KR100405164B1 - 산업폐기물 및 폴리머를 이용한 상호연결 복층형 고기능포러스 식생블록의 제조방법 - Google Patents

산업폐기물 및 폴리머를 이용한 상호연결 복층형 고기능포러스 식생블록의 제조방법 Download PDF

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KR100405164B1 KR10-2003-0013878A KR20030013878A KR100405164B1 KR 100405164 B1 KR100405164 B1 KR 100405164B1 KR 20030013878 A KR20030013878 A KR 20030013878A KR 100405164 B1 KR100405164 B1 KR 100405164B1
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Abstract

본 발명은 기존의 하천호안이나 댐, 도로사면 등에 적용되는 일반콘크리트 블록의 구조적 기능 및 장점을 유지하면서 다공성의 포러스콘크리트로 블록을 제조·적용하여 식생기반의 확보 및 주변 자연환경과 조화를 이룰 수 있는 산업폐기물 및 폴리머를 이용한 상호연결 복층형 고기능 포러스 식생블록의 제조방법이다.
본 발명의 제조방법은 보통 포틀랜드시멘트, 조강 포틀랜드시멘트, 고로슬래그시멘트 등을 사용하고 굵은 골재는 입도 범위가 5∼10mm, 10∼20mm, 20∼30mm의 부순돌 및 폐콘크리트를 파쇄하여 제조한 재생골재를 사용한다. 또한, 자원의 유효 재활용 및 포러스 식생블록의 강도, 내구성 등의 향상을 위하여 규소합금 제조시나 화력발전소에서 부산되는 실리카흄, 플라이애시를 사용하고, 부착강도, 내충격성, 내화학성등을 향상시키기 위해 아크릴계 폴리머인 PAE(Poly-Acrylic Ester)에멀션이나, SBR(Styrene Butadiene Rubber)등의 폴리머 분산제를 사용하고 혼입률은 시멘트의 중량비로 5∼25% 혼입한다. 포러스 식생블록의 인장강도, 휨강도, 휨인성 등의 확보를 위하여 폴리프로필렌 단섬유(Polypropylene chopped fiber)나 양단후크형 강섬유(End hooked steel fiber)를 사용하고, 혼화제는 시멘트 분산작용에 의해 콘크리트의 워커빌리티를 개선시키는 고성능 AE감수제를 사용하여 공극률이 블록 상부층의 경우 10∼20%, 블록 하부층은 15∼30%인 복층형 블록을 제조하며 블록 내부 및 연결부에 0∼20cm의 식재공을 형성시켜 다양한 식물의 적용이 가능하도록 한다. 여기에, 상부층의 형상을 자연석, 반구형, 마름모 모양 등의 요철을 형성시켜 강우시나 홍수시 복토의 유실 방지 기능을 갖도록 하며, 고인성의 블록 제조를 위하여 블록 하부에 방청처리된 철선 및 철근을 격자모양으로 보강하고, 블록 상호간에 연결장치를 설치하여 하천 호안이나 댐, 도로사면등에 블록을 설치시 안정성을 향상시키는 것을 특징으로 한다.

Description

산업폐기물 및 폴리머를 이용한 상호연결 복층형 고기능 포러스 식생블록의 제조방법 {Manufacturing Methods of Mutual joined Double Layer Type High Performance Porous Planting Block Utilizing Industry Wastes and Polymer}
본 발명은 하천호안이나 댐, 도로사면 등에 적용되는 포러스 식생 블록에 관한 것으로 대부분 매립되고 있는 산업폐기물인 폐콘크리트와 실리카흄, 플라이애시 등의 산업부산물을 사용하여 자원의 재활용을 통한 환경보전 효과가 있으며, 고인성·고내구성의 블록제조를 위해 폴리머 분산제 및 보강용 섬유를 사용한다. 또한 블록 제조시 내부 및 연결부에 식재공의 형성과 블록 상하부층의 공극률을 목적에 따라 차별화 하고 블록 상부층에 각종 요철을 형성시켜 다양한 식물의 적용 및 복토의 유실방지 기능을 갖도록 하며, 블록 상호간에 연결할 수 있는 연결고리, 연결핀, 연결장치를 설치하여 하천호안이나 댐, 도로사면 등의 안정성을 향상시키는 산업폐기물 및 폴리머를 이용한 상호연결 복층형 고기능 포러스 식생블록의 제조에 관한 것이다.
최근 지구의 온난화·사막화라고하는 지구규모의 환경문제에 대한 인식이 높아지고 있는 가운데 도시개발에 대하여 경관과 환경중시의 지향이 강하게 이루어지고 있다. 이와 같은 움직임 가운데, 환경보존과 경관 향상을 전제로 한 도시·지구개발이 진행되고 있으며, 자연환경과 콘크리트 구조물과의 조화가 요구되고 있다. 기존의 하천호안이나 댐, 도로사면등에 적용되는 블록은 구조적 기능성만을 중요시하여 대부분 일반콘크리트로 이루어져 있다. 하지만 이러한 일반콘크리트로 제조된 블록은 주변환경과 조화를 이루지 못하고 주변 생태계의 파괴 및 단절을 초래하고 있다. 따라서 기존 일반콘크리트 블록의 구조적 기능을 만족시키면서 주변 자연환경과 조화 및 공존할 수 있는 환경친화적인 블록의 제조기술 및 제품개발이 절실한 실정이다.
본 발명은 하천호안이나 댐, 도로사면 등에 적용되는 콘크리트 블록을 다공성의 포러스콘크리트로 제조하여 식물이 생육할 수 있는 기반을 제공하고, 폐콘크리트로부터 제조된 재생골재와 산업부산물인 실리카흄, 플라이애시 등의 산업폐기물을 사용함으로써 자원의 재활용 및 환경보전 효과가 있으며, 양단 후크형 강섬유, 폴리프로필렌 단섬유 등의 보강용 섬유와 폴리머 분산제를 사용하여 고인성·고내구성의 포러스 식생블록을 제조하고, 블록 내부 및 연결부에 식재공의 형성, 블록 상하부 공극률의 차별화 및 블록 상부층에 각종 요철을 형성시켜 다양한 식물의 적용 및 복토의 유실방지 효과가 있으며, 블록 상호간에 연결할 수 있는 연결장치 및 연결고리를 설치하여 보다 안정한 하천호안이나 댐, 도로사면 등을 이루게 하는 산업폐기물 및 폴리머를 이용한 상호연결 복층형 고기능 포러스 식생블록의 제조를 목적으로 한것이다.
도 1은 산업폐기물 및 폴리머를 이용한 상호연결 복층형 고기능 포러스 식생블 록의 제조순서도
도 2는 본 발명에 의해 제조된 식생블록 Type-A의 평면도
도 3은 본 발명에 의해 제조된 식생블록 Type-A의 측면도
도 4는 본 발명에 의해 제조된 식생블록 Type-A의 철선 및 철근 보강도
도 5는 본 발명에 의해 제조된 식생블록 Type-B의 평면도
도 6은 본 발명에 의해 제조된 식생블록 Type-B의 측면도
도 7은 본 발명에 의해 제조된 식생블록 Type-B의 철선 및 철근 보강도
도 8은 본 발명에 의해 제조된 식생블록 Type-C의 사시도
도 9는 본 발명에 의해 제조된 식생블록 Type-C의 평면도
도 10은 본 발명에 의해 제조된 식생블록 Type-C의 측면도
도 11은 본 발명에 의해 제조된 식생블록 Type-C의 철선 및 철근 보강도
도 12는 본 발명에 의해 제조된 식생블록 Type-D의 사시도
도 13은 본 발명에 의해 제조된 식생블록 Type-D의 평면도
도 14는 본 발명에 의해 제조된 식생블록 Type-D의 측면도
도 15는 본 발명에 의해 제조된 식생블록 Type-D의 철선 및 철근 보강도
도 16 a, b는 본 발명에 의해 제조된 받침블록 Type-A, Type-B의 평면도, 측면도
도 17 a, b는 본 발명에 의해 제조된 블록의 상호 연결부
도 18은 본 발명에 의해 제조된 블록의 배치도
본 발명의 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 재료를 사용한다.
본 발명에 사용된 시멘트는 비중 3.10∼3.18, 분말도 3,200∼3,400cm2/g의 보통 포틀랜드 시멘트, 비중 3.10∼3.15, 분말도 4,000∼4,500cm2/g의 조강 포틀랜드 시멘트, 비중 3.00∼3.12, 고로슬래그 함량이 20∼40%, 분말도 4,000∼4,200 cm2/g의 고로슬래그 시멘트를 사용한다. 골재는 입도 범위 5∼10mm, 10∼20mm, 20∼ 30mm의 부순돌 및 폐콘크리트를 파쇄하여 제조한 재생골재를 사용하고, 부순돌은 비중 2.5∼2.7, 단위용적중량 1,470∼1,520kg/m3, 실적률 52∼57%의 것을 사용하며 재생골재는 비중 2.20~2.50, 단위용적중량 1,280~1,370㎏/m3, 실적률 50~56%의 것을 부순돌 대체비(용적비)로 0∼100Vol.% 혼입하여 사용한다. 산업부산물은 실리카흄, 플라이애시 등을 사용하며 실리카흄은 조기강도 발현, 수밀성, 내구성, 재료분리 저항성등의 증진을 위하여 비중 2.1∼2.2, 단위용적중량 250∼300kgf/m3, 분말도 150,000∼250,000cm2/g, SiO2함량이 90% 이상의 것을 시멘트 대체비(중량비)로 5∼20% 혼입하여 사용하거나, 압축, 인장강도, 휨강도 및 황산염에 대한 저항성 증진과 수화열 감소효과에 의한 균열의 억제를 위하여 비중 1.9∼2.3, 분말도 3,000∼ 3,500cm2/g, SiO2함량이 61∼67%의 플라이애시를 시멘트 대체비(중량비)로 10∼30% 사용한다. 포러스 식생블록의 부착력, 내충격성, 내화학성 등의 증진을 위하여 비중 1.04∼1.08, 점도 40∼60mPa·s의 아크릴계 폴리머인 PAE(Poly-Acrylic Ester)에멀션이나 비중 1.0∼1.05, 점도 60∼70mPa·s의 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 등의 폴리머 분산제를 시멘트 중량비로 5∼25% 혼입하여 사용하며, 인장강도, 휨강도, 휨인성 등의 확보를 위하여 비중 7.5∼8.0, 인장강도 10,000 ∼11,000kgf/cm2, 길이 3∼40mm의 양단 후크형 강섬유(End hooked steel fiber)나 비중 0.90∼0.95, 인장강도 2,500∼2,700kgf/cm2, 길이 3∼50mm의 폴리프로필렌 단섬유(Polypropylene chopped fiber)를 사용하고 혼입률은 굵은골재 대체비(용적비)로 강섬유는 0.3∼ 0.6 Vol.%, 폴리프로필렌 단섬유는 0.1∼0.5 Vol.% 혼입하여 사용한다.
본 발명의 배합은 포러스 식생블록의 식생기반인 연속공극을 형성시키기 위하여 물결합재비를 20∼35%, 페이스트 골재비를 30∼40%로 하고 이에 산업부산물인 실리카흄, 플라이애시, 아크릴계 폴리머인 PAE(Poly-Acrylic Ester)에멀션이나 SBR (Styrene Butadiene Rubber)등의 폴리머 분산제, 보강용 섬유인 폴리프로필렌 단섬유, 강섬유를 혼입하며, 고성능 감수제는 일정한 워커빌러티를 유지할 수 있도록 시멘트 페이스트의 플로우 시험을 통하여 산정하며 시멘트 중량비로 0.5∼2.0% 혼입하여 배합을 실시한다. 혼합방법은 시멘트, 골재, 산업부산물인 실리카흄이나 플라이애시, 폴리머, 보강용 섬유 등을 강제식 믹서 또는 옴니 믹서에 투입하고 1∼2분 동안 건비빔을 실시한 후 고성능 AE 감수제를 물에 희석하여 믹서에 투입하고 다시 2∼3분 동안 혼합하는 분할투입방법을 사용한다. 양생은 48시간 후 탈형하여20±3℃의 수중에서 목표재령까지 수중양생을 실시한다.
본 발명에 의해 제조된 포러스 식생블록의 구성을 이하에 상세히 설명한다.도2, 도3 및 도4는 본 발명에 따른 식생블록 Type-A의 평면도, 측면도 및 철선·철근 보강도이다. 도2와 도3에 도시된 바와 같이 블록 구성을 상부층(20)과 하부층(10)으로 나누어 구성한 복층형 식생블록으로서, 상부층(20)은 공극률 10~20%, 하부층(10) 15~30%로 하여 다양한 초본류의 식생을 가능하도록 하였으며, 하부에는 0~20㎝의 식재공(30)을 내부 및 경계부위에 형성시켜 충분한 목분류의 식재도 가능하도록 하였다. 또한 블록 상부층(20)에 자연석 모양의 요철을 형성시켜 블록 설치시 주변 자연화경과의 조화가 뛰어나고, 강우시나 홍수시 복토의 유실을 방지할 수 있도록 하였으며, 블록 하부층(10)에 블록간에 연결할 수 있는 연결고리를 설치하여 블록설치시 블록이 상호 일체화되어 안정성을 확보할 수 있다. 도4는 식생블록 Type-A의 철선 및 철근보강도로서, 도시한 바와 같이 하부층(10)의 높이 1/3 ~ 1/2 지점에 방청처리된 지름 3~13㎜의 철선 또는 철근(60)을 대각선 및 가로·세로방향으로 배근하여 블록의 구조적 안정성을 확보하였다.도5, 도6 및 도7은 본 발명에 따른 식생블록 Type-B의 평면도, 측면도 및 철선·철근 보강도이다. 도5와 도6에 도시한 바와 같이 복층형 식생블록으로서 상부층(20)과 하부층(10)의 공극률을 차별화하여 다양한 초본류의 식생이 가능하도록 하였으며, 블록 상부에는 공극률이 10~20%인 포러스 콘크리트로 구성된 반구형 요철을 5개 형성시켜 복토의 유실방지 기능이 우수하고 블록 설치시 미적 경관이 수려하도록 하였으며, 하부층(10)에는 공극률이 15~30%인 포러스 콘크리트로 구성된 슬래브 구조의 블록으로서 블록의 경계부에 사다리꼴 모양의 식재공(30)을 형성시켜 목본류의 식재도 가능하도록 하였다. 또한 블록 상호간에 연결할 수 있는 연결고리(40)를 설치하여 블록 설치시 블록의 개별이탈 방지효과가 있다. 도7은 식생블록 Type-B의 철선 및 철근 보강도로서 블록 하부층의 높이 1/3 ~ 1/2 지점에 방청처리된 지름 3~13㎜의 철선 및 철근을 격자모양으로 보강하여 우수한 내충격 저항성 및 구조적 안정성을 확보하였다.도8, 도9, 도10 및 도11은 본 발명에 따른 식생블록 Type-C의 사시도, 평면도, 측면도 및 철선·철근 보강도이다. 도8, 도9, 도10에 도시한 바와 같이 블록의 구성을 상부층과 하부층으로 나누어 구성한 복층형 블록으로서, 상부층(20)에 복토의 유실방지 턱을 설치하여 강우시나 홍수시 복토의 유실을 방지할 수 있도록 하였으며, 하부층은 공극률이 15~30%인 포러스 콘크리트로 제조하여 초본류의 식생이 가능하고 내부에 원형 및 사각형 모양의 식재공(30)을 4개 형성시켜 목본류의 인공적인 식재도 가능하도록 하였으며, 블록 설치시 사면의 안정성 확보를 위하여 블록 상호간에 연결할 수 있는 연결고리(40)를 설치하였다. 도11은 식생블록 Type-C의 철선 및 철근 보강도로서 고인성의 블록 제조를 위하여 하부층(10)의 높이 1/3 ~ 1/2 지점에 방청처리된 지름 3~13㎜의 철선 및 철근을 가로 및 세로 방향으로 각각 3개씩 보강하여 우수한 구조적 안정성을 확보하였다.도12, 도13, 도14 및 도15는 본 발명에 따른 식생블록 Type-D의 사시도, 평면도, 측면도 및 철선·철근 보강도이다. 도12, 도13, 도14에 도시한 바와 같이 상부층(20)은 마름모 모양의 요철 형상이며, 하부층(10)은 사각형의 슬래브 구조의 블록이 합성된 형태의 복층형 블록으로서, 상부층(20)의 공극률을 10~20%, 하부층(10)은 15~30%로 차별화하여 다양한 초본류의 식생이 가능하도록 하였으며, 상부층에 마름모꼴의 요철을 형성시켜 강우시 복토의 유실방지 기능이 우수하며, 또한 블록간에 연결할 수 있는 연결핀(50)을 설치하여 블록을 하천호안이나 도로사면에 설치시 안정성이 뛰어나도록 하였다. 도15는 식생블록 Type-D의 철선 및 철근 보강도로서 블록 각각의 구조적 안정성을 향상시키기 위하여 방청처리된 지름 3~13㎜의 철선 및 철근을 격자형태로 배근하였다.도16a와 도16b는 본 발명에 따른 식생블록의 받침블록으로서 압축강도 240kgf/㎠ 이상의 일반 콘크리트로 제작하며, 식생블록을 하천호안이나 댐, 도로사면 등에 설치시 맨 하단에 받침블록을 설치한 후 이 위에 식생블록을 설치하여 빠른 유속의 흐름이나 도로의 통행차량과의 충돌로 식생블록이 직접적으로 파손되는 것을 방지할 수 있도록 하였으며, 받침블록 및 식생블록 간에 연결할 수 있는 연결고리(40)를 설치하여 블록이 상호일체가 되어 구조적 안정성을 확보할 수 있다.도17a와 도17b는 본 발명의 식생블록에 설치된 각각의 연결고리를 연결할 수 있는 연결장치의 상세도로서 도시된 바와 같이 지름이 3~8㎝의 원형 철재 연결장치에 1개 내지 2개의 고정너트(90)를 설치하여 손쉽게 식생블록의 연결고리와 연결할 수 있어 식생블록의 개별이탈을 방지할 수 있다.
본 발명에의해 제조된 포러스 식생블록의 품질평가 및 식생능력을 검증하기 위하여 다음과 같은 실험을 실시한다. 블록의 식생능력에 가장 큰 영향을 미치는 공극률을 측정하기 위하여 ø15×30cm의 원주형 공시체를 제작하여 공시체의 측면과 바닥면을 완전히 밀봉하고 상부에서 물을 주입하여 공시체를 완전히 포수시킨 중량과 원주형 공시체를 공기중에서 1일간 건조시킨 후의 중량을 측정하여 그 차이를 공시체의 용적으로 나누어 공극률을 측정하고, 식물의 성장에 적합한 알칼리 용출량을 나타내는지 측정하기 위하여 ø10×20cm의 원주형 공시체를 제작하여 소정의 재령까지 수중양생을 실시한 후 공시체 상부에 30㎖의 증류수를 살포하여 하부에 흘러나온 증류수의 pH를 KS M 0011『수용액의 pH 측정 방법』에 준하여 측정한다. 식생블록의 강도특성을 측정하기 위하여 ø10×20cm의 원주형 공시체를 제작하여 재령 28일에서 KS F 2405 『콘크리트의 압축강도 시험방법』에 준하여 일본 M사 제품의 용량 100tonf의 유압식 만능시험기를 사용하여 압축강도를 측정한다. 휨강도는 15×15×55cm의 보 공시체를 제조하여 재령 28일에서 KCI-SF-104『섬유보강 콘크리트의 휨강도 및 휨인성 시험방법』에 준하여 측정한다. 내화학성을 평가하기 위하여 ø10×20cm의 원주형 공시체를 제작하여 재령 6개월까지 1%의 황산(H2SO4)용액에 침지시켜 재령별에 따른 중량변화율을 측정하여 평가하며, 내충격성을 평가하기 위해서는 50×50×10cm의 패널 공시체를 제작하여 재령 28일에서 3kg의 강구를 낙하시켜 공시체의 파괴시 낙하회수를 측정하여 평가한다. 또한 포러스 식생블록의 식생능력을 평가하기 위하여 50×50×10cm의 패널 공시체를 제작하여 보수재, 비료성분 및 배양토 등을 혼합한 슬러지 상태의 충진재를 진동기를 이용하여 내부공극에 충진하여 1일간 건조시킨 후 배양토와 피트머스를 혼합한 복토를 제조하여 블록에 객토를 실시하고 이에 발아율을 높이기 위하여 씨앗을 수중에 1일간 침지후 파종하여 7, 15, 30, 60, 90, 180일에서의 식물의 초장을 측정하여 식생능력을 측정한다. 식생능력을 평가하기 위하여 사용된 씨앗은 초본류인 페레니얼 라이그라스(Perenial ryegrass)와 목본류인 낭아초를 사용하였다.
다음 표 3 은 표 1의 배합 실시예에 대한 포러스 식생블록의 품질특성을 평가한 것이다.
다음 표 4 은 표 2의 배합 실시예에 대한 포러스 식생블록의 품질특성을 평가한 것이다.
실시예에 대한 품질특성을 평가한 결과 공극률의 경우 골재의 종류에 관계없이 산업부산물인 실리카흄과 플라이애시의 혼입률이 증가함에 따라 공극률은 감소하는 경향을 나타내었으며 이러한 원인은 실리카흄과 플라이애시의 혼입률이 증가함에 따라 시멘트와의 비중차이에 의한 시멘트 페이스트량의 증가에 기인하는 것으로 판단된다. 알칼리 용출량의 경우 골재 종류에 따른 차이는 미비하였으나 산업부산물인 실리카흄과 플라이애시의 혼입률이 증가함에 따라 알칼리 용출량이 감소하는 경향을 나타냈으며, 실리카흄을 혼입한 경우 혼입률이 증가함에 따라 혼입하지 않은 경우에 비하여 4.6∼17.5%, 플라이애시를 혼입한 경우에는 8.3∼23.0%의 알칼리 용출량이 감소하였다. 이러한 경향은 산업부산물인 실리카흄, 플라이애시와 시멘트의 수산화칼슘 (Ca(OH)2)간에 포졸란 반응을 일으켜 규산칼슘 수화물(CSH gel)이 생성되어 유리석회의 용출을 억제시켜 알칼리 용출량이 감소한 것으로 판단된다. 이와 같이 실리카흄과 플라이애시 등의 산업부산물을 혼입함으로서 식물의 성장조건에 적합한 알칼리 용출량을 나타냄을 알 수가 있다. 압축강도는 산업부산물인 실리카흄과 플라이애시의 혼입률이 증가할수록 압축강도는 증가하는 경향을 나타내었으며 특히 실리카흄의 경우 혼입하지 않은 경우에 비하여 9.0∼24.0%의 강도증진을 나타내었다. 이는 분말도가 큰 실리카흄을 혼입함에 따라 미세충진 효과와 포졸란 반응으로 시멘트 페이스트의 부착력이 증진되어 강도가 증진된 것으로 판단되며, 골재 종류, 섬유의 혼입률에 따른 압축강도의 차이는 미비한 것으로 나타났다. 휨강도는 섬유 및 폴리머 분산제를 혼입한 경우가 혼입하지 않은 경우에 비하여 우수한 강도특성을 나타냈으며 SBR(Styrene Butadiene Rubber)과 강섬유를 혼입한 경우에는 29.3∼34.2 kgf/cm2의 휨강도를 나타내었다. 이와 같은 원인은 섬유를혼입함에 따라 섬유의 앵커 작용에 의해 섬유와 콘크리트 사이의 부착력이 증대되어 휨거동시 균열에 대한 저항능력이 증대되고 폴리머 분산제의 혼입에 따른 시멘트 페이스트의 점성이 증대되어 휨강도가 증진되는 것으로 판단된다. 내화학성은 골재 종류에 관계없이 산업부산물인 실리카흄과 플라이애시의 혼입률이 증가함에 따라 양호한 품질특성을 나타내었으며, 이러한 경향은 산업부산물인 실리카흄, 플라이애시와 시멘트 사이의 포졸란 반응으로 시멘트 중의 알루민산 3칼슘(C3A) 및 수산화칼슘 (Ca(OH)2)량이 감소하여 황산염과의 반응으로 생기는 에트링가이트 (Ettringite)의 생성량이 감소됨으로써 에트링가이트(Ettringite) 생성시에 발생되는 팽창압이 완화되어 황산염에 대한 부식성이 감소되기 때문으로 판단된다. 내충격성의 경우에는 섬유 및 폴리머 분산제를 혼입함으로써 시멘트 페이스트와 골재간의 부착력 증대 및 산업부산물인 실리카흄, 플라이애시의 혼입에 따른 포졸란 반응으로 Micro filler효과에 의한 내부 매트릭스 구조의 치밀화로 인하여 내충격성이 우수하게 나타난 것으로 판단된다.
다음 표 5는 배합 실시예에 대한 포러스 식생블록의 식생능력을 평가한 것이다.
포러스 식생블록의 식생능력을 평가하기 위하여 식생블록의 내부 공극에 보수재, 비료성분 및 배양토 등을 혼합하여 충진시키고 블록 상부에 배양토와 피트머스를 혼합한 복토를 실시하여 초본류인 페레니얼 라이그라스(Perenial ryegrass)와 목본류인 낭아초를 파종하여 재령별에 따른 생육상태를 관찰하여 초장의 길이를 측정하였다. 재령이 경과할수록 초장의 길이는 증가하였으며 초본류인 페레니얼 라이그라스(Perenial ryegrass)의 경우 재령 180일에서 45.0∼47.2cm, 목본류인 낭아초의 경우 17.6∼22.4cm의 초장을 나타내 양호한 성장 상태를 확인할 수 있었다. 따라서 본 발명에 의한 블록을 하천호안이나 댐, 도로사면등에 적용할 경우 초본류뿐 아니라 목본류도 적용 가능하여 보다 다양한 식물의 적용을 통한 주변 자연생태계와의 조화 및 보호 효과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 산업폐기물 및 폴리머를 이용한 상호연결 복층형 고기능 포러스 식생블록을 제조하여 하천호안이나 댐, 도로사면등에 적용함으로써 보다 안정된 사면구조물을 구축할 수 있으며 다양한 식물의 식재를 가능하게 하여 주변 자연 생태계와의 조화 및 활성화를 꾀하고, 재생골재 및 산업부산물을 재활용함으로써 폐기물의 유효활용을 통한 자원절약 및 환경오염 방지 효과가 있는 것이다.

Claims (6)

  1. 산업폐기물 및 폴리머를 이용한 상호연결 복층형 고기능 포러스 식생블록의 제조시 산업폐기물인 비중 1.9~2.3, SiO2함량이 63~66%, Al2O3함량이 24~26%, 분말도가 3,000~3,500㎠/g 인 플라이애시를 시멘트 대체비(중량비)로 10~30% 혼입하거나, 비중 2.1~2.2, SiO2함량이 90~92%, C 함량이 1.5~2.5%, 분말도가 150,000~250,000㎠/g 인 실리카흄을 시멘트 대체비(중량비)로 5~20% 사용하고, 폴리머 분산제 또는 에폭시 수지를 시멘트 중량비로 5~25% 혼입하며, 시멘트는 비중 3.10~3.18의 보통 포틀랜드시멘트나 비중 3.10~3.15의 조강 포틀랜드시멘트 또는 비중 3.00∼3.12의 고로슬래그 시멘트를 사용하고 골재는 입도범위 5~10㎜, 10~20㎜, 20~30㎜, 비중 2.5~2.7의 부순돌 또는 비중 2.20~2.50의 폐콘크리트 재생골재를 부순돌 대체비(용적비)로 0~100% 혼입하여 사용하며, 시멘트 페이스트의 일정한 워커빌리티를 확보하기 위하여 고성능 AE감수제를 시멘트 중량비로 0.5~2.0% 혼입하고 물결합재비를 20~35%, 페이스트 골재비를 30~40%로 하여 공극률이 상부층은 10~20%, 하부층은 15~30%로 제조하여 상부층(20)과 하부층(10)의 공극률을 차별화시켜 다양한 식물의 식생기능 및 생식공간(Habit) 기능을 보유하는 것을 특징으로 하는 복층형 포러스 식생블록의 제조방법
  2. 1항에 있어서
    포러스 식생블록의 제조시 부착력, 내충격성, 내화학성 등의 확보를 위하여 아크릴계 폴리머인 비중 1.04∼1.08, 점도 40∼60mP·s의 PAE(Poly-Acrylic Ester)에멀션 또는 비중 1.0∼1.05, 점도 60∼70mP·s인 SBR(Styrene Butadiene Rubber)등의 폴리머 분산제를 시멘트 중량비로 5∼25% 혼입하는 것을 특징으로 하는 제조방법
  3. 제 1항에 있어서
    포러스 식생블록의 제조시 인장강도, 휨강도, 휨인성, 충격강도 및 균열억제 기능의 확보를 위하여 섬유길이 3∼40mm, 비중 7.5∼8.0, 인장강도 10,000 ∼ 11,000kgf/cm2의 양단 후크형 강섬유(End hooked steel fiber)를 골재 대체비(용적비)로 0.3∼0.6Vol.% 혼입하거나 섬유길이 3∼50mm, 비중 0.9∼0.95, 인장강도 2,500∼2,700kgf/cm2의 폴리프로필렌 단섬유(Polypropylene chopped fiber)를 골재 대체비(용적비)로 0.1∼0.5Vol.% 혼입하는 것을 특징으로 하는 제조방법
  4. 제 1항에 있어서
    포러스 식생블록의 제조시 상부층(20)의 형상을 자연석, 반구형, 마름모 형태의 요철 및 유실방지 턱을 형성시켜 강우시나 홍수시 복토의 유실방지와 보수, 보습 및 영양원 공급의 기능을 보유하도록 하며, 하부층(10)에는 내부 및 연결부에 0~20㎝의 식재공(30)을 형성시켜 목본류의 인공적인 식재가 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 포러스 식생블록의 제조방법
  5. 제 1항에 있어서
    포러스 식생블록의 제조시 블록의 구조적 안정성을 향상시키기 위하여 사용용도에 따라 하부층(10)의 높이 1/3 ~ 1/2 지점에 방청처리된 지름 3~13㎜의 철선 또는 철근(60)을 격자모양으로 보강하며 블록설치시 블록의 개별이탈 및 사면의 구조적 안정성을 확보하기 위하여 지름이 5~10㎜의 철선 및 철근으로 제작된 연결고리(40), 핀(50) 및 지름 3~8㎝의 원형 철재 연결장치(80)를 설치하여 블록 상호간에 일체가 되도록 함으로써 하천호안이나 댐, 도로사면 등의 식생기능 및 안정성을 확보하도록 하는 것을 특징으로 하는 포러스 식생블록의 제조방법
  6. 삭제
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