KR100416960B1 - 고로슬래그를 이용한 식생콘크리트 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도로 공사시 형성되는 절개면에 토사의 흘러내림을 방지하기 위하여 타설되는 콘크리트 조성물과 호안공사시 사용되는 호안블록의 콘크리트 조성물 등으로서 그 표면에 식물의 씨앗이 용이하게 착근을 할수 있도록 하는 다공성의 식생콘크리트 조성물에 관한 것으로, 시멘트와 골재와 물을 함유하는 식생콘크리트 조성물에 있어서, 식생콘크리트 1㎥당 시멘트를 60㎏∼130㎏, 분말도가 4000㎠/g 이상인 고로슬래그 130㎏∼200㎏, 평균입경이 5㎜ 내지 25㎜인 굵은골재 1500㎏ 내지 1950㎏의 비율로 혼합되고, 결합제(시멘트+고로슬래그) 1중량부당 물 0.25∼0.35중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 식생콘크리트 조성물을 제공한다.

Description

고로슬래그를 이용한 식생콘크리트 조성물{A concrete composition for plant growing using slag}
본 발명은 식생콘크리트 조성물에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 도로 공사시 형성되는 절개면에 토사의 흘러내림을 방지하기 위하여 타설되는 콘크리트 조성물과 호안공사시 사용되는 호안블록의 콘크리트 조성물 등으로서 그 표면에 식물의 씨앗이 용이하게 착근을 할수 있도록 하는 다공성의 식생콘크리트 조성물에 관한 것이다.
식생콘크리트는 단순히 다공성에 의한 배수만으로 그 임무를 다하는 것이 아니라, 타설된 콘크리트의 하부에 존재하는 토양으로 부터 수분을 공급 받아 식생콘크리트의 표면에 적정한 수분을 공급하여야 하는 기능을 갖추어야 되므로 현재까지는 공극형성에 관한 연구가 주류를 이루었으며, 그 연구결과로 인하여 적정의 수분을 공급하여 주기 위한 식생콘크리트의 골재의 종류와 시멘트에 관한 배합비율등은 거의 완성단계에 있으며, 이를 보다 용이하게 설치하기 위한 구조물의 연구에 있어서도 한계에 도달해 있는 실정이다.
예를들어 실용신안등록 제20-185860호에서는 공극율 25%이상을 가지며, 식재공을 형성시킨 블럭에 대하여 공개하고 있으며, 공개특허공보 특2000-53761호에서는 콘크리트의 조성물로서 시멘트 100중량부에 대하여 염분을 함유하지 않는 물 45∼55중량부, 깬모래 또는 조립모래 200∼250중량부 및 기포제로서 알루미늄분말 0.3∼1중량부로 구성되는 조성물을 공개하고 있다.
상기와 같은 식생콘크리트에서 결합제로 사용되는 시멘트는 일반적으로 사용되는 보통 포틀랜드 시멘트로서, 시멘트에 함유되어 있는 산화칼슘(CaO)이 물(H2O)과 반응하여 수산화칼슘(Ca(OH)2)를 생성하게 되기 때문에 식생콘크리트를 통하여 식물의 뿌리에 공급되는 수분은 알칼리성을 띄게 되며, 보통의 경우 pH가 13까지 되어 식물의 생장에 장애를 일으키는 경우가 자주 발생하게 된다.
따라서, 식생콘크리트에 의한 식물의 생장장해를 해결하기 위하여는 일단 식생콘크리트를 타설한 후, 상당히 오랜기간동안 양생을 시켜준 후에 배양토 및 파종을 하여야 하는 시공기간이 길어진다고 하는 문제가 있었다.
본 발명자는 상기와 같은 현상에 의하여 식생콘크리트의 배합 및 양생시 알칼리도를 낮추어 알칼리도에 의한 식물의 생장장해를 방지하고, 또 식생콘크리트의 타설후 파종기간을 단축할 수 있는 식생콘크리트를 제공하고자 하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은 시멘트와 골재와 물을 함유하는 식생콘크리트 조성물에 있어서, 식생콘크리트 1㎥당 시멘트를 60㎏∼130㎏, 분말도가 4000㎠/g 이상인 고로슬래그 130㎏∼200㎏, 평균입경이 5㎜ 내지 25㎜인 굵은골재 1500㎏ 내지 1950㎏의 비율로 혼합되고, 결합제(시멘트+고로슬래그) 1중량부당 물 0.25∼0.35중량부로 구성되는 식생콘크리트 조성물을 제공함으로서 달성될 수 있다.
상기에서 식생콘크리트 1㎥당 시멘트를 60㎏이하로 사용하는 경우에는 식생콘크리트의 강도가 약해져서 콘크리트 타설물로서의 역할을 담당하기 어려우며, 130㎏이상 사용하는 경우에는 골재의 량에 비하여 너무 많은 량이 함유되어 양생된 후 콘크리트의 품질저하가 발생할 수 있고, 시공상 어려움이 따르게 되며 또, 알칼리도를 상승시켜 파종된 식물의 생장장애를 일으키게 되는 문제가 있으므로 상기의 범위내에서 시멘트를 사용하는 것이 바람직하다.
식생콘크리트의 pH를 조절하기 위하여 첨가되는 고로슬래그는 시멘트의 양생시 생성되는 수산화칼슘과의 반응을 유도하여 안정한 수화물을 형성시키기 위한 것으로, 고로슬래그의 사용으로 낮아지게 되는 초기강도의 발현을 위하여 그 분말도가 4,000㎠/g 이상인 미세분말을 사용하면 초기강도는 물론이고 장기강도도 높게 할 수 있는 효과를 가져오며, 콘크리트 조성물 1㎥당 130㎏이하로 사용하는 경우에는 pH가 11이상인 강알칼리성으로 되어 식물의 생장에 문제가 발생하고, 200㎏이상 사용하는 경우에는 식생콘크리트의 강도를 저하시키므로 상기의 범위내에서 첨가하는 것이 적합하다.
물은 결합제(시멘트 + 고로슬래그) 1중량부당 0.25중량부 이하로 사용하는 경우에는 시멘트에 대한 물의 량이 너무 적어 식생콘크리트의 비빔이 용이하지 않으며 타설에도 영향을 미치게 되어 용이하게 타설할 수 없게되고, 0.35중량부 이상 사용하는 경우에는 사용되는 시멘트의 량에 비하여 물의 량이 지나치게 많아지게 되어 흘러내림이 발생하게 되어 공극을 메우는 문제가 있으므로 상기의 범위내에서 사용하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 식생콘크리트 조성물의 골재사용비율은 종래로부터 사용되는 골재의 배합비율로서도 충분하나, 콘크리트 1㎥당 평균입경이 5㎜이하인 세골재가 평균입경이 5㎜ ∼ 25㎜인 굵은골재에 대하여 10중량% 이내로 첨가되는 것이 본 발명의 조성물과의 배합시 가장 적합하다.
또, 본 발명의 식생콘크리트를 타설한 후, 충분한 양생을 거친 다음 양생된 식생 콘크리트의 표면을 고압수로서 표면몰탈층을 제거하여줌으로서 표면의 공극율을 향상시킬 수 있으며, 또한 식물의 생장과 pH의 조절에 도움을 주기 위하여 유기 또는 무기질의 비료성분 용액에 침수 양생하여 사용할 수도 있다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예를 통하여 보다 상세히 설명하기로 하나, 본 발명이 하기의 실시예 만으로 한정되는 것은 아니다.
<실시예>
하기의 표1에 나타나 있는 바와 같이 배합비율을 달리하여 식생콘크리트를 제조하고 유기 또는 무기질의 비료성분 용액에 침수 양생시킨 후, KS F 2403에 따라 공시체를 제작하여 KS F 2405에서 규정하는 시험방법에 따라 압축강도를 시험하고, 또, 폐기물 공정 시험방법에 따라 콘크리트 조각을 미세하게 분쇄하여 얻어진 시료 10g을 채취하여 50㎖비이커에 넣고 증류수 25㎖를 넣은 다음 30분간 충분히저어준 다음 pH메타를 이용하여 pH를 측정하고 그 결과를 표1에 함께 나타내었다.
콘크리트조성 실험결과
포틀랜드시멘트(㎏) 고로슬래그 물(㎏) 골재(㎏) 압축강도(㎏f/㎠) pH
분말도(㎠/g) 첨가량(㎏)
실시예1 120 4000이상 60 45 1655 190 11
실시예2 165 4000이상 75 72 1655 150 11
실시예3 210 4000이상 70 98 1655 100 12
실시예4 111 4000이상 72 46 1655 190 11
실시예5 154 4000이상 126 84 1655 150 11
실시예6 187 4000이상 153 119 1655 100 11
실시예7 100 4000이상 143 61 1655 190 10
실시예8 119 4000이상 170 87 1655 150 10
실시예9 121 4000이상 131 88 1655 100 10
실시예10 119 4000이상 170 101 1655 100 10
실시예11 66 4000이상 154 55 1655 190 9
실시예12 84 4000이상 196 84 1655 150 9
실시예13 66 4000이상 154 77 1655 100 9
상기 표 1로 부터 확인되는 바와 같이, 본 발명의 범위내에서 시멘트와 고로슬래그를 배합한 실시예 7 내지 실시예 13의 경우에 있어서는 pH가 10 이하로 됨으로서 식물생장에 도움을 줄 수 있으나, 고로 슬래그의 량에 비하여 시멘트의 량이 과다하게 배합된 실시예 1 내지 실시예 6의 경우에 있어서는 pH가 11 또는 12를 나타내고 있어 식물의 생장에 문제를 발생하게 된다.
또한 결합제(시멘트 + 고로슬래그)에 대한 물의 비율이 0.25가 들어간 실시예 1, 실시예 4, 실시예 7, 실시예 11의 경우에는 압축강도가 190㎏f/㎠를 나타내고 있으며, 물의 비율이 0.35가 들어간 실시예 3, 실시예 6, 실시예9, 실시예10, 실시예13의 경우에는 100㎏f/㎠의 압축강도를 나타내고 있어 일반 시멘트 벽돌 이상의 강도를 나타내고 있음을 알 수 있다.
상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 콘크리트의 구조물로서 사용될 수 잇는 충분한 강도를 가지면서 다공성을 유지할 수 있고, 또 콘크리트 자체의 용해실험으로 부터 알 수 있는 바와 같이 pH가 식물의 생장에 도움을 줄 수 있게 되므로 경사지용, 인공어초용, 호안블록용 등과 같은 식물의 생장을 필요로 하는 콘크리트로서 유용한 발명인 것이다.

Claims (2)

  1. 시멘트와 골재와 물을 함유하는 식생콘크리트 조성물에 있어서, 식생콘크리트 1㎥당 시멘트를 60㎏∼130㎏, 분말도가 4000㎠/g 이상인 고로슬래그 130㎏∼200㎏, 평균입경이 5㎜ 내지 25㎜인 굵은골재 1500㎏ 내지 1950㎏의 비율로 혼합되고, 결합제(시멘트+고로슬래그) 1중량부당 물 0.25∼0.35중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 식생콘크리트 조성물
  2. 청구항 1에 있어서, 굵은 골재가 5㎜이하의 잔골재를 10%이내로 포함하는 것을 특징으로 하는 식생콘크리트 조성물
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