본 연구에서는 폐폴리올레핀 폼을 완충재로 이용한 어린이 놀이터 바닥의 안전성을 알아보기 위하여 한계하강높이, 보행적합성 및 장기피로예측, 미끄럼저항성에 대하여 시험하고 평가하였다. 시험체는 두께 30mm, 50mm, 70mm의 폐폴리올레핀 폼에 각각 탄성 포장재를 12mm, 15mm 두께로 포설한 6종류로 하였다. 한계하강높이 시험은 KS G 5758:2009에 의거하여 실시하였다. 보행적합성 및 장기피로예측 시험에는 바닥 경도 시험장치(O-Y HMA)를 이용하였으며, 미끄럼저항성 시험에는 휴대형 미끄럼 시험기(ONO PPSM)을 이용하였다. 시험결과, 폐폴리올레핀 폼과 탄성 포장재로 구성된 바닥은 충격저감성 관점에서 상당히 안전한 것으로 나타났다. 바닥의 경도는 남성에게는 보행감이나 피로 측면에서 우수한 성능을 발휘하지만, 여성에게는 구두(미들 힐)를 신고 보행하기에 적합하지 않고 오래 사용할 경우 쉽게 피로감을 느낄 수 있는 것으로 나타났다. 미끄럼저항성은 표면에 물기 등의 이물질이 있더라도 일상적인 동작에 대해서는 비교적 안전한 것으로 나타났다.
본 연구에서는 폐폴리올레핀 폼을 완충재로 이용한 어린이 놀이터 바닥의 안전성을 알아보기 위하여 한계하강높이, 보행적합성 및 장기피로예측, 미끄럼저항성에 대하여 시험하고 평가하였다. 시험체는 두께 30mm, 50mm, 70mm의 폐폴리올레핀 폼에 각각 탄성 포장재를 12mm, 15mm 두께로 포설한 6종류로 하였다. 한계하강높이 시험은 KS G 5758:2009에 의거하여 실시하였다. 보행적합성 및 장기피로예측 시험에는 바닥 경도 시험장치(O-Y HMA)를 이용하였으며, 미끄럼저항성 시험에는 휴대형 미끄럼 시험기(ONO PPSM)을 이용하였다. 시험결과, 폐폴리올레핀 폼과 탄성 포장재로 구성된 바닥은 충격저감성 관점에서 상당히 안전한 것으로 나타났다. 바닥의 경도는 남성에게는 보행감이나 피로 측면에서 우수한 성능을 발휘하지만, 여성에게는 구두(미들 힐)를 신고 보행하기에 적합하지 않고 오래 사용할 경우 쉽게 피로감을 느낄 수 있는 것으로 나타났다. 미끄럼저항성은 표면에 물기 등의 이물질이 있더라도 일상적인 동작에 대해서는 비교적 안전한 것으로 나타났다.
This study is purposed to verify the safety of the floor of the children's playground using polyolefin foam waste and rubber paving. The critical fall height, walking suitability, long term physical fatigue expectation and slipperiness were tested. Polyolefin foam wastes in thickness of 30mm, 50mm a...
This study is purposed to verify the safety of the floor of the children's playground using polyolefin foam waste and rubber paving. The critical fall height, walking suitability, long term physical fatigue expectation and slipperiness were tested. Polyolefin foam wastes in thickness of 30mm, 50mm and 70mm were prepared with paving the rubber paving materials in 12mm and 15mm thickness respectively. The test on the critical fall height was carried out according to KS G 5758:2009. The floor hardness test equipment (O-Y HMA) was used for the test on hardness of the floor from a viewpoint of walking suitability and fatigue. A portable slipperiness tester (ONO PPSM) was used for slipperiness test. It was revealed from the test that the floor made of the polyolefin foam waste and rubber paving were considerably safe from a viewpoint of impact absorption. With regards to the hardness of the floor, it was shown the excellent performance in the aspects of walking and fatigue for male. But it was not suitable with walking on the shoes(middle heels) for female. And they will be very fatigue if they were in a long time walking or standing. As far as the slipperiness is concerned, it was shown that it was comparatively safe for the ordinary motions even though the surface was wet.
This study is purposed to verify the safety of the floor of the children's playground using polyolefin foam waste and rubber paving. The critical fall height, walking suitability, long term physical fatigue expectation and slipperiness were tested. Polyolefin foam wastes in thickness of 30mm, 50mm and 70mm were prepared with paving the rubber paving materials in 12mm and 15mm thickness respectively. The test on the critical fall height was carried out according to KS G 5758:2009. The floor hardness test equipment (O-Y HMA) was used for the test on hardness of the floor from a viewpoint of walking suitability and fatigue. A portable slipperiness tester (ONO PPSM) was used for slipperiness test. It was revealed from the test that the floor made of the polyolefin foam waste and rubber paving were considerably safe from a viewpoint of impact absorption. With regards to the hardness of the floor, it was shown the excellent performance in the aspects of walking and fatigue for male. But it was not suitable with walking on the shoes(middle heels) for female. And they will be very fatigue if they were in a long time walking or standing. As far as the slipperiness is concerned, it was shown that it was comparatively safe for the ordinary motions even though the surface was wet.
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문제 정의
본 연구에서는 기존 연구(Jun et al., 2010a)에서 활용 가능성이 높다고 판단되었던 폐폴리올레핀 폼을 완충재로 이용한 어린이 놀이터 바닥을 대상으로, 한계하강높이(Critical Fall Height) 및 보행 적합성·장기피로예측, 미끄럼저항성에 대하여 시험한 결과를 보고한다.
또한 기술표준원의 GR M 6004(재생고무 어린이 놀이터용 바닥재)에서는 어린이 놀이터용 바닥재를 L형(Hc 130cm 이상), M형(Hc 150cm 이상), H형(Hc 170cm 이상)의 3종류로 구분하여 각각 한계하강높이 이하에서 사용하도록 규정하고 있다. 본 연구에서는 이러한 요구 조건들을 어린이 놀이터 바닥의 추락시 안전에 관한 평가지표로서 활용하기로 하였다.
본 연구에서는 폐폴리올레핀 폼과 탄성 포장재로 구성된 어린이 놀이터 바닥의 안전성을 검토하기 위하여 한계하강높이 및 보행적합성·장기피로예측, 미끄럼저항성을 시험, 평가하였다.
제안 방법
다만 시험체 표층부(탄성 포장재)의 시공두께 오차나 표면형상 등에 따라 가속도 측정값이 달라질 수 있으므로 측정값 3개의 평균에서 ±10%를 초과하는 값이 있을 경우는 이상 값으로 간주하여 버리고 그 높이에서 재차 가속도를 측정하였다.
변형이 최대에 달하는 시점까지의 바닥의 변형에너지 UF(Fig. 6에서 사선으로 표시한 부분의 면적)와, 반발 정도를 나타내는 물리량 DR∙DR/TR로 구성되는 Formula (2)에 의해 산출되는 값을 보행적합성 및 장기피로예측 관점에서 바닥의 경도를 나타내는 특성 값으로서 구한다. 여기서, DR은 변형이 최대에 달한 후의 바닥의 복원량, TR은 복원에 필요한 시간이며, DR /TR은 복원속도이다.
11에 나타낸다. 본 연구에서는 각 하강높이에서 머리 모형을 3회씩 자유 낙하시켜서 구한 가속도 중에서 가장 큰 값을 택하여 HIC의 산출에 이용하는 것으로 하였다. 다만 시험체 표층부(탄성 포장재)의 시공두께 오차나 표면형상 등에 따라 가속도 측정값이 달라질 수 있으므로 측정값 3개의 평균에서 ±10%를 초과하는 값이 있을 경우는 이상 값으로 간주하여 버리고 그 높이에서 재차 가속도를 측정하였다.
본 연구에서는 미끄럼저항성의 평가지표를 CSR’ 0.45 이상으로 설정하였다.
본 연구에서는 시험체 크기의 제약(O-Y PSM을 이용하기 위해서는 300×300mm 크기로 절취해야 함)과 향후 개발 제품의 현장실증(Test bed) 등을 감안하여 미끄럼저항성 시험에 ONO PPSM을 이용하기로 하였다.
본 연구에서는 일본건축학회에서 제시하고 있는 신발을 신고 동작하는 바닥, 노면에 대한 미끄럼저항성 권장값(CSR 0.4 이상)을 기본으로하되, ONO PPSM에 의한 CSR’는 CSR보다 약 10% 정도 작게 측정될 수 있다는 점(Shin and Choi, 2009)을 고려하여, 어린이 놀이터 바닥의 미끄럼저항성 평가지표로서 CSR’ 0.45 이상을 설정하기로 하였다.
바닥 시험체는 두께가 30mm, 50mm, 70mm인 폐폴리올레핀폼 위에 각각 탄성 포장재를 12mm 및 15mm 두께로 포설한 총 6종류로 하였다. 폐폴리올레핀 폼(완충재)은 폴리올레핀 제품 생산과정에서 발생하는 가공 폐기물과 발포과정에서 발생하는 발포 폐기물을 일정한 크기로 파쇄한 후 가열 접합하여 제작하였다(Yu et al., 2008). 탄성 포장재(표면재)는 KS F 3888-2:2011(학교 체육시설 – 운동장 부대시설 시공)에 따라, 우레탄 수지와 고무분말을 일정 비율로 혼합하여 완충재 위에 고르게 포설하고 전용 롤로 가열 다짐한 후 자연 경화시켰다.
대상 데이터
바닥 시험체는 두께가 30mm, 50mm, 70mm인 폐폴리올레핀폼 위에 각각 탄성 포장재를 12mm 및 15mm 두께로 포설한 총 6종류로 하였다. 폐폴리올레핀 폼(완충재)은 폴리올레핀 제품 생산과정에서 발생하는 가공 폐기물과 발포과정에서 발생하는 발포 폐기물을 일정한 크기로 파쇄한 후 가열 접합하여 제작하였다(Yu et al.
2에 나타낸다. 시험장치는 가속도계가 내장된 직경 160mm, 무게 45N의 알루미늄제 반구형 머리 모형, 하강높이 조절대, 데이터 수집 시스템 등으로 구성된다.
추의 무게는 392N이며, 추의 하단과 완충고무 상단이 접한 상태에서 낙하시켜 하중과 변위를 구한다. 하중판의 직경은 70mm이다. O-Y HMA를 이용하여 얻을 수 있는 하중·시간 곡선과 변형·시간 곡선의 예를 Fig.
이론/모형
본 연구에서는 Choi et al.(2002)이 제시한 log(UF-8∙DR∙DR/TR)의 최적값 및 허용범위를 어린이 놀이터 바닥의 보행적합성 및 장기피로예측에 관한 평가지표로서 적용하기로 하였다.
바닥의 보행적합성 평가 및 장기피로예측에 관한 시험방법으로서 Ono and Yokoyama(1985, 1987)가 제안한 보행시 바닥 경도 시험방법이 있다. 이 시험방법은 일본방음바닥재공업회의 방음바닥재 물성시험 규격(1996.
성능/효과
1. 폐폴리올레핀 폼과 탄성 포장재로 구성된 바닥은 국내외 유사 바닥재에 비해 한계하강높이(Hc)가 약 1.5배 큰 것으로 나타나 충격저감성 관점에서 우수한 성능을 지닌 바닥재라는 것을 확인하였다.
2. 폐폴리올레핀 폼과 탄성 포장재로 구성된 바닥은 남성이 구두(신사화)를 신고 다닐 때에는 보행감이 좋고 장시간 이용해도 피로감이 덜 하지만, 여성이 구두(미들힐)를 착용한 채 이용하기에는 보행이 불편하고 쉽게 피로를 느낄 수 있을 것으로 평가되었다.
3. 표층 마감재로 사용한 탄성 포장재의 미끄럼저항성은 젖은 상태(Dust wet)에서도 CSR’가 0.55로 나타나 표면에 물기가 있더라도 일상적인 동작에 대해서는 비교적 안전한 것으로 나타났다.
남성의 경우에는 모든 시험체가 보행감이 좋은 것으로 나타났으며, 그 위에서 장시간 걷거나 서 있을 때 피로감을 거의 느끼지 않는 것으로 예측되었다. 그러나 여성의 경우는 구두(미들힐)를 신고 보행하기에는 너무 푹신하여 보행감이 떨어지며, 서 있을 때는 덜 하지만 구두를 신은 채 장시간 걸으면 쉽게 피로해지는 것으로 예측되었다.
여기서 그림 중의 일점쇄선은 HIC=1,000과 이 값에 대응하는 한계하강높이(Hc)를 표시한 선이다. 모든 시험체에서 하강높이와 HIC 값 사이에 아주 높은 상관성을 보이고 있어, 이들의 관계로부터 회귀식을 이용하여 H=1,000일 때의 Hc를 산출하는데 큰 문제가 없다는 것을 알 수 있었다. 이렇게 산출한 각 시험체의 Hc를 Fig.
시험체의 표면 상태가 깨끗하고 건조한 상태(Dry)에서는 CSR’이 0.65, 젖은 상태(Dust wet)에서는 CSR’이 0.55인 것으로 나타났다.
이 시험결과로부터, 폐폴리올레핀 폼을 완충재로 이용한 바닥의 경우 국내외에서 시판되는 동등한 두께의 충격저감용 바닥재(Hc 150∼200cm)에 비해 Hc가 약 1.5배 정도 커서 추락시 안전성 관점에서 훨씬 우수한 성능을 발휘한다고 할 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
가교 발포 폴리올레핀 폼의 과거와 현재의 용도는 무엇인가?
가교 발포 폴리올레핀 폼은 1980년대 초부터 국내에서 본격적으로 생산되기 시작한 보온·단열 및 완충용 소재로서, 1990년대 이후부터는 바닥충격음 완충재로도 많이 사용되고 있다(Jun et al., 2010a).
폐폴리올레핀 폼 폐기물을 소각하여 처리하는 것은 어떠한 문제점을 가지고 있는가?
폐폴리올레핀 폼을 적정하게 처리하기 위해서는 오염방지 대책이 수립된 시설에서 소각하는 것이 좋지만, 이 경우에는 톤당 20만원에 이르는 소각비용은 물론 원유로 만든 소재의 소각으로 인한 자원 낭비 및 대기오염, CO2 발생 등의 경제적, 환경적 문제를 피할 수 없다(Jun et al., 2010a).
한계하강높이 시험장치는 어떻게 구성되어 있는가?
2에 나타낸다. 시험장치는 가속도계가 내장된 직경 160mm, 무게 45N의 알루미늄제 반구형 머리 모형, 하강높이 조절대, 데이터 수집 시스템 등으로 구성된다. 한계하강높이 시험에서는 머리 모형을 각기 다른 높이에서 규정된 횟수에 걸쳐 연속적으로 떨어뜨린다.
참고문헌 (15)
Jun, M.H., Lee, D.H., Yu, S.W. (2010a). Development and Use of Building Material made of Polyolefin form Waste. Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute, 4(2), 37-44 [in Korean].
Jun, M.H., Yu, S.W., Lee, D.H., Lee, S.W. (2010b). "Estimation of Compressive Elastic Modulus of Recycled Polyolefin foam by Heat Compressive method," Proceedings of RCR Spring Conference 2010, Seoul, Korea, 10(1), 187-190 [in Korean].
Yu, S.W., Jun, M.H., Park, Y.B., Lee, D.H., Lee, S.W., Hong, J.W. (2008). "Development of Heat Compression method of Polyolefin foam Waste," Proceedings of RCR Spring Conference 2008, Seoul, Korea, 306-309 [in Korean].
Jun, M.H., Yu, S.W., Park, Y.B., Lee, D.H. (2008a). "Tensile Properties of Recycled Polyolefin foam by Heat Compression method," Proceedings of RCR Fall Conference 2008, Seoul, Korea, 276-279 [in Korean].
Jun, M.H., Yu, S.W., Sung, H.W., Lee, S.W., Park, K.H., Ju, I.K. (2008b). "Permeability Properties of Recycled Polyolefin foam by Heat Compression method," Proceedings of RCR Spring Conference 2008, Seoul, Korea, 302-305 [in Korean].
Kim, S.H., Ji, S.W., Yoon, J.S., Choi, S.K., Seo, C.H. (2011). Relationship of Test Methods of Impact Absorbing Effect of Floors from a viewpoint of Safety in Accidental Collisions. Journal of the Korea Institute of Building Construction, 11(1), 29-34 [in Korean].
Ono, H., Yokoyama, Y., Ohno, R. (1985). Study on hardness of Building Floors and Its Method of Evaluation from a Viewpoint of Comfortableness: Part 1. The scaling of human senses on Hardness of building floors. Journal of structural and construction engineering, Architectural Institute of Japan, (358), 1-9 [in Japanese].
Ono, H., Yokoyama, Y. (1987). Study on hardness of Building Floors and Its Method of Evaluation from a Viewpoint of Comfortableness: Part 1. Design and development of a hardness tester and presentation of the evaluating method of hardness of building floors. Journal of structural and construction engineering, Architectural Institute of Japan, (373), 1-8 [in Japanese].
Choi, S.K., Kim, D.H. (2004). Testing and Evaluation of Slipperiness of the Ceramic Tile and Stone for Floors. Journal of the Architectural Institute of Korea Structure & Construction, 20(7), 101-110 [in Korean].
Ono, H., Kawata, A., Miyaki, M., Kawamura, S., Konishi, T., Mikami, T., Hashida, H., Yoshioka, M. (1984). Study on the Slipperiness of Building Floors and It's Method of Evaluation:Part 3. Design and development of a new slipperiness tester. Transactions of the Architectural Institute of Japan, (346), 1-8 [in Japanese].
Shin, Y.H., Choi, S.K. (2009). Development of Calibration Equation of Portable Slip Meter(ONO.PPSM) through Comparative test of O-Y.PSM and ONO.PPSM. Journal of the Korea Institute of Building Construction, 9(5), 29-34 [in Korean].
Ono, H. (2004). Development of Portable Slip Meter (ONO.PPSM). Journal of structural and construction engineering, Architectural Institute of Japan, (585), 51-56 [in Japanese].
Choi, S.K., Ono, H. (2003). "Korea-Japan Comparison about Evaluation Index of the Hardness of Residential Floors from a Viewpoint of Sensation Hardness," Summaries of technical papers of Annual Meeting Architectural Institute of Japan. A-1, Materials and construction 2003, Tokyo, Japan, 71-72 [in Japanese].
Choi, S.K. (2004). The Scaling of Human Senses on Hardness of Residential Building Floors from a Viewpoint of Walk and Fatigue. Journal of the Architectural Institute of Korea Structure & Construction, 20(10), 159-166 [in Korean].
Choi, S.K., Ono, H., Yokoyama, Y., Takahashi, H. (2002). A Study on the Improvement of Hardness and Fatigue Sensation of PVC Floor-covering, Report No.HBM-001, Industrial Research Institute, LG Chem, Cheongju, Korea, 38-41 [in Korean].
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