KR101771959B1 - 환형의 홈과 딤플 그리고 매끄러운 표면을 갖는 테트라포드를 제작하는 방법 - Google Patents

Abstract

방파제에 거치하는 4개의 다리로 이루어진 테트라포드;
상기 테트라포드의 재질은 콘크리트로서 압축강도가 30MPa 내지 50MPa 이하의 고강도를 갖는 것으로,
상기 압축강도가 달성되기 위하여,
상기 콘크리트에는 혼화재료를 혼합하되 혼화재는 실리카흄,플라이애쉬,고로슬래그 중 어느 하나를 택일하되,
상기 혼화재는 시멘트 중량부의 5% 내지 50%의 비율로 하고,
또한, 상기 콘크리트에 혼화제를 혼합하되 상기 혼화제는 AE감수제 및 /또는 유동화제를 선택 및 혼합하여 사용하되 상기 혼화제는 시멘트 중량부의 0.2 % 내지 3%의 비율로 하고,
압축강도가 30MPa이상 50MPa 이하의 고강도 특성을 가진 상기 테트라포드의 외부에 구성한 홈을 갖는 것에 있어서,
외부에 구성한 상기 홈은 상기 테트라포드의 콘 각 각에 걸쳐서 연속적으로 이어지는 환형의 홈을 갖되,
상기 환형의 홈의 주위에는 다수의 딤플을 구성하되 상기 딤플 내부와 모서리에 유용 미생물이 서식 가능하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 해양동식물에 친화적인 테트라포드를 제작하는 방법에 관한 것이다.

Description

환형의 홈과 딤플 그리고 매끄러운 표면을 갖는 테트라포드를 제작하는 방법{The method making tetrapod of smooth surface, groove of a ring shape and dimple}

본 발명은 해양동식물에 친화적인 테트라포드에 관한 기술이다.

방파제는 파랑으로부터 항만이나 연안을 보호하기 위한 대표적인 해양 방재 구조물이다. 방파제에 사용되는 소파블록은 30여 종류가 있다. 이 중에서 가장 오랫동안 사용했고 널리 사용한 소파블록이 테트라포드이다. 오랜 기간 사용될 수 있었던 이유는 경제성이 높기 때문이다.

그러나, 테트라포드의 표면이 매끈하기 때문에 낚시꾼들의 낙상사고가 빈번히 발생된다. 또한, 유용 해양 미생물, 해조류 포자, 갑각류의 부착이 쉽지 않아 오랜 기간 경과해도 해양 동식물의 서식처가 되지 못하는 문제점이 있다.

항만 방파제 조성에는 테트라포드가 수 백개에서 수 천개가 일시에 사용된다. 테트라포드의 재질이 강알칼리를 배출하는 콘크리트이기 때문에 방파제 주변은 심각한 환경오염이 발생된다. 일단 환경오염이 발생하게 되면 상당기간 회복이 안 되거나 불가능하다. 즉, 종래의 테트라포드 구조물과 해양동식물과는 공존할 수 없는 것으로 인식되고 있다.

종래의 인공어초는 해양동식물의 서식처를 제공하기 위한 것이다. 인공어초의 표면 질감에는 매끈한 콘크리트 표면 질감, 투수성 콘크리트 표면 질감, 석재의 표면 질감 이 3가지 표면 질감을 사용한다. 현재 인공어초에 사용되고 있는 표면 질감들은 강도가 높고 동시에 거친 표면 질감을 제공하는 재질이 아직 사용되지 못하고 있다.

이에 대하여 선행문헌1에서는 도8과 도9에 의하면 테트라포드(1)에 별도의 논슬립 돌기(12)가 있는 전복 양식판(20)을 테트라포드에 손잡이 홀(14)과 볼트홀(16)이 구비된 것이 소개되었다.

그러나 이런 구성은 별도로 볼트(24)와 논슬립판 볼트 홀 및 볼트구멍(21)과 간격유지구(23)등이 구비되어야 하고 테트라포드에 별도의 볼트홀(16)이 구비되어야 하는 등의 불편함과 나사식으로 볼트 홀을 테트라포드에 구성하는 것이 용이하지 않았다.

1. 대한민국특허청공개특허공보 공개번호 10-2016-0036538(2016.04.04) 2. 대한민국특허청공개특허공보 공개번호 10-2015-0133392(2015.11.30)

테트라포드의 표면을 딤플을 활용하여 인명사고의 발생을 줄인다.

또한, 유용 해양 미생물, 해조류 포자, 갑각류의 부착이 용이하도록 테트라포드의 표면을 다양하게 구성하여 다양한 해양 동식물의 서식처가 되도록 구성한다.

테트라포드의 콘크리트가 강알칼리를 배출하여 환경오염을 유발하는 것을 최소화하도록 한다.

표면 질감들은 강도가 높고 동시에 거친 표면 질감을 제공하는 재질을 사용하도록 하는 것이다.

즉, 본 발명의 목적은 방파제 조성에 테트라포드를 사용하더라도 표면에 해조류 로프를 부착할 수 있는 깊고 연속된 홈과, 유용 해양 미생물이 서식할 수 있는 다수의 딤플이나 모서리 홈과, 전복 및 소라가 부착 성장할 수 있는 매끈한 표면질감 이 3가지를 동시에 제공하여 해양동식물과 공존 가능한 친환경 테트라포드를 제공하는 것이다.

상기한 과제를 해결하기 위하여 하기와 같은 구성을 갖는다.

방파제에 거치하는 4개의 다리로 이루어진 테트라포드;

상기 테트라포드의 재질은 콘크리트로서 압축강도가 30MPa 내지 50MPa 이하의 고강도를 갖는 것으로,

상기 압축강도가 달성되기 위하여,

상기 콘크리트에는 혼화재료를 혼합하되 혼화재는 실리카흄,플라이에쉬,고로슬래그 중 어느 하나를 택일하되,

상기 혼화재는 시멘트 중량부의 5% 내지 50%의 비율로 하고,

또한, 상기 콘크리트에 혼화제를 혼합하되 상기 혼화제는 AE감수제 및 /또는 유동화제를 선택 및 혼합하여 사용하되 상기 혼화제는 시멘트 중량부의 0.2 % 내지 3%의 비율로 하고,

압축강도가 30MPa이상 50MPa 이하의 고강도 특성을 가진 상기 테트라포드의 외부에 구성한 홈을 갖는 것에 있어서,

외부에 구성한 상기 홈은 상기 테트라포드의 콘 각 각에 걸쳐서 연속적으로 이어지는 환형의 홈을 갖되,

상기 환형의 홈의 주위에는 다수의 딤플을 구성하되 상기 딤플 내부와 모서리에 유용 미생물이 서식 가능하도록 테트라포드를 구성한다.

여기서 상기 환형의 홈은 폭이 30mm 내지 150mm 깊이 10mm 내지 50mm 의 홈을 갖도록 구성한다.

또한, 다수의 상기 딤플은 원형 또는 사각형 및 삼각형으로 구성하여 해양동식물에 친화적인 구성을 갖는 테트라포드를 구성한다.

여기서, 상기 딤플은 예각, 직각, 또는 둔각을 갖는 오목한 부분을 갖는 각의 모서리를 갖는 것으로 구성하여 해양동식물에 친화적인 테트라포드를 구성한다.

이렇게 구성한 상기 딤플에 해조류 및 산호의 뿌리를 수중 접착제를 이용하여 부착하는 것으로 구성한다.

바람직하기로는 상기 딤플은 테트라포드의 매끈한 표면보다 거친표면으로 구성한다.

여기서, 상기 딤플이 있는 표면은 거친 표면으로 구성하고 상기 딤플 외의 표면은 매끈한 표면으로 구성하여 해양미생물, 해조류, 산호 및 패류의 서식지를 동시에 제공하는 것으로 해양동식물에 친화적인 테트라포드를 구성한다.

본 발명의 해양동식물 친화적인 테트라포드의 효과는

첫째, 해조류 로프를 쉽게 대량 부착할 수 있다. 해조류 로프는 경우에 따라 수중에서 부착해야 하기 때문에 쉽고 빠른 시간 내에 부착할 수 있는 깊고 연속된 홈이 제공되기 때문이다.

둘째, 유용 해양 미생물이 쉽게 부착 서식한다. 테트라포드 표면에 오목한 딤플이나 모서리각을 가진 홈이 다수 개 제공되기 때문에 거친 질감 효과로 인해 유용한 해양 미생물의 서식 공간을 제공한다. 딤플 속에는 해양 미생물과 해조류 포자 등이 쉽게 부착할 수 있고, 어류의 먹이 공격으로부터 숨을 수 있는 공간이기 때문에 해양 미생물과 해조류 포자의 생존 확률이 높아지는 장점이 있다.

셋째, 전복과 같은 패류가 좋아하는 매끈한 표면 질감을 제공한다. 종방향 및 횡방향의 해조류 로프를 위한 홈 사이의 테트라포드의 표면은 매끈한 표면질감을 제공하기 때문에 전복과 같은 패류가 부착하여 서식할 수 있다. 표면이 매끈한 표면은 전복이 강하게 부착할 수 있어서, 유체력에 저항하여 서식할 수 있는 장점이 있다.

넷째, 깊은 홈, 오목한 딤플 또는 모서리각, 매끈한 표면 질감을 동시에 제공하기 때문에 유용 해양 미생물, 해조류, 전복과 같은 패류 등 해양동식물 전반의 서식지를 한 번에 제공한다.

다섯째, 테트라포드 표면의 거친 홈은 산호의 이식 작업에 유리하다. 표면이 매끄러우면 산호를 이식해도 조류나 태풍에 의한 파도에 의해 이식된 산호가 쉽게 탈락한다. 그러나, 테트라포드 표면이 홈이 있고 거친 경우에는 한 번 이식된 산호는 탈락하지 않아 생존확률이 매우 높다.

여섯째, 테트라포드 표면에 음각의 홈을 내는 것이기 때문에 종래의 거푸집을 활용할 수 있고 제조가 간단하여 경제성이 높은 장점이 있다.

즉, 본 발명은 테트라포드 몸체 표면에 종방향 및 횡방향의 깊고 연속된 홈이 있어서 해조류 로프를 감을 수 있고, 원형 딤플 또는 예각, 둔각, 직각의 모서리를 가진 홈이 부분적으로 있어서 거친 표면질감을 제공하기 때문에 유용 해양미생물의 서식 공간을 제공한다.

또한 매끈한 표면 질감을 동시에 제공하여 전복이나 소라와 같은 패류의 서식 공간을 제공한다. 종래의 테트라포드는 표면이 매끈한 한가지 질감만 제공하기 때문에 유용 미생물이나 해조류가 부착 성장하기 어려운 문제가 있다.

본 발명은 깊은 홈, 거친 딤플 및 모서리, 매끈한 표면 총 3개의 다양한 표면 질감을 동시에 제공하는 해양동식물 친화적인 테트라포드이다.

제1도는 환형의 형상과 환형의 주위에 딤플이 도시된 사시도를 보이는 것이다.
제2도는 환형의 홈에 로프를 감은 상태를 보이는 도이다.
제3도는 원형딤플에 대하여 도시한 도이다.
제4도는 모서리가 있는 사각형 삼각형 등의 딤플에 대한 것을 도시한 도이다.
제5도는 제2도의 로프에 해조류를 식재한 상태를 보이는 도이다.
제6도는 오목한 홈이 파진 테트라포드에 부착한 분홍멍게를 보이는 것을 도시한 것이다.
제7도는 오목한 홈이 파진 테트라포드에 부착한 산호이식을 보이는 것을 도시한 것이다.
제8도는 종래발명에 따른 전복양식판을 설치한 테트라포드
제9도는 제7도의 요부를 나타내는 단면도

본 발명의 목적은 이와같은 테트라포드를 제공하는 것이다.

구체적으로 설명하면 하기와 같다.

본 발명의 구조물 몸체는 콘크리트 재료가 바람직하다. 콘크리트는 압축강도 30 MPa 이상의 고강도 콘크리트를 사용한다. 표면에 다양한 무늬를 형성해야 하기 때문에 표면의 강도가 높아야 하기 때문이다. 뿐만아니라 내구성도 높아지는 장점이 있다. 당연히 콘크리트 제조에는 보통콘크리트를 사용할 수 있다. 실리카흄, 플라이애쉬, 고로슬래그 등의 콘크리트 혼화재료를 혼합하여 테트라포드를 위한 특수 콘크리트로 사용할 수도 있다. 실리카흄을 사용하면, 콘크리트 내부의 모세관의 형상을 왜곡하여 내부의 높은 알칼리(pH)가 흘러나오는 것을 막아주는 장점이 있다. 고로슬래그를 혼화재료로 사용할 때는 철이온이 방출되는 장점이 있어 해조류의 부착에 도움을 준다.

테트라포드 표면에 수많은 홈을 구성할 때에는 홈 주변의 형상이 쉽게 부서지고, 표면이 쉽게 변형된다는 문제점이 있다. 따라서, 홈이 있는 형상을 만들기가 매우 난해한 것이다.

이것을 극복하기 위해, 본 발명에서는 고강도(30 MPa), 고유동성(고성능감수제), 고내구성(광물혼화재료)을 가진 시멘트로 제조하게 되면, 홈이 있는 테트라포드가 가능하다.

고강도의 테트라포드를 제작하기 위한 콘크리트 배합비율(표1)은 설계 기준 강도 30 MPa 인 경우를 보이는 것이다.

설계 기준 강도 (MPa)	굵은골재최대치수 (mm)	슬럼프플로 (mm)	공기량범위 (%)	물시멘트비 (W/C) (%)	잔골재율 (S/a) (%)	물 (kg)	시멘트 (kg)	잔골재 (kg)	굵은골재 (kg)	혼화재료
										혼화재 (kg)	혼화제 (kg)
30	25	600	3.5	40.5	44.4	170	380	750	950	40	3.8

설계 기준 강도는 최소 30 MPa 로 설정하였다. 설계 기준강도가 30 - 50 MPa 정도면 적당하다. 30 MPa 이하인 경우 강도가 낮아져서 파손이 쉽게 발생하며 50 MPa 이상인 경우 결합재와 혼화재료의 비율이 높아져서 비경제적이게 된다.

시멘트는 제작하는 제조회사와는 상관없으나, 본 배합에서는 동양시멘트의 보통 포틀랜드시멘트를 380 kg 사용하였다. 포틀랜드 시멘트의 배합양은 최소 300 kg 내지 600 kg 범위에서 사용한다.

혼화재는 (주)태왕교역의 실리카흄(silica fume)을 40 kg 사용하였다. 혼화재는 실리카흄, 고로슬래그, 플라이애쉬를 사용할 수 있으며, 단독 또는 혼합 사용이 가능하다. 혼화재는 시멘트 사용량의 50% 이내 범위에서 대체 또는 추가 사용이 가능하다

잔골재는 바다모래를 750 kg 사용하였다. 쇄석모래, 바다모래, 강모래, 석분, 재활용모래 등을 단독 또는 혼합 사용이 가능하다 잔골재의 배합용량은 500 kg 내지 1200 kg 범위로 사용할 수 있다.

굵은골재는 현무암 쇄석 골재를 950 kg 사용하였다. 쇄석골재, 강자갈, 재활용골재 등을 단독 또는 혼합 사용 가능하다 굵은골재의 배합량은 600 kg 내지 1,500 kg 범위에서 사용할 수 있다.

잔골재와 굵은골재는 배합비율 범위를 벗어나면 고품질의 콘크리트를 만들 수 없다. 혼화제는 AE감수제를 시멘트의 0.5% 사용하고 현장에서 에코넥스(econex)의 유동화제를 추가 투입하여 총 시멘트의 1% 비율인 3.8 kg을 사용하였다. 물론 AE감수제를 시멘트의 0.5%만 사용하여도 무방하다.

혼화제는 고성능AE감수제 및 유동화제를 단독 또는 혼합 사용할 수 있다. 성분은 멜라민계, 나프탈렌계, 폴리카르본산계, 아크릴계, 셀룰로스계, 바이오폴리머계 등을 사용할 수 있다. 배합비는 시멘트의 0.2% - 3% 비율로 사용한다. 혼화제가 시멘트의 0.2% 이하가 되면 유동성이 낮아져서 테트라포드의 요형 홈 형성에 문제가 발생한다. 반면에 시멘트의 3% 이상 사용하면 재료분리 가능성이 높아지고 경제성에 문제가 발생한다

본 발명에서는 고강도, 고유동성, 고내구성의 특징을 지니게 되어 요형 홈이 있는 테트라포드를 제조할 수 있다.

고강도는 설계기준강도 30 MPa 이상, 고유동성은 고성능 AE감수제와 유동화제를 사용하기 때문이다.

고내구성은 결합재로 보통 포틀랜드시멘트 뿐만 아니라 광물성 혼화재인 실리카흄, 고로슬래그, 플라이애쉬 등을 혼합 사용하므로 장기적으로 강도가 높아지기 때문이다.

(1)종전에 테트라포드의 설계강도는 21 MPa 이다.

인공어초 구조물의 콘크리트 설계강도 역시 21 MPa 이다.

(2) 종래의 테트라포드는 홈이 없기 때문에 보통콘크리트를 사용해도 무방하다.

고유동성 콘크리트가 아니어도 무방하였다.

그러나 본 발명은 홈이 많기 때문에, 홈의 형상을 정확히 나타내야 하기 때문에, 유동성이 높은 치밀한 콘크리트를 사용해야한다

본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용은 다음과 같다.

첫째, 강재거푸집 준비단계를 거친다.

4개의 한 셋트로 구성된 강재거푸집 내부에 연속된 홈을 조성하기 위해 각관을 사용하여 강재 거푸집 내부를 연속되게 용접한다. 오목한 딤플 형상을 내기 위해서, 볼록한 고무매트를 강재 거푸집 모재에 부착한다. 최종적으로 각각의 거푸집을 조립한다.

둘째, 고강도 콘크리트 타설 단계를 거친다.

보통 콘크리트의 경우 강알칼리 용출이 크고 장기간 흘러나온다. 따라서, 콘크리트의 강알칼리 pH(수소이온농도지수) 용출이 적도록 콘크리트 제조에 혼화재료로 실리카흄, 플라이애쉬, 고로슬래그 중 택 1하여 혼합한다. 이 때, 콘크리트 내부의 모세관이 불연속 되어서 콘크리트 강알칼리 pH 용출이 줄어들게 된다.

셋째, 양생 단계를 거친다.

최소 1일 최대 2일간의 양생기간을 거처 거푸집을 탈형한다. 탈형 후 최소 28일간 야외에 적재하여 비바람에 의해 표면에 남아 있는 강알칼리 pH가 없어지도록 한다.

넷째, 해조류 로프 이식 단계를 거친다.

본 발명의 테트라포드를 수중에 설치하기 직전 또는 후에 감태, 모자반, 우뭇가사리, 미역, 톳, 산호 등 해조류 포자 또는 종사가 부착된 해조류 로프를 본 발명의 테트라포드 종방향 홈 및 횡방향 홈에 부착하여 해중림을 조성한다. 산호를 이식하는 경우 오목한 요형 홈에 이식한다.

해양동식물 친화적인 테트라포드를 제작하는데 있어 여러번의 시행착오가 있었다.

시행착오의 몇가지 실시예를 기재하기로 한다.

실시예 1 : 횡방향 홈의 연속적인 이음에 여러차례 실패를 경험하였다. 거푸집 제작 및 결합 문제

본 발명의 테트라포드 한 개를 제작할 때 총 4개의 거푸집이 사용된다. 하단에 1개 와 상단에 3개의 거푸집이 사용된다. 본 발명의 테트라포드 본체 한 개의 보를 제작하는데 3개의 거푸집이 연결 조립되어야 한다. 따라서, 조립된 거푸집은 횡방향으로 홈이 연속이 되어야 하는데, 강재거푸집 제작과정에 열처리 공정이 있어서, 거푸집 변형이 쉽게 발생된다. 그 원인으로 횡방향의 홈이 연속되지 못하고 경계면에서 불연속 되는 문제가 발생되었다. 즉, 횡방향으로 연속인 홈을 만드는데 수차례 실패를 하는 시행착오를 경험하였다.

실시예 2 횡방향 홈의 폭과 크기에 문제가 발생하여 거푸집 탈형이 원활하지 않아서 홈 주변부 파손으로 하자가 발생하였다.

횡방향의 홈은 폭, 깊이, 길이가 일정한 구성이어야 강재 거푸집 탈형이 용이하게 된다.

최초 강재 거푸집을 만들고, 콘크리트 타설 후, 24시간의 양생 후에 거푸집을 탈형했을 때, 홈에서 국부적인 파손이 쉽게 발생하여 테트라포드 표면에 하자가 발생하였다.

원인은 강재 거푸집 표면에 조성한 홈의 폭과 깊이에 따른 경사각이 너무 가파르기 때문에 강재 거푸집 탈형시에 홈 주변이 쉽게 파손이 발생하는 문제가 발생하였다.

상기와 같은 실패사례를 경험으로 하기와 같은 본 발명을 발명하였다.

본 발명의 테트라포드는 강재 거푸집 제작과정에 횡방향의 연속된 홈을 2개 - 4개 범위로 제한하여 강재 거푸집의 변형을 제한하였다. 뿐만아니라 종 방향의 홈도 한 개 거푸집당 1개 - 2개 범위로 최소한으로 제작하였다.

횡방향 홈의 폭과 깊이는 거푸집 탈형이 쉽도록 경사각을 넓게 설정하여 강재 거푸집 탈형이 쉽도록 하며, 홈 주변에 거푸집 탈형 시 국부적인 파손이 발생하지 않도록 하였다.

본 발명의 테트라포드 제작 및 설치 과정은 다음과 같다.

강재 거푸집을 제작하고 조립한 후, 고강도 콘크리트를 타설하고, 24시간의 양생 후, 거푸집을 탈형하고, 28일간 야외에 노출하여 표면의 pH가 없어지도록 한다. 테트라포드를 수중에 설치하고, 감태와 모자반을 부착한 해조류 로프를 테트라포드 횡 및 종 방향홈에 부착한다.

이하 도면을 따라서 추가로 설명하기로 한다.

도면1에 의하여 설명하면 하기와 같다.

방파제에 거치하는 4개의 다리로 이루어진 테트라포드(400,500,600,700);

상기 테트라포드의 재질은 콘크리트로서 압축강도가 30MPa 내지 50MPa 이하의 고강도를 갖는 것으로,

상기 압축강도가 달성되기 위하여,

상기 콘크리트에는 혼화재료를 혼합하되 혼화재는 실리카흄,플라이애쉬,고로슬래그 중 어느 하나를 택일하되, 상기 혼화재는 시멘트 중량부의 12% 내지 50%의 비율로 하고,

또한, 상기 콘크리트에 혼화제를 혼합하되 상기 혼화제는 AE감수제 및 /또는 유동화제를 선택 및 혼합하여 사용하되 상기 혼화제는 시멘트 중량부의 2.3% 내지 3%의 비율로 하고,

압축강도가 30MPa이상 50MPa 이하의 고강도 특성을 가진 상기 테트라포드의 외부에 구성한 홈(100,200)을 갖는 것에 있어서,

외부에 구성한 상기 홈은 상기 테트라포드의 콘 각 각에 걸쳐서 연속적으로 이어지는 환형의 홈(100)을 갖는 구성을 가진다.

상기 환형의 홈의 주위에는 다수의 딤플(200,300)을 구성하되 상기 딤플 내부와 모서리에 유용 미생물이 서식 가능하도록 구성하여 해양동식물에 친화적인 테트라포드를 구성한다.

환형과 직각인 홈(150)으로 구성하였다.

도2에 의하여 설명하면 하기와 같다.

테트라포드 표면의 상기 환형의 홈은 폭이 30mm 내지 150mm 깊이 10mm 내지 50mm 의 연속된 홈을 갖는다.

폭이 30 mm 미만이거나 150 mm 초과하는 경우 또는 깊이 10 mm 미만이거나 50 mm 를 초과하는 경우에는 해조류 로프가 고정되지 못하고 해수 유동에 의해 로프가 이동이 생기고 해조류의 뿌리 착생에 어려움이 발생한다.

이 홈의 역할은 해조류 로프를 감는 역할을 하는 것이다.

홈의 폭이 30 mm 이하 이거나 150 mm 이상이면 문제가, 홈 속에 고정된 로프가 해류의 이동에 의한 유체력 때문에 고정되지 못하고 좌우로 이동하게 된다. 로프가 유체력에 의해 이동되면 로프에 부착된 해조류의 뿌리가 고정되지 못하는 문제가 발생된다. 따라서, 로프(직경 10 mm - 30mm)가 단단히 고정되려면, 홈의 폭이 너무 좁아도 안되고 너무 넓어도 안된다.

홈의 깊이는 10 mm - 50 mm 가 적당하다. 깊이가 10 mm 이하이면, 로프가 표면에 돌출하게 되어, 강한 유체력을 받게 되고, 탈락 가능성이 높다, 반대로 깊이가 50 mm 이상 매우 깊게 되면, 콘크리트가 충격을 받게되면 깊게 형성된 홈은 응력 집중을 받게 되는 취약한 부위가 되는 문제가 생긴다.

따라서, 홈의 역할은, 해조류 로프를 감을 수 있고, 감긴 해조류 로프가 강한 해류의 이동에도 불구하고 이동하지 않아서, 해조류의 뿌리가 착생할 수 있도록 하는 역할을 한다. 그러므로 홈의 깊이와 폭이 중요하다.

도3에 의하여 설명하면 하기와 같다.

직경 10 mm ∼ 50 mm의 딤플이 부분적으로 있고, 매끈한 표면도 동시에 있어서, 깊은 홈, 거친표면, 매끈한 표면 질감을 동시에 제공하기 때문에 해양 미생물, 해조류, 패류의 서식지를 제공하는 해양동식물 친화적인 테트라포드를 구성한다. 다수의 상기 딤플은 평면이 원형인 것을 보여주는 것이다. 이런 형태의 테트라포드가 해양동식물에 친화적인 구성을 갖는 테트라포드를 제공하는 것이다.

도4에 의하여 설명하면 하기와 같다.

평면의 형상은 예각(310), 둔각(330), 사각의 모서리(320)를 가진 오목한 홈이 부분적으로 있고, 딤플을 제외한 면들은 매끈한 표면인, 깊은 홈, 거친 표면, 매끈한 표면 질감을 동시에 제공하기 때문에 해양 미생물, 해조류, 패류의 서식지를 제공하는 해양동식물 친화적인 테트라포드를 구성하는 것이다.

또한, 상기 딤플의 평면은 예각(310), 직각(320), 또는 둔각(330)을 갖는 오목한 부분을 갖도록 함으로써 각의 모서리를 갖는 구성을 가진다.

딤플이 부분적으로 있어서, 오목한 딤플 내부와 모서리에 유용 해양 미생물이 서식 가능하다.

직경 10 mm 미만이거나 50 mm 초과인 경우에는 유용 해양미생물의 크기에 비해 효율이 낮은 문제가 있다.

평면의 형상은 예각, 둔각, 사각의 모서리를 가진 오목한 홈을 부분적으로 표면에 조성하는 것은 모서리에 유용 미생물이나 해조류 포자의 부착을 쉽게 하고, 어류의 먹이 공격으로부터 보호할 수 있는 장점이 있다.

특히, 산호를 이식할 때 산호의 뿌리를 오목한 홈에 쉽게 부착할 수 있다. 부착에는 수중 접착제를 사용하는데 만약 오목한 거친 홈이 없고 매끈한 표면인 경우에는 산호 뿌리가 부착할 수 없다. 일시적으로 부착이 되더라도 강한 조류나 태풍에 의한 유체력으로 쉽게 탈락 되기 때문이다. 따라서, 산호 이식에는 테트라포드의 오목한 거친 홈이 필수적이다.

어류 먹이 공격에 있어서, 모서리각이 많이 형성되어 있으면 해양 미생물과 해조류 포자가 은신처가 되어 잘 자라는 장점이 있다.

상기 딤플은 테트라포드의 표면을 보다 거친표면으로 구성하여 해양미생물이나 해조류들이 자라도록 하는 장소를 제공하는 해양동식물에 친화적인 테트라포드를 구성하는 것이다.

즉, 상기 딤플이 있는 표면은 거친 표면으로 구성하고 상기 딤플외의 표면은 매끈한 표면으로 구성하여 해양미생물, 해조류,산호 및 패류의 서식지를 동시에 제공하는 것으로 특징으로 하는 해양동식물에 친화적인 테트라포드를 구성하는 것이다.

매끈한 표면도 동시에 있어야 하는 것은, 전복과 같은 패류는 매끈한 표면에 부착했을 때 강하게 표면에 부착할 수 있어서, 패류는 매끈한 표면을 선호한다. 한편, 오목한 홈과 매끈한 표면 경계면에 해조류 포자가 잘 붙는 경향이 있다.

도 5와 도 6에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명의 테트라포드를 제작하고 제주도 서귀포시 연안에 수심 15 m 범위에 총 10개를 설치하고 조사 관찰하였다. 투하 후 3개월이 경과할 때 촬영한 사진이 도 5와 도 6이다. 중형급 태풍 차바가 지난 후에 조사한 결과 해조류 로프는 도 5와 같이 태풍에 의한 강력한 해류 이동에도 탈락하지 않았다.

그 이유는 로프를 감을 수 있는 적절한 크기의 홈이 있기 때문에 로프가 유체력에 의한 이동 저항력이 크기 때문이다. 뿐만아니라 로프에 부착된 해조류도 새로운 뿌리를 안정하게 내린 것을 관찰하였다.

도 6에 의하면 하기와 같다.

해양 미생물들은 딤플, 예각, 사각, 둔각의 모서리각을 가진 홈에 우선 부착한다. 해양 미생물들의 서식 공간을 제공하는 새로운 표면 질감인 것을 수중 관찰을 통해 증명되었다.

홈에 분홍멍게(160)가 부착된 경우의 예시를 보이는 것이다.

도 7에 의하면 하기와 같다.

산호(180)를 거친 표면의 각형의 딤플(190) 홈에 이식 완료한 사진이다. 하나의 테트라포드에 다양한 해양미생물들이 서식할 수 있도록 구성한 것이다.

해중림 테트라포드(TTP) 한 개로, 해양 미생물, 해조류, 산호, 패류의 서식처를 동시에 제공하는 것이다.

본 발명에서는 원형의 딤플과 각형이 있는 딤플을 구분하여 구성하였으나 원형의 딤플이나 각형이 있는 딤플을 구분하지 않고 혼재하여 구성할 수 있다.
상기 딤플은 원형, 예각, 직각, 또는 둔각을 갖는 각형의 딤플이 둘 이상이 혼재되어 구성되어 있도록 구성하여도 좋은 것이다.

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산호를 이식 부착하는 경우는 다음과 같다. 이식 대상의 산호 뿌리 부분을 손상이 최소한의 범위에서 끌로 도려낸다. 본 발명의 테트라포드 요형 홈이 있는 곳에 운반 위치한다. 수중 접착제(본 발명에서는 에폭시를 사용하였다.)를 사용하여 요형 홈에 위치한 산호의 뿌리 부분을 감싼다. 10∼20분간의 양생 기간 후 단단하게 산호 뿌리가 고정되고 이식이 완료된다.

1 : 테트라포드 2 : 테트라포드 본체 10 : 논슬립판 14 : 손잡이홀
16 : 볼트홀 20 : 전복양식판 21 : 볼트구멍 22 : 손잡이구멍
23 : 간격유지구 24 : 볼트 25 : 공간부
100:환형의 홈 110: 로프 150:환형과 직각인 홈 160:분홍멍게
180:산호 190: 각형의 딤플 200:딤플표면 210:딤플
300:모서리각을 가진 홈 310:예각홈 320:직각홈 330:둔각홈
400,500,600,700: 테트라포드 각각의 다리 1000:테트라포드

Claims (8)

1. 방파제에 거치하는 4개의 다리로 이루어진 테트라포드;
   상기 테트라포드의 재질은 콘크리트로서 압축강도가 30MPa 내지 50MPa 이하의 고강도를 갖는 것으로,
   상기 압축강도가 달성되기 위하여,
   상기 콘크리트에는 혼화재료를 혼합하되 혼화재는 실리카흄,플라이애쉬,고로슬래그 중 어느 하나를 택일하되,
   상기 혼화재는 시멘트 중량부의 5% 내지 50%의 비율로 하고,
   또한, 상기 콘크리트에 혼화제를 혼합하되 상기 혼화제는 AE감수제 및 /또는 유동화제를 선택 및 혼합하여 사용하되 상기 혼화제는 시멘트 중량부의 0.2% 내지 3%의 비율로 하고,
   압축강도가 30MPa이상 50MPa 이하의 고강도 특성을 가진 상기 테트라포드의 외부에 구성한 홈을 갖되,
   외부에 구성한 상기 홈은 상기 테트라포드의 콘 각 각에 걸쳐서 연속적으로 이어지는 환형의 홈을 갖는 테트라포드로서,
   상기 환형의 홈은 폭이 30mm 내지 150mm 로 구성하고 깊이는 10mm 내지 50mm 의 홈으로 구성하고,
   상기 환형의 홈의 주위에는 다수의 딤플을 구성하되,
   상기 딤플의 평면은 예각, 직각, 또는 둔각을 갖는 오목한 부분을 갖는 각형의 딤플이 둘이상이 혼재되며
   단면은 딤플의 깊이를 동일하게 하므로 평면의 형상과 내부면의 형상이 동일하게 하는 것으로 평면과 동일하게 모서리를 갖게되며,
   상기 딤플이 있는 표면은 거친 표면으로 구성하고 상기 딤플 외의 표면은 매끈한 표면으로 구성하여 해양미생물, 해조류, 산호 및 패류의 서식지를 동시에 제공하며, 상기 딤플 내부와 모서리에 유용 미생물이 서식 가능하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 테트라포드를 제작하는 방법은
   4개의 한 셋트로 구성된 강재거푸집 내부에 연속된 홈을 조성하기 위해 각관을 사용하여 강재 거푸집 내부를 연속되게 용접하되,
   오목한 상기 딤플 형상을 내기 위해 볼록한 고무매트를 상기 강재 거푸집 모재에 부착한 후 조립하는 강제거푸집준비단계;
   상기 강제거푸집준비단계 후에 콘크리트의 강알칼리 pH(수소이온농도지수) 용출이 적도록 콘크리트 제조에 상기 혼화재료를 혼합한 후에 상기 강제거푸집에 고강도 콘크리트를 타설하는 단계;
   최소 1일 최대 2일간의 양생기간을 거처 거푸집을 탈형하는 고강도 콘크리트 양생 단계;
   상기 양생된 고강도 콘크리트 테트라포드에 해조류 포자 또는 종사가 부착된 해조류 로프를 설치하는 해조류 로프 이식 단계;
   상기 딤플에 해조류나 산호의 뿌리를 수중 접착제를 이용하여 부착하는 단계; 를 거쳐 환형의 홈과 딤플 그리고 매끄러운 표면을 갖는 테트라포드를 제작하는 방법.
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