KR100448639B1 - 천연석 질감 및 색상을 갖는 콘크리트 블록의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프레스로 압축 성형한 콘크리트 조성물의 외표면에 피막조성물을 덧씌우고 재차 프레스로 압축성형한 후 양생시켜 천연 화강석의 질감을 나타내는 고경도의 피막을 갖는 천연석 질감 및 색상을 갖는 콘크리트 블록 및 그 제조방법에 관한 것이다. 상기 콘크리트 블록의 피막조성물은 시멘트, 석분(돌가루) 그리고 물을 포함하여 콘크리트조성물에 피막조성물을 덧씌워 2차 압축 성형한 후 양생시킨 것이다.

Description

천연석 질감 및 색상을 갖는 콘크리트 블록의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF CONCRETE BLOCK HAVING NATIVE ROCK TEXTURE AND COLOR TONE}

본 발명은 천연석 질감 및 색상을 갖는 콘크리트 블록의 제조방법에 관한 것으로, 특히 프레스로 압축 성형한 콘크리트 조성물의 외표면에 피막조성물을 덧씌우고 재차 프레스로 압축성형한 후 양생시켜 천연 화강석의 질감을 나타내는 고경도의 피막을 갖는 천연석 질감 및 색상을 갖는 콘크리트 블록의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 콘크리트 블록에는 건축용 내외장재로 사용되는 벽돌이나 보도에 사용되는 보도블록, 도로경계석 등이 있다. 이러한 콘크리트 블록은 시멘트와 모래, 자갈 그리고 물을 일정비율로 적절하게 혼합시킨 후, 그 혼합물을 블록 형틀에 부어서 양생시켜 제조된다.

이렇게 다수의 모래와 자갈이 섞인 저가의 도로경계석은 콘크리트의 양생시 함수가 불가피하므로 이를 자연 건조시켜 제조하였으나 우기시 침수에 의한 수분의 흡수 및 증발이 반복되는 과정에서 노화현상이 발생하여 경도가 저하되므로 약간의 충격에도 쉽게 부스러지거나 균열이 발생된다.

특히, 동절기와 같이 외부의 온도가 0도 이하로 떨어지는 경우에는 콘크리트에 함유된 수분이 미처 증발되기 전에 동결되면서 부피가 팽창됨에 따라 동파되는 문제점이 있다.

이에 따라 도로경계석을 교체하는 경우가 많아지며, 그 결과 보행자의 보행에 지장이 초래되고 교통체증이 유발됨은 물론 교체공사에 따른 비용이 막대하게 소요되는 한편, 탈형된 콘크리트 양생체의 표면을 연마하는 과정에서 발생되는 과다한 폐물질과 폐수는 자연환경을 심각하게 훼손시키게 되는 문제점이 있다.

따라서 전술한 바와 같은 제반 문제점을 해소하기 위해 근자에는 점착성을 갖는 점토나 고령토에 통기성이 있는 모래를 혼합하고, 반 건식 가압성형하여 함수율을 5~8%로 유지시킨 후, 이를 고온소성시켜 도로경계석을 제조하는 경우도 있다.

그러나, 이 경우에는 제품의 균열과 뒤틀림을 방지하기 위하여 고온소성전 함수율을 도로경계석의 최소함수율인 3% 까지 낮추어야 하는 바, 이와 같이 함수율을 도로경계석의 최소함수율까지 극소화시키기가 매우 어렵고, 이를 위해서는 별도의 건조실을 갖추어야 함에 따라 비생산적이라는 문제점이 있다. 또한, 상기 점토나 고령토에 모래 또는 마사, 도석중 어느 한가지와 철사를 일정 비율로 혼합하고 함수율이 4~8%가 되게 한 후, 압출 또는 프레스로 반건가압식 성형하여 자연 건조시키고, 제품의 표면에 유약을 도포, 가열하여 다시 건조시켜 제조하였으나, 모래와 마사중 어느 것을 혼합하여도 그 혼합비의 조절이 용이하지 못하고, 특히 도석혼합시 도석의 입도차에 기인하는 기포생성으로 인하여 외부충격이 인가될 때 외력에 대응하는 경도가 떨어지는 결점이 있다.

한편, 전술한 바와 같은 콘크리트재의 도로경계석이외에 순수한 천연의 화강석을 이용한 도로경계석을 사용하기도 하였으나, 채석 작업중 자연환경을 훼손하게 되는 것은 물론이고, 가공작업중 발생하는 폐기물에 의하여 환경을 오염시키게 되는 심각한 문제가 있다

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 함수에 따른 동파 및 노화현상에 의한 균열과 파손을 방지할 수 있도록 하고, 천연 화강석의 질감을 그대도 나타낼 수 있도록 한 고경도의 피막을 갖는 새로운 천연석 질감 및 색상을 갖는 콘크리트 블록의 제조방법을 제공하는데 있다. 본 발명의 또 다른 기술적 과제는 인조석 질감을 내기 위해 연마 공정을 거쳐야 하는 생산 방식에서 탈피할 수 있는 새로운 천연석 질감 및 색상을 갖는 콘크리트 블록의 제조방법을 제공하는데 있다. 본 발명의 또 다른 기술적 과제는 입도가 치밀하게 분포되어 백화 현상을 최소화 할 수 있는 새로운 천연석 질감 및 색상을 갖는 콘크리트 블록의 제조방법을 제공하는데 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 블록의 제조 방법 및 그 제조 과정을 설명하기 위한 도면들;

도 3은 도 1의 제조공정에 의하여 제조된 도로경계석과 보도블록을 나타내는 부분단면을 보인 사시도이다.

상기 기술적 과제들을 이루기 위하여 본 발명의 콘크리트 블록은 정해진 형상으로 압축성형된 콘크리트조성물 및 ; 상기 콘크리트조성물 외표면의 적어도 일면에 덧씌워 압축 성형되는 피막조성물을 갖는다. 상기 피막조성물은 시멘트, 석분(돌가루), 물 그리고 칼라 골재 쇄석을 포함한다.

본 발명에 있어서, 상기 시멘트는 피막조성물 전체 중량의 15-25%, 석분은 전체 중량의 40-60%, 6mm이하의 칼라 골재 쇄석은 5-25%, 3mm이하의 칼라골재쇄석은 0-20%, 2mm 이하의 칼라 골재 쇄석은 1-5%이며, 상기 석분은 상기 피막조성물의 조밀성을 높이기 위하여 선별공정을 통해 0.5mm 이하의 균일한 크기를 갖는다.

본 발명에 있어서, 상기 피막조성물은 전체 중량의 2-10%인 안료를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 콘크리트조성물은 백시멘트와, 모래, 석분, 자갈 그리고 물을 포함한다.

본 발명의 콘크리트 블록 제조 방법은 콘크리트조성물을 준비하는 단계와; 피막조성물을 준비하는 단계와; 상기 콘크리트조성물을 정해진 경계석 형상의 형틀에 넣고 진동을 가하면서 가압하는 1차 압축성형단계와 ; 상기 피막조성물이 상기 1차 압축성형된 콘크리트조성물의 외표면에 덧씌워지도록 공급하는 단계; 상기 형틀에 진동을 가하면서 가압하여 상기 1차 압축성형된 콘크리트조성물의 외표면에 피막을 형성하는 단계와 ; 상기 피막이 형성된 콘크리트조성물을 배출하여 양생시키는 단계를 포함한다.

본 발명에 있어서, 상기 피막조성물을 준비하는 단계는 백시멘트와, 석분 그리고 물을 배합하여 혼합물을 준비하는 단계와; 칼라 골재 쇄석을 준비하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 백시멘트는 피막조성물 전체 중량의 15-25%, 석분은 전체 중량의 40-60%, 6mm이하의 칼라 골재 쇄석은 5-25%, 3mm이하의 칼라골재쇄석은 0-20%, 2mm 이하의 칼라 골재 쇄석은 1-5%, 물은 상기 백시멘트의 20-28%이다. 예컨대, 상기 피막조성물의 혼합물은 전체 중량의 2-10%인 안료를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 피막조성물을 공급하는 단계는 휠라 박스(채움 박스)에 상기 혼합물을 투입하는 단계; 상기 혼합물의 투입과 동시에 상기 혼합물과는 다른 통로를 통해 상기 칼라 골재 쇄석를 상기 휠라박스에 투입하는 단계; 상기 휠라 박스에 투입된 혼합물과 칼라 골재 쇄석이 일부 혼합시키는 단계; 상기 휠라 박스를 상기 형틀 상으로 이동시킨 후 상기 휠라 박스에 담겨 있는 피막조성물을 형틀에 투입하는 단계를 포함한다.

본 발명에 있어서, 상기 콘크리트조성물을 준비하는 단계는 콘크리트조성물 전체 중량의 18-22%인 백시멘트와, 콘크리트조성물 전체중량의 45-55%인 모래, 콘크리트조성물 전체 중량의 15-20%인 석분, 콘크리트조성물 전체중량의 15-20%인 자갈 그리고 상기 백시멘트 중량의 20-30%인 물을 배합하여 준비한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 블록의 제조 방법 및 그 제조 과정을 설명하기 위한 도면들이다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 콘크리트 블록의 제조방법을 설명하기 위한 플로우챠트 및 그 구성도이다.

이를 참조하면, 본 발명에 따른 콘크리트 블록의 제조방법은 크게 콘크리트조성물을 준비하는 단계(s10), 피막조성물을 준비하는 단계(s20), 콘크리트조성물을 공급하는 단계(s30), 1차 압축성형단계(s40), 피막조성물 공급단계(s50), 피막형성단계(s60) 그리고 양생단계(s70)로 이루어진다.

이와 같은 제조 공정 중 콘크리트조성물의 준비단계(s10)에서는 시멘트와 모래, 자갈, 석분(돌을 분쇄한 가루)에 적당량의 물을 배합하여 콘크리트조성물을 준비한다. 상기 콘크리트조성물의 배합비를 살펴보면, 상기 시멘트는 상기 콘크리트조성물 전체 중량의 18-22%, 모래는 상기 콘크리트조성물 전체중량의 45-55%, 상기 석분은 상기 콘크리트조성물 전체 중량의 15-20%, 상기 자갈은 상기 콘크리트조성물 전체중량의 15-20%이며, 보편적으로 물은 상기 백시멘트 중량의 20-30%이다.

상기 피막조성물의 준비단계(s20)는 백시멘트와 골재들(32mesh 이하(0.5mm 이하)의 흰색 석분, 6mm이하의 칼라쇄석, 3mm이하의 칼라쇄석)에 적당량의 물을 배합하여 혼합물을 준비하고, 2mm 이하의 칼라 골재 쇄석을 준비한다. 상기 피막조성물의 배합비를 살펴보면, 상기 시멘트는 피막조성물 전체 중량의 15-25%, 석분은 전체 중량의 40-60%, 6mm이하의 칼라 골재 쇄석은 5-25%, 3mm이하의 칼라골재쇄석은 0-20%, 2mm 이하의 칼라 골재 쇄석은 1-5%이며, 물은 상기 백시멘트 중량의 20-28%이다. 상기 피막조성물에 사용되는 상기 석분(예를 들면, 하얀 돌가루-백운석 가루)은 생산 공정에서 0.5mm 이하의 채를 통해 선별한 입도 자체가 균일한(0.5mm 이하) 것을 사용해야 한다. 한편, 상기의 피막조성물의 배합과정에서 첨가되는 칼라 골재 쇄석은 색상의 발현정도에 따라 그 첨가범위내에서 가감될 수 있으며, 피막조성물이 전체적으로 색상을 갖을 필요가 있을 경우, 피막조성물 전체 중량의 2-10% 정도의 색상 안료를 혼합물에 추가로 배합할 수 있다.

예컨대, 밝은색의 흰색 석분과 6mm이하의 칼라쇄석이 서로 배합시 기존 천연석 바탕색깔을 만들어 주며, 3mm이하의 칼라쇄석은 색상과 배합의 입도를 고르게 하는 역할을 함으로 고른 색상과 높은 강도를 얻을 수 있다. 그리고 2차로 준비된 2mm이하의 칼라골재를 1차 믹싱된 혼합물과 함께 휠라박스(공급통)에 투하하여 제품을 생산하게 됨으로, 2차에 투입된 2mm이하의 칼라골재는 혼합물과 혼합되지 않아 칼라 골재 색채 그대로 표현되어 더욱 천연석 질감을 표출하게 된다. 특히 32mesh 이하 석분에 투입된 6mm이하 칼라골재쇄석과 3mm이하 칼라골재쇄석은 서로 최상의 믹서 상태로 혼합이 용이하며, 최상의 입도를 유지해 주므로 강도도 현저히 증가됨을 알 수 있다. 특히, 본 배합비는 여러 가지 칼라 쇄석을 사용하여 다양한 색상의 천연석 질감을 얻을 수 있다.

이와 같이, 준비된 콘크리트조성물은 성형에 필요한 만큼의 양이 휠라박스(110)로 투입되고, 휠라 박스(110)는 형틀(120)상으로 이동된 후, 제품 형상의 형틀(120)에 콘크리트조성물이 공급된다(s30), 콘크리트조성물이 형틀에 공급되면 형틀에 진동을 가하면서 프레스(130)로 가압하여 1차 압축성형한다(s40).

그리고 그 압축성형된 콘크리트조성물의 외표면에 상기 피막조성물이 덧씌워지도록 공급한다(s50). 상기 피막조성물의 공급 단계는 휠라 박스(110)(채움 박스)에 상기 혼합물을 투입한다(52). 그리고 상기 혼합물의 투입과 동시에 상기 칼라 골재 쇄석을 다른 통로(혼합물과는 다른 통로)를 통해 상기 휠라 박스에 투입한다(s54). 그리고 휠라 박스(110)를 전후 방향으로 이동시켜, 상기 휠라 박스에 투입된 혼합물에 칼라 골재가 일부만 섞이도록 한다(s56). 만약, 칼라 골재 쇄석이 상기 혼합물과 함께 배합통(150)(믹싱통)에서 배합된다면, 칼라 골재 쇄석의 표면에 시멘트와 석분 등이 덧씌워져서 칼라 골재 쇄석 자체의 색상을 잃어버리게 됨으로 주의해야 한다. 상기 칼라 골재 쇄석이 자체 색상을 잃어버리게 된다면, 블록의 피막에는 천연화강석과 같은 질감이 표출되지 않음으로 주의해야 한다. 이러한 이유 때문에 칼라 골재 쇄석은 휠라 박스(110)에 공급하기 전에 혼합물과의 혼합을 최대한 차단하는 것이다. 그리고, 칼라 골재 쇄석은 상기 혼합물과는 다른 통로를 통해 휠라 박스(110)로 공급되고, 휠라 박스에서 간단한 과정(휠라 박스의 전후 이동)을 거쳐 혼합물과 일부만 섞이게 되는 것이다. 이 상태에서 휠라 박스를 형틀(120)상으로 이동시킨 후, 휠라 박스에 담겨 있는 피막조성물을 상기 형틀에 투입한다(s58).

이렇게 피막조성물이 투입된 형틀에 진공을 가하면서 프레스(130)로 가압하여 2차 압축성형한다(s60). 이때, 상기 피막조성물은 콘크리트조성물의 외표면에 대하여 8-15mm 정도의 두께로 덧쒸워지도록 한다(전체 두께가 60mm인 경우에 한함).

이와 같이 피막이 형성된 콘크리트조성물을 배출하여 양생시킨다(s70).

도 3에는 도 1의 제조공정에 의하여 제조된 도로경계석과 보도블록을 나타내는 부분단면을 보인 사시도이다.

이를 참조하면, 본 고안에 따른 도로경계석(10a)과 보도블록(10b)은 콘크리트재로 된 본체(12a,12b콘크리트조성물)의 정해진 외표면에 피막(14a,14b,피막조성물)이 형성된 것을 나타낸다. 이와 같은 본 발명의 도로경계석(10a)과 보도블록(10b)은 그 피막(14a,14b)을 형성하는 성분이 흰색(백시멘트와 석분-흰색 돌가루) 바탕에 2mm 크기의 검정색 화강석 쇄석(18)이 불규칙하게 박혀져 있는 모양을 갖기 때문에, 인조석 질감을 내기 위한 연마공정을 거치지 않아도 천연화강석과 같은 질감이 표출될 수 있다. 특히, 그 피막을 형성하는 피막조성물의 주 성분이 입자 자체가 매우 작은 것들이기 때문에 조밀성이 매우 뛰어나서 연마공정을 하지 않아도 그 표면이 매끄럽고, 먼지나 때가 타지 않으며, 밀도가 조밀한 관계로 백화현상을 최소화할 수 있다.

한편, 보도블록의 피막조성물은 칼라 골재 쇄석으로 검정 화강석 쇄석 대신 다양한 색상의 칼라 골재 쇄석을 사용할 수 있으며, 안료를 추가하면 다양한 색상의 보도블록 제조가 가능하다.

한편, 본 발명에 의한 피막조성물은 상술한 바와 같은 배합비와 조성물을 이루는 성분들(석분은 0.5mm 이하이고, 칼라 골재 쇄석은 6mm 이하 짜리와 3mm이하 짜리, 그리고 별도로 공급되는 2mm이하의 칼라골재쇄석)의 크기가 매우 중요한 의미를 갖는다. 즉, 이 배합비 외의 다른 배합비로 피막조성물을 형성하거나, 크기가 성분들로 피막조성물을 형성할 경우, 피막의 생성이 매우 곤란하거나 피막의 물성을 얻는 것이 쉽지 않기 때문이다. 또한, 본 발명에 의한 피막조성물은 혼합물과 칼라 골재 쇄석을 미리 배합하지 않고 형틀에 투입하기 위한 휠라 박스에 다른 통로를 통해 공급되고, 그 휠라 박스에서 대략적으로 섞는 것이 매우 중요하다.

한편, 본 발명은 상기의 구성으로 이루어진 콘크리트 블록 및 그 제조 방법은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다. 하지만, 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서, 본 발명에 따른 콘크리트 블록 및 그 제조 방법의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 이와 같은 본 발명에 따른 제조방법에 의하여 제조되는 콘크리트 블록은 피막표면에 평균입도가 고운 분말 타입(0.5mm 이하)의 석분(돌가루)이 50% 이상 함유되어 있기 때문에, 표면의 입자조밀도가 치밀해서 경도가 현저히 향상되었으며, 그로 인해 외부 충격 및 수분침투 등의 외부조건에 대한 내구성 및 방수성이 향상되었으며, 수분침투율이 낮아짐에 따라 동절기의 함수에 따른 동파를 예방할 수 있다.

또한, 본 발명의 콘크리트 블록은 피막표면에 평균입도 2mm 이하의 칼라 골재 쇄석(검정 화강석 쇄석)이 포함되어 있어 다양한 질감(자연 화강석 질감) 및 색상을 표현할 수 있다.

Claims (13)

1. 삭제
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3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 콘크리트 블록의 제조 방법에 있어서:

   콘크리트조성물을 준비하는 단계와;

   피막조성물을 준비하는 단계와;

   상기 콘크리트조성물을 정해진 경계석 형상의 형틀에 넣고 진동을 가하면서 가압하는 1차 압축성형단계와 ;

   상기 피막조성물이 상기 1차 압축성형된 콘크리트조성물의 외표면에 덧씌워지도록 공급하는 단계;

   상기 형틀에 진동을 가하면서 가압하여 상기 1차 압축성형된 콘크리트조성물의 외표면에 피막을 형성하는 단계와 ;

   상기 피막이 형성된 콘크리트조성물을 배출하여 양생시키는 단계를 포함하되;

   상기 피막조성물을 공급하는 단계는

   휠라 박스(채움 박스)에 상기 혼합물을 투입하는 단계;

   상기 혼합물의 투입과 동시에 상기 혼합물과는 다른 통로를 통해 상기 칼라 골재 쇄석를 상기 휠라박스에 투입하는 단계;

   상기 휠라 박스에 투입된 혼합물과 칼라 골재 쇄석이 일부 혼합시키는 단계;

   상기 휠라 박스를 상기 형틀 상으로 이동시킨 후 상기 휠라 박스에 담겨 있는 피막조성물을 형틀에 투입하는 단계를 포함하는 콘크리트 블록의 제조방법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 피막조성물을 준비하는 단계는

   백시멘트와, 석분 그리고 물을 배합하여 혼합물을 준비하는 단계와;

   칼라 골재 쇄석을 준비하는 단계를 포함하는 콘크리트 블록의 제조 방법.
10. 제9항에 있어서,

    상기 시멘트는 피막조성물 전체 중량의 15-25%, 석분은 전체 중량의 40-60%, 6mm이하의 칼라 골재 쇄석은 5-25%, 3mm이하의 칼라골재쇄석은 20% 이하, 2mm 이하의 칼라골재쇄석은 1-5%, 물은 상기 시멘트의 20-28%인 것을 특징으로 하는 콘크리트 블록의 제조방법.
11. 제9항에 있어서,

    상기 피막조성물의 혼합물은 전체 중량의 2-10%인 안료를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 블록의 제조방법.
12. 삭제
13. 제8항에 있어서,

    상기 콘크리트조성물을 준비하는 단계는

    콘크리트조성물 전체 중량의 18-22%인 백시멘트와, 콘크리트조성물 전체중량의 45-55%인 모래, 콘크리트조성물 전체 중량의 15-20%인 석분, 콘크리트조성물 전체중량의 15-20%인 자갈 그리고 상기 백시멘트 중량의 20-30%인 물을 배합하여 준비하는 단계를 포함하는 콘크리트 블록의 제조 방법.