콘크리트포장의 하부층을 형성하는 단계와;

상기 보통콘크리트에 기포 및 실리카퓸, 메타카올린, 초속경클링커분말, 라텍스, 폴리머, 착색재료 중 어느 하나 또는 하나 이상 혼합한 고급 혼합재료를 혼입하고 혼합부로 혼합하여 형성한 고성능 콘크리트를 하부층에 숏팅안내부재로 하부층의 두께보다 얇은 두께로 숏팅하여 공항 콘크리트포장의 상부층을 형성하는 단계와;

상기 상부층의 상면이 수평을 유지하도록 내부 진동이 필요없는 슬립폼 페이버(slip form paver)로 마감하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 공항 콘크리트포장을 형성하도록 준비된 기층 위에 등기구장치 및 줄눈부 보강부재를 설치하고, 등기구장치 및 줄눈부 보강부재가 설치된 기층위에 배처플랜트에서 압축강도 21~30MPa의 보통콘크리트를 생산하여 현장 이송 후, 체적 대비 20~40%의 기포를 혼입하여 유동성을 증가시킨 상태에서 플라이애쉬나 슬래그미분말, 초속경클링커분말 중 어느 하나 또는 하나 이상을 혼합한 저급 혼합재료를 혼합부로 혼합하여 형성한 보통강도 콘크리트를 숏팅하여 공항 콘크리트포장의 하부층을 형성하고, 기포를 혼입한 보통콘크리트에 실리카퓸, 메타카올린, 초속경클링커분말, 라텍스, 폴리머, 착색재료 중 어느 하나 또는 하나 이상을 혼합한 고급 혼합재료를 혼합부로 혼합하여 형성한 고성능 콘크리트를 숏팅하여 공항 콘크리트포장의 상부층을 순차적으로 시공하여 고강도와 고내구성을 확보함으로써, 유지관리를 용이하게 함은 물론 숏팅된 고성능 콘크리트의 다짐이 필요 없음으로 슬립폼 페이버의 경량화로 시공의 수월성을 제공하여 시공비용를 절감할 수 있으므로 경제성을 향상시키는 이점을 가질 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 의하면, 다짐이 필요 없는 숏크리트 방법을 콘크리트포장에 적용함으로써, 포장장비를 소형화 또는 경량화하여 이송 및 설치를 용이하게 하고, 시공단가를 낮출 수 있는 이점을 가질 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 흐름도이다.
도 2 내지 도 3은 본 발명의 공항 콘크리트포장을 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 보통콘크리트를 형성하는 도면
도 5는 본 발명의 기포를 나타낸 도면
도 6 내지 도 7은 본 발명의 혼합부를 나타낸 도면
도 8은 본 발명에 의한 콘크리트 배출과정도
도 9 내지 도 11은 본 발명에 의한 콘크리트 숏팅과정도
도 12 내지 도 14는 본 발명 보통콘크리트, 보통강도 콘크리트 및 숏크리트의 슬럼프 사진
도 15는 본 발명에 착색재료를 혼합상태 도면
도 16은 본 발명에 의해 공항 콘크리트포장이 시공된 상태를 나타낸 도면

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 흐름도이다.

공항 콘크리트포장(200)이 시공되는 기층(100) 위에 등기구장치 및 줄눈부 보강부재를 설치하는 단계와;

상기 보통콘크리트에 기포 및 플라이애쉬, 슬래그미분말, 초속경클링커분말 중 어느 하나 또는 하나 이상 혼합한 저급 혼합재료를 혼입하고 혼합부(60)로 혼합하여 형성한 보통강도 콘크리트를 기층(100) 위에 숏팅안내부재(70)로 상부층(220)의 두께보다 두꺼운 두께로 숏팅하여 공항 콘크리트포장(200)의 하부층(210)을 형성하는 단계와;

상기 보통콘크리트에 기포 및 실리카퓸, 메타카올린, 초속경클링커분말, 라텍스, 폴리머, 착색재료 중 어느 하나 또는 하나 이상 혼합한 고급 혼합재료를 혼입하고 혼합부(60)로 혼합하여 형성한 고성능 콘크리트를 하부층(210)에 숏팅안내부재(70)로 하부층(210)의 두께보다 얇은 두께로 숏팅하여 공항 콘크리트포장(200)의 상부층(220)을 형성하는 단계와;

상기 상부층(220)의 상면이 수평을 유지하도록 내부 진동이 필요없는 슬립폼 페이버(slip form paver)(80)로 마감하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

다음은 상기와 같이 구성된 본 발명의 시공과정을 설명한다.

먼저, 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 공항 콘크리트포장(200)이 시공되도록 준비된 기층(100) 위에 등기구장치 및 줄눈부 보강부재를 설치하는데, 상기 등기구장치 및 줄눈부 보강부재는 보통강도 콘크리트가 숏팅되어 하부층(210)을 형성할 때, 이동되지 않도록 견고하게 고정한다.

상기 등기구장치는, 공항 및 비행장의 활주로 등에 설치되어 불빛을 발함으로써 항공기를 유도하는 항공등화용 등기구로, 전력을 공급하기 위한 전력구, 표면과 같이 연결되어 등기구를 장착하는 개구부, 유입된 물을 배수하는 배수파이프 등으로 구성되며, 이들 대부분은 공항 콘크리트포장(200)에 매립되도록 설치하고, 상기 줄눈부 보강부재는, 줄눈 콘크리트포장의 횡방향 다웰바나 종방향 타이바를 포함하며, 슬립폼 페이버(80)와 콘크리트펌프 사이의 공간에 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 압축강도가 21~30MPa이고, 슬럼프 60~80mm의 보통콘크리트를 형성할 수 있도록 배처플랜트(10)에서 각각 공급되는 물, 시멘트, 골재 등을 일정비율로 배합 및 혼합한 후, 레미콘 트럭(40)에 의해 시공현장으로 이송한다.

여기서, 최종 숏크리트의 강도를 위해 물-시멘트 비는 42% 이하로 생산하되, 숏크리트 타설 후, 견고한 바닥을 형성하기 위하여 슬럼프는 물-시멘트 비로 조정하지 않고, 감수제나 AE제를 사용하여 조정하는 것이 바람직하다.

상기 레미콘 트럭(40)이 현장 이송되면, 레미콘 트럭(40)에 투입된 보통콘크리트는 이송 중 슬럼프의 추가 손실로 펌핑성이 나빠 펌핑이 어려워지기 때문에 도 5에 도시된 바와 같이, 발포제 및 기포제 또는 기포발생기로부터 생산된 기포를 상기 레미콘 트럭(40)에 투입한다.

이때, 상기 레미콘 트럭(40)에 투입되는 기포량은, 보통콘크리트에 체적대비 20~40%의 기포를 혼입하는데, 이는 1㎥의 보통콘크리트에 기포발생기를 약 60초간 가동하여 생성한 240ℓ의 기포를 혼입하는 것이 바람직하나, 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 보통콘크리트에 기포를 전체 콘크리트 체적대비 20~40% 정도 추가하여 기포의 볼베어링 효과 및 혼합부(60)의 축(61)에 장착되어 회전하는 다수의 혼합부재(62)에 의해 균일하게 혼합되도록 한 후, 플라이애쉬, 슬래그미분말, 초속경클링커분말 중 어느 하나 또는 하나 이상 혼합한 저급 혼합재료를 혼입하고 혼합부(60)로 혼합하여 보통강도 콘크리트를 형성하는데, 상기 저급 혼합재료는 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 3~30 중량부로 혼합하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 혼합부(50)의 혼합부재(62)에 의해 기포가 균일하게 혼합된 보통콘크리트에 실리카퓸, 메타카올린, 초속경클링커분말, 라텍스, 폴리머, 착색재료 중 어느 하나 또는 하나 이상 혼합한 고급 혼합재료를 혼입하고 혼합부(60)로 혼합하여 고성능 콘크리트를 형성하는데, 상기 고급 혼합재료는 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 2~20 중량부로 혼합하는 것이 바람직하며, 이는 기포가 혼합된 보통콘크리트에 저급 및 고급 혼합재료를 혼합하여 보통콘크리트의 펌핑성을 증가시킴은 물론 고강도, 고내구성을 높일 수 있기 때문이다.

또한, 상기 초속경클링커분말은, 알루미나계 초속경클링커분말, 비정질알루미나계 초속경클링커분말, 아윈계 초속경클링커분말 중 어느 하나 또는 하나 이상 혼합한 분말로서, 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 5~40 중량부로 혼합하는데, 이는 초속경클링커분말의 혼입량에 따라 압축강도를 발현하는 고성능 콘크리트의 양생시간을 조절할 수 있기 때문이다.

상기의 과정으로 형성된 보통강도 콘크리트 및 고성능 콘크리트는, 도 8에 도시된 바와 같이, 레미콘 트럭(40)을 통해 펌프카(50)로 공급하여 압송관(51)에 착탈가능하게 장착된 숏팅안내부재(70)를 통해 기층(100)으로 배출되도록 하는데, 이는 도 9 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 보통강도 콘크리트가 숏팅안내부재(70)로 공급되면, 내부가 관통되면서 입/출구의 직경보다 중앙부의 직경이 작게 형성된 숏팅안내몸체(71)로 공급됨과 동시에 보통강도 콘크리트는 압축되면서 압력이 발생한다.

또한, 상기 숏팅안내몸체(71)의 중앙부를 경유하여 중앙부의 직경보다 큰 직경의 숏팅안내몸체(71) 출구로 보통강도 콘크리트가 배출될 때, 5기압 이상의 고압의 압축공기가 숏팅안내몸체(71)의 외주면에 방사상으로 경사지게 형성된 공기공급공(72)으로 공급되면서 숏팅안내몸체(71)의 출구로 와류되어 숏팅된다. 이때, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 압축공기와 보통강도 콘크리트는 스프레이방식으로 펼쳐짐은 물론 압축공기와 보통강도 콘크리트가 스프레이방식으로 펼쳐질 때, 압축공기와 보통강도 콘크리트가 부딪히면서 보통강도 콘크리트에 포함된 다량의 기포가 소산되도록 하고, 기포의 소산으로 슬럼프가 줄어든 보통강도 콘크리트로 공항 콘크리트포장(200)의 하부층(210)을 형성하는데, 상기 줄눈부 보강부재를 수용하도록 하부층(210)을 형성하는 것이 바람직하다.

상기의 과정으로 하부층(210)이 형성되면, 상기 하부층(210) 상면에 숏팅안내부재(70)를 통해 고성능 콘크리트가 배출되어 상부층(220)을 형성하는데, 상기 고성능 콘크리트는, 보통강도 콘크리트가 숏팅안내부재(70)로 배출될 때와 동일하게 배출되어 숏팅되므로 설명을 생략한다.

여기서, 상기 하부층(210)은 상부층(220)의 두께보다 두껍게 형성하고, 상기 상부층(220)은 하부층(210)의 두께보다 얇게 형성하므로 보통강도 콘크리트로 형성되는 하부층(210)을 고성능 콘크리트로 형성되는 상부층(220)보다 두껍게 공항 콘크리트포장(200)을 형성함으로써, 공항 콘크리트포장(200)의 시공비용 절감으로 경제성을 향상시킬 수 있는 것이다.

여기서, 상기 보통강도 콘크리트의 기포량을 확인하기 위해 배합강도 27MPa, 슬럼프 70~80mm의 보통콘크리트에 단위체적당 기포를 20%, 27%, 33% 혼입하고, 컴프레샤를 이용해 9기압으로 숏팅한 실험결과를 표 2에 나타내고 있다. 상기 보통콘크리트에 기포량 20%를 추가할 경우, 슬럼프는 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 보통콘크리트에서 80mm 이었던 것이 기포혼입 후, 250mm로 증가하였으며, 숏팅 후에는 90mm로 감소하였다. 기포량을 20% 추가할 경우, 6.8kg/㎥의 물이 추가되었으나, 최종 숏팅 후, 슬럼프가 감소하였는데, 이는 보통강도 콘크리트 숏팅 중 물 분자가 일부분 대기중으로 소산되기 때문이다. 기포량을 27%와 33% 혼입할 경우, 추가 단위수량이 많아 숏팅 후, 최종 슬럼프는 보통콘크리트의 슬럼프보다 크게 되나, 최종 공기량은 보통콘크리트의 공기량이나 추가 혼입공기량과는 상관없이 일정함을 알 수 있다.

또한, 상기와 같이 체적대비 20~33%의 기포 혼입으로 슬럼프가 커진 보통콘크리트는 최종 슬럼프가 90~150mm로 너무 크기 때문에 가격이 저렴하면서 혼입 시 점성을 지니는 플라이애쉬, 슬래그미분말, 초속경클링커분말 중 어느 하나 또는 하나 이상 혼합한 저급 혼합재료를 보통콘크리트에 혼입하여 보통강도 콘크리트를 형성하는데, 상기 보통강도 콘크리트의 물-결합재 비를 낮추어 숏팅 후, 최종 슬럼프를 줄여 슬립폼 페이버(80)에 의해 견고한 하부층(220)을 형성하게 된다.

기포혼입량에 따른 보통콘크리트의 슬럼프와 공기량 변화

기포혼입량		슬럼프(mm)			공기량(%)
기포량	추가단위수량 (kg/㎥)	보통 콘크리트	기포 혼입 후	숏팅 후	보통 콘크리트	기포 혼입 후	숏팅 후
20%	6.8	80	250	90	7	20	6
27%	9.1	70	260	100	5	27	7
33%	18.1	70	275	150	5	33	7

즉, 기포가 혼입된 보통콘크리트에 플라이애쉬, 슬래그미분말, 초속경클링커분말 중 어느 하나 또는 하나 이상 혼합한 저급 혼합재료를 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 3~30 중량부로 혼합하여 형성한 보통강도 콘크리트는 고압의 압축공기와 부딪히면서 기층(100)으로 배출되므로 보통강도 콘크리트의 기포를 소산시켜 보통강도 콘크리트의 성질을 확보할 수 있는 하부층(210)을 형성하게 된다.

또한, 상기 하부층(220) 상면으로 기포가 혼입된 보통콘크리트에 실리카퓸, 메타카올린, 초속경클링커분말, 라텍스, 폴리머, 착색재료 중 어느 하나 또는 하나 이상 혼합한 고급 혼합재료를 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 2~20 중량부로 혼합하여 형성한 고성능 콘크리트는 고압의 압축공기와 부딪히면서 하부층(210)으로 배출되므로 고성능 콘크리트의 기포를 소산시켜 고성능 콘크리트의 성질을 확보할 수 있는 상부층(220)을 형성하게 된다.

상기 고급 혼합재료의 혼합되는 범위보다 작을 경우, 고강도, 고내구성이 떨어지고, 상기 범위를 초과할 경우, 고강도, 고내구성이 더 높게 나타나지 않으면서 시공원가가 상승하고, 슬럼프를 줄여 붙임성을 증가시키기 때문이다.

상기 상부층(220)의 두께를 하부층(210)의 두께보다 얇게 형성하여도 고성능 콘크리트로 타설한 구조물과 동일한 고강도 및 고내구성을 확보할 수 있으므로 공항 콘크리트포장(200) 전체를 고성능 콘크리트로 타설할 때보다 시공원가를 줄여 경제성을 확보할 수 있는 것이다.

표 3은 배합강도 27MPa, 슬럼프 70~80mm의 보통콘크리트에 단위체적당 기포를 27% 혼입하여 실험한 결과를 보여주고 있다. 슬럼프는 보통콘크리트에서 70mm 이었던 것이 기포혼입 후, 260mm로 증가하였으며, 실리카퓸 분말을 시멘트 대비 8% 추가한 후 150mm로 감소하였으며, 숏팅 후에는 제로 슬럼프의 고성능 콘크리트가 되었다. 공기량은 보통콘크리트에서 5%이었던 것이, 기포혼입 후 27%로 증가하였으며, 실리카퓸 분말 추가한 후, 21%로 감소하고, 숏팅 후에는 5%로 됨을 알 수 있다.

상기와 같이 체적대비 27%의 기포혼입으로 슬럼프가 커진 보통콘크리트에 분말형태의 실리카퓸을 추가로 투입하여 고성능 콘크리트를 형성하고, 분말의 실리카퓸 첨가로 물-결합재 비를 줄여 붙임성이 좋은 고성능 콘크리트를 형성하고, 이를 숏팅하여 상부층(220)을 얻을 수 있는 것이다.

기포와 실리카퓸을 혼입하고 숏팅한 결과

항목	보통콘크리트	기포 27% 혼입 후	실리카퓸 혼입 후	숏팅 후
슬럼프(mm)	70	260	150	0
공기량(%)	5	27	21	5

여기서, 고급 혼합재료에 혼합된 착색재료의 산화철 및 카본블랙은, 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 1~8 중량부로 혼합하는데, 이는 안료의 종류에 따라 5~8%에서 발색의 포화점에 도달하게 되고, 1~3% 사이에서 발색 농도가 급격히 상승하기 때문이다. 상기 안료의 입경은 시멘트보다 작기 때문에 안료의 혼합에 의해 콘크리트의 수량을 증가시키게 되고, 결국 물-시멘트비가 커져서 강도가 저하하는 경향이 일반적이지만, 시멘트의 5~6% 정도까지는 콘크리트가 굳기 전후의 물성에 미치는 영향은 거의 없으므로 색상의 포화도가 5~8% 인점으로 볼 때, 경제성의 측면에서도 8% 이상 첨가하지 않는 것이 바람직하다.

상기 보통강도 콘크리트 및 고성능 콘크리트의 숏팅은 기층(100) 또는 하부층(210)에 원을 그리며 숏팅해야 하는데, 이는 줄눈부 보강부재의 하부까지 밀실하게 채우며, 고압의 압축공기로 숏팅하기 때문에 별도의 다짐이 필요 없으므로 포장장비를 경량화하며, 공항 콘크리트포장(200)의 시공능력을 향상시키게 된다.

또한, 도 16에 도시된 바와 같이, 상기의 과정으로 공항 콘크리트포장(200)이 형성되면, 공항 콘크리트포장(200)의 상부층(220) 상면을 콘크리트 내부 진동이 필요 없는 경량화된 슬립폼 페이버(slip form paver)(80)로 마감하여 수평을 유지할 수 있게 된다.

본 발명에서 상기 실시형태는 하나의 예시로서 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고 동일한 작용효과를 이루는 것은 어떠한 것이라도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다 할 것이다.

10: 배처플랜트 20: 보강부재
40: 레미콘 트럭 50: 펌프카
60: 혼합부 70: 숏팅안내부재
80: 슬립폼 페이버 100: 기층
200: 공항 콘크리트포장

Claims

공항 콘크리트포장이 시공되는 기층에 등기구장치 및 줄눈부 보강부재를 보통강도 콘크리트 숏팅 중 이동하지 않도록 고정 설치하는 단계와;
물, 시멘트, 골재를 일정비율로 배합하여 압축강도가 21~30MPa의 보통콘크리트를 생산 및 레미콘 트럭에 투입하여 현장 이송하는 단계와;
상기 보통콘크리트에 체적대비 20~40%의 기포 및 플라이애쉬, 슬래그미분말, 초속경클링커분말 중 어느 하나 또는 하나 이상 혼합한 저급 혼합재료를 상기 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 3~30 중량부를 상기 보통콘크리트가 투입된 레미콘 트럭 내부로 투입하여 레미콘 트럭 내부에 구비된 축과 상기 축에 적어도 1단 이상 방사상으로 형성된 혼합부재가 모터의 동력으로 회전하는 혼합부로 혼합하여 형성한 보통강도 콘크리트를 기층 위에 숏팅안내부재로 상부층의 두께보다 두꺼운 두께로 숏팅할 때, 숏팅안내부재로 공급되는 5기압 이상의 고압의 공기가 보통강도 콘크리트에 포함되 기포를 소산시키면서 슬럼프가 감소되는 공항 콘크리트포장의 하부층을 형성하는 단계와;
상기 보통콘크리트에 체적대비 20~40%의 기포 및 실리카퓸, 메타카올린, 초속경클링커분말, 라텍스, 폴리머, 착색재료 중 어느 하나 또는 하나 이상 혼합한 고급 혼합재료를 상기 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 2~20 중량부를 상기 보통콘크리트라 투입된 레미콘 트럭 내부로 투입하여 레미콘 트럭 내부에 구비된 축과 상기 축에 적어도 1단 이상 방사상으로 형성된 혼합부재가 모터의 동력으로 회전하는 혼합부로 혼합하여 형성한 고성능 콘크리트를 하부층에 숏팅안내부재로 하부층의 두께보다 얇은 두께로 숏팅할 때, 숏팅안내부재로 공급되는 5기압 이상의 고압의 공기가 고성능 콘크리트에 포함된 기포를 소산시키면서 슬럼프가 감소되는 공항 콘크리트포장의 상부층을 형성하는 단계와;
상기 상부층의 상면이 수평을 유지하도록 내부 진동이 필요없는 슬립폼 페이버(slip form paver)로 마감하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기포 숏크리트를 이용한 공항 콘크리트포장 시공방법.
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청구항 1에 있어서, 상기 초속경클링커분말은,
알루미나계 초속경클링커분말, 비정질알루미나계 초속경클링커분말, 아윈계 초속경클링커분말 중 어느 하나 또는 하나 이상 혼합한 것을 특징으로 하는 기포 숏크리트를 이용한 공항 콘크리트포장 시공방법.
청구항 5에 있어서,
상기 초속경클링커분말은, 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 5~40 중량부로 혼합되는 것을 특징으로 하는 기포 숏크리트를 이용한 공항 콘크리트포장 시공방법.
청구항 1에 있어서, 상기 착색재료는,
산화철이나 카본블랙 중 어느 하나 또는 산화철이나 카본블랙을 혼합하는 것을 특징으로 하는 기포 숏크리트를 이용한 공항 콘크리트포장 시공방법.
청구항 7에 있어서,
상기 착색재료는, 상기 보통콘크리트를 형성하는 시멘트 100 중량부 기준으로 1~8 중량부로 혼합되는 것을 특징으로 하는 기포 숏크리트를 이용한 공항 콘크리트포장 시공방법.
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청구항 1에 있어서, 상기 숏팅안내부재는,
상기 보통강도 콘크리트와 고성능 콘크리트 및 칼라 콘크리트가 유입 및 압축되어 배출되도록 내부가 관통되면서 각 콘크리트가 유입/배출되는 입/출구의 직경보다 중앙부의 직경이 작게 형성되는 숏팅안내몸체와;
상기 숏팅안내몸체로 유입되는 각 콘크리트에 포함된 기포를 소산시키면서 공기량을 감소시키도록 5기압 이상의 고압의 공기를 공급하도록 숏팅안내부재에 관통된 공기공급공을 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 기포 숏크리트를 이용한 공항 콘크리트포장 시공방법.
청구항 10에 있어서, 상기 공기공급공은,
상기 숏팅안내몸체의 외주면에 방사상으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 기포 숏크리트를 이용한 공항 콘크리트포장 시공방법.
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