콘크리트 침목
차별화 된 기술력으로 국내 철도산업의 미래를 이끌어 갑니다.
침목 제조공정
(Prestressed Concrete Sleeper) KRS TR 0008-09R
당사에서 제작하는 PSC침목의 제조공정은 한국철도 표준 규격에 맞게 편성 운영되고 있으며
규격의 필요항목에 맞게 제조공정을 설명하겠습니다.
콘크리트 PSC 제조공정도
콘크리트 재료의 계량
콘크리트 재료의 계량 및 계량장치는 침목 제작에 적합하고 콘크리트 표준시방서의 계량오차 내에서 정확하게 계량할 수 있는 자동화된 계량장치어야 한다.
- 각 재료별 계량장치는 전기식 로드셀이 장착된 자동화 설비임
각 재료의 계량장치는 최초 작업 개시 전 공인 교정기관에서 검교정을 필하고, 제작 중 정기적으로 점검하여 정확하게 조정되어야 한다.
- 년 1회 정기적 교정기관에서의 교정필하고 있으며, 연 2회씩 자체 계량기 점검을 실시하고 있음.
콘크리트 비비기
콘크리트 비비기는 배치 믹서로 하여야 하며, 반죽된 콘크리트가 성형성이 있고 균등질이 되도록 충분히 비비고, 비비기가 완료될 때까지 다른 용도의 콘크리트 비비기를 하지 않아야 한다.
- 자동화된 플랜트로서 자동으로 제어되기 때문에 시험의 결과 값 입력 후 작업 중 임의 제어 불가능함.
믹서는 KS F 2455에 의한 비비기 성능 시험을 하여 소요의 비비기 성능을 갖고 있는지 확인하고 콘크리트 배출 시에는 재료의 분리가 일어나지 않도록 하여야 한다
- 믹싱시간은 90초 이상으로 정함.(시험에 의해 적당한 값으로 결정)
재료투입 순서 및 비비기 시간은 시험에 의하여 정하고 별도의 물을 첨가해서는 안된다.
- 투입순서 : 모래, 자갈, 시멘트, 물(혼화제 동시투입)
- 자동 표면수 측정장치의 설치로 일정한 품질 유지 가능함
몰드청소 및 탈형제 도유
형틀은 콘크리트를 치기 전에 내면을 청소하고 탈형이 용이하도록 적당한 박리제를 발라야 하며, 탈형 시 제품에 흠, 균열, 손상 등이 발생하지 않도록 해야한다.
- 몰드청소는 전용 청소기로 1차 청소하고 브러쉬로 2차 수작업, 3차로 몰드간 콘크리트 찌거기 제거를 실시.
- 몰드 간에는 그라이스 등의 중질유를 사용하고 있고, 내면은 침목전용 수성탈형유를 사용하고 있음
PS강재의 장착 및 인장
PS강재는 제작도면에 표시한 정위치에 배치될 수 있도록 스페이스를 설치하여 긴장하고 PS강재 고정부의 정착장치는 긴장된 프리스트레스가 일정하게 유지될 수 있도록 견고한 정착력을 확보 할 수 있어야 한다.
- 고정단과 인장단에 강선을 거치할 수 있게 전용 배열기를 이용 거치하고, 간격재를 몰드간에 넣어 공간을 확보하고, 모르타르가 새지 않게 밀착시킨다.
- 배열이 완료된 강선은 보강근을 투입하고 예비인장 및 본인장이 완료되면 제작도면의 지정된 위치에 보강근을 결속한다.
- 개별인장기를 사용하여 가닥별 동일한 압력이 가해질 수 있도록 개별인장을 실시 후 예비인장을 실시한다.
PS강재는 설계하중(초기긴장력)의 80% 범위로 20분이상 예비인장하여 해방한 후 본인장을 실시하여야 한다. 예비인장, 본인장 등의 하중이 자동으로 기록되어야 한다.
본인장 후 강선 1개당 긴장력을 감독자 입회하에 확인을 받아야 하며, 예비인장 및 본인장은 제작감독의 입회하에 시행하여 기록으로 남겨야 한다.
- 각 베드당 300톤 인장기 2기씩을 보유하고 있고, 인장 시 자동기록장치로 기록하고 있다.
- 1가닥당 3,120KGF 하중 적용한다.
- 개별인장확인을 위한 게이지(압력셀 부착)를 통해 감독자 입회하에 가닥당 인장력 확인한다.
콘크리트 다지기
콘크리트는 충분히 비빈 후 1시간 이내에 타설 완료하여야 하며 타설 시 콘크리트 온도는 10~30℃범위 내에 있어야 한다.
- 믹서 플랜트와 타설 지점까지 실내로 이동하며 90초 정도의 시간이 소요되며 이동 시 변동이 없음.
콘크리트 다지기는 배합특성과 제작설비 시스템에 적합한 몰드 진동기 또는 진동테이블 및 기계적인 봉다짐 등으로 실시하여야 하며 다지기 장비는 배합 특성에 맞는 진동수로 진동을 지속할 수 있는 것이어야 한다.
- 전용 콘크리트 투입기를 이용하여 적정량의 콘크리트를 균등하게 배분해줌
- 당사에서 채택하고 있는 공법은 몰드 진동기를 이용하여 RPM9000정도의 고주파를 사용하여 밀실한 내부구조를 가질 수 있게 충분히 다짐.
재료투입 순서 및 비비기 시간은 시험에 의하여 정하고 별도의 물을 첨가해서는 안된다.
- 투입순서 : 모래, 자갈, 시멘트, 물(혼화제 동시투입)
- 자동 표면수 측정장치의 설치로 일정한 품질 유지 가능함
콘크리트 양생
다지기 작업이 완료된 제품은 즉시 양생용 덮게를 덮어 직사광선을 피하고 표면이 건조되지 않도록 하며, 급격한 온도 변화가 일어나지 않도록 보호하여야 한다.
- 타설 후 콘크리트의 초결이 시작되면 제거 후 덮게를 씌움
콘크리트를 타설한 후 상온에서 2시간 이상 경과한 후 증기양생 또는 열양생을 시작하여야 하며, 양생온도의 상승속도는 매시간 15℃ 이하로 하강속도는 매시간 10℃ 이하로 하며 55℃를 넘어서는 안된다.
- 덮개를 씌운 뒤 상온에서 2시간이상 정치 후 열양생 실시(양생그래프 자동기록)
- 매시 상승 15℃이하, 하강 10℃이하 최고온도 55℃이하로 관리하고 있음
온도감기기는 양생실 내부 어느곳의 온도도 측정이 가능하여야 하고 양생실은 자동온도 감지기에 의하여 자동온도 기록 및 자동온조 조절설비를 각 베드(bed)마다 갖추어야 하며 총증기 양생시간은
12시간 이상이어야 한다.
- 자동온도관리 시스템을 구축하여 관리하고 있으며 총 증기양생 12HR이상 관리
보일러는 적정한 온도 상승과 유지를 위한 충분한 용량이어야 하며, 양생공간은 급격한 온도 변화 및 국부적인 온도차가 일어나지 않도록 설비되어야 한다.
- 2톤/시간 용량의 보일러 2기를 보유하고 있으며 양생공간은 전용 포장덮게를 이용하여 침목 규격에 맞는 양생용 포장을 사용하고 있음
PS강재의 프리스트레스 도입
프리스트레스 도입 시 콘크리트 압축강도는 30Mpa이상이어야 하며, 프리스트레스의 도입은 침목 내부의 충격과 프리스트레스 손실을 줄일 수 있도록 상온에서 천천히 도입시켜야 한다.
프리스트레스 도입 시는 PC 침목 단면에 이상 편심 하중 등이 발생하지 않도록 동일한 단면에 동시에 실시하여야 한다.
- 프리스트레스 도입 전 압축강도 확인 후 실시, 프리스트레스 도입은 동일한 단면에 동시에 실시하고 있음.
PS강재의 절단 및 단부 마감
PS강재는 불균형적인 프리스트레스의 발생이나 PC침목 단부가 손상되지 않도록 침목 저면에서 직각 방향이 되게 절단하여야 한다.
- 전용 강선 절단기를 이용하여 적정하게 시행하고 있음. (치수검사로 확인)
- 제품에 손상이 가지않는 구조로 되어있는 전용 공기압착식 진공탈형기를 이용하여 탈형, 전용 이동지그를 이용 적재함.
제품 양생
침목은 탈형 후 표면이 급격한 온도 변화나 건조 등에 노출되지 않도록 5˚C이상의 실내에서 최소 3일이상 습윤양생을 하여야 하며, 동절기 습윤 양생 시는 기건 상태 이전에 침목이 외기에 노출되지 않도록 한다.
- 3일간의 최대 생산량을 적재할 수 있는 살수 장치가 있는 전용 공간에서 3일간 습윤양생을 실시하고 있으며, 동절기에는 습윤양생실을 5˚c이상으로 유지.
- 습윤양생이 끝난 제품은 야적장에 이적하여 28일이 되어 출하가 될 때까지 자연양생을 실시하고, 보관 시 제품에 유해한 작용이 없도록 한다.
제품 시험
슬럼프 시험
콘크리트 타설 전 KS F 2402(포틀랜드 시멘트 콘크리트 슬럼프 시험방법)에 의하여 슬럼프 시험을 하여 적합여부를 확인하여야 한다.
- 1일 타설량에 1회씩 감독자가 입회하에 실시함.(슬럼프 5.5~10.5cm관리)
공기량 시험
공기량 시험은 KS F 2409, KS F 2421 등에 의하여 공기량의 변동유무를 시험 확인하고 필요시 콘크리트 배합은 조정하여야 한다.
- 1일 타설량에 1회씩 감독자가 입회하에 실시함.(공기량 2~5% 관리)
염화물 시험
(가) 타설 전 굳지않은 콘크리트(fresh concrete)에 대하여 실시하며 굳지않은 콘크리트의 이온농도와 시방배합에 나타난 단위수량의 곱으로 구한다.
염화물량 측정시험의 빈도는 매일 타설하는 콘크리트 마다 1회이상, 배합변경 시 마다 실시하여야 한다.
- 1일 타설량에 1회씩 감독자가 입회하에 실시함.(염화물량 0.3kg/㎥이하로 관리)
압축강도 시험
(가) 콘크리트 암축강도 시험은 KS F 2405에 의하여 공시체의 제작은 KS F 2404에 의한다.
- 매 프리스트레스 도입 전 압축강도 실시 38~42 Mpa로 관리함.
겉모양 검사
표면은 매끈하고 그 질이 치밀하여야 하며 비틀림, 요철, 표면 불량, 균열등의 결함이나 레일 좌면의 비틀림이 없어야 한다.
- 매 탈형 시마다, 매 출하 시마다 감독자 입회하에 전수검사 후 합격품만 출하함.
치수검사
침목의 형상 및 치수는 제작도면에 의하여 검사하되, 정확을 요하는 주요부의 측정에는 별도의 측정기구를 제작하여 감독자의 승인을 받은 후 검사를 하여야 한다.
- 매 탈형 시마다 감독자 입회하에 전수검사 후 합격품만 양생함.
성능검사
콘크리트의 재령 28일 압축강도는 KS F 2405의 시험결과 제작도면에 표기된 소정강도 이상이어야 한다.
- 1일 타설량에 1회씩 실시함.(50Mpa 이상으로 관리함.)
콘크리트의 재령 28일 압축강도는 KS F 2405의 시험결과 제작도면에 표기된 소정강도 이상이어야 한다.
- 1일 타설량에 1회씩 감독자 입회하에 실시함.(중앙부 1개소, 직하부 2개소)
- 중앙부 53KN이상관리, 직하부 155KN이상관리