KR100230179B1 - Manufacturing method of light-weight material using a clay - Google Patents

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

본 발명은 점토를 주재료로한 다공성 결량건축재의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a porous defect building material based on clay.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention

본 발명은 미립질 불순물의 분리나 제거가 곤란한 저품위의 천연점토를 별도의 분리정제과정을 거치지 않은 상태로 경량건축재의 제조시 직접 사용하여 균일한 기공분포를 가지며 높은 압축강도와 우수한 단열성 및 경량성 나타내는 점토를 이용한 다공성 경량건축재의 제조방법을 제공함에 목적이 있다.The present invention has a uniform pore distribution by directly using low-grade natural clay, which is difficult to separate or remove particulate impurities, in the manufacture of lightweight building materials without undergoing separate purification process and has high compressive strength and excellent thermal insulation and light weight. An object of the present invention is to provide a method for producing a porous lightweight building material using clay.

3. 발명의 해결방법의 요지3. Summary of Solution to Invention

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 "5 내지 20℃/min의 승온속도로 780 내지 820℃ 까지 승온시켜 10 내지 60 분도안 1차소성시킨 점토 70 내지 90중량부와, 장석 5 내지 20중량부와, 알루미나 5 내지 10중량부를 혼합한 후 30㎛ 이하로 분쇄한 다음 20 내지 30중량부의 물을 첨가하고 교반하여 적당한 크기로 성형한 후 충분히 건조하고 다시 1200±5℃에서 28내지 32분간 2차소성"하는 방법의 점토를 이용한 다공성 건축재의 제조방법을 제공한다.The present invention for achieving the above object "70 to 90 parts by weight of primary firing in 10 to 60 minutes by heating up to 780 to 820 ℃ at a heating rate of 5 to 20 ℃ / min, feldspar 5 to 20 weight Part, and 5 to 10 parts by weight of alumina is mixed and pulverized to 30 µm or less, and then 20 to 30 parts by weight of water are added and stirred to form a suitable size, followed by drying sufficiently and again at 1200 ± 5 ° C for 28 to 32 minutes. It provides a method for producing a porous building material using clay of the method of "baking".

4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention

본 발명은 건축재료로서의 용도를 갖는다.The present invention has a use as a building material.

Description

점토를 이용한 경량건축재의 제조방법Manufacturing method of lightweight building material using clay

본 발명은 점토를 주재료로한 다공성 경량건축재의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 소성시 점토의 급격한 발포현상에 의한 기공파괴를 방지함으로서 균질한 기공크기와 우수한 강도특성을 나타낼 수 있는 점토를 이용한 다공성 경량건축재의 제조방법에 관한 것다.The present invention relates to a method for producing a porous lightweight building material based on clay. More specifically, the present invention relates to a method for producing a porous lightweight building material using clay which can exhibit homogeneous pore size and excellent strength characteristics by preventing pore breakage due to rapid foaming of clay during firing.

근래에 이르러 대형 건축물의 시공이 급증함에 따라 이러한 건축구조물의 자체하중부하를 감소시키고 건축물에 단열성, 방음성 등의 고기능성을 부여함으로서 입주자의 사생활 부호 및 에너지 효율을 향상시키기 위한 목적으로, 열처리시 발포특성을 가진 세라믹스를 소성하여 다공성을 부여한 경량건축재를 골재 등의 건축자재로 이용하는 방법에 대한 관심이 고조되고 있으며 이에 관한 연구 또한 활발히 진행되고 있는 추세에 있다.In recent years, with the rapid increase in the construction of large buildings, the purpose is to reduce the self-load load of these building structures and to give them high functionality such as heat insulation and sound insulation. There is a growing interest in the method of using a lightweight building material, which gives porosity by firing ceramics with properties, as a building material such as aggregate, and research on this is being actively conducted.

이와 관련하여 일본국 특공소 62-25620호 또는 특공소 62-24370호에서는 플라이애쉬를 주원료로하여 혈암분말 등을 첨가한 후 소성 발포시킨 인공 경량골재의 제조방법을 소개하고 있으며, 일본극 특공소 62-12186호에서는 유문암 또는 갱화석과같은 광물을 주원료로하여 발포제 및 점착재 등을 혼합한 상태에서 소성처리한 경량골재의 제조방법을 개시하고 있으나, 상기 기술드은 매우 고가인 유기고형제를 필요로하여 제조원가를 크게 상승시키는 원인이 될뿐만 아니라 제조원료로서 사용되는 플라이애쉬, 유문암 또는 갱화석 등의 원활한 수급이 어려워 건축재로서의 대량생산이 쉽지않은 문제점이 있다.In this regard, Japanese Special Raids No. 62-25620 or Specialty Nos. 62-24370 introduce a method for manufacturing artificial lightweight aggregates which are fired and foamed after the addition of shale powder using fly ash as a main raw material. 62-12186 discloses a method for producing a lightweight aggregate which is calcined in a state in which minerals such as rhyolite or petroleum are used as a main raw material, but a foaming agent and a pressure-sensitive adhesive are mixed, but the above description requires a very expensive organic solid agent. This causes not only a large increase in manufacturing costs, but also a difficulty in smooth supply and demand of fly ash, rhyolite or petroleum, etc., which are used as a raw material, which makes it difficult to mass-produce as a building material.

이와는 별도로 대한민국 특허공고번호 제 94-7221호에서는 규조토, 벤토나이트 또는 점토를 펄라이트 등 기타의 광물과 혼합한 상태로 소성시킨 건축재의 제조방법을 제공하고 있으며, 상기 기술은 제조시 첨가되는 원료의 하나로서 수급이 용이한 점토를 사용함으로서 건축자재로서의 대량생산이 가능한 장점을 가지고 있다.Separately, Korean Patent Publication No. 94-7221 provides a method for manufacturing a building material in which diatomaceous earth, bentonite or clay is mixed with other minerals such as pearlite and the like. By using clay that can be easily supplied, mass production as a building material is possible.

그러나, 상기 기술에서 발포제로서 혼합되는 규조토는 온도에 민감하여 고온소성시 기공파괴를 일으킬 수 있으며 이러한 이유로 850 내지 950℃의 비교적 낮은 온도에서 소성처리할 수밖에 없으므로 제조된 소성체의 압축강도가 평균 40 내지 45㎏/㎠로 낮게 나타나는 문제점이 있다.However, in the above technology, diatomaceous earth mixed as a blowing agent is sensitive to temperature, which may cause pore breakage at high temperature firing, and for this reason, the compressive strength of the manufactured fired body has an average compressive strength of 40 because it can only be fired at a relatively low temperature of 850 to 950 ° C. There is a problem of appearing as low as 45kg / ㎠.

또한, 상기 사용된 점토는 대부분 국내 산간 등지에 매장되어 있는 저품위의 천연점토이기 때문에 별도의 분리 및 정제처리과정을 거치지 않았을 경우 고온소성시 급격한 발포에 의하여 기공파괴 등의 현상이 발생할 수 있으며, 이러한 현상은 특히 종래에 발포조제로서 일반적으로 사용되는 셰일, 돌로마이트 등을 점토와 함께 첨가하여 소성시키는 경우 더욱 심각하여 최종적으로 제조된 제품의 단열성, 경량성 및 강도 등의 물성 측면에서 바람직한 결과를 얻을 수 없는 문제점이 있다.In addition, since most of the used clays are low-grade natural clays buried in domestic mountains, pore breakage may occur due to rapid foaming at high temperature firing without separate separation and purification treatment. The phenomenon is particularly severe when the shale, dolomite, and the like, which are generally used as foaming aids, are fired together with clay, so that desirable results can be obtained in terms of physical properties such as heat insulation, light weight, and strength of the final product. There is no problem.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 미립질 불순물의 분리나 제거가 곤란한 저품위의 천연점토를 별도의 분리정제과정을 거치지 않은 상태로 경량건축재의 제조시 직접 사용함으로서 제조원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라 고온소성시 점토내에 함유된 유리질의 급속 팽창에 의한 기공파괴를 방지하여 균일한 기공분포를 가질수 있으며 높은 압축강도와 우수한 단열성 및 경량성을 나타낼 수 있도록 한 점토를 이용한 다공성 경량건축재의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, it is possible to reduce the manufacturing cost by directly using low-grade natural clay difficult to separate or remove particulate impurities in the manufacturing of lightweight building materials without undergoing a separate separation and purification process In addition, the method of manufacturing a porous lightweight building material using clay, which can have a uniform pore distribution by preventing pore destruction by rapid expansion of the glass contained in the clay during high temperature firing, and can exhibit high compressive strength and excellent heat insulation and light weight. The purpose is to provide.

제1도는 점토의 열처리 온도에 따른 열간변화와 중량감소를 측정한 TGA-DTA곡선.1 is a TGA-DTA curve measuring the hot change and the weight loss according to the heat treatment temperature of clay.

제2도는 1000 내지 1300℃의 고온소성시에 발포성이 양호한 점토의 화학조성을 나타낸 다이아그램.2 is a diagram showing a chemical composition of clay having good foamability at a high temperature firing of 1000 to 1300 ℃.

제3도는 실시예 1로부터 제조된 시편의 기공상태를 나타낸 전자현미경 사진.Figure 3 is an electron micrograph showing the pore state of the specimen prepared from Example 1.

제4도는 실시예 2로부터 제조된 시편의 기공상태를 나타낸 전자현미경 사진.Figure 4 is an electron micrograph showing the pore state of the specimen prepared from Example 2.

제5도는 실시예 3으로부터 제조된 시편의 기공상태를 나타낸 전자현미경 사진.Figure 5 is an electron micrograph showing the pore state of the specimen prepared from Example 3.

제6도는 비교예 1로부터 제조된 시편의 기공상태를 나타낸 전자현미경 사진.Figure 6 is an electron micrograph showing the pore state of the specimen prepared from Comparative Example 1.

제7도는 비교예 2로부터 제조된 시편의 기공상태를 나타낸 전자현미경 사진.7 is an electron micrograph showing the pore state of the specimen prepared from Comparative Example 2.

제8도는 비교예 3으로부터 제조된 시편의 기공상태를 나타낸 전자현미경 사진.8 is an electron micrograph showing the pore state of the specimen prepared from Comparative Example 3.

제9도는 비교예 4으로부터 제조된 시편의 기공상태를 나타낸 전자현미경 사진.9 is an electron micrograph showing the pore state of the specimen prepared from Comparative Example 4.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 5 내지 20℃/min의 승온속도로 780 내지 820℃ 까지 승온시켜 10 내지 60분동안 1차소성시킨 점토 70 내지 90중량부와, 장석 5 내지 20중량부와, 알루미나 5 내지 10중량부를 혼합한 후 30㎛ 이하로 분쇄한 다음 20 내지 30중량부의 물을 첨가하고 교반하여 적당한 크기로 성형한 후 충분히 건조하고 다시 1200±5℃에서 28내지 32분간 2차소성시키는 방법의 점토를 이용한 다공성 건축재의 제조방법을 제공한다.The present invention for achieving the above object is heated to 780 to 820 ℃ at a temperature increase rate of 5 to 20 ℃ / min 70 to 90 parts by weight of clay first baked for 10 to 60 minutes, and feldspar 5 to 20 parts by weight Then, 5 to 10 parts by weight of alumina is mixed and pulverized to 30 μm or less, and then 20 to 30 parts by weight of water is added and stirred to form a suitable size, followed by drying sufficiently and again at 1200 ± 5 ° C. for 28 to 32 minutes. Provided is a method for producing a porous building material using clay of a firing method.

본 발명에서 사용하는 천연 상태의 점토는 채취 지역에 따라 다소간의 차이를 나타내기는 하나 일반적으로 하기한 표 1에 나타난 바의 조성을 갖는다.The clay in the natural state used in the present invention has a composition as shown in Table 1 below, although there are some differences depending on the extraction region.

Figure kpo00002
Figure kpo00002

상기의 표 1에 나타난 바에 의하면 본 발명에서 사용하는 천연상태의 점토는 강열감량이 약 11wt%로 크게 나타나고 있음을 알 수 있는데, 이는 고온소성시 점토내에 과량 함유된 수분 및 유기물이 H2O 및 CO2등의 가스로 분해되었음을 나타내는 것이다.As shown in Table 1, it can be seen that the natural clay used in the present invention has a large loss of ignition of about 11 wt%, which means that the excess moisture and organic matter contained in the clay at high temperature baking are H 2 O and It is decomposed into gas such as CO 2 .

이처럼 점토가 고온소성될 때 발생한 H2O 및 CO2등의 가스는 소성시 고온에 의하여 점토내의 SiO2가 용융됨으로서 형성된 유리질 피막을 팽창시켜 발포심으로서 다공성으로서 경량화될 수 있는 것이며, 이러한 경량화 효과는 소성시의온도를 1000℃ 이상으로 급속가열하여 점토질의 용융연화와 개스의 발생을 중복시킴으로서 증대시킬 수 있다.As such, gases such as H 2 O and CO 2 generated when the clay is fired at a high temperature may expand the glassy film formed by melting SiO 2 in the clay due to high temperature during firing, and thus may be lightened as porous as a foam core. Can be increased by rapidly heating the temperature at the time of firing to 1000 ° C. or higher to overlap the melt softening of clay and generation of gas.

그러나 상기의 점토는 별도의 유기물 및 수분의 분리 정제과정을 거치지 않은 상태이므로 소성시 이러한 물질들의 분해에 의한 개스에 의하여 급격한 발포성과 팽창성을 나타냄으로서 기공파괴 등을 일으켜 균질한 기공을 갖는 다공성 경량건축자재의 제조는 불가능하였다.However, since the clay is not subjected to separate purification process of organic matter and water, porous light weight construction having homogeneous pores due to breakage of pores due to rapid foaming and expandability by gas decomposition due to decomposition of these materials during firing. The manufacture of the material was not possible.

이러한 이유로 본 발명에서는 점토를 1000℃ 이상으로 고온 소성하기전 780 내지 820℃의 온도로 1차 소성시킴으로서 차후 고온 소성시의 급격한 발포를 방지할 수 있었다.For this reason, in the present invention, by firing the clay at a temperature of 780 to 820 ° C before firing the clay at a temperature higher than 1000 ° C, it was possible to prevent rapid foaming at a later high temperature firing.

제1도는 α-알루미나를 표준시료로 사용하여 시차열분석기(리가쿠(Rigaku, PCT-10)로 천연상태의 점토 및 800℃로 하소한 점토를 분당 10℃의 승온속도로 1200℃까지 소성하였을 때의 열처리 온도에 따른 열간변화와 중량감소를 측정한 TGA-DTA곡선을 도시한 것으로서, DTA(Differential Thermal Analysis, 시차열분석)곡선상의 80~150℃의 구간에서는 상기 두종류의 점토에서 물리적으로 흡착되어 있는 흡착수의 이탈로 인한 흡열피크가 관찰되었으며, 300~700℃에서는 점토에 함유되어 있는 유기물의 연소로 인한 발열피크가 관찰되었다. 850℃에서 발열피크는 점토내에 함유되어 있는 실리카의 전이(α-쿼츠(Quartz)로부터 β-쿼츠(Quartz))에 의한 것으로 판단된다.FIG. 1 shows that the clay calcined to natural temperature and 800 ° C in a differential thermal analyzer (Rigaku, PCT-10) using α-alumina as a standard sample was fired to 1200 ° C at a temperature increase rate of 10 ° C per minute. It shows TGA-DTA curve which measured the hot change and weight loss according to the heat treatment temperature at the time, and it is physically applied to the two types of clays at 80 ~ 150 ℃ on the DTA (Differential Thermal Analysis) curve. The endothermic peak was observed due to the desorption of adsorbed water, and the exothermic peak was observed due to the combustion of organic matter in the clay at 300 ~ 700 ° C. At 850 ° C., the exothermic peak was the transition of silica contained in the clay ( ? -Quartz to? -Quartz).

이와함께 TGA(Thermal Gravity Analysis, 열천칭)곡선 상의 80~150℃와 30~700℃의 구간에서는 천연점토의 경우 흡착수의 이탈과 증산점토내의 유기물의 연소로 인하여 약 11wt% 의 중량감소가 관찰되었는데 이는 상기 표 1의 강열감량 측정결과와 일치하는 것이다.In addition, the weight loss of about 11wt% was observed in the range of 80 ~ 150 ℃ and 30 ~ 700 ℃ on the TGA (Thermal Gravity Analysis) curve due to the escape of adsorbed water and the combustion of organic matter in the thickening clay. This is consistent with the ignition loss measurement result of Table 1.

그러나 800±20℃로 하소한 점토는 하소하지 않은 첨연점토에 비하여 유기물의 연소로 이한 발열피크가 크게 감소하였을 뿐만 아니라 TGA곡선상에서는 약 3wt%정도의 중량감소가 나타나 800±20℃로 미리 하소한 점토의 경우는 1000℃이상의 고열소성시에도 유기물 연소 개스에 의한 급격한 발포가 방지될 수 있음을 알 수 있었다.However, the clay calcined at 800 ± 20 ℃ was significantly reduced in exothermic peaks due to the burning of organic matters compared to the uncalcined coarse clay, and the weight loss of about 3wt% was shown on the TGA curve. In the case of clay, it was found that rapid foaming due to the organic combustion gas can be prevented even at high heating temperatures of 1000 ° C. or higher.

일반적으로 콘리(Conley) 등에 의하여 제시된 바에 따르면 경량골재 제조시 1000 내지 1300℃의 고온소성시에 발포성이 양호한 점토의 화학조성은 제2도에 도시된 다이아그램에 나타난 바와 같이 SiO2에 대한 Al2O3의 비율이 균형을 이루고 있어야 하나 본 발명에서 사용하는 점토는 Al2O3: SiO2의 비율이 1:4로서 SiO2의 조성비율이 상대적으로 매우 높아 고온 소성시 유리질 용융액의 양이 많아지고 점성이 증가하게 됨으로서 개스의 분출에 의한 발포시 크기가 균질한 기공을 얻을 수 없는 문제점이 있으므로 본 발명에서는 점토와 함께 알루미나을 첨가하여 SiO2에 대한 Al2O3의 비율을 높임으로서 생성되는 유리질 용융액의 양과 점성을 감소시키고 용점을 상승시켜 열처리시 시편내부에 형성된 개스에 양을 일부 외부로 유출시킴으로서 발포를 억제시킬 수 있도록 하여 균질한 크기의 기공을 얻을 수 있는 것이며 이때 첨가되는 Al2O3의 비율이 점토 70내지 90 중량부를 기분으로하여 5 중량부 미만으로 첨가될 경우 바람직한 점성감소효과를 얻을 수 없으며 10중량부를 초과하여 첨가된 경우에는 점성감소가 필요이상으로 진행되어 개기공(open pore)의 형성과 기공의 파괴로 발포성에 악영향을 미치므로 5 내지 10 중량부로 첨가됨이 바람직한 것이다.In general, Conley chemical composition of this preferred clay foamed at a high temperature sintering of 1000 to 1300 ℃ manufacturing lightweight aggregate According presented by the like (Conley) is Al 2 on SiO 2, as shown in the diagram shown in FIG. 2 The ratio of O 3 should be balanced, but the clay used in the present invention has an Al 2 O 3 : SiO 2 ratio of 1: 4 and a relatively high composition ratio of SiO 2 . In this invention, the glass is produced by increasing the ratio of Al 2 O 3 to SiO 2 by adding alumina together with clay. Reduces the amount and viscosity of the melt and raises the melting point to suppress foaming by spilling the amount to the outside of the gas formed inside the specimen during heat treatment Kill number would by to get the pores of a uniform size, so that this case can not be obtained when the addition proportion of Al 2 O 3 added is less than 5 parts by weight to the mood 70 to 90 parts by weight of clay being preferred viscosity reducing effect 10 When added in excess of parts by weight, the viscosity decrease proceeds more than necessary, it is preferable to add 5 to 10 parts by weight because adversely affects the foamability due to the formation of open pores and breakage of the pores.

상기한 비율로 첨가된 알루미나, 장석 및 800℃에서 1차 소성된 점토를 2 차로 고온 소성처리함에 있어 소성온도 및 소성시간이 높으면 높을수록 유리용융액을 발생이 증가되어 소성체의 흡수율이 현저히 개선되는 효과는 있으나 소성온도가 1200±5℃를 초과하거나 소성시간이 28내지 32분을 초과하는 경우 유리용융액이 과량 형성되어 발포에 의하여 형성된 기공이 유실되고 따라서 비중이 상승되는 문제점이 있으므로 상기한 바와 같이 1200±5℃의 온도에서 28내지 32분간 소성시켜줌이 바람직한 것이다.In the high temperature calcining treatment of alumina, feldspar and clay calcined primarily at 800 ° C. at a high temperature in the above-mentioned ratio, the higher the firing temperature and the firing time, the higher the glass melt is generated and the absorption rate of the calcined body is remarkably improved. Although it is effective, if the firing temperature exceeds 1200 ± 5 ℃ or the firing time exceeds 28 to 32 minutes, there is a problem that the glass melt is formed excessively, the pores formed by foaming are lost and thus the specific gravity is increased. It is preferable to bake for 28 to 32 minutes at a temperature of 1200 ± 5 ℃.

본 발명에서 사용되는 장석은 소다장석으로 백색이 우수한 화강암의 내부에 암맥상으로 배태되어 있으며 조립 또는 중립으로 대부분이 풍화작용을 받아 입상사질의 형태로 존재하는데 그 성분은 일반적으로 Na2O 11.8wt%, Al2O319.5wt%, SiO268.7wt%의 조성을 갖는다.The feldspar used in the present invention is soda feldspar, which is embedded in a dark vein inside the granite having excellent whiteness and is present in the form of granular sand, which is mostly weathered by assembling or neutralizing, and its component is generally Na 2 O 11.8wt%. , Al 2 O 3 19.5wt%, SiO 2 68.7wt%.

상기의 장석은 가열하면 그 자체가 녹아 유리질을 형성하고 냉각하여도 결정화 하지 않고 유리상태로 남으며 함께 첨가되는 물질의 용융온도를 저하시켜 소성시에 소성시에 발생하는 고상반응을 촉진시키는 효과를 갖는 물질로서 5중량부 이상 첨가하는 것이 바람직하나 20중량부 이상 첨가할 필요는 없다.When the feldspar is heated, it melts itself to form a glassy substance and remains in a glass state without crystallization even when cooled, and lowers the melting temperature of the material added together to promote a solid phase reaction generated during firing upon firing. It is preferable to add 5 parts by weight or more, but it is not necessary to add 20 parts by weight or more.

이하 본 발명을 하기한 실시예, 비교예 및 실험예를 통하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, Comparative Examples, and Experimental Examples.

[실시예 1]Example 1

강원도 정선군 일원에서 점토를 채취하여 내경이 60㎜이고 길이가 400㎜인 관상로에 장입한 후 10℃/min의 승온속도로 800℃ 까지 승온한 다음 30 분동안 유지시켜 1차 소성한 점토 9㎏과, 안양장석 500g과, 알루미나 500g을 혼합한 후 볼밀분쇄기를 이용하여 평균입자크기 30㎛ 이하로 분쇄하였다.Clay collected from Jeongwon-gun, Gangwon-do, charged into a tubular furnace with an inner diameter of 60 mm and a length of 400 mm, and then heated to 800 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min, and maintained for 30 minutes. Then, 500 g of Anyang feldspar and 500 g of alumina were mixed and ground to an average particle size of 30 μm or less using a ball mill grinder.

계속하여 여기에 2.5리터의 물을 첨가하고 충분히 교반하여 15㎜의 구형으로 성형한 시편을 상온에서 7일간 건조하고 이어서 건조오븐을 이용하여 110℃에서 72시간동안 건조시켰다.Subsequently, 2.5 liters of water was added thereto, and the mixture was sufficiently stirred to form a 15 mm spherical specimen at room temperature for 7 days, followed by drying at 110 ° C. for 72 hours using a drying oven.

이렇게 제조된 시편을 다시 1200℃로 가열된 관상로에 장입하여 30분간 2차 소성시킴으로서 본 발명의 다공성 건축재를 제조하였다.The specimen thus prepared was charged into a tubular furnace heated at 1200 ° C., and then calcined for 30 minutes to prepare a porous building material of the present invention.

[실시예 2]Example 2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 1차 소성한 점토의 첨가량을 8㎏로 하고 안양장석과 알루미나의 첨가량을 각각 1㎏로 하였다.In the same manner as in Example 1, the amount of primary calcined clay was 8 kg and the amount of anyang feldspar and alumina was 1 kg, respectively.

[실시예 3]Example 3

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 1차 소성한 점토의 첨가량을 7㎏로 하고 안양장석의 첨가량을 2㎏로 하였으며 알루미나의 첨가량을 1㎏로 하였다.In the same manner as in Example 1, the amount of primary calcined clay was 7 kg, the amount of anyang feldspar was 2 kg, and the amount of alumina was 1 kg.

[비교예 1]Comparative Example 1

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 800℃에서 1차로 하소처리하는 과정을 생략한 자연상태의 점토 10㎏을 사용하였으며 안양장석과 알루미나를 첨가하지 않았다.In the same manner as in Example 1, but using a natural clay 10kg omission of the first calcination process at 800 ℃ was not added yangyang feldspar and alumina.

[비교예 2]Comparative Example 2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 800℃에서 1차로 하소처리하는 과정을 생략한 자연상태의 점토 7㎏과 안양장석과 알루미나를 대신하여 셰일 3㎏을 첨가하였다.In the same manner as in Example 1, 3 kg of shale was added in place of natural clay 7 kg, anyang feldspar, and alumina, which omitted the first step of calcination at 800 ° C.

[비교예 3]Comparative Example 3

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 800℃에서 1차로 하소처리하는 과정을 생략한 자연상태의 점토 7㎏과 안양장석과 알루미나를 대신하여 돌로마이트 슬러지 3㎏을 첨가하였다.In the same manner as in Example 1, 3 kg of dolomite sludge was added in place of 7 kg of natural clay and anyang feldspar and alumina, which omitted the process of calcination first at 800 ° C.

[비교예 4][Comparative Example 4]

상기 실시예 3과 동일하게 실시하되, 사용된 점토로서 800℃에서 1차로 하소처리하는 과정을 생략한 자연상태의 점토를 사용하였다.In the same manner as in Example 3, as the clay used was used a natural clay that was omitted the process of calcination first at 800 ℃.

[실험예]Experimental Example

상기 실시예1 내지 3 및 비교예 1 내지 4로부터 제조된 각각의 시편을 이용하여 KSL 3304에 의한 방법으로 부피비중을 측정하였고 KSF 2533에 의한 방법으로 흡수율을 측정하였으며 KSL 3305에 의한 방법으로 압축강도를 측정하여 그 결과를 하기한 표 2에 나타내었다.Using the specimens prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4, the specific gravity was measured by the method according to KSL 3304, the absorption rate was measured by the method according to KSF 2533, and the compressive strength by the method according to KSL 3305. Was measured and the results are shown in Table 2 below.

또한, 상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4로부터 제조된 각각의 시편의 단면을 전자현미경으로 활영하여 기공의 형성 상태를 관찰하였으며 그 결과를 각각 제3도 내지 제9도에 도시하였다.In addition, the cross-sections of the specimens prepared from Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 were observed by electron microscopy to observe the formation of pores, and the results are shown in FIGS. 3 to 9, respectively.

Figure kpo00003
Figure kpo00003

상기 표 1에 나타난 바와 같이 800℃에서 1차로 소성처리한 점토와 알루미나 및 장석을 사용한 본 발명의 실시예 1 내지 3의 경우 1차 소성처리과정을 생략한 점토를 사용한 비교예 1내지 4보다 압축강도에 있어서 전반적으로 매우 우수한 특성을 나타내고 있으며, 특히 점토와 함께 첨가되는 물질로서 종래의 발포제로서 사용되는 셰일이나 돌로마이트를 사용한 비교예 2 내지 3과 대비할 경우에는 최대 약46.1% 내지 50.7% 정도 높아 현저히 개선된 강도특성을 나타내고 있음을 알 수 있었으며 부피비중 또는 0.83g/㎝ 이하로서 전반적으로 매우 우수한 경량성을 나타내었다. 또한 흡수율에 있어서도 1.5% 이하로 우수한 동결융해에 대한 저항성 또는 매우 양호한 것으로 나타났다.As shown in Table 1, in the case of Examples 1 to 3 of the present invention using the clay, alumina and feldspar firstly calcined at 800 ° C., compared to Comparative Examples 1 to 4 using clay, which omitted the primary calcining process In general, it shows very excellent properties in strength, especially when compared with Comparative Examples 2 to 3 using shale or dolomite which is used as a conventional blowing agent as a material added with clay, and is significantly higher by about 46.1% to 50.7%. It can be seen that the improved strength characteristics are shown, and the overall weight is very good light weight as the specific gravity or 0.83g / ㎝ or less. In addition, the absorption rate was 1.5% or less, showing excellent resistance to freeze-thawing or very good.

제3도내지 제5도는 본 발명의 실시예 1내지 3으로부터 제조된 시편의 단면을 전자 현미경으로 촬영한 것으로 전체적으로 기공상태가 균질하며 급격한 발포에 의하여 파괴된 기공을 관찰할 수 없었으므로 경량성 뿐만 아니라 단열성에 있어서도 우수한 결과를 나타낼수 있음을 알 수 있었으나, 제6도 내지 제9도에 나타난 바의 비교예 1 내지 4로부터 제조된 시편의 경우 전체적으로 기공크기가 균질하지 못하며 기공사이의 경계면이 파괴된 부분이 많았다.3 to 5 are cross-sectional images of specimens prepared in Examples 1 to 3 of the present invention by electron microscopy. The pores are homogeneous and the pores destroyed by rapid foaming cannot be observed. In addition, it can be seen that excellent results can be obtained in thermal insulation, but in the case of specimens prepared from Comparative Examples 1 to 4 shown in FIGS. 6 to 9, the pore sizes are not homogeneous as a whole, and the interface of the pores is destroyed. There were many parts.

상기 표 에서 비교예 1내지 4와 대비할 때 본 발명의 실시예 1내지 3의 경우 부피비중 및 흡수율에 있어서 상대적으로 우수하지 못한 결과를 나타내고 있는데 이는 비교예의 경우 고온 소성시 점토내에 함유된 유리질 용융액의 발생량의 증가로 인하여 시편 표면에 유리질화가 촉진됨으로서 흡수율이 다소 낮게 나타난 것이며, 또한 소성시 급격한 발포에 의하여 형성된 기공이 파괴되고 그 크기가 불규칙적으로 확대됨으로서 부피비중 역시 다고 낮아진 것으로 판단된다.Compared with Comparative Examples 1 to 4 in the above table, Examples 1 to 3 of the present invention showed relatively poor results in volume specific gravity and water absorption. This is a comparative example of the glassy melt contained in clay during high temperature firing. Due to the increase in the amount of increase in glass nitriding on the surface of the specimen, the absorption rate is slightly lower, and also the volume specific gravity is also lowered as the pores formed by the rapid foaming during firing and the size thereof are irregularly enlarged.

본 발명은 미립질 불순물의 분리나 제거가 곤란한 저품위의 천연점토를 별도의 분리정제과정을 거치지 않은 상태로 경량건축재의 제조시 직접 사용하여 균일한 기공분포를 가지며 높은 압축강도와 우수한 단열성 및 경량성을 나타내는 점토를 이용한 다공성 경량건축재의 제조방법을 제공하는 유용한 발명인 것이다.The present invention has a uniform pore distribution by directly using low-grade natural clay, which is difficult to separate or remove particulate impurities, in the manufacture of lightweight building materials without undergoing separate purification process and has high compressive strength and excellent thermal insulation and light weight. It is a useful invention to provide a method for producing a porous lightweight building material using clay.

Claims (1)

5 내지 20℃/min의 승온속도로 780 내지 820℃까지 승온시켜 10 내지 60분동안 1차소성시킨 점토 70 내지 90중량부와, 장석 5 내지 20중량부와, 알루미나 5 내지 10중량부를 혼합한 후 30 ㎛ 이하로 분쇄한 다음 20 내지 30중량부의 물을 첨가하고 교반하여 적당한 크기로 성형한 후 충분히 건조하고 다시 1200±5℃에서 28내지 32분간 2차소성시킴을 특징으로 하는 점토를 이용한 다공성 건축재의 제조방법.70 to 90 parts by weight of clay, firstly calcined for 10 to 60 minutes, 5 to 20 parts by weight of feldspar, and 5 to 10 parts by weight of alumina were heated to 780 to 820 ° C. at a heating rate of 5 to 20 ° C./min. After pulverizing to 30 ㎛ or less and added to 20 to 30 parts by weight of water and stirred to form a suitable size, then dried sufficiently and then secondly baked at 1200 ± 5 ℃ 28 to 32 minutes, characterized in that porous Method of manufacturing building materials.
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