KR100560861B1

KR100560861B1 - 감람석(올리빈)을 이용한 건조 시멘트 모르타르 및 그제조방법

Info

Publication number: KR100560861B1
Application number: KR1020050059822A
Authority: KR
Inventors: 김경애
Original assignee: (주)티케이이노베이션; 주식회사 신립
Priority date: 2005-07-04
Filing date: 2005-07-04
Publication date: 2006-03-20

Abstract

본 발명은 감람석(올리빈)을 이용한 건조 시멘트 모르타르 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 감람석(올리빈)을 주원료로 하여 원적외선 방사, 항균, 항곰팡이, 탈취 및 음이온 방사 등의 기능을 부여한 감람석(올리빈)을 이용한 건조 시멘트 모르타르 및 그 제조방법에 관한 것이다.

상기 본 발명은 감람석(올리빈) 골재를 로터리 킬른방식 또는 순풍 열건조기를 통하여 300 ~ 380℃의 온도에서 30 ~ 130초 동안 가열하여 변성을 유도하고, 절건상태를 유지하는 제1공정과; 상기 절건상태의 감람석 골재 69 ~ 72 중량부, 시멘트 21 ~ 23 중량부, 플라이 애쉬 3 ~ 4 중량부(시멘트 기준), CSA계 팽창제 2.5 ~ 4 중량부, 유동화제 0.1 ~ 0.3 중량부, 공기연행제 0.002 ~ 0.004 중량부 및 증점재 0.003 ~ 0.005 중량부를 혼합하는 제2공정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

감람석(올리빈), 건조 시멘트 모르타르 , 로터리킬른

Description

감람석(올리빈)을 이용한 건조 시멘트 모르타르 및 그 제조방법{A building cement mortar using olivine and a production method thereof}

본 발명은 감람석(올리빈)을 이용한 건조 시멘트 모르타르 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건조 시멘트 모르타르를 제조함에 있어, 감람석(올리빈)을 주원료로 하여 원적외선 방사, 항균, 항곰팡이, 탈취 및 음이온 방사 등의 기능을 부여한 감람석(올리빈)을 이용한 건조 시멘트 모르타르 및 그 제조방법에 관한 것이다.

사람들의 생활수준이 높아짐에 따라 건강에 대한 관심이 고조되면서 일반인들의 주거문화에 대한 관심이 높아지고 있고, 또한 주거인들은 실내공기질 공정시험법에 의해 규제되고 있는 각종 건축자재에서 발생하는 휘발성 유기 화합물 및 시멘트독성으로부터 직접적으로 노출되어, 이로 인해 새집증후군 등을 앓고 있다.

일반적으로 건조 시멘트 모르타르는 공동주택 및 공공주택의 마감을 구성하는 주요 건축재료로서, 사람과 가장 밀접하게 접촉하는 생활공간의 주요부를 구성하는 재료이다.

종래의 건조 시멘트 모르타르는 크게 시멘트와 골재, 사용수 및 혼화재료로 구성되는 복합재료로서, 지금까지 대부분 구조체의 내구성 확보 및 시멘트 경화에 따라 발생되는 건조수축에 의한 균열을 방지하는 부분에 대하여 중점적으로 제공되었으나 환경에 대한 부분은 검토되지 않았거나, 혹은 맥반석이나 장석 등을 골재로 이용하여 제조된 것으로 여러 가지 기능 중 한,두가지 제한적인 기능을 부여한 제품만이 유통되고 있는 실정이다.

본 발명에서 사용되는 감람석의 일반적인 특징을 살펴보면,

감람석(올리빈)은 사방정계에 속하는 조암광물로서, 주상결정을 이루지만, 결정이 분명하지 않은 것도 있다. 올리브색 또는 황갈색 ·회적색(灰赤色)을 띠고, 투명 또는 반투명하고, 조흔색(條痕色)은 백색이며, 굳기 6.5∼7, 비중 3.2∼3.4이다.

감람석은 지금까지는 대부분 제철공정에 있어서 마그네시아(MgO)공급원으로 이용되거나, 공업원료로서 용성인산비료로 쓰여 왔다. 용성인산비료는 감람석과 인광석을 전기로에서 1350~1500℃로 소성하여 용융시키고 급냉시킨 후 분쇄하여 제조하는 것으로, 이 비료는 효과가 완만하게 나타나지만, 인산분이 많고, 가용성의 규산 및 알카리를 포함하기 때문에 종합 토양개량비료로 볼 수 있고 마그네슘이 결핍 된 토양에 주로 사용한다. 이는 감람석에 함유된 마그네시아(MgO)의 특징을 이용한 것으로, 감람석에 함유된 높은 함량의 마그네시아(MgO)에 의해 높은 원적외선 방사량으로 인하여 최근에는 의료용 기기나 온열기기로 가공되어 사용되거나 단순분쇄하여 식물의 생육촉진제로도 이용되어 왔다.

이러한 감람석은 초염기성암으로 엽편상 구조에 의하여 물을 내부의 공극에 머금고 있는 조습성이 크고, 붕괴되는 현상이 있어 지금까지는 골재로서의 이용보다는 1온석면에 속하는 성질로 인하여 석면광물질로 많이 사용되었지만 환경유해성으로 인하여 사용이 제한되고 있는 실정이며 이에 따라 많은 광산들이 폐광하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 감람석을 이용하여 친환경적인 기능성 건조 시멘트 모르타르를 제공하는 데 있다.

이는 감람석이 가지고 있는 조습작용과 변성작용에 의해 감람석 골재가 붕괴되는 것을 제어하기 위해 시멘트, 생석회, 알루미나, 마그네시아가 소성에 사용되는 로터리 킬른방식 또는 순풍 열건조기를 이용하여 감람석 골재를 절건상태로 유지하고, 변성을 유도해 안정한 화학상태의 구조로 유도하고 이를 이용함으로써 높은 원적외선 방사량과, 항균, 탈취, 음이온 방사 및 축열효과가 뛰어난 건조 시멘트 모르타르 및 그 제조방법을 제공하는 데 목적이 있는 것이다.

상기 감람석이 가지고 있는 효과 중 원적외선은 적외선 중 가장 파장이 긴 것으로서 피부 깊숙히 침투해 열을 만들어준다. 이러한 열작용은 각종 질병의 원인이 되는 세균을 없애는 데 도움이 되고, 모세혈관을 확장시켜 혈액순환과 세포조직 생성에 도움을 준다. 또한 세포를 구성하는 수분과 단백질 분자에 닿으면 세포를 1분에 2,000번씩 미세하게 흔들어줌으로써 세포조직을 활성화시켜주므로 노화방지, 신진대사 촉진, 만성피로 등 각종 성인병 예방에 효과가 있다.

또한, 상기 감람석이 가진 또 다른 효과인 음이온은 (-)전하를 띤 공기의 원자요소로써, 유해한 양이온을 중화시키고, 피를 맑게 하고 신경안정과 피로회복, 식욕증진, 세포의 활성화를 촉진시켜 생기 있는 생활을 영위케 하는 효과가 있다.

이는 각종 전자, 전기 제품으로부터 방출되는 X선, R선, 전리방사선, 자외선 등이 생성하는 양이온을 중화시켜줌으로써, 양이온의 숫자가 많아지면서 생길 수 있는 천식, 기관지염, 두통, 시각장애, 요통, 어깨걸림, 신경과민, 긴장고조, 생리불순, 무기력증, 우울증, 피부염, 기형아 출산들과 같은 병의 유발을 감소시킬 수 있다.

그밖에도 발한작용 촉진, 통증완화, 중금속 제거, 숙면, 탈취, 방균, 곰팡이 번식방지, 제습, 공기정화 등의 효과가 있어 주택 및 건축자재, 주방기구, 섬유·의류·침구류, 의료기구, 찜질방 등의 여러 분야에 쓰이고 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 감람석(올리빈)을 이용한 건조 시멘트 모르타르의 제조방법은 감람석(올리빈) 골재를 로터리 킬른방식 또는 순풍 열건조기를 통하여 300 ~ 380℃의 온도에서 30 ~ 130초 동안 가열하여 변성을 유도하고, 절건상태를 유지하는 제1공정과;

상기 절건상태의 감람석 골재 69 ~ 72중량부, 시멘트 21 ~ 23중량부, 플라이 애쉬 3 ~ 4중량부(시멘트 기준), CSA계 팽창제 2.5 ~ 4중량부, 유동화제 0.1 ~ 0.3중량부, 공기연행제 0.002 ~ 0.004중량부 및 증점재 0.003 ~ 0.005중량부를 혼합하는 제2공정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 감람석(올리빈)은 마그네시아(MgO)의 함량이 30중량%를 넘는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기의 제조방법으로 제조된 감람석(올리빈)을 이용한 건조 시멘트 모르타르인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 사용 된 감람석의 성분은 포스테라이트(Mg-감람석)으로 마그네시아(MgO)에 의한 높은 원적외선 방사, 항균, 항곰팡이, 탈취 및 음이온 방사량의 특성을 갖는다.

상기 감람석은 사방정계에 속하는 조암광물로 화학구조는(Mg,Fe)₂SiO₄로 표시되며, 유리된 마그네슘이온은 물과 반응하여 안정한 상태의 마그네시아(MgO)로 되어 조습작용을 일으키지만 300℃이상의 고열을 받으면 화학적으로 안정한 Mg₃Si₂O₅(OH)₄로 변성작용을 일으키며 또한 절건상태로 유지되어 조습작용을 효과적으로 제어할 수 있다.

또한, 본 발명에서 사용되는 시멘트, 감람석 골재, 플라이애쉬, CSA계 팽창제, 유동화제, 공기연행제 및 증점재의 배합비율은 감람석이 가지고 있는 효과를 극대화 시킬 수 있는 가장 바람직한 비율이며, 본 배합비율이 달라질 경우 원적외선 방사율, 음이온방사량, 항균이나 탈취효과 등이 떨어지게 된다.

이하, 본 발명을 실시예를 통해 상세히 설명한다.

[실시예]

제1단계: 감람석 골재를 로터리 킬른방식 또는 순풍 열건조기를 통하여 300℃의 온도에서 30초를 가열하여 절건상태를 유지하였다.

제2단계: 시멘트 22중량부, 절건상태의 감람석 골재 71중량부, 플라이애쉬 4중량부(시멘트 기준), CSA계 팽창제 3중량부(시멘트 기준), 유동화제 0.2중량부(시멘트 기준), 공기연행제 0.003중량부(시멘트 기준) 및 증점재 0.004중량부(시멘트 기준)를 혼합하여 건조 시멘트 모르타르를 제조하였다.
상기 CSA계 팽창제는 "현대산업"사의 제품명 "HD-EX"을 사용하였고, 상기 유동화제는 독일의 "DEGUSSA"사의 제품명 "MELMENT F 4000"을 사용하였으며, 공기연행제는 "HERCULES"사의 제품명 "SILIPON RN 6031"을 사용하였고, 증점재는 "삼성정밀화학"사의 제품명 "PMC 15US"를 사용하였다.

제3단계: 제조된 건조 시멘트 모르타르를 50mm×50mm×50mm의 정육면체 몰드 시험체를 제작하고 제작된 공시체를 온도 20℃, 상대습도 80%인 시험실내에서 기건양생하였다.

상기와 같이 제조된 감람석(올리빈)을 이용한 건조 시멘트 모르타르의 물성을 공인기관 단체규격시험방법(표1)에 따라 시험하고 결과를 아래 표2에 나타내었다.

시험항목	시험방법
압축강도[MPa(=N/㎟)]	KS F 2405-01
원적외선방사율(40℃)	KICM-FIR-1042
음이온(ION/cc)	KICM-FIR-1005
탈취시험(HCHO)	KICM-FIR-1085
항균시험	KICM-FIR-1002
항곰팡이시험	ASTM G-21

구분	압축강도(MPa)		원적외선 방사율	음이온 (ION/CC)	항곰팡이 시험	항균시험 (세균감소율)	탈취시험 (HCHO)
	7일	28일
감람석이 함유된 건조 시멘트 모르타르	29.1	36.8	방사율:0.914 방사에너지 :3.96×10²	277	배양4주후까지 균의 성장을 인지할 수 없음	대장균99.8% 녹농균99.8%	75.7%

상기의 결과에서 보듯이, 압축강도(MPa)는 7일째 되었을때 29.1MPa을 나타내고, 28일째에 36.8MPa의 압축강도를 나타내었다.

원적외선 방사율은 0.914, 방사에너지는 3.96×10²나타났으며, 음이온은 277(ION/CC)였다.

항곰팡이시험결과 4주후까지 균의 성장이 인지되지 않았고, 대장균과 녹농균을 이용한 항균시험에서 세균감소율이 99.8%였다.

탈취시험결과 새집증후군 등의 주 원인인 HCHO(포름알데히드)의 탈취율이 75.7%로 나타났다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 감람석이 가지고 있는 조습작용과 변성작용에 의한 붕괴를 제어하기 위해 로터리 킬른 또는 순풍 열건조기를 이용하여 감람석 골재를 절건상태로 유지하고, 변성을 유도해 안정한 화학상태의 구조로 유도하여 이를 이용함으로써 높은 원적외선 방사량과, 항균, 탈취, 음이온 방사 및 축열효과가 뛰어난 건조 시멘트 모르타르를 제공할 수 있다.

Claims

감람석(올리빈) 골재가 혼합되는 건조 시멘트 모르타르의 제조방법에 있어서,

감람석(올리빈) 골재를 로터리 킬른방식 또는 순풍 열건조기를 통하여 300 ~ 380℃의 온도에서 30 ~ 130초 동안 가열하여 변성을 유도하고, 절건상태를 유지하는 제1공정과;

상기 절건상태의 감람석 골재 69 ~ 72 중량부, 시멘트 21 ~ 23 중량부, 플라이 애쉬 3 ~ 4 중량부(시멘트 기준), CSA계 팽창제 2.5 ~ 4 중량부, 유동화제 0.1 ~ 0.3 중량부, 공기연행제 0.002 ~ 0.004 중량부 및 증점재 0.003 ~ 0.005 중량부를 혼합하는 제2공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 감람석(올리빈)을 이용한 건조 시멘트 모르타르의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 감람석(올리빈)은 마그네시아(MgO)의 함량이 30중량%를 넘는 것을 특징으로 하는 감람석(올리빈)을 이용한 건조 시멘트 모르타르의 제조방법.
상기 제1항의 방법으로 제조된 감람석(올리빈)을 이용한 건조 시멘트 모르타르.