KR100532540B1 - 불연, 단열, 보온, 흡차음 기능을 갖는 뜬바닥 구조층용기포 콘크리트 몰타르 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 150℃ ~ 800℃의 조건에서 기류건조 및 고온 열처리된 폐석고 20 ~ 70중량%를 기본으로 하여, 마사분말 20 ~ 70중량%, 또는 부유선광슬레그 20 ~ 70중량%, 또는 쇄석과정미분진 20 ~ 70중량% 중 하나 및 화강석 분말 또는 고로슬래그 1 ~ 30중량%를 주재료로 하고, 부재료로써 시멘트 20 ~ 40중량%, 황토 또는 고령토, 장석분 2 ~ 20중량%, 기포발포제(알루미나 분말 또는 아연 분말) 0.1 ~ 2중량%, 알카리계 발포촉진제(생석회, 탄질산나트륨) 0.01 ~ 5중량%, 분리방지 안정제(메틸셀룰로오스, 목분) 0.01 ~ 5중량%, 콘크리트 강도 강화제 0.5 ~ 3중량%를 건식 혼화시킴으로써 고층의 주거 건축물 등의 층간 또는 벽체에 충격, 소음을 차단함과 아울러 불연성, 단열성, 보온성 기능을 가지도록 한 불연, 단열, 보온, 흡차음 기능을 갖는 뜬바닥 구조층용 기포 콘크리트 몰타르 조성물 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

Description

불연, 단열, 보온, 흡차음 기능을 갖는 뜬바닥 구조층용 기포 콘크리트 몰타르 조성물 및 이의 제조방법{Bubble concrete mortar composition and its manufacturing process}

본 발명은 불연, 단열, 보온, 흡차음 기능을 갖는 뜬바닥 구조층용 기포 콘크리트 몰타르 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 150℃ ~ 800℃의 조건에서 기류건조 및 고온 열처리된 폐석고 20 ~ 70중량%,를 기본으로 하여, 마사분말 20 ~ 70중량%, 또는 부유선광슬레그 20 ~ 70중량%, 또는 쇄석과정미분진 20 ~ 70중량% 중 하나 및 화강석 분말 1 ~ 30중량% 또는 고로슬래그 1 ~ 30중량%를 주재료로 하고, 부재료로써 시멘트 20 ~ 40중량%, 황토 또는 고령토, 장석분 2 ~ 20중량%, 기포발포제(알루미나 분말 또는 아연 분말) 0.1 ~ 2중량%, 알카리계 발포촉진제(생석회, 탄질산나트륨) 0.01 ~ 5중량%, 분리방지 안정제(메틸셀룰로오스, 목분) 0.01 ~ 5중량%, 콘크리트 강도 강화제 0.5 ~ 3중량%를 건식 혼화시킴으로써 고층의 주거 건축물 등의 층간 또는 벽체에 충격, 소음을 차단함과 아울러 불연성, 단열성, 보온성 기능을 가지도록 한 불연, 단열, 보온, 흡 . 차음 기능을 갖는 뜬바닥 구조층용 기포 콘크리트 몰타르 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 현대사회를 살아가는 모든 사람들은 급속도로 주거 문화의 변화속에서 좀 더 나은 주거 공간을 추구하며, 살아온 과정에서 주거 용지의 부족과 건축 기술의 발달로 주거용 건축물은 날로 고층화되고 있는 시점에서 쾌적하고 온화하며, 조용한 자기만의 주거공간을 소유하고자 노력하고 있으며, 그 속에서 자기 가족의 행복 추구권리를 만끽하고자 하는 것이 모든 인간들의 바람이라 할 것이다.

그로 인하여 가장 중시되고 있는 부분은 주거 공간내의 난방부문과 계층간에서 발생되어질 수 있는 불쾌한 충격음과 소음이라 할 것이다.

그로 인하여 가장 친밀하고 가깝게 살아야 할 층간 이웃끼리의 끊이지 않는 불협화음 및 민원발생으로 급기야 정부에서는 2002년 11월 아파트 바닥충격소음기준을 정하고 이를 입법예고하는 지경에 이르렀다.

이러한 상황을 발맞추어 많은 연구가들에 의해 단열층을 갖는 경량 콘크리트 및 이의 제조방법 등이 많이 제시되어 왔으나 실용화에 있어 그 효용성이 의문시되었다.

종래의 기술사상과 문제점에 대해 살펴보면 다음과 같다.

단열층으로써 주로 적용되는 경량 기포 콘크리트는 전 시멘트만을 사용물과 혼합 슬러리화 과정에서 기포군을 섞어서 타설하기 때문에 과다한 시멘트가 소요되어 경제적 낭비와 시멘트의 높은 비중으로 건축물의 중량의 부담과 아울러 양생과정에서 수축이 심하여 크랙 발생 등이 문제점을 안고 있으며, 또한 비중이 높은 시멘트만을 고체상으로 사용함으로써 경화체내 적정 포아(pore)를 얻고자 할 경우 높은 비중, 크랙발생 슬러리의 고정도화 등의 문제로 인하여 적용이 불가능하고 단지 비중이 낮은 상태로만 시공이 되어 강도 부실과 경화체의 침전등 많은 하자 발생 요인이 된다.

지금까지 많은 연구와 노력을 경주해 왔지만 단열층 문제만이라도 완벽하게 해결할만한 대안이 제시되지 못하고 있을 뿐만 아니라 단열층의 모든 문제와 흡차음 성능을 갖춘 경량성 몰타르는 개발되지 못했다.

보다 구체적으로 기술하면, 대한민국 특허출원공개 제86-8958호의 불연성 콤프렉스 포옴 경량 콘크리트 제조방법에서는 단지 필라(filler)로써 플라이에쉬나 카바이트를 사용했기 때문에 기존의 크랙이나 강도 부실의 문제를 전혀 개선하지 못한 채 단지 시멘트의 일부를 골재로 대체하는 역할밖에 제시하지 못하였고, 또한 대한민국 특허출원공개 제92-2287호의 경량 단열 콘크리트 제조방법에서는 시멘트와 함께 스티로폼 입자, 화산재, 퍼라이트, 팝스톤, 고로슬래그, 질석 등의 경량 골재를 사용하는 시공법을 제시하였으나 이러한 물질들은 시멘트에 골재를 투입하여 배합을 조정하는 역할뿐이어서, 앞서 기술한 대한민국 특허출원공개 제86-8958호의 불연성 콘크리트 포옴, 경량 콘크리트 제조방법과 거의 대동소이하다 할 수 있다. 이는 시공시 블리딩(bleeding)과 입도분리 시공시간 경과에 따라 시공기계 내부에 경화등의 작동제한 등과 같은 문제를 발생시키면서 경량 기포 콘크리트의 근본문제를 해결하지 못하였다.

그 외에, 문제점을 해결하기 위한 방안으로 제시된 기술이 경량골재나 폐플라스틱을 골재로 사용하여 단열층을 구성하는 공법에 관한 것으로 대한민국 특허출원공개 제94-2202호 기포 콘크리트 제조방법과 대한민국 특허공개 제95-3216호 경량 단열 콘크리트 제조방법이 제시되었다. 이 방법에 따르면 폴리우레탄, E.V.A 스티로폼 등의 경량 골재를 적용하여 단열성을 높이고자 하였으나, 이들의 물질은 초경량으로써 시멘트 슬러리와 혼합하여 타설할 시 초경량 골재인 상기 혼화제 등이 부유하는 현상이 발생되어 유기물과 무기물의 층분리로 인하여 분리층간의 열팽창계수와 건조, 수축차이가 발생하여 하자 위험성이 유발된다. 특히 심각한 경우 입주후 난방개시 시 단열층이 박리현상을 일으켜 바닥을 재시공해야 하는 경우도 발생된다. 즉 마감층까지도 영향을 주게 된다는 결론이다. 이런 단점을 보완하기 위해 대한민국 특허공개 2000-14685호 경화성 및 수축 안정성이 강화된 단열 몰탈 조성물에 기포군들을 혼화제로 사용, 슬러리를 만들어 단열층 및 축열층의 시공용 몰탈 조성물에 관한 시공법이 제시되었으나, 이 역시 시멘트의 사용량이 너무 많아 초경량화를 이루지 못할 뿐만 아니라 단열 및 축열효과는 얻을 수 있으나 흡 · 차음의 효과는 극히 미미하다 할 것이다.

따라서 본 발명은 상기의 제반문제를 해결하기 위해 창출된 것으로서 그 목적은 고층의 주거 건축물 등의 층간 또는 벽체에 충격, 소음을 차단함과 아울러 불연성, 단열성, 보온성 기능을 가지도록 한 초경량의 뜬바닥 구조층용 기포 콘크리트 몰타르 조성물과 그 제조방법을 제공함에 있다.

보다 상세하게는 상기의 우수한 기능을 가진 뜬바닥 구조층용 초경량 기포 시멘트 몰타르의 주요 조성물을 인산 비료 공장에서 필연적으로 생성되는 폐석고, 마사분말, 또는 부유선광슬래그, 또는 쇄석과정미분진을 주조성물로 하여 150℃ ~ 800℃의 조건에서 기류건조 및 열처리과정을 통해 연속적으로 수분을 제거시키고 조직을 안정시켜 불연성, 단열성, 보온성 및 흡차음기능을 가지도록 한 초경량 뜬바닥 구조층용 기포 시멘트 몰타르 조성물을 얻고자 하는 것이며, 폐적치 및 폐기되는 폐자재를 대량 재활용하는 방법을 제공함에 있는 것이며,

아울러 본 발명은 상기의 조성물과 이의 제조방법에 있어, 혼화제로 황토 또는 고령토, 장석분을 투여 혼화함으로써, 원적외선 방사효과와 향균효과, 탈취효과, 적정습도 조정 등의 쾌적한 주거 공간을 위한 조성물 및 이의 제조방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 수분제거와 함침된 미량의 공해물질을 안정화시키기 위해 150℃ ~ 800℃의 조건에서 기류건조 및 고온 열처리된 폐석고 20 ~ 70중량%를 기본으로, 마사분말 20 ~ 70중량%, 또는 부유선광슬레그 20 ~ 70중량%, 또는 쇄석과정미분진 20 ~ 70중량% 중 하나 및 화강석 분말 1 ~ 30중량% 또는 고로슬래그 1 ~ 30중량%를 주재료로 하고, 부재료로써 시멘트 20 ~ 40중량%, 황토 또는 고령토, 장석분 2 ~ 20중량%, 기포발포제(알루미나 분말 또는 아연 분말) 0.1 ~ 2중량%, 알카리계 발포촉진제(생석회, 탄질산나트륨) 0.01 ~ 5중량%, 분리방지 안정제(메틸셀룰로오스, 목분) 0.01 ~ 5중량%, 콘크리트 강도 강화제 0.5 ~ 3중량%를 건식 혼화시켜 제조되는 특징을 갖는다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 의거 보다 상세하게 설명한다.

도 1 은 본 발명의 제조 공정도이다.

본 발명의 구성을 설명하기 전에 인산석고의 생성과정과 그 처리방안에 대해 간단히 언급하면, 석고는 비료생산 과정에서 필연적으로 생성되는 폐석고 뿐만 아니라 발전소 및 화학공장의 탈황공정에서 생성되는 탈황석고 등 그 발생량이 증가하고 있는데, 필연적으로 생성된 석고의 일부는 석고보드나 시멘트 생산에 이용되고 있으나, 사용량보다 생성되는 양이 너무 많아 상당량의 석고가 적치되고 있으며, 적치장 관리에 많은 비용 등이 소진될 뿐만 아니라 바람에 날린 분진 등의 공해유발과 시각적 공해 또한 시급한 문제로써 대량의 재활용 방안이 시급히 요구되고 있다.

마사분말이나 금은광 또는 중석광에서 흔히 발생되는 부유선광슬레그, 또한 돌을 부수는 과정에서 발생되는 쇄석과정미분진 등도 막대한 공해유발과 시각적 공해 등 폐해가 심각해 재활용 방안을 모색해야 하는 실정이다.

본 발명은 이러한 상항을 고려하여 비료생산의 반대급부로 대량으로 양산되는 폐석고나 광산의 폐부산물인 마사분말이나 부유선광슬레그 등을 재활용한다는 측면이 본 발명의 핵심사항이다.

보다 구체적으로, 도 1 에서와 같이 연속적으로 150℃ ~ 800℃ 30분 ~ 40분 정도의 조건하에 본 발명에서의 주재료로 쓰이는 폐석고나 마사분말 또는 부유선광슬레그 또는 쇄석과정미분진 중 어느 하나와 화강석 분말 또는 고로 슬래그를 기류건조 및 열처리과정을 거쳐 각 구성요소에 포함되어 있는 유해물질을 안정화시킨 후 100Φ 메쉬인 입도분리기와 해쇄기를 거쳐 다시 각각의 저장탱크로 분류하게 되는데, 이 때 부재료인 황토 역시 상기의 과정을 거친다. 이러한 과정을 거치는 이유는 생성된 입도가 황토나 후술되는 시멘트 및 다른 혼화제의 입도와 거의 같게 할 뿐만 아니라 모든 혼화제와 잘 혼합되며, 특히 발포 과정에서 기포발생시 기공의 고른 분포를 형성시키며, 고른 크기의 기포 형성의 안정화를 주며, 양생이후 강력한 고강도의 뜬바닥 구조층용 초경량 흡차음재의 성능을 얻게 하도록 하기 위함이다.

이 후 디지털 계량기에서 계량된 주재료인 폐석고 20 ~ 70중량%를 기본으로, 마사분말 20 ~ 70중량%, 또는 부유선광슬레그 20 ~ 70중량%, 또는 쇄석과정미분진 20 ~ 70중량% 중 하나 및 화강석 분말 1 ~ 30중량% 또는 고로슬래그 1 ~ 30중량%에, 부재료로써 계량된 시멘트 20 ~ 40중량%, 황토 또는 고령토, 장석분 2 ~ 20중량%, 기포발포제(알루미나 분말 또는 아연 분말) 0.1 ~ 2중량%, 알카리계 발포촉진제(생석회, 탄질산나트륨) 0.01 ~ 5중량%, 분리방지 안정제(메틸셀룰로오스, 목분) 0.01 ~ 5중량%, 콘크리트 강도 강화제 0.5 ~ 3중량% 첨가하여 에어혼합믹서기에서 혼합하면 제품화되고 시공현장에서 시공시 적정량의 물만 혼화하면 초경량 흡차음 효과를 얻게 된다.

주변 온도와 환경에 얻고자 하는 기포 콘크리트의 높이에 따라 혼화재료와 함수량을 조절하게 되는 것이 특징이다.

이 경우 강력하고 고루 분포된 기공이 형성 조성물의 부피의 200 ~ 400%의 기포 콘크리트가 조성되어, 건조 경화시 15.30Kgf/cm이상의 압축강도를 얻을 수 있으며, 흡차음 효과는 경량 58dB이하, 중량 50dB이하의 흡음효과를 얻는 뜬바닥 구조층용 초경량 시멘트 몰타르의 조성물을 얻게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상과 같은 본 발명으로 인하여, 단열 및 축열층이나 흡차음층을 한꺼번에 한 공정으로 처리하지 못한 공동주택 등의 건축물 계층간의 불연성, 단열성, 보온성 기능을 갖춘 흡차음재용 초경량 뜬바닥 구조층용 시멘트 몰타르 조성물과 제조방법을 통하여 경제성과 간편한 시공성, 완벽한 성능으로 조용하고 쾌적한 주거공간 등을 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명의 조성물을 얻기 위한 주요 조성물이 생산과정에서 무한히 생성 폐기, 적치되는 폐석고나 폐광산에서 방치되고 있는 마사분말 또는 부유광산 슬레그 등을 대량 재활용 처리하여, 환경문제 해결에 일조하고 경제적인 효과까지 얻게 되는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 제조 공정도.

Claims (2)

1. 폐석고, 화강석 분말, 고로슬래그, 시멘트, 기포발포제, 알카리계 발포촉진제 또는 콘크리트 강도 강화제 중 어느 하나 이상을 포함하는 뜬바닥 구조층용 기포 콘크리트 몰타르의 제조방법에 있어서,

   150℃ ~ 800℃의 조건에서 기류건조 및 고온 열처리된 상기 폐석고 20 ~ 56.38중량%를 기본으로, 마사분말 20 ~ 56.38중량%, 또는 부유선광슬레그 20 ~ 56.38중량%, 또는 쇄석과정미분진 20 ~ 56.38중량% 중 하나 및 상기 화강석 분말 1 ~ 30중량% 또는 상기 고로슬래그 1 ~ 30중량%를 주재료로 하고, 부재료로써 상기 시멘트 20 ~ 40중량%, 황토 또는 고령토, 장석분 2 ~ 20중량%, 상기 기포발포제(알루미나 분말 또는 아연 분말) 0.1 ~ 2중량%, 상기 알카리계 발포촉진제(생석회, 탄질산나트륨) 0.01 ~ 5중량%, 분리방지 안정제(메틸셀룰로오스, 목분) 0.01 ~ 5중량%, 상기 콘크리트 강도 강화제 0.5 ~ 3중량%를 건식 혼화 제조됨을 특징으로 하는 불연, 단열, 보온, 흡차음 기능을 갖는 뜬바닥 구조층용 기포 콘크리트 몰타르의 제조방법.
2. 상기 청구항 1에 의한 제조방법에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 불연, 단열, 보온, 흡차음 기능을 갖는 뜬바닥 구조층용 기포 콘크리트 몰타르 조성물.