KR0138541B1 - 폴리머 콘크리트 경계 블록 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 분야

본 발명은 폴리머 콘크리트를 이용하여 고강도이고, 경량이며, 동결 융해에 대한 저항성 및 각종 화학 물질에 대한 내식성 등이 우수한 폴리머 콘크리트 경계블록을 제조하는 방법 및 그 경계블록에 관한 것이다.

2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

폴리머 콘크리트의 제조시에 사용되는 조성성분 간의 최적 배합비를 도출하여 제조시의 작업성이 뛰어나고, 특히 경량이면서 고강도이고 동결융해에 대한 저항성 및 내식성이 우수한 폴리머 콘크리트 경계 블록을 제공하고자 하는 것이다.

3. 발명의 해결 방법의 요지

본 발명에서는 결합재 전체 중량의 10내지 20%(w/w)의 수축감소제가 포함되어 있는 불포화 폴리에스터수지 결합재 10내지 16%(w/w)와, 골재로서 비중이 큰 자갈이나 광산폐석 등의 조골재와 모래, 규사, 폐유리가루 등의 세골재를 단독 혹은 혼합한 상태의 혼합물 60내지 80%(w/w)와, 충전재로서 플라이애쉬나 탄산칼슘 혹은 석분 8내지 16%(w/w)와, 적당량의 개시제 및 일반적으로 사용되는 가교제 0.1내지 0.16%(w/w)로 조성된 불포화 폴리 에스터 폴리머 콘크리트를 이용하여 경계블록을 제조함으로서 상기의 목적을 달성할 수 있다.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 도로 경계블록 및 보차도 경계블록으로 이용될 수 있다.

Description

폴리머 콘크리트 경계 블록

제1도는 본 발명의 일실시예를 나타낸 사시도.

제2도는 본 발명의 사용 상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 경계 블록 본체 2 : 관체,

3 : 중공부 4 : 결합홈,

5 : 결합돌기

본 발명은 콘크리트 경계블록에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리머 콘크리트를 이용하여 고강도이고, 경량임며, 동결 융해에 대한 저항성 및 각종 화학 물질에 대한 내식성 등이 우수한 폴리머 콘크리트 경계블록을 제조하는 방법 및 그 경계블록에 관한것이다.

일반적으로 많이 사용되고 있는 경계블록으로는 석재 경계 블록과 시멘트 콘크리트 경계 블록이 있다.

석재 경계 블록은 화강암 등의 천연 석재를 이용하여 제조되기 때문에 외관이 미려하고 장식효과가 큰 장점이 있으나 재료비와 임가공비가 많이 소요되어 시멘트 콘크리트 경계 블록에 비해 생산원가가 매우 높을 뿐만 아니라 중량이 무거워 운반 및 시공시의 작업효율이 낮고, 작업자의 안전사고 위험이 상존하며, 중량에 비해 강도가 매우 약하여 운반시 작업자의 부주의로 인한 경미한 충격에도 손상이 잘 되고, 특히 설치 후에는 차량이나 보행자에 의해 모서리 부분이 쉽게 손상되어 도시미관을 해치게 되는 문제점이 있다.

반면에 시멘트 콘크리트 경계 블록은 재료의 구입 및 제조가 용이하기 때문에 석재 경계 블록에 비하여 제조원가를 크게 절감할 수 있는 장점이 있으나, 이 또한 자중이 크기 때문에 운반이나 설치 작업시 많은 문제점을 가지고 있다.

더우기 시멘트 콘크리트는 대기중의 일산화탄소와 같은 유해가스에 노출될 경우 쉽게 부식되어 강도가 약해지는 취약한 내식성을 갖고 있으며, 흡수율이 매우 크기 때문에 우수에 의한 수분의 흡수 및 증발 과정이 계속 반복되다 보면 노화 현상이 급진전되어 강도가 저하되고, 특히 겨울철에는 동결융해 작용에 의해 경계 블록이 균열 또는 파손되는 경우가 빈번하다.

또한 이와 같이 파손된 경계 블록을 교체 시공하기 위한 비용이 과다하게 소요될 뿐만 아니라 교체 공사시의 교통 방해 및 보행자의 불편을 야기시키는 등의 문제점을 가지고 있다.

한편, 시멘트 콘크리트는 경화특성상 고강도 발현을 위해서는 장시간에 걸친 양생시간을 필요로 함으로써 제조시 사용되는 거푸집의 회전효율이 낮아 생산성을 저하 시키는 문제점도 있다.

이상에서 알 수 있는 바와 같이 종래의 시멘트 콘크리트 경계 블록이나 석재 경계 블록은 강도 및 내식성에 있어서의 많은 문제점을 나타내고 있는데, 이와 같은 문제점은 종래에 사용되어 왔던 석재나 시멘트 콘크리트에 비하여 외압 하중에 대한 인장, 휨 및 압축강도 등이 현저히 높고 동결융해에 대한 저항서, 수밀성은 물론 각종 침식성 약품에 대한 화학적 저항성에 있어서도 우수한 특성을 가지고 있으며 제조시의 가사시간 또한 짧아 생산성을 높일 수 있는 폴리머 수지를 이용한 폴리머 콘크리트를 경계블럭용 재료로 사용함으로써 해결할 수 있다.

폴리머 콘크리트는 걸합재로서 불포화 폴리에스터 수지나 에폭시수지, 비닐에스터수지, 혹은 폴리 메타크릴산 메칠(MMA) 수지 등의 열경화상 수지를 골재와 충전재 및 각종 첨가제 등과 함께 혼합하여 제조 할 수 있는 것으로 그 사용용도 및 수지의 특성에 따라 첨가되는 각종 첨가제의 양이 다르게 조성된다.

폴리머의 선택에 있어서 불포와 폴리에스터 수지는 애폭시 수지등 타수지에 비하여 가격이 약 1/2 내지 1/3로 저렴할 뿐 아니라 물리, 화학적 성질도 매우 우수하여 생산성 측면에서 바람직하다.

상기 열거한 결합재용 열경화성 수지는 그 가격이 비교적 고가인 관계로 인하여 고강도 특성이 보장되는 범위 내에서 폴리머 결합재의 함량비를 최소로 하고 골재 및 충전재의 함량비를 최대로 하는 배합비의 결정이 매우 중요하다.

상기한 바와 같이 고강도 특성을 발현하기 위한 폴리머 콘크피트의 최적 배합비는, 결합재로 사용되는 각각의 폴리머의 특성에 따라 함께 첨가되는 재료의 종류 및 배합비가 크게 달라지므로 시멘트 콘크리트와는 달리 그의 배합 설계방법이 아직 명확하게 규명되어 있지 않은 실정이다.

특히, 불포와 폴리에스터 스지는 경화시 3내지 7%의 큰 수축을 나타내고 있으므로 이를 결합재로 사용한 폴리머 콘크리트로 경계 블록을 제조할 경우 칫수의 안정성을 보장하기 어려운 문제점이 있었으며, 이를 방지하기 위하여 첨가되는 수축감소제의 양이 과량일 경우에는 고강도 특성이 급격히 감소하는 등의 문제점이 있다.

본 발명은 결합재로 사용되는 폴리에스터 수지의 큰 단점인 경화시 수축으로 인한 형상 변화를 최소화 시킬 수 있는 가장 적합한 수축감소제의 함량비 및 이와 함께 사용되는 충전재와 골재의 적절한 배합비를 도출하여, 제조시의 작업성이 뛰어나고, 특히 경량이면서 고강도이고 동결융해에 대한 저항성 및 내식성이 우수한 폴리머 콘크리트 경계 블록을 제공함에 목적이 있는 것이다.

본 발명에 의한 경계 블록은 결합재 전체 중량의 10내지 20%(w/w)의 수축감소제가 포함되어 있는 불포화 폴리에스터수지 결합재 10내지 16%(w/w)와, 골재로서 비중이 큰 자갈이나 광산폐석 등의 조골재와 모래, 규사, 폐유리가루 등의 세골재를 단독 혹은 혼합한 상태의 혼합물 60내지 80%(w/w)와, 충전재로서 플라이애수나 탄산칼슘 혹은 석분 8내지 16%(w/w)와, 적당량의 개시제 및 일반적으로 사용되는 가교제 0.1내지 0.16%(w/w)로 조성된다.

상기한 수축감소제와 함께 혼합하여 결합재로 사용되는 불포화 폴리에스터수지는 동류의 불포화 폴리에스터 수지 중에서도 다른 타입(type)의 불포화 폴리에스터 수지보다 가격이 크게 저렴한 올소타입(Orto type)불포화 폴리에스터 수지를 사용함이 더욱 바람직 하며 그 구조식은 하기와 같다.

본 발명에서 사용되는 결합재는 올소타입(ortho type) 불포화 폴리에스터 수지와 코발트계 경화 촉진제인 옥탄산코발트(CoCo)로 조성되어 있어 개시제에 의하여 경화반응을 일으키게 된다.

이러한 불포화 폴리에스터 수지를 콘크리트 전체중량의 약 8%까지 사용할 경우 중량비의 증가에 따라 강도가 증가 하지만 12%이상이 되면 수지의 분리, 수축, 휨 등이 커질 뿐만 아니라 교반, 성형 등의 작업성도 현저히 저하되므로 이를 고려할 때 수축 감소제와 경화 촉진제 및 불포화 폴리에스터 수지로 조성된 결합재의 중량비는 10내지 16%가 가장 적당하다.

또한, 비교적 고가인 폴리머 사용량의 조절을 목적으로 사용되는 충전재는 저가이며 구입이 용이한 중지 탄산칼슘(heavy calcium carbonate)이 바람직하며, 그 첨가비율이 16%(w/w)이상일 경우 콘크리트의 점도가 높아지고 작업성이 나빠질 뿐 아니라 경화 후의 강도가 저하되므로 8내지 16%(w/w)가 가장 적당하며, 입자크기는 1내지 30um이고, 분말도는 2500내지 3000㎠/g이며, 함수율이 0.1%미만인 조건을 갖춘 것이 바람직하다.

폴리머 콘크리트용 골재로서 사용되는 조골재는 폴리머 콘크리트의 강도 특성 보장을 위하여 가급적 작은 입경이 요구되나 콘크리트의 사용 용도에 따라 그 입경은 달라지게 되며, 본 발명의 경계 블록의 제조에 사용하기 위한 조골재는 10㎜ 이하의 입경을 갖는 것이 적당하며, 세골재의 경우에는 5㎜ 이하의 입경을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 조골재와 세골재는 유기불순물과 함유하지 않아야 하고, 골재를 둘러싼 결합재층과의 사이에 수막이 형성되어 결합재와 골재간의 부착력을 약화시키는 것을 방지하기 위하여 충분한 건조상태의 것을 사용할 필요가 있으며, 경화 후의 강도를 고려하여 60 내지 80%(w/w)가 되도록 하는 것이 바랍직하다.

본 발명에서의 폴리머 콘크리트는 일반적으로 불포화 폴리에스터에 사용되는 가교제는 모두 사용될 수 있으나, 유기질인 포리머 매트리스와 무기질인 골재와의 결합이기 때문에 화학적 접착력이 약해지는 결함을 가지고 있으므로 이를 해결하기 위하여 가교제로서 실란(silane)을 사용하였다.

이와같이 조성된 불포화 폴리에스터 폴리머 콘크리트는 일반 시멘트 콘크리트에 비하여 강도가 4내지 5배정도 높기 때문에 경계 블록의 제조시에 사용되는 콘크리트의 양을 크게 줄일 수 있는 것이다.

본 발명의 폴리머 콘크리트 경계 블록은 장방형의 불포화 폴리에스터 폴리머 콘크리트 경계 블록 본체(1)와, 경계 블록 본체(1)의 중앙에 관통되게 구비된 관체(2)에 의하여 형성된 중공부(3)로 형성되어 진다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 경계 블록은 중공부(3) 용적 만큼의 중량의 감소 됨으로써 운반 및 시공이 간편할 뿐만 아니라, 폴리머 콘크리트의 경화속도가 빨라 거푸집의 작업회전율이 좋으며, 불투수성인 폴리머 콘크리트의 특성으로 인하여 도로 경계 블록 내부로 수분이 흡수되지 않아 종래의 시멘트 콘크리트 경계 블록에서 나타나는 수분의 흡수 및 증발로 인한 노화현상과 동결에 의한 파손을 방지할 수 있다.

경계 블록 내부에 중공부(3)를 형성시키기 위한 방법으로는 제조시에 성형틀 내부에 심봉을 삽입한 상태로 콘크리트를 타설하여 양생시킨 후 심봉을 제거하는 방법이 있으나, 이러한 방법은 콘크리트를 양생시킨 후 심봉을 용이하게 제거 하기 위하여 콘크리트를 타설하기 전에 심봉의 표면에 박리제를 발라주어야 하는 번거로움이 있으며, 박리제가 고르게 도포되지 않았을 경우에는 심봉과 폴리머 콘크리트가 부착되어 심봉의 제거 과정에서 제품이 파손되거나 거푸집을 사용할 수 없게 되는 문제점이 있다.

본 발명에서는 경계 블록 내부에 PVC 등의 경량재질로 된 관체(2)를 삽입한 상태로 폴리머 콘크리트를 타설하여 진동 다짐하거나, 원심다짐 성형몰드에 폴리머 콘크리트를 넣고 800내지 1500rpm으로 원심 다짐하여 중공부(3)를 형성시키는 방법으로 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있다.

이때 중공부(3)는 경계 블록의 단면계수를 가장 크게 할 수 있는 형상으로 하는 것이 바람직 하며, 어떠한 형상을 갖는 것이어도 좋다.

또한 중공부(3)의 크기에 의하여 걸정되는 콘크리트의 살두께는 사용되는 골재의 최대 치수를 고려하여 결정하는 것이 바람직하며, 최소 살 두께는 10내지 15㎜가 적당하다.

제1도는 본 발명의 폴리머 콘크리트 경계 블록의 일 실시예를 도시한 것으로, 관체(2)의 양단을 양생 후 제거가 용이한 시이트로 밀봉하여 거푸집에 장착하고 그 주위를 폴리머 콘크리트로서 타설하여 제조된 것으로서 내측에 중공부(3)가 형성되어 있는 경계 블록 본체(1)의 한측에는 결합홈(4)을 형성시키고 결합홈(4)에 대응되는 타측면에는 결합돌기(5)를 형성시킴으로써, 제 2도에 나타난 바와 같이 설치시에 결합돌기(5)가 결합홈(4)에 삽입되어 밀착 결합되기 때문에 견고하게 고정 시킬 수 있다.

이와같은 구성을 가짐으로써 경량화된 경계 블록의 자중 부족으로 인하여 설치 후 보행자나 차량등에 의하여 경계 블록의 이음부가 서로 이탈되는 것을 방지 할 수 있을 뿐만 아니라 설치시에 경계 블록의 정렬 작업을 용이하게 할 수 있는 것이다.

이하 본 발명을 하기한 실시예 및 실험예에서 보다 상세히 설명하기로 한다.

콘크리트 제조실시예 1

불포화 폴리에스터와 옥탄산코발트로 조성된 결합재 32㎏과, 중질탄산칼슘 35.2㎏, 유기물을 제거하여 충분히 건조시킨 후 모래 50㎏ 및 평균입경 3㎜로 분쇄하여 충분히 건조시킨 자갈 92.8㎏과, 표준경화형 개시로서 국내 (주)애경화학에서 제조한 MEKPO(메틸에틸케톤프록사이드가 55%함유되어 있는 DPM용액) 0.3㎏과 실란 0.3㎏을 첨가하여 강제식 믹서에 넣고 5분간 혼합하여 불포화폴리에스터 폴리머콘크리트를 제조하였다.

콘크리트 제조실시예 2내지 4

결합재내에서 수축감소제가 차지하는 중량비를 각각 10%, 20%, 30%로하여 상기 폴리머콘크리트 제조실시예 1과 동일한 방법으로 불포화폴리에스터 폴리머 콘크리트를 제조하였다.

압축강도실험

- 공시체의 제조 -

KS F 2419의 폴리에스테르 레진 콘크리트의 강도 시험용 고시체 제작 방법에서 정한 규격에 따라, 직경이 7.5㎜이고 길이가 15㎝ 크기의 공시체 제조용 원조형 몰드를 준비하고, 여기에 상기 콘크리트 제조실시예 1내지 4에서 제조한 불포화폴리에스터 폴리머 콘크리트를 각각 2회에 나누어 채우되, 우선 각각의 몰드높이의 반을 채우고 탁상식 바이브레이터(3,000 rmp)를 이용하여 10분간 다진 후, 다시 나머지 반을 채워 탁상식 바이브에이터(3,000rmp)로 10분간 다짐하고, 23±3℃의 온도와 50±10%의 습도를 유지하면서 7일간 기건양생 하여 할렬 인장강도 시험용 원주형 공시체를 콘크리트 제조실시예의 종류에 따라 각각 3개씩 총 12개를 제조하였다.

- 실험방법과 계산 -

상기 제조한 압축강도 시험용 원주형 공시체를 상기 콘크리트 제조실시예 1내지 4에서 제조된 불포화 폴리에스터 폴리머 콘크리트의 종류별로 분류한 후, 각각의 콘크리트 제조 실시예에 대한 공시체를 KS F 2481에서 정한 방법에 따라 일본 S 사의 U.T.M(모델 UEH-200A)시험기를 이용하여 공시체의 중심축을 가압판의 중심에 일치시켜 매초 10㎏/㎠로 하중을 증가시키면서 공시체가 파괴될 때까지의 시험기가 나타내는 최대 하중을 유효 숫자 2자리 까지 측정한 후, 하기한 식에 의한 각각의 압축강도를 구하고, 이와 동일한 시험을 추가로 2회 반복하여, 각각의 콘크리트 제조실시예에 대한 압축강도의 평균치를 계산였으며, 이를 하기한 표 1에 나타내었다.

상기식에서 σι : 압축강도 (㎏/㎠)

P : 파괴하중 (㎏)

d : 공시체의 지름 (㎝)

할열인장강도 실험

- 공시체의 제조 -

KS F 2419 의 폴리에스테르 레진 콘크리트의 강도 시험용 공시체 제작 방법에서 정한 규격에 따라, 직경이 7.5㎝이고, 길이가 15㎝ 인 공시체 제조용 원주형 몰드를 준비하고, 여기에 상기 콘크리트 제조실시예 1내지 4에서 제조한 불포화 폴리에스터 폴리머 콘크리트를 각각 2회에 나누어 채우되, 우선 각각의 몰드높이의 반을 채우고 탁상식 비이브에이터(3,000rmp)를 이용하여 10분간 다진 후, 다시 나머지 반을 채워 탁상식 바이브에이터(3,000rmp)로 10분간 다짐하고, 23±3℃의 온도와 50±10%의 습도를 유지하면서 14일간 기건양생 하여 할렬인장강도 시험용 원주형 공시체를 콘크리트 제조실시예의 종류에 따라 각각 3개씩 총 12개를 제조하였다.

- 실험방법 및 계산 -

상기 제조한 할렬인장강도 시험용 원주형 공시체를 상기 콘크리트 제조실시예 1내지 4에서 제조된 불포화 폴리에스터 포릴머 콘크리트의 종류별로 분류한 후, 각각의 콘크리트 제조실시예에 대한 공시체 3개씩을 KS F 2480에서 정한 방법에 따라 일본 S 사의 U.T.M(모델 UEH-200A)시험기를 이용하여 공시체를 가압판 위에 설치한 후, 매분 50㎏/㎠의 속도로 공시체에 충격을 주지 않도록 균일하게 하중을 가하여 공시체가 파괴될 때 시험기가 나타내는 최대 하중을 유효숫자 2자리까지 측정하고 하기한 식에 의하여 할열인장강도를 계산하였으며, 이와 동일한 시험을 추가로 2회 반복하여, 각각의 콘크리트 제조실시예에 대한 각각의 할열인장강도의 평균치를 계산하여 하기한 표 1에 나타내었다.

상기식에서 σ_t: 할열인장강도(㎏/㎠)

P : 최대하중(㎏)

d : 공시체의 지름(㎝)

ι : 공시체의 길이(㎝)

휨강도 실험

- 공시체의 제조 -

KS F 2419의 폴리에스테르 레진 콘크리트의 강도 시험용 공시체 제작 방법에서 정한 규격에 따라, 6×6×24㎝ 크기를 갖는 각주형 몰드를 준비하고, 여기에 상기 콘크리트 제조실시예 1내지 4에서 제조한 불포화폴리에스터 폴리머 콘크리트를 각각 2회에 나누어 채우되, 우선 각각의 몰드높이의 반을 채우고 탁상식 바이브에이터(3,000 rmp)를 이용하여 10분간 다진 후, 다시 나머지 반을 채워 탁상식 바이브에이터(3,000 rmp)로 10분간 다짐하고, 25±3℃의 온도와 50±10%의 습도를 유지하면서 7일간 기건양생 하여 휨강도 시험용 각주형 공시체를 콘크리트 제조실시예의 종류에 따라 각각 3개씩 총 12개를 제조하였다.

- 실험방법 및 계산 -

상기에서 제조한 휨강도 시험용 각주형 공시체를 상기 콘크리트 제조실시예 1내지 4에서 제조된 불포화 폴리에스터 폴리머 콘크리트의 종류별로 분류한 후, 각각의 콘크리트 제조 실시예에 대한 공시체 3개씩을 KS F 2482에서 정한 방법에 따라 일본 S 사의 U.T.M(모델 UEH-200A)시험기를 이용하여 공시체의 길이면이 상하면이 되게 지지폭의 중앙에 눕혀 놓고 스팬의 3등분점에 상부 가압장치를 접촉시킨 후 매분 100㎏/㎝의 속도로 하중을 증가시켜 공시체가 파괴될 때 시험기가 나타내는 최대 하중을 유효 숫자 2자리 까지 측정한 다음, 하기한 식에 대입하여, 각각의 공시체에 대한 휨강도를 측정하고, 이와 동일한 시험을 추가로 2회 반복하여, 각각의 콘크리트 제조실시예에 대한 각각의 휨강도의 평균치를 계산하여 하기한 표 1에 나타내었다.

상기식에서 σ_b: 휨강도(kg/cm)

P : 최대하중(kg)

l : 스팬(cm)

b : 파괴 단면의 나비(cm)

d : 파괴 단면의 높이(cm)

수축율시험

- 공시체의 제조 -

10×10×45㎝ 크기를 갖는 각주형 몰드를 준비하고, 여기에 상기 콘크리트 제조실시예 1내지 4에서 제조한 불포화 폴리에스터 폴리머 콘크리트를 각각 2회에 나누어 채우되, 우선 각각의 몰드높이의 반을 채우고 탁상식 바이브에이터(3,000 rmp)를 이용하여 10분간 다진 후, 다시 나머지 반을 채워 탁상식 바이브레이터(3,000 rmp)로 10분간 다짐하여, 수축율 시험용 공시체를 콘크리트 제조 실시예의 종류에 따라 각각 3개씩 총 12개를 제조하였다.

- 실험방법 및 계산 -

상기에서 제조한 수축율 시험용 공시체를 상기 콘크리트 제조실시예 1내지 4에서 제조된 불포화 폴리에스터 폴리머 콘크리트의 종류별로 분류하여 경화시킨 후, 다음의 식에 따라 수축률을 계산하였고, 이와 동일한 시험을 추가로 2회 반복하여, 각각의 콘크리트 제조실시예에 대한 각각의 수축율의 평균치를 계산하여 하기한 표 1에 나타내었다.

1 은 제조된 공시체의 길이

1₁은 경화후 공시체의 길이

[ 표 1]

위의 결과에서 알 수 있는 바와 같이 수축감소제의 중량비가 증가함에 따라 모든 강도가 선형적으로 감소 하였으며, 중량비가 0%일 경우에는 수축률이 0.342%로서 허용치를 초과 하였으며 30%이상일 경우에는 급격한 강도저하가 나타남을 알 수 있으므로 표면부 재료로서의 불포화 폴리에스터 폴리머 콘크리트에 첨가되는 수축감소제의 중량비는 10내지 20%가 가장 적당함을 알 수 있다.

상기한 실시예1내지 4와 실험예 1로 부터 도출된 결합재내의 최적의 수축감소제의 중량비를 기준으로 하기한 폴리머 콘크리트 제조예 및 실시예로부터 불포화 폴리에스터 폴리머 콘크리트 경계 블록을 제조하였다.

폴리머 콘크리트 제조예

옥탄산코발트와 불포화 폴리에스터로 조성된 결합재내에서의 수축감소제가 차지하는 중량비를 20%(w/w)로 하여 제조한 결합재 160㎏와 중질탄산칼슘 126㎏와 유기물을 제거하고 충분히 건조시킨 모래 250㎏ 및 평균입경 3㎜로 분쇄하여 충분히 건조시킨 자갈 464㎏와, 표준경화형 개시제로서 국내(주)애경화학에서 제조한 MEKPO(메틸에틸케톤프록사이드가 55% 함유되어 있는 DMP용액) 1.6㎏과 실란 1.6㎏을 첨가 혼합하여 강제식 소형믹서에 넣고 5분간 혼합하여 불포화 폴리에스터 콘크리트 1003.2㎏을 제조하였다.

실시예 1

KS F 4006의 콘크리트 경계 블록 규격에 따라 종단면의 상변, 하변, 높이의 크기가 120×120×120㎜이고 길이가 1000㎜인 거푸집의 중앙에 지름이 90㎜이고 길이가 1000㎜인 관체를 횡설한 후, 상기 폴리머 콘크리트 제조예로부터 제조된 불포화 콘크리트 19㎏을 관체와 거푸집 사이에 타설하여 충분히 진도 다짐을 한 다음, 25±3℃의 온도와 50±10%의 습도를 유지하면서 7일간 기건 양생 하여, 상변, 하변, 높이의 크기가 120×120×120㎜이고 길이가 1000㎜인 불포화 폴리에스터 경계 블록을 제조하고, 휨파괴 하중 시험 및 흡수율 시험을 하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.

실시예 2

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 거푸집의 상변, 하변, 높이의 크기를 150×150×120㎜로 하고, 타설되는 불포화 폴리에스터 콘크리트의 양을 27㎏로 하여, 상변, 하변, 높이의 크기가 150×150×120㎜이고 길이가 1000㎜인 불포화 폴리에스터 경계 블록을 제조 하고 휨파괴 하중 시험 및 흡수율 시험을 하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.

실시예 3

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 거푸집의 상변, 하변, 높이의 크기를 150×150×150㎜로 하고, 거푸집의 중앙에 지름 110㎜이고 길이 1000㎜인 관체를 횡설하였으며, 타설되는 불포화 폴리에스터 폴리머 콘크리트의 양을 25.8㎏로 하여, 상변, 하변, 높이의 크기가 150×150×150㎜이고 길이가 1000㎜인 불포화 폴리에스터 경게 블록을 제조 하고, 휨파과 하중 시험 및 흡수율 시험을 하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.

휨 강도 시험 방법

KS F 4006에서 정한 콘크리트 경계 블록 휨 시험법에 따라 상기 실시예 1내지 3으로 부터 제조한 각각의 불포화 폴리에스터 폴리머 콘크리트 경계 블록을 시험대에 길이 방향으로 눕혀 놓고 지간을 900㎜로 하여 지간의 중앙에 하중을 가하였으며, 시험기가 나타내는 최대하중을 파괴하중으로 하여 측정하였다.

흡수율 시험 방법

상기 휨 강도 시험예에서 시험을 마친 후, 각각의 실시예별로 6㎏의 시료를 2개씩 채취하여 KS F 4006에서 정한 흡수율 시험법에 따라 120℃에서 30시간 동안 온풍건조한 후의 무게를 10g 단위 까지 측정하여 건조시의 무 30시간 동안 온풍건조한 후의 무게를 10㎏ 단위 까지 측정하여 건조시의 무게로 하고, 건조된 시료를 물속에 30시간 동안 침지시킨 후 꺼내어 표면의 물기를 닦아내고 10g 단위 까지 측정한 무게를 흡수시의 무게로 하여 하기한 식에 대입하고 흡수율을 구하였다.

[ 표 2]

상기 표에서 경계 블럭 종단면의 윗변의 길이×종단면의 아랫변의 길이×높이의 규격을 나타내는 SA, SB, SC는 다음과 같다.

SA: 120×120×120㎜

SB: 150×150×120㎜

SC: 150×150×150㎜

상기 시험 결과에 나타난 바와 같이, 본 발명에 의한 불포화 폴리에스터 폴리머 콘크리트 경계 블록은 내부에 중공부를 형성시켜 제조시에 사용되는 콘크리트의 양을 현저히 감소시켰음에도, 그 강도는 오히려 종래의 시멘트 콘크리트 경계 블록과 비교하여 4배 이상으로 높게 나타나 외부 하중이나 충격에 대한 파괴저항이 매우 높음을 알 수 있다.

또한, 흡수율이 0.39%로 나타나 시멘트 콘크리트와는 비교할 수 없는 방수성을 보이고 있으므로 동결 융해에 대한 저항성도 매우 우수한 것을 알 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명의 폴리머 콘크리트 경계 블록은 고강도 특성을 발현할 수 있는 최적 배합비의 불포화 폴리에스터 콘크리트를 이용하여 무게를 현저히 경량화 시킴으로써 경계 블록의 제조 및 설치시의 작업성을 향상시킬 수 있을 분만 아니라 작업자의 안전사고를 방지할 수 있으며, 동결 융해에 대한 저항성 또한 높아 경계 블록의 수명이 크게 연장됨으로써 경계 블록의 제조와 설치에 필요한 자원 및 인력을 절감할 수 있다.

Claims (5)

1. 폴리머 콘크리트를 이용한 경계 블록에 있어서, 결합재 전체 중량의 10내지 20%(w/w)의 수축감소제가 포함되어 있는 불포화 폴리에스터수지 결합재 10내지 16%(w/w)와, 입경 10㎜이하의 조골재와 입경 5㎜이하의 세골재를 단독 혹은 혼합한 상태의 혼합물 60내지 80%(w/w)와, 충전재 8내지 16%(w/w)와, 개시제 및 가교제 0.1내지 0.16%(w/w)로 이루어지는 폴리머 콘크리트 조성물로 제조됨을 특징으로 하는 경계 블록.
2. 제 1항에 있어서, 내부에 중공부가 형성되어 있음을 특징으로 하는 경계 블록.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 중공부가 합성수지 관체에 의하여 형성됨을 특징으로 하는 경계 블록.
4. 내부면에 박리제를 고르게 도포한 거푸집의 중앙에 관체를 횡설한 후, 결합재 전체 중량의 10내지 20%(w/w)의 수축감소제가 포함되어 있는 불포화 폴리에스터수지 결합재 10내지 16%(w/w)와, 입경 10㎜이하의 조골재와 입경 5㎜이하의 세골재를 단독 혹은 혼합한 상태의 혼합물 60내지 80%(w/w)와, 충전재 8내지 16%(w/w)와, 개시제 및 가교제 0.1내지 0.16%(w/w)로 이루어지는 폴리머 콘크리트를 관체와 거푸집 사이에 타설하여 충분히 진동 다짐을 한 다음 양생시킴을 특징으로 하는 경계 블록의 제조방법.
5. 원심 다짐기에 결합재 전체 중량의 10내지 20%(w/w)의 수축감소제가 포함되어 있는 불포화 폴리에스터수지 결합재 10내지 16%(w/w)와, 입경 10㎜이하의 조골재와 입경 5㎜이하의 세골재를 단독 혹은 혼합한 상태의 혼합물 60내지 80%(w/w)와, 충전재 8내지 16%(w/w)와, 개시제 및 가교제 0.1내지 0.16%(w/w)로 이루어지는 폴리머 콘크리트를 충진시킨 후, 800내지 1500 rmp의 속도로 회전시켜 성형함을 특징으로 하는 경계 블록의 제조 방법.