KR100480794B1 - 폐규석 미분을 이용한 점토벽돌 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 점토벽돌 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 제조방법은 실리카 성분이 97% 이상이고 170메쉬로 입도 조절된 폐규석 미분 5∼45중량%와 점토 55∼95중량%와 유리분말 0∼5중량%를 혼합한 후, 혼합물의 수분함량을 17∼20%로 조절하고 진공압출 성형기로 성형하여 성형물을 80∼200℃에서 36∼48시간 건조시킨 다음, 1,100∼1,200℃의 온도에서 24∼36시간 소성시키는 것을 특징으로 하며, 본 발명에 의하여 얻어진 제품은 소성변형이 작고 강도가 높으며, 흡수율이 낮다.

Description

폐규석 미분을 이용한 점토벽돌 및 그 제조방법 {A Clay Brick Using Fine Powder Of Waste Silica Stone And Manufacturing Method Thereof}

본 발명은 점토벽돌 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐규석 미분을 이용하여 소성변형이 작고 고강도인 벽돌 및 바닥제를 제공할 수 있는 점토벽돌 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 점토로 이루어진 바닥벽돌은 그 외면이 자연적이고 깨끗하며 아름다울 뿐만 아니라, 각종 약품에 대한 내약품성이 우수하고 견고하기 때문에 반영구적으로 사용될 수 있어 우수한 건축바닥재료로 각광받고 있다.

그러나 점토질의 바닥벽돌이 가지는 이러한 장점에도 불구하고 소성변형이 커서 제품의 정확한 규격과 물성에 악영향을 미치기 때문에 문제점으로 지적되고 있다.

이러한 문제점을 해결하고자 한 기술로는 한국공개특허 제2000-38199호를 들 수 있는데, 이 기술은 폐석분, 물, 점토를 배합하고 성형한 후, 250 내지 1,050℃의 온도에서 1 내지 5시간 동안 열처리하여서 점토벽돌을 제조하며, 얻어진 점토벽돌은 일반 벽돌에 비하여 압축강도가 다소 증가하고, 흡수율이 7 내지 8%로 일반 벽돌 10% 정도보다 다소 감소하게 되었다.

또한 첨가한 폐석분의 경우 폐석분 발생시 작업 중에 발생하는 철가루의 혼입(약 6%)으로 인해 소성 후 표면에 철가루가 연소되어 매끄럽지 못한 표면 상태를 유지하였으며, 색상도 일반 바닥재나 컬러벽돌에는 적용이 불가능하고 적벽돌만이 가능하여 이러한 현상을 방지하기 위해서는 철가루를 폐석분으로부터 제거하는 2차작업을 진행하여야 하는 문제점이 있다.

그리고 이 기술에서 사용되는 폐석분의 구성성분은 SiO₂ 성분이 65%정도, Al₂O₃ 성분이 15% 정도, CaO 성분이 10% 정도, Fe₂O₃ 등 기타성분이 10% 정도이며, 화강암 가공시 발생되는 폐석분이다.

즉, SiO₂와 Al₂O₃를 제외한 성분이 약 20% 정도이며, 이로 인하여 벽돌의 원료가 되는 점토보다 낮은 온도에서 소결하게 되며, 소성시 K₂O 등 불순물에 해당되는 성분은 부분적으로 녹게되어 제품의 품질을 떨어뜨리는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 폐규석미분을 이용하되 적벽돌 외에 바닥재나 컬러벽돌에도 적용이 가능한 점토벽돌의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 소성변형이 적고 강도가 우수한 벽돌 및 바닥재를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 흡수율이 더욱 감소된 벽돌 및 바닥재를 제공하는 것이다.

본 발명의 점토벽돌 제조방법은 실리카 성분이 97% 이상이고 170메쉬로 입도 조절된 폐규석 미분을 5∼45중량%와 점토 55∼95중량%를 혼합한 후, 혼합물의 수분함량을 17∼20%로 조절하고 진공압출 성형기로 성형하여 성형물을 80∼200℃에서 36∼48시간 건조시킨 다음, 1,100∼1,200℃의 온도에서 24∼36시간 소성시키는 것으로 구성된다.

특히, 점토벽돌의 흡수율을 더욱 감소시키기 위해서는 폐규석 미분과 점토에 유리분말을 5중량% 이내로 혼합할 수 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

폐규석은 규석광산에서 규석을 채광 후 이를 분쇄하는 과정에서 발생하는 미분으로 실리카 성분을 97% 이상 함유하고 있다.

적절한 입도의 규석은 비료용 또는 제련작업 공정의 첨가제로 사용되고 있으나, 적절한 입도를 얻기 위하여 분쇄할 때 발생한 미분은 지금까지 그 적절한 용도가 발견되지 아니하여 야적되거나 매립되고 있는 실정이다.

일반적으로 점토벽돌 및 바닥재를 제조하는 방법은 고령토와 점토(1차, 2차점토)를 주원료로 하는 소지를 진공 압출성형하고 건조시킨 후 소성하는데, 본 발명은 점토벽돌 및 바닥재의 소성시 일어나는 소성변형을 감소시키고 제품의 강도를 높이기 위하여 점토벽돌의 주원료에 대한 구성성분으로서 폐규석 미분을 첨가한다.

이때 첨가되는 폐규석 미분은 170메쉬(90㎛) 이하의 입도를 갖는 것이 바람직하며, 170메쉬 이상의 것을 사용하면 충진성이 떨어지고 치밀한 미세조직을 얻지 못한다.

이와 같은 입도 조정된 폐규석 미분의 사용량은 5% 이상 45% 이하가 바람직한데, 그 이유는 입도조정 규석분이 5% 미만일 경우 점토벽돌의 소성변형 및 흡수율의 감소 효과가 미흡하고, 45%를 초과할 경우에는 성형의 충진성이 떨어져 전체 소성변형률이 오히려 증가되기 때문이며, 특히 흡수율을 더욱 감소시키기 위해서는 폐유리분말을 5% 이내 첨가시킬 수 있다.

본 발명의 제조공정은 폐규석 미분을 5∼45중량%, 점토 55∼95%중량를 혼합 분쇄하여 유리분말 0∼5%를 첨가 혼합한 후, 상기 혼합물의 수분함량을 17∼20%로 하여 진공압출 성형기로 성형하여 성형물을 80∼200℃에서 36∼48시간 건조 후 1,100∼1,200℃의 온도에서 24∼36시간 소성결합 시키는 것으로 구성된다.

얻어진 벽돌 또는 바닥재는 소성변형이 3% 이내이며, 흡수율은 6% 이내이고, 흰색에 가까운 밝은 색을 띠므로 안료를 첨가하여 원하는 색상을 부여할 수도 있다.

본 발명의 실시예는 아래와 같으며, 아래의 실시예는 벽돌에 관한 것이지만 본 발명의 제조방법은 벽돌 외에 바닥재에 대하여도 적용될 수 있다.

(실시예 1)

중량%로 점토 55%와 규석분 40%를 균일하게 혼합하여 상기 점토, 폐규석 미분 혼합물의 수분함량을 18%로 하여 진공압출성형기로 성형한 벽돌 및 바닥벽돌 제품을 165℃에서 40시간 건조시킨 후 1,150℃에서 36시간 예열, 소성 후 냉각시켜서 소성변형이 작은 점토벽돌을 제조하였으며, 얻어진 벽돌의 물성은 아래의 [표 1]과 같다.

구분 시료	실시예 1	실시예 2	비교예
흡수율(%)	5.8	4.3	11
변형율(%)	2.9	2.7	10.6
압축강도(kgf/㎠)	402	418	215
휨강도(N/㎟)	8.4	8.8	4.9

(실시예 2)

실시예 1과 동일하게 시행하되, 점토-폐규석 미분 혼합물 100중량%에 대하여 유리분말을 5중량% 첨가하였다.

(비교예)

점토 80%와 마사토 20%를 혼합분쇄 후 상기 점토와 마사토의 혼합물의 수분함량을 18%로 조절하여 진공압출성형기로 성형한 벽돌 및 바닥벽돌 제품을 200℃에서 44시간 건조시킨 다음, 1,150℃에서 40시간 예열, 소성 후 냉각시켜서 소성벽돌을 제조하였다.

본 발명의 제조방법으로 제조한 벽돌 및 바닥벽돌은 규석광산에서 규석을 채굴하여 분쇄시 발생하는 폐규석 미분을 이용하여 제조하여 재활용함으로써, 자원대체의 효과를 발휘할 뿐만 아니라, 얻어진 제품은 소성변형이 작고 강도가 높으며, 흡수율이 낮다. 또한 본 발명을 통하여 제조원가를 줄일 수 있으며, 폐규석 미분의 처리비용을 절감할 수 있다.

Claims (3)

1. 실리카 성분이 97% 이상이고 170메쉬로 입도 조절된 폐규석 미분 5∼45중량%와 점토 55∼95중량%를 혼합한 후, 혼합물의 수분함량을 17∼20%로 조절하고 진공압출 성형기로 성형하여 성형물을 80∼200℃에서 36∼48시간 건조시킨 다음, 1,100∼1,200℃의 온도에서 24∼36시간 소성시키는 것을 특징으로 하는 폐규석 미분을 이용한 점토벽돌의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 유리분말이 점토-폐규석 미분 100중량%에 대하여 5중량% 이내로 첨가되는 것을 특징으로 하는 폐규석 미분을 이용한 점토벽돌의 제조방법.
3. 실리카 성분이 97% 이상이고 170메쉬로 입도조절된 폐규석 미분 5∼45중량%와 점토 55∼95중량%를 혼합한 후, 혼합물의 수분함량을 17∼20%로 조절하고 진공압출 성형기로 성형하여 성형물을 80∼200℃에서 36∼48시간 건조시킨 다음, 1,100∼1,200℃의 온도에서 24∼36시간 소성시킴으로써 제조되는 폐규석 미분을 이용한 점토벽돌.