KR100401696B1 - 황토 바이오 보도블럭 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정선된 황토와 모래를 각각 소정의 비율로 혼합한 다음, 천연 오렌지나무 등에서 추출한 자연경화제를 이용해 보도블럭을 제조하여 공원산책로나 도심지의 보행로 및 아파트 단지내의 인도를 포장하는데 사용함으로써, 인체에 유익하고 환경 친화적인 소재의 사용에 따른 폐기물 처리문제를 해결할 수 있는 황토 바이오 보도블럭 및 그 제조방법에 관한 것으로, 이 황토 바이오 보도블럭은 황토 50-60중량%와, 모래 30-40중량%를 함유하고, 자연경화제로는 오렌지나무 수액 8-12중량%를 사용하여 제조한다. 바람직한 것으로, 상기 황토는 55중량%, 모래는 35중량%를 함유하고, 자연경화제로는 오렌지나무 수액 10중량%를 사용하는 것이 좋다.

Description

황토 바이오 보도블럭 제조방법{BIO-YELLOW OCHER BLOCK AND METHOD OF MAKING IT}

본 발명은 황토 바이오 보도블럭 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 정선된 황토와 모래를 각각 소정의 비율로 혼합한 다음, 숯을 첨가하고 천연 오렌지나무 등에서 추출한 자연경화제를 이용해 보도블럭을 제조하여 공원산책로나 도심지의 보행로 및 아파트 단지내의 인도를 포장하는데 사용할 수 있는 황토 바이오 보도블럭 및 그 제조방법에 관한 것이다.

오래 전부터 황토는 가옥의 벽이나, 바닥, 부엌의 아궁이 등을 만드는 건축재료로 널리 사용되었다. 그밖에도, 적벽돌, 토기 및 기와의 요업원료를 비롯하여,형질 개량을 위한 논의 객토용이나, 양어장 바닥, 외양간 바닥 깔개 등으로 사용되어 왔다.

또한, 황토의 효능으로는 원적외선 방출 효과를 들 수 있다. 황토는 유익한 원적외선을 복사하여 인체에 흡수되므로 신진대사 작용이 원활하며 혈액순환이 활발해지므로, 인체의 노화방지 및 신진대사의 촉진, 만성피로 등을 해소할 수 있는 효과가 있다. 특히, 황토에서 자란 인삼, 은행잎은 그 품질이 상당히 우수하며, 김치, 된장, 간장, 등을 황토 표층밑에서 발효시키면, 발효작용이 활발해져 품질이 향상된다.

이러한 많은 이점을 지니고 있음에도 불구하고 아직까지 황토를 상업적으로 대량생산하여 보도블럭 등으로 활용할 수 있는 적합한 기술이 개발되어 있지 않아 용도가 매우 제한적이다. 현재 공원의 산책로나 아파트 단지내의 인도 및 도심지의 보행로와 같은 대부분의 인도에 깔려 있는 보도블럭은 주로 시멘트를 주성분으로 하는 콘크리트로 만들어져 있어, 교체시에 산업 폐기물을 처리하는데 많은 어려움이 따른다. 또한, 콘크리트 보도블럭은 수분흡수력이 낮아 비가오는 날이면 미끄러질 우려가 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 황토를 주성분으로 하며, 여기에, 모래를 소정의 비율로 첨가하여 공원산책로나 도심지의 보행로 및 아파트 단지내의 인도를 포장하는데 사용하는 보도블럭을 제조함으로써, 인체에 유익하고 환경 친화적인 소재의 사용에 따른 폐기물 처리문제를 해결할 수 있는 황토 바이오 보도블럭 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따라 제조된 황토 바이오 보도블럭의 품질 시험과정을 보인 정면도.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

10:보도블럭 20, 30:상부, 하부 가압기

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 황토 바이오 보도블럭은 황토 50-60중량%와, 모래 30-40중량%를 함유하고, 자연경화제로는 오렌지나무 수액 8-12중량%를 사용하여 제조된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 황토 바이오 보도블럭의 제조방법은 분쇄기를 이용하여 황토를 소정 입도 이하로 분쇄하는 제 1단계와. 분쇄된 황토를 충분히 건조시켜 수분을 제거하는 제 2단계와, 수분이 제거된 황토 50-60중량%, 바람직하게는 55중량%와, 모래 30-40중량%, 바람직하게는 35중량%를 혼합하는 제 3단계와, 상기 황토와 모래의 혼합물에 자연 경화제로서 천연 오렌지나무 수액 10중량%를 섞어서 교반하는 제 4단계와, 상기 제 4단계에서 얻어진 결과물을 소망하는 형상으로 성형하는 제 5단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 황토 바이오 보도블럭 및 그 제조방법에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에 바람직한 실시예에 따른 바이오 황토 보드는 황토 50-60중량%와, 모래 30-40중량%를 함유하고 있으며, 이들 물질을 적정 비율로 혼합한 후에 자연경화제로서 8-12중량%의 오렌지나무 수액을 넣고 교반하여 원하는 점도의 보도블럭을 제조한다.

여기에서, 상기 황토의 함량은 55중량%, 모래의 함량은 35중량%가 바람직하며, 자연 경화 및 접착제로 사용하는 천연 오렌지나무 수액은 10중량%를 함유하는것이 바람직하다.

본 발명에서 주성분으로 이용할 수 있는 황토의 주요 화학적 조성을 보면, 실리카(SiO₂) 60-65%, 철분 5-6%, 알루미나(AI₂O₃) 10-13%, 마그네슘과 나트륨 2% 정도, 석회 8%정도로 이루어져 있다. 또한, 주요 광물의 조성을 보면, 석영이 60-70%(최저 40%에서 최고 80%까지 존재), 장석과 운모가 10-20%, 탄산염 광물이 5-35%가 있으며, 그밖에, 지르콘 등의 광물이 함유되어 있다.

황토는 쉽게 부서지지 않는 점력을 지니고 있으므로 물을 가하면 찰흙으로 변하는 성질이 있다. 또한, 철분과 함께 산화작용을 받아 황색, 자색, 적색, 회색 등 다채로운 색깔을 띠기 때문에, 각종 색깔을 갖는 건축용 벽돌로 만들 수 있다. 그밖에도, 황토에는 다양한 광물질과 살아 있는 미생물이 포함되어 유기물을 분해하는 작용이 있으며, 원적외선을 방출하여 피부의 노폐물을 제거하는 등 인체에 유익한 성분을 함유하고 있으므로, 황토를 주성분으로 하는 벽돌로 집을 지을 경우에는 건강상 매우 효과적이다.

건축재료와 요업원료로 사용할 경우에는 황토에 포함된 점토물질의 가소성과 소성고결의 성질을 주로 이용하게 된다. 또한, 황토는 건조시에 점토광물 내의 흡착수 및 층간수가 외부로 빠져나오고 습도가 높을 때에는 광물내에 재흡수되는 특성이 있기 때문에 어느 정도 습도 유지능력을 갖고 있다.

모래는 굵기에 따라 2∼0.2mm 사이의 모래를 조사, 0.2∼0.02mm 사이의 모래를 세사라고 한다. 광물조성에 따라 석영이 많은 석영사, 유색 광물이 많은 흑사, 회록석이 많은 녹사 등으로 나누기도 한다. 특히 강사는 토목ㆍ건축 재료로 중요하며, 콘크리트용 모래로는 석영사가 좋다. 모래는 점토와는 달리 양분을 보유ㆍ공급하지 않는 반면에, 기계적으로 식물을 받치고, 틈새를 제공하여 공기나 물이 잘 통과되도록 한다. 본 발명에서는 강사나 석영사를 사용하는 것이 바람직하다.

다음에는 이러한 성분을 이용하여 본 발명의 황토 바이오 보도블럭을 제조하는 과정을 설명한다. 먼저, 분쇄기를 이용하여 황토를 소정 입도 이하로 분쇄한다. 다음에, 분쇄된 황토를 각각 충분히 건조시켜 수분을 제거한다. 여기에서, 어느 정도의 수분이 함유되어 있는 경우에도 벽돌을 제조하는데에는 별다른 문제는 없으나 정확한 함량으로 혼합하기 위해서는 수분을 충분히 제거하는 것이 바람직하다.

다음에, 수분이 제거된 황토 50-60중량%, 바람직하게는 55중량%에 모래 30-40중량%, 바람직하게는 35중량%를 혼합하여 섞는다. 다음에, 자연 경화제로서, 천연 오렌지나무 수액 10중량%를 넣고 교반기로 교반하여 충분히 섞이도록 한다. 다음에, 얻어진 결과물을 소망하는 보도 블럭의 형상으로 성형하는 것으로 본 발명의 황토 바이오 보도블럭을 완성한다. 본 제품의 특징은 자연흙을 천연경화재로 써서 압축 성형하므로 자연흙의 질감과 성능을 그대로 유지하며 폐기시 분쇄하면 자연흙으로 돌아가는 것이 특징이다.

이렇게 제조된 본 발명의 황토 바이오 보도블럭은 공원산책로나 도심지의 보행로 및 아파트 단지내의 인도를 포장하는데 사용하기에 충분한 물성치를 갖는다. 이하에서는 한국화학 시험연구원에서 품질 시험한 결과를 참고적으로 인용하여 설명한다.

황토와 모래를 주성분으로 하여 성형기로 만든 보도블럭으로서 자전거, 보행자등 보도에 이용되는 황토블럭 중에서, 육안으로 관찰하여 겉모양이 균일하고 비틀림, 균열 또는 흠이 없는 것을 선택하여 시험하였다.

황토블럭의 치수 및 그 허용차는 표 1과 나타내었다.

단위(㎜)

	치 수	허용차	비 고
길 이	224	± 5.0
	190
나 비	111	± 3.0
	94
두 께	60, 70	± 2.5
	60, 70

압축강도

조작 시료는 미리 105∼120℃의 공기중탕에서 건조하고, 24시간 후에 꺼내어 실온까지 방치하여 냉각한다. 블록의 224×111㎜ 또는 190×94㎜의 면을 가압면으로 하고, 미리 시료마다 개구부를 포함하는 가압면적 A(㎠)를 구한다. 가압면에는 필요에 따라서 종이 조각 등을 끼워 균일하게 가압한다. 가압속도는 매초 5∼10kgf/㎠ [49∼98.1N/㎠]로 하여, 시료가 파괴되었을 때의 최대 하중 W(kgf[N])를 측정한다. 도 1에는 시험장비가 도시되어 있다. 보도블럭(10)의 하부와 상부에는 각각, 가압편(22), (32)이 구비된 상부 가압기(20)와 하부 가압기(30)를 대고 균일하게 가압하여 시험하였다.

압축강도는 다음의 수하식 1에 따라 계산하고 KS A 0021에 따라 정수자리로 끝맺음하였다.

여기에서, C는 압축강도(kgf/㎠[N/㎠]), A는 개구부를 포함하는 가압 면적(㎠), W는 최대하중(kgf[N])이다.

황토 보도블럭의 압축강도는 시료 5개의 계산값의 평균값을 정수자리로 끝맺음하였으며, 결과는 표 1에 나타내었다.

흡수율

시료를 105∼120℃의 공기중탕 속에서 24시간 건조하여 실온까지 방치하여 냉각한 후 칭량하고, 이것을 건조 무게 m₁(g)로 한다.

이 시료를 즉시 끓는 물속에 담가 3시간 끓인 후, 실온까지 방치하여 냉각한다. 방랭은 물을 가하여 해도 좋다. 또는 24시간 흡수에 따라 흡수율을 구하는 경우에는 건조시료를 즉시 20 ± 5℃의 물속에 24시간 정치한다. 시료 상부와 수면 사이의 거리는 50∼60㎜로 한다.

이것을 물속에서 꺼내어 재빨리 젖은 헝겊으로 표면의 수분을 닦고, 즉시 무게를 달아서 이것을 수분을 포함한 무게 m₂(g)로 한다.

흡수율은 다음에 수학식 2따라 계산하고, KS A 0021(수치의 맺음법)에 따라 소수점이하 첫째 자리에서 끝맺음한다.

여기에서, a = 흡수율(%), m₁= 건조 무게(g), m₂= 수분을 포함한 무게(g)

벽돌의 흡수율은 시료 5개의 계산값의 평균값을 첫째자리에서 끝맺음한다.

휨강도(24시간 침수)

휨강도 시험은 시료를 24시간 물속에 담근후 꺼낸 즉시 시험한다. 시료를 그림과 같이 놓고, 지점간 거리를 140㎜로 취하여 지점간의 중앙에 하중을 가하여 시험하여, 시험기에 나타난 최대 파괴하중 P를 구하여 수학식 3에 따라 휨 강도를 계산한다.

여기에서, P는 시험기가 나타낸 최대 파괴하중(㎏), I는 지정간 거리(㎝), b는 지정간에 직각 방향의 평균 나비(㎝), d는 블록의 평균 두께(㎝)이다.

이때, 시료의 가압면 및 지지면에 고무판 또는 이와 유사하 것을 끼워도 지장은 없다.

휨강도(동결융해 후)

동결융해 조건은 -20℃(3시간), +50℃(3시간), 물속침지(18시간)를 1cycle로 하여 7cycle 반복한 뒤 5.3 시험방법에 따라 실행하였으며, 결과값은 다음의 표 1에 나타내었다.

시험항목	단위	결과값
압축강도	kgf/㎠[N/㎟]	160[15.7] 이상
흡수율	3시간	%	18 이하
	24시간
휨강도	24시간 침수	kgf/㎠[N/㎟]	20[2.0] 이상
	동결융해후		18[1.8] 이상

이상으로 설명한 본 발명의 황토 보드는 주성분으로 황토를 함유하므로 공원산책로나 도심지의 보행로 및 아파트 단지내의 인도를 포장하는데 사용함으로써, 인체에 유익하고 환경 친화적인 소재의 사용에 따른 폐기물 처리문제를 해결할 수 있다. 또한, 어느 정도의 수분흡수력을 지니므로, 비오는 날에 보도 표면의 물을 흡수하여 미끄러지지 않도록 하는 효과가 있다.

더구나, 폐기시에는 자연 흙으로 돌어가므로 자연환경에 유익하다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 삭제
3. 분쇄기를 이용하여 황토를 소정 입도 이하로 분쇄하는 제 1단계와.

   분쇄된 황토를 충분히 건조시켜 수분을 제거하는 제 2단계와,

   수분이 제거된 황토 50-60중량%와, 모래 30-40중량%를 혼합하는 제 3단계와,

   상기 황토와 모래의 혼합물에 자연 경화제로서 천연 오렌지나무 수액 10중량%를 섞어서 교반하는 제 4단계와,

   상기 제 4단계에서 얻어진 결과물을 소망하는 형상으로 성형하는 제 5단계를 특징으로 하는 황토 바이오 보도블럭의 제조방법.