알기쉬운 ALC - 4 편 ＜제조＞

[비엔나커피]

2) 제조

ALC의 제조는 원료의 분쇄 및 조합, 보강재의 준비, 혼합, 타설, 예비양생, 탈형 및 절단, 양생의 7단계로 분류가 가능하며 그 제조공정은 아래의 그림과 같습니다.

A . 원료의 분쇄 및 조합

ALC의 주 원료인 생석회, 규석, 시멘트 등을 적당히 건조∙분해시켜 준비하는 과정으로 패널의 경우에는 보강재의 준비과정과 병행하여 이루어집니다.

원료의 분쇄방식에는 습식분쇄와 건식분쇄 두 가지가 있는데 습식분쇄는 규석에 물을 가해 슬러리 상태가 될 때까지 분쇄하고 또 하나의 볼 밀 (Ball Mill)에서 분쇄한 생석회 분말을 규석 슬러리와 혼합과 동시에 기포제 및 기타 혼화제를 첨가하는 방식입니다.

이 방식은 규석 또는 젖은 모래를 건조하는 공정의 생략은 가능하지만 믹싱 공정에서 분말과 슬러리를 단시간에 균일하게 혼합해야 합니다.

건식분쇄는 건조한 규석을 생석회 및 포틀랜드시멘트와 동시에 분쇄하므로 조합원료의 균일성을 높일 수 있는 장점이 있습니다.

B. 보강재의 준비

보강재의 준비과정은 ALC패널 생산시에만 해당되는 과정으로 패널의 용도에 따른 설계하중을 고려한 구조계산이 필요합니다. 구조계산의 결과를 바탕으로 설계된 보강철근이 자동용접기계에 의해 자동 절단, 용접되며 부식과 산화 방지를 위한 방청처리 후 형틀에 놓여 집니다.

ALC는 보통 콘크리트에 비하여 PH가 다소 낮고 다공질이므로 대기중의 탄산가스에 의한 중성화가 빠르므로 염류에 의한 녹발생이 쉽기 때문에 이를 개선하기 위해 역청, 특수수지 및 시멘트 라텍스에 의한 코팅이 필요합니다.

시멘트라텍스의 경우 1mm 또는 그 이상의 코팅을 하는데 라텍스가 들어있는 시멘트 페이스트의 치밀한 층은 수분의 차단과 동시에 알칼리성이 높아 CO2 (탄산가스)에 대해서 안정한 내구성을 가지며, 주성분이 포틀랜드 시멘트이므로 주위의 성분과 수화반응을 진행하여 ALC에 대하여 철근과 약 20kg/cm2 의 부착력을 나타내며 칼슘 실리게이트 (Calcium Sillicate)와의 복합재료로서 기능을 높일 수 있습니다.

C. 혼합

시멘트, 생석회, 규석, 기포제 물을 배합비에 따라 자동계량장치로 계량 후 믹서에서 혼합하고 발포촉진제 등의 첨가제는 혼합의 종료직전에 가하며, 최종적으로 기포 안정제를 투입하여 혼합을 완료합니다.

혼합에 소요되는 시간은 생산업체마다 조금씩 차이가 있으나 일반적으로 8 ~ 10분 정도이며 원재료의 계량에 약 5 ~ 6분 소요가 됩니다.

D. 타설

혼합이 완료되면 아랫 사진에서 보시듯 몰드에 슬러리가 주입되고 패널의 제작시에는 사전에 철근이 보강된 몰드에 타설이 됩니다. 몰드에 타설된 슬러리상의 ALC 기포는 기포제 성분과 석회와의 반응에 의해 기포의 발생으로 팽창함과 동시에 슬러리의 점도가 높아져 일정한 기포물질이 되어 팽창이 종료되며 팽창이 종료된 상태를 ALC 그린 케이크 (Green Cake)라고도 합니다.

타설된 직후의 ALC는 액상에 가까워 몰드의 측압은 타설높이에 비례하여 증가되므로 슬러리 내부에서의 비중차이로 인한 하부기포의 압밀파손 가능성이 있으므로 1회의 타설높이는 팽창 후 60cm를 넘지 않도록 해야합니다.

팽창 종료 시까지 슬러리는 기포만 독립상태로 유지시킬 수 있을 정도의 낮은 경도를 지니고 있으나 포틀랜드시멘트 및 생석회의 작용에 의하여 시간이 경과함에 따라 경도가 증가하며 안정이 됩니다.

따라서 발포시간 셋팅 타임 (Setting Time)의 조절이 상당히 중요하며 이를 제대로 조정하지 못할 경우 기포의 분포가 고르지 못하여 반소성체가 수축되어 내부 균열이 발생할 우려가 있습니다.

윗 사진에서 보시듯 ALC몰드의 규격은 가로가 150cm, 세로가 600cm, 높이가 60cm가 일반적입니다 ( 5.4m3 의 부피). 따라서 ALC 패널의 경우 최대 생산길이가 6m, 최대 폭이 60cm 가 되는 것 입니다.

E. 예비양생

예비양생은 몰드에 주입된 슬러리가 절단에 필요한 강도를 갖도록 반경화상태로서 양생되는 과정으로 작업시의 온도, 열성온도 (熱成溫度), 생석회와 시멘트의 투입량에 따라 다소의 차이는 있으나 숙성실이 있는 경우 3 ~ 6시간 , 숙성실이 없는 경우에는 2 ~ 10시간 정도 대기 중에서 숙성을 하게 됩니다.

F. 탈형

몰드의 탈형은 적정온도의 슬러리 상태에서 실시되어야 함으로 강철공 (Steel Ball)을 사용한 추락관입시험을 실시하여 ALC 그린 케이크 (Green Cake) 표면으로부터 17 ~ 22 mm 정도 관입의 경화도에서 탈형을 실시합니다. 만일 탈형시기가 지난 후에 탈형을 실시하면 보습력이 떨어지고 절단 시 피아노선이 절단되어 제품에 균열이 발생될 우려가 있습니다.

G. 절단

절단은 사진과 같은 커팅 머신 (Cutting Machine) 위에서 이루어지게 됩니다.

사진 하부에 가느다란 피아노선이 보입니다만 이 피아노선은 아래에서 위로 천천히 바이브레이팅(Vibrating) 해가면 절단을 하게 됩니다.
 

절단 시에는 그린 케이크의 적정온도, 양단부의 균열이 발생되지 않도록 유의해야 하며 케이크 표면으로 부터 약 5cm 정도를 표면마감상태로 고려하여 표면 절단을 실시합니다.

반경화 된 그린 케이크를 주문 규격에 맞춰 절단을 하게 되며 절단 순서는 Cross Cutter 에서 가로 부분을 먼저 절단한 후 Main Cutter 에서 세로 방향의 길이 부분을 절단하는 순서대로 진행이 됩니다.

​주문에 의해 절단하게 되는 블록이나 패널의 규격은 몰드의 크기가 가로 1.5m * 세로 6m * 높이 0.6m 이므로 이것에 맞추어 절단하게 됩니다.

​ ​예를 들어, 600 * 400 * 100 mm 규격의 ALC 블록을 생산한다고 가정하면 그린 케이크(Green Cake)를 크로스 커터 (Cross Cutter )에서 먼저 6m 길이 방향을 400mm 간격으로 15등분 절단하고 메인 커터 (Main Cutter )에서 길이 방향으로 100mm 간격으로 15등분 절단하면 가로 15등분 * 세로 15등분 이므로  600 * 400 * 100mm 블럭 225매 가 생산이 됩니다.

H. 양생

제품의 치수에 따라 절단된 반경화상태의 케이크는 오토클레이브내에서 180도, 게이지 압력 10 kg/cm2 의 고온∙고압 상태로 약 16 ~ 20 시간 정도의 양생기간을 거치며 mCao, nSio2, xH2O의 화학적 조성으로 이루어진 칼슘실리게이트 수화물은 토버모라이트 결정의 불용성 화합물로 경화가 됩니다.

반경화 된 그린케이크를 커팅을 완료한 후 오토클레이브로 이동하는 모습입니다.

오토클레이브에서는 내부온도 180도, 게이지 압력 10 kg/cm2 의 고온∙고압 상태로 약 16 ~ 20 시간 정도의 양생기간을 거쳐 ALC 완제품을 만들게 되며 오토클레이브 용량에 따라 사진에서 처럼 3단이나 2단으로 적재를 하여 양생하게 됩니다.

이 과정에서 오토클레이브 양생 직전의 반소성체는 기포가 전체 체적의 약 80%를 차지하는 다공질의 상태이므로 열전달이 현저히 불량해지게 됩니다. 따라서 오토클레이브 양생에 있어 ALC 전 부분에 열전달이 잘 이루어 질 수 있도록 적절한 대책을 강구하여야 합니다.

오토클레이브에서 양생이 완료된 완제품 ALC가 제품 포장라인으로 이동되는 모습입니다.

쌍용 ALC를 생산하고 있는 (주) SYC의 경우 최근 유럽 에어크리트사의 최첨단 커팅설비 Super Smooth 생산시스템을 도입하여 더욱 매끄러운 표면과 초정밀 규격의 ALC 제품을 생산하고 있습니다.

​* ​사진 출처 - 쌍용 ALC와 기술제휴중인 유럽 에어크리트사 홈페이지

  http://www.aircrete-europe.com/en/

쌍용 ALC 기술연구소

1899 - 1728