KR100311720B1 - 화력발전소의 부산물을 이용한 유동성 세라믹몰탈 제조방법 및 유동성 세라믹몰탈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 화력발전소의 부산물을 이용한 유동성 세라믹몰탈 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 산업폐기물인 이수석고를 순수한 무수석고로 만들고, 이 무수석고에 특수 첨가제 및 혼화제, 크랙방지제 등을 혼합하여 유동성 세라믹몰탈을 제조함으로서, 열전달이나 효율면에서 종래 방식보다 향상된 온돌 및 바닥마감용으로 사용할 수 있도록 한 화력발전소의 부산물을 이용한 유동성 세라믹몰탈 제조방법으로, 산업 폐기물인 이수석고를 체취하는 공정(S1)과; 상기 체취된 이수석고를 건조기에 넣어 무수석고를 만드는 공정(S2)과; 상기 무수석고와 첨가물을 혼합기에 넣어 유동성 세라믹몰탈을 만드는 공정(S3)과; 상기 유동성 세라믹몰탈을 혼합기에 넣어 물과 혼합시켜 시공장소에서 타설하는 공정(S4)으로 이루어진다.
Description
본 발명은 화력발전소의 부산물을 이용한 유동성 세라믹몰탈 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 산업폐기물인 이수석고를 순수한 무수석고로 만들고,이 무수석고에 특수 첨가제 및 혼화제, 크랙방지제 등을 혼합하여 유동성 세라믹몰탈을 제조함으로서, 열전달이나 효율면에서 종래 방식보다 향상된 온돌 및 바닥마감용으로 사용할 수 있도록 한 화력발전소의 부산물을 이용한 유동성 세라믹몰탈 제조방법에 관한 것이다.
우리나라의 난방방법은 전통적으로 사용되는 온돌방식으로, 방바닥을 가열하여 따뜻해진 공기는 가볍기 때문에 상승하는 대류현상에 의해 구석구석 골고루 가열하는 매우 진보된 온돌방식이라 할 수 있다.
또한, 최근 들어 모든 건설현장에서 시공의 정밀성과 고품질의 확보가 절실히 요구되고 있으며, 숙련공의 부족과 인건비 상승 등의 심각한 문제점들에 직면하고 있으며, 현재 사용되고 있는 미장몰탈의 균열에 의한 하자 발생으로 보수 및 재시공 등 매우 큰 경제적 손실 뿐만 아니라 소비자의 품질 불만족에 따른 이미지 하락으로 인한 손실 등이 매우 크다고 할 수 있다.
또한, 현재 아파트 및 오피스텔 공사 등이 전국적으로 그 물량이 대단히 많으나 모든 미장 마감층에 균열이 생기고, 평활도의 문제가 발생되고 있어 입주 전에 균열 보수재료에 의해 보수를 실시하고 있으나 완전 보수가 불가능하여 입주 후 많은 세대수에서 하자보수로 인한 손실이 매우 큰 실정이다.
또한, 바닥면이 수평을 이루지 못하여 가구 등의 제품에 뒤틀림 등으로 생활에 불편함을 주었다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 국내, 외에서 셀프레벨링 몰탈(self-leveling mortar)(이하 유동성 몰탈이라 칭함)이 활발하게 연구 중이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 시공현장에서 물만 부어 혼합하여 사용하도록 함으로서, 기존 현장 비빔몰탈에 비하여 품질이 균일하고 특수 첨가제를 사용하여 우수한 물성으로 열효율ㆍ강도ㆍ접착성ㆍ내구성ㆍ평활성 및 경량성 등을 확보할 수 있도록 하는 데에 있다.
또 다른 목적은 시멘트 몰탈에 비하여 들뜸현상 및 갈라짐이 없고 기계화 시공에도 편리하여 인건비 절감, 작업성 환경개선, 공기 단축이 용이함으로 경제적이고도 합리적인 시공을 할 수 있도록 하는 데에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 산업 폐기물인 이수석고를 체취하는 공정과; 상기 체취된 이수석고를 건조기에 넣어 무수석고를 만드는 공정과; 상기 무수석고와 첨가물을 혼합기에 넣어 유동성 세라믹몰탈을 만드는 공정과; 상기 유동성 세라믹몰탈을 혼합기에 넣어 물과 혼합시켜 시공장소에서 타설하는 공정으로 됨을 특징으로 한다.
또한, 산업 폐기물인 이수석고를 건조하여 만들어진 무수석고와, 이 무수석고에 대하여 포트랜드 시멘트 0.5∼10중량％, 배연탈황 석고 25∼60중량％, 골재 20∼50중량％, 보습재 0.1∼5중량％, 소포재 0.1∼2중량％, 보강재 0.1∼1중량％, 유동화재 0.1∼5중량％와, 방부재 0.1∼2중량％를 혼합하여 유동성 세라믹몰탈을 제조함을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명 화력발전소의 부산물을 이용한 유동성 세라믹몰탈 제조공정을 나타낸 블록도,
도 2a는 본 발명 유동성 세라믹몰탈을 콘크리트 바닥면에 시공할 경우를 나타낸 도,
도 2b는 본 발명 유동성 세라믹몰탈을 온돌파이프 위에 시공할 경우를 나타낸 도,
도 2c는 본 발명 유동성 세라믹몰탈을 콘크리트 면에 시공할 경우를 나타낸 도,
도 2d는 본 발명 유동성 세라믹몰탈을 스치로폴면에 시공할 때를 나타낸 도,도 3a는 본 발명의 유동성 세라믹몰탈의 원적외선에서의 방사에너지를 측정한 데이터,도 3b 내지 도 3d는 각각 옥석, 맥반석, 게르마늄석의 원적외선에서의 방사에너지를 측정한 데이터.
이하, 첨부도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 1은 본 발명 화력발전소의 부산물을 이용한 유동성 세라믹몰탈 제조공정을 나타낸 블록도이고, 도 2a는 본 발명 유동성 세라믹몰탈(6)을 콘크리트 바닥면에 시공할 경우를 나타낸 도로써, 산업용일 경우 25㎜ 이상으로 하고, 가정용 경우 15㎜ 이상으로 한 상태를 나타낸 도이며, 또 도 2b는 본 발명 유동성 세라믹몰탈을 온돌파이프 위에 시공할 경우를 나타낸 도로써, 시공 순서는 콘크리트(1), 스티로폴(2), PE - 필름(3), 온돌파이프(4), 최종적으로 유동성 세라믹몰탈(5)을 최소 30㎜ 두께로 시공한다.
도 2c는 본 발명 유동성 세라믹몰탈을 콘크리트 면에 시공할 경우를 나타낸 도로써, 시공 순서는 콘크리트(1), 벽체(6), 보온재(7), 벽체마감재(8), PE-필름(3), 최종적으로 유동성 세라믹몰탈(5)을 타설한다.
도 2d는 본 발명 유동성 세라믹몰탈을 스티로폴 면에 시공할 경우를 나타낸 도이다.도 3a는 본 발명의 유동성 세라믹몰탈의 원적외선에서의 방사에너지를 측정한 데이터이며, 도 3b 내지 도 3d는 각각 옥석, 맥반석, 게르마늄의 원적외선에서의 방사에너지를 측정한 데이터이다.
본 발명은 화력발전소의 부산물을 이용한 유동성 세라믹몰탈 제조방법으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 산업 폐기물인 이수석고를 체취하는 공정(S1)과; 상기 채취된 이수석고를 건조기에 넣어 무수석고를 만드는 공정(S2)과; 상기 무수석고와 첨가물을 혼합기에 넣어 유동성 세라믹몰탈을 만드는 공정(S3)과; 상기 유동성 세라믹몰탈을 혼합기에 넣어 물과 혼합시켜 시공장소에서 타설하는 공정(S4)으로 구성된다.
예를 들면, 화력 발전소의 유연탄에서 배출되는 공해 물질인 SO₂가스와 CaCO₃가 반응하여 Ca2SO42H20가 생산된다(S1). 이때, SO₂는 제거된다.
상기와 같이 생성된 Ca2SO42H20(이하 이수석고라 칭함)를 건조기에 넣어 건조시킴으로서, Ca2SO4(이하 무수석고라 칭함)를 얻는다(S2).
상기 무수석고에 첨가물인 포트랜드 시멘트 0.5∼10중량％, 배연탈황 석고 25∼60중량％, 골재 20∼50중량％, 보습재 0.1∼5중량％, 소포재 0.1∼2중량％, 보강재 0.1∼1중량％, 유동화재 0.1∼5중량％와, 방부재 0.1∼2중량％를 혼합하여 유동성 세라믹몰탈을 제조한다(S3).
상기와 같이 제조된 세라믹몰탈은 다음과 같은 시험성적서를 얻었다.[표 1]
상기 ()는 KS L 1592 기준 값이고, 시험(검사) 방법은 : KS L 1592, KS F 2407, KS L 5104, KS L 9016이다.본 발명의 방법에 의해 제조된 세라믹몰탈과 품질시험기준을 비교하면, 압축강도는 기준값과 비교하여, 2.3배 이상 우수하며, 굴곡강도는 기준값에 비해 3.5배 이상 우수함을 알 수가 있다.또한, 본 발명에 따른 세라믹몰탈의 길이변화율은 품질 기준값보다 작은 0.07%로 거의 변화가 발생하지 않았다. 즉, 종래의 재래식 시멘트몰탈의 경우에는 수축, 팽창에 의해 균열현상이 나타나므로 추가의 하자보수가 필요하게 되나. 본 발명의 세라믹몰탈을 사용함으로써 균열이 발생하지 않으므로 하자보수가 필요가 없게 된다.종래의 재래식 시멘트몰탈과 비교하면 시멘트몰탈의 경우에는 양생시간이 3∼7일 정도로 길지만, 본 발명의 세라믹몰탈은 1일 정도로 양생시간이 짧다.
다음으로 상기 유동성 세라믹몰탈의 원적외선 평가 시험성적서는 다음과 같다.[표 2]
도 3a는 본 발명의 유동성 세라믹몰탈의 원적외선 파장에서의 방사에너지를 측정한 데이터이며, 도 3b 내지 도 3d는 도 3a 데이터의 결과와 비교하기 위하여 원적외선을 다량 방사하는 옥석, 맥반석, 게르마늄석에 대한 원적외선 파장에서의 방사에너지를 측정한 데이터이다.원적외선은 인체의 혈액순환 촉진과, 신진대사 강화, 혈류 장해의 해소 등의 효과가 있는 것으로 알려지고 있어 건강유지 및 질병의 예방을 위한 목적으로 많은 분야에서 활용되고 있다.도 3a의 본 발명에 따른 유동성 세라믹몰탈의 데이터를 도 3b 내지 도 3d와 비교하여 보면, 본 발명에 따른 유동성 세라믹몰탈은 옥석, 맥반석, 게르마늄석과 같은 수준의 방사에너지 및 방사율을 보이고 있음을 확인할 수가 있다.즉, 본 발명에 따른 유동성 세라믹몰탈을 이용한 세라믹구들은 건강친화적인 효과를 갖는다.
상기에서와 같이 제조된 세라믹몰탈을 이용하여 주택 또는 아파트에 구들을 시공하기 전에는 다음과 같이 준비한다.
- 기존 바닥면의 먼저 ㆍ 기름 ㆍ 왁스 등의 오염물질을 제거하고, 요철 부분은 평활하게 마무리하고 깨끗하게 청소한다.
이때, 물청소를 하지 않는다.
- PE -필름을 깔아 수분 및 물이 통과되지 않도록 처리한다.
- PE -필름 위에 온돌파이프를 최대한 수평을 유지하고 움직이지 않도록 설치한다.
- 벽면 하단부에 폭 5㎜ 정도의 신축 테이프를 붙인다.
- 수평기와 먹줄을 이용하여 벽면과 기둥면에 기본 레벨 위치를 표시하고 바닥면에는 2.5㎜ 간격으로 사방에 핀을 설치한다.
또한, 온돌파이프를 설치하지 않을 경우에는 위와 같은 방법과 동일하나 파이프 설치는 하지 않는다.
한편, 상기와 같이 준비된 상태에서 미리 세라믹몰탈과 물을 교반기에 정해진 배합량에 따라 1 ∼ 2분 동안 혼합한다.
상기 혼합비율은 대략 유동성 세라믹몰탈 100㎏에 물 16ℓ정도 또 세라믹몰탈 25㎏에 물 4ℓ정도로 배합한다.
다음 상기와 같이 혼합된 유동성 세라믹몰탈을 전용펌프를 사용하여 타설장소 까지 이송한다.
이때, 좁은 곳 또는 소량을 타설할 때에는 핸드 믹서기로 혼합하여 필요한 곳에 핸드카를 이용하여 이송 타설한다.
타설작업은 안쪽 깊은 곳에서부터 순차적으로 출입구 방향으로 레벨 표시선을 따라 타설한다.
이때, 시공두께가 대략 15㎜일 경우 유동성 세라믹몰탈을 27㎏/㎡ 사용하고, 30㎜일 경우 54㎏/㎡, 40㎜일 경우 72㎏/㎡, 50㎜일 경우 90㎏/㎡ 정도가 사용된다.
타설이 이루어진 곳은 전용 다짐봉을 이용하여 흘러 들어가지 않은 곳, 틈새 부위 등에 밀어 넣으며 밀실하게 다져준다.
양이 많으면 밀어내고 적으면 펌핑하면서 레벨링 작업을 한다.
다음 시공 시점부터 경화 완료시까지 출입을 통제하고 창문 등을 막아주어 통풍에 의한 경화 상태 불량과 급속한 건조에 의한 균열을 방지한다.
타설 24시간 후 다음 공정을 시작할 수가 있다.
이때, 20℃, 60％의 습도를 유지시키는 것이 바람직하다.
또한, 경화전 진동이나 재하를 금지하고 동절기 공사 시 초기 동해를 방지하기 위하여 충분한 보온 시설을 한다.
따라서, 상기와 같이 세라믹몰탈의 유동성 즉 평활성에 의해 주택, 아파트 온돌 시공할 경우, 자동적으로 수평이 맞도록 함으로서, 별도의 쇠흙손 및 마감이 불필요하고, 또 마루 위 온돌시공과 철근 구조물 복도나 내부바닥 등 단열, 방음 등 완전한 레벨 효과를 얻을 수가 있으며, 산업 부산물을 이용함으로서, 대기 환경문제에도 많은 기여를 할 수가 있다.
또한, 표면의 건조, 수축의 극소화할 수가 있으며, 철근의 부식방지 및 타설 후 24시간 내에 보행이 가능하다.
이상과 같이, 본 발명 화력발전소의 부산물을 이용하여 유동성 세라믹몰탈을 제조함으로서, 주택 또는 아파 등의 온돌파이프가 매설된 구들 또는 오피스텔 및 대규모 건축물의 바닥미장은 물론, 목재 위에 박막이나 후막으로 사용함으로서, 다음과 같은 효과를 얻을 수가 있는 것이다.
첫째, 산업폐기물인 이수석고를 이용한 몰탈 개발로 환경보존 예산절감과 화력발전소의 부산물을 이용함에 따른 원가 절감 등에 따른 경제성이 우수하다.
둘째, 자동적으로 수평을 이룸으로서, 양생 후 온돌바닥이 완전 평활하다.
따라서, 별도로 쇠흙손 등을 이용하여 마감할 필요가 없다.
셋째, 넓은 면적도 이음매 없이 시공할 수가 있고 표면이 깨끗하고 부드럽다.
넷째, 시공 24시간 후에 경화되기 때문에, 보행이 가능하다.
다섯째, 이상적인 주거공간을 창출할 수가 있다.
예를 들면,
- 서서히 따뜻해지고 서서히 식음으로서, 옛날구들과 같은 효과를 얻을 수 있다.
- 여름에는 시원하고 겨울에는 따뜻하다.
- 방안 전체가 골고루 따뜻하다.
- 높은 체감온도, 축열효과로 연료비를 절감할 수가 있다.
- 고효율의 원적외선 복사(원적외선 방사율 90％)
- 신진대사 촉진 및 찜질효과가 높아 성인병 예방이 우수하다.
여섯째, 불연성이며 변형이 없어 화재시 피해를 방지할 수가 있다.
일곱 번째, 하절기 양생 시에도 습윤양생이 필요없다.
여덟 번째, 구들 시공시 자갈층이 불필요하며, 건축물의 경량화를 도모할 수가 있다.
아홉 번째, 시멘트 독과 같은 불안감 및 공해를 완전히 해소할 수가 있다.
열 번째, 공장에서 원료의 정확한 계량과 혼합에 의하여, 균일한 품질로 시공할 수 있어 건축물의 품질향상과 품질관리가 용이하다.
열한 번째, 공정의 단순화로 인건비 절감 및 작업장 환경개선을 할 수가 있다.
예를 들면, 현장야적과 운반과정에서 발생되는 재료의 유실방지로 현장의 자재관리가 용이하며 공사원가를 절감할 수가 있다.
열두 번째, 대량생산이 가능하며, 시공의 정밀성과 고품질의 재료를 확보할 수가 있다.
열세 번째, 들뜸현상 및 갈라짐이 없다.
예를 들면, 우수한 충진율, 내구성, 부착ㆍ압축강도, 내마모성 등이 월등함.
Claims (2)
- 산업 폐기물인 이수석고를 체취하는 공정과;상기 체취된 이수석고를 건조기에 넣어 무수석고를 만드는 공정과;상기 무수석고와 첨가물을 혼합기에 넣어 유동성 세라믹몰탈을 만드는 공정과;상기 유동성 세라믹몰탈을 혼합기에 넣어 물과 혼합시켜 시공장소에서 타설하는 공정으로 됨을 특징으로 하는 화력발전소의 부산물을 이용한 유동성 세라믹몰탈 제조방법.
- 산업 폐기물인 이수석고를 건조하여 만들어진 무수석고와, 이 무수석고 1㎥당 포트랜드 시멘트 0.5∼10중량％, 배연탈황 석고 25∼60중량％, 골재 20∼50중량％, 보습재 0.1∼5중량％, 소포재 0.1∼2중량％, 보강재 0.1∼1중량％, 유동화재 0.1∼5중량％와, 방부재 0.1∼2중량％를 혼합하여 된 화력발전소의 부산물을 이용한 유동성 세라믹몰탈.
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