KR100662857B1 - 인조화강석 블록, 이의 제조방법 및 이의 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인조화강석 블록, 이의 제조방법 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 자연화강석을 블록 형태로 거칠게 가공한 것과 거의 대등한 표면 질감이 표현 되도록 하여, 자연화강석의 대체용으로 사용할 수 있는 인조화강석 블록, 이의 제조방법 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 인조화강석 블록은 자연환경을 파괴하는 천연석재의 채취를 줄이고 폐석을 이용함으로써, 제조비용이 저렴하고 석재 수입의 대체효과를 얻을 수 있으며, 블록상태로 채취한 후 가공하지 않은 자연화강석 판석 블록과 같이, 인조화강석 블록의 표면을 거칠게 가공하여 미끄럼을 방지하고 다양한 색상을 표출할 수 있어 디자인의 다양화를 꾀할 수 있다. 또한, 보도나 차도에 시공시 잡석다짐 후 모래를 깔고 그 위에 설치하므로 물 빠짐이 원활하며 지력의 손실을 방지하고 보수를 쉽게 할 수 있다.

인조화강석 블록, 쇄석, 굵은 모래, 알루미늄 실리케이트, 금속철편, 표면거칠기

Description

인조화강석 블록, 이의 제조방법 및 이의 시공방법{Artificial granite block, method for manufacturing and applying the same}

도 1은 종래 인조화강석 블록의 표면을 갈아 매끄럽게 가공한 사진이다.

도 2는 블록형태로 거칠게 채취한 천연화강석의 표면부의 사진이다.

도 3은 본 발명에 따른 인조화강석 블록을 세로로 절단한 절단면의 사진이다.

도 4는 본 발명에 따른 인조화강석 블록을 성형하여 양생시키고 표면가공처리하기 전의 사진예이다.

도 5는 본 발명에 따른 인조화강석 블록을 성형하여 양생시키고 표면가공처리하기 전의 다른 사진예이다.

도 6은 본 발명에 따른 인조화강석 블록을 0.4~0.7㎜ 깊이의 표면거칠기로 표면가공처리한 사진예이다.

도 7은 본 발명에 따른 인조화강석 블록을 0.8~1.5㎜ 깊이의 표면거칠기로 표면가공처리한 사진예이다.

본 발명은 인조화강석 블록, 이의 제조방법 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 자연화강석을 블록 형태로 거칠게 가공한 것과 거의 대등한 표면 질감이 표현되도록 하여, 자연화강석의 대체용으로 사용할 수 있는 인조화강석 블록, 이의 제조방법 및 이의 시공방법에 관한 것이다.

자연화강석은 오랫동안 동서양을 막론하고 건축자재 및 토목용 자재로 많이 사용되어 왔다. 자연화강석은 보통 석산을 개발하여 산을 통째로 깎아 내거나 일부는 지하로 파들어가 개발하기도 하는데, 이 과정에서 자연이 훼손되며 채석장의 발파작업 등으로 인하여 주위환경에도 많은 문제를 야기시키고 있다.

자연화강석의 채취는 많은 인력이 소요되어 가격도 비싼데 최근에는 인건비가 저렴한 중국에서 많은 양의 자연화강석이 대량으로 수입되고 있다.

그러나 종래 국내에서 채취하여 사용되던 자연화강석과는 색상과 질감 등에서 차이가 나기 때문에 일반인들은 호감을 갖지 못하고 있으며, 이 또한 넓은 의미에서 볼 때는 세계적인 자연환경의 파괴를 가져오는 것이며, 중국 등의 자연화강석 채취국가에서도 자연환경 보호를 위한 자연화강석 채취의 제한 및 국외로의 반출금지 등의 조치를 취할 가능성이 제기되고 있다. 이러한 점들을 보완하기 위하여, 인조화강석이 개발되어 사용되고 있다.

도1은 종래 인조화강석 블록의 표면을 갈아 매끄럽게 가공한 사진으로서, 이 러한 인조화강석의 가장 일반적인 제조방법은, 백시멘트와 모래, 화강석 종석 등을 사용하여 자연석과 같은 형태로 성형하여 표면을 매끈하게 갈아서 자연화강석의 표면을 갈은 것과 같은 질감을 내는데, 이 또한 실제 표면과는 차이가 나서 사용에 한계를 느껴왔으며 대부분 실내용 자재로 사용되어 왔다.

또한, 시멘트, 모래, 화강석 종석 등을 접착제와 섞어서 자연화강석과 같은 형태로 성형하여 사용하는 방법도 있는데, 이는 1년여 정도의 시간이 지나면 접착제가 경화되면서 색상이 변하기 때문에 인조화강석의 색상도 변하게 되어 시공 초기의 상태를 유지하지 못하여 사용을 기피하는 경향이 있다.

한편, 종래의 천연화강석 블록을 보도 및 차도용으로 시공하기 위해서는 우선, 천연화강석을 20~30㎜ 정도의 판석형태의 블록으로 절단하고, 그 표면을 연마하여 매끄럽게 만들거나, 버너로 열을 가하여 거친 형태의 표면(버너 튀김)으로 만든 다음, 설치하고자 하는 곳의 바닥에 기초로 시멘트 몰탈을 시공하고, 시멘트 몰탈이 양생되기 전에 그 위에 화강석 판석 블록을 설치하여 시멘트 몰탈이 양생되면서 화강석 판석 블록과 접착되도록 하는 방법을 사용하였다.

그런데 이러한 방법은, 기초로 사용하는 시멘트 몰탈이 땅과 공기의 접촉을 차단함으로써 땅이 죽는 현상이 발생하며, 화강석 판석 블록을 얻기 위하여 석산을 개발하여 자연환경을 파괴하는 등 환경보호 차원에서 문제점으로 지적되어 왔다.

또한 시멘트 몰탈 시공시 시멘트와 물의 배합율이 적절치 않으면 시멘트 몰탈과 화강석 판석 블록의 접착력이 약하여 일정기간이 지나면 분리되기도 하고, 화강석 판석 블록이 깨지는 경우에는 보수가 어렵고, 시공 당시와 같은 보수용 자재 의 구매가 쉽지 않는 등의 단점이 있어 왔다.

또한, 국내에서 그동안 주로 선호되어 왔던 표면을 연마하여 매끄럽고 윤이 나는 표면을 가진 천연화강석 판석 블록은 표면에 물기나 기름기, 눈 등이 묻으면 미끄럽기 때문에 사람이 미끄러져 다치는 사고 등이 자주 발생하여 안전관리상의 문제가 생기며, 지속적인 유지관리가 필요하고, 또한 인위적인 아름다움에 식상하고, 차츰 화강석의 자연스러운 표면을 선호하는 등의 변화가 일고 있다.

이러한 천연화강석을 대체하기 위한 인조화강석의 종래기술을 살펴보면, 한국 실용신안등록출원 제99-25720호에는 보도블록을 구성함에 있어서 메인층은 일반적인 시멘트몰탈 재료로 이루어지고, 표면층은 화강석, 석회석, 대리석 등의 쇄석 재료가 혼합된 몰탈층으로 구성되고, 표면층의 표면부는 평활면으로 연마가공되는 보도블록이 기재되어 있다.

또한, 한국 실용신안등록출원 제87-3898호에는 테이블 진동기 위의 형틀에 상면을 형성하는 인조석 콘크리트를 넣고 20~25초가량 진동시키는 제1공정과, 형틀의 내부 길이방향으로 차단판을 넣고 구획된 2곳에 기존 콘크리트와 인조석 콘크리트를 1/2정도 채우고 10~15초 동안 진동을 시키고 다시 1/2을 마저 채운 후 10~15초 동안을 진동시키는 제2공정과, 형틀에서 차단판을 빼낸 다음 약한 진동을 가하여 차단판을 빼낸 곳의 기존 콘크리트와 인조석 콘크리트가 접합되게 하는 제3공정, 그리고 형틀에 기존 콘크리트와 인조석 콘크리트를 완전히 충진한 지 2~4시간 후에 증기양생을 하고 다시 3일 정도 자연양생을 하여 상면과 전면을 연마하는 제4공정으로 기존 콘크리트층의 상면과 전면에 인조 화강석층을 일체로 형성하는 인조 화강석 경계블록이 기재되어 있다.

한편, 한국 특허출원 제99-52846호에는 시멘트, 모래, 화산석 등을 물과 혼합하여 반죽하는 재료 혼합공정과, 자연석 형태로 된 성형몰드에 상기 재료혼합공정을 통해 얻어진 반죽재료를 충진가압하는 성형공정과, 상기 공정을 통해 얻어진 소재를 적정온도에서 가열 경화시키는 소성공정을 순차적으로 실행하여 인조석판을 얻는 공지의 공정과정에 있어서, 성형몰드에 반죽재료를 충진하기 전에 몰드표면에 접착성 수용액을 도포하고 운모 및 흑색안료를 살포하여 부착시키는 한편 안료와 시멘트 및 물을 적정비율로 혼합하여 얻어진 표면층액을 재차 도포한 후 반죽재료를 충진하도록 하는 인조 화강석판의 제조방법 및 그 인조 화강석판이 기재되어 있다.

또한, 한국 특허 제0422788호에는 폐석, 폐광석, 폐적벽돌 및 폐유리를 포함하는 골재를 1~5㎜의 평균입경을 갖도록 분쇄하여 얻은 쇄석골재 25~35중량 폐석, 폐광석, 폐적벽돌 및 폐유리를 포함하는 골재를 5~10㎜의 평균입경을 갖도록 분쇄하여 얻은 쇄석골재 18~28중량, 80~100㎛의 평균입경을 갖는 투명규사 31~36중량, 에폭시 계열, 불포화 폴리에스테르 계열 및 아크릴 계열로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 합성수지 8~12중량 및 물 또는 신나로 선택되는 희석제 2~4중량%를 필수적으로 포함하는 천연석 질감을 갖는 박판 인조석재 및 이의 제조방법이 기재되어 있다.

앞서 설명했듯이, 일반적으로 종래에는 검정이나 흰색, 붉은색을 띠는 자연화강석 쇄석과 백시멘트 또는 석분, 모래, 안료, 물을 배합하여 만든 후 표면을 갈 아 매끈하게 만들어 화강석 쇄석의 입자가 보이도록 하여 사용하였으나, 자연화강석의 질감과는 다른 느낌을 주었다. 이러한 종래기술의 인조화강석은 천연화강석의 자연스러운 표면을 표현하지 못하며, 시공이나 보수에 많은 문제를 보유하고 있다.

이에 본 발명자는 자연화강석 폐석의 쇄석, 알루미늄 실리케이트, 가는 모래, 굵은 모래 등을 적절히 배합하여 인조화강석 블록의 상부를 제조하고, 양생 후 금속철편을 이용하여 표면을 거칠게 성형함으로써 천연화강석의 자연스러운 표면을 구현할 수 있는 인조화강석 블록을 개발하였으며, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.

따라서 본 발명의 목적은 자연환경을 파괴하는 천연석재의 채취를 줄이고 폐석을 이용하여 제조비용을 절감시키며, 석재 수입의 대체효과를 얻을 수 있고, 가공하지 않은 천연화강석 판석 블록의 표면과 같은 자연스러운 표면을 연출할 수 있으며, 이로 인해 미끄럽지 않은 인조화강석 블록을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 인조화강석 블록을 제조하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 종래 자연화강석 블록의 시공 등의 문제점을 해결하고, 시공 및 보수가 간단 및 간편하고, 물 빠짐이 원활하여 지력의 손실을 방지할 수 있는 인조화강석 블록의 시공방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인조화강석 블록은 최대다짐부피 1㎥에 대하여, 0.2㎜미만의 평균입경을 갖는 가는 모래 10~15중량%, 0.6~1.4㎜ 평균입경의 굵은 모래 20~25중량%, 2~3㎜ 평균입경으로 분쇄한 자연화강석 폐석의 쇄석 10~15중량%, 1~3㎜ 평균입경으로 분쇄한 자연대리석 폐석 쇄석 17~21중량%, 1.5~2.5㎜ 평균입경의 알루미늄 실리케이트 9~15중량%, 포틀랜드 시멘트 15~20중량%, 콘크리트 혼화제 0.01~0.1중량% 및 물 3~8중량%로 배합된 상부; 및 최대다짐부피 1㎥에 대하여 0.2㎜미만의 평균입경을 갖는 가는 모래 30~40중량%, 2-5㎜ 평균입경의 잡석 쇄석 골재 20~30중량%, 5-8㎜ 평균입경의 잡석 쇄석 골재 20~30중량%, 포틀랜드 시멘트 5~15중량%, 콘크리트 혼화제 0.01~0.1중량% 및 물 1~4중량%로 배합된 하부로 이루어지며, 상기 상부 표면이 0.4~1.5㎜의 깊이의 표면거칠기를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인조화강석 블록의 제조방법은, 최대다짐부피 1㎥에 대하여 0.2㎜미만의 평균입경을 갖는 가는 모래 30~40중량%, 2-5㎜ 평균입경의 잡석 쇄석 골재 20~30중량%, 5-8㎜ 평균입경의 잡석 쇄석 골재 20~30중량%, 포틀랜드 시멘트 5~15중량%, 콘크리트 혼화제 0.01~0.1중량% 및 물 1~4중량%로 배합된 하부 재료를 형틀에 넣어 진동 가압하여 50~70㎜ 두께의 인조화강석 블록의 하부를 형성하는 제1단계; 최대다짐부피 1㎥에 대하여, 0.2㎜미만의 평균입경을 갖는 가는 모래 10~15중량%, 0.6~1.4㎜ 평균입경의 굵은 모래 20~25중량%, 2~3㎜ 평균입경으로 분쇄한 자연화강석 폐석의 쇄석 10~15중량%, 1~3㎜ 평균입경으로 분쇄한 자연대리석 폐석 쇄석 17~21중량%, 1.5~2.5㎜ 평균입경의 알루 미늄 실리케이트 9~15중량%, 포틀랜드 시멘트 15~20중량%, 콘크리트 혼화제 0.01~0.1중량% 및 물 3~8중량%로 배합된 인조화강석 블록의 상부 재료를 상기 제1단계의 형틀에 넣어 다시 진동 가압하여 6~15㎜의 두께로 상부를 형성하는 제2단계; 형틀에서 블록을 분리시켜 상온에서 80%이상 양생시키는 제3단계; 및 고압 공기 분사기계를 통과시켜 상기 블록의 상부 표면을 금속철편으로 두둘겨 거칠게 만드는 제4단계로 이루어진다.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인조화강석 블록의 시공방법은, 시멘트 몰탈을 사용하지 않고 잡석다짐을 한 후에 90~100㎜ 두께의 모래를 포설하고 그 위에 전술한 본 발명에 따른 인조화강석 블록을 조립하여 이루어진다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하면서 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 자연화강석을 블록 형태로 거칠게 채취한 것과 거의 대등한 표면 질감이 표현되도록 하는 인조화강석 블록, 이의 제조방법 및 이의 시공방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 인조화강석 블록은 강도를 유지하기 위한 하부의 콘크리트 구조와 화강석 질감을 표현하기 위한 상부구조로 이루어진다.

또한, 천연화강석을 깨어 블록형태로 만든 것과 같은 형태의 성형 몰드에 재료 혼합공정을 통해 만들어지며, 1차로 하부를 위한 혼합물을 상기 성형 몰드에 충진시킨 후, 진동 압축성형기로 성형을 하고, 2차로 상부를 위한 혼합물을 상기 성 형 몰드에 충진시킨 후, 역시 진동 압축성형기로 성형을 한 후, 성형 몰드에서 탈착하여 상온에서 5~12일간(계절에 따른 온도변화에 따라 결정) 양생시키고, 80%이상의 충분한 강도가 되었을 때 표면 가공을 위하여 성형 양생된 인조화강석 블록의 표면을 작고 강한 금속입자를 강한 압력으로 살포하는 기계를 통과시켜 표면을 자연스러운 상태의 거친 표면의 천연화강석 블록과 같은 색상과 질감이 나도록 하는데 그 특징이 있다.

첨부된 도2는 블록형태로 거칠게 채취한 천연화강석의 표면 사진이며, 도3은 본 발명에 따른 인조화강석 블록의 세로 절단면 사진이다. 도3의 위쪽 흰 부분은 인조화강석의 표면이고, 아래쪽은 인조콘크리트 블록의 기단부인 콘크리트 부분이다.

도4 및 도5는 본 발명에 따른 인조화강석 블록을 성형하여 양생시키고 표면가공처리하기 전의 사진예이고, 도6 및 도7은 본 발명에 따른 인조화강석 블록을 금속철편으로 표면가공처리한 사진들로, 도6은 0.4~0.7㎜의 표면거칠기, 도7은 0.8~1.5㎜의 표면거칠기를 갖는다.

본 발명에 따른 인조화강석 블록은 상부와 하부로 이루어지는데, 상부는 최대다짐부피 1㎥에 대하여, 0.2㎜미만의 평균입경을 갖는 가는 모래 10~15중량%( 좀 더 바람직하게는 13~14중량%), 0.6~1.4㎜ 평균입경의 굵은 모래 20~25중량%, 2~3㎜ 평균입경(3.5㎜ 체에서 100% 통과하고 1.8㎜ 체에서 5%이내 통과하는 입자)으로 분 쇄한 자연화강석 폐석의 쇄석 10~15중량%(좀 더 바람직하게는 10~12중량%), 1~3㎜ 평균입경(3.5㎜ 체에서 100% 통과하고 1㎜ 체에서 2%이내 통과하는 입자)으로 분쇄한 자연대리석 폐석 쇄석 17~21중량%, 1.5~2.5㎜ 평균입경의 알루미늄 실리케이트 9~15중량%, 포틀랜드 시멘트 15~20중량%, 콘크리트 혼화제 0.01~0.1중량% 및 물 3~8중량%로 이루어진다.

상기 자연화강석 폐석의 쇄석은 표현하고자 하는 색상에 따라 화강석 쇄석을 선정하게 된다. 예를 들어, 밝은 회색을 띠는 백색의 포천석, 검정색이 강한 마천석, 약한 붉은 빛을 띠는 백색의 문경석, 강한 붉은 빛을 띠는 회백색의 철원석 등에서 선택하여 배합 사용할 수 있다.

한편, 종래부터 일반적으로 제조하는 인조화강석은 국내산의 순수한 검정색의 자연화강석 쇄석을 주로 사용하고 있는데, 표면을 연마하는 후가공을 하기 때문에 최종적으로 색상에 영향을 미치지 않으나, 표면을 금속입자로 두둘기는 본 발명에서는 국내에서 일반적으로 구할 수 있는 순수한 검정색 자연화강석 폐석의 쇄석이 강도가 지나치게 강하고(모스경도 12) 표면을 두둘길 경우에 잘 깨지지 않고 표면만 긁히는 현상이 나타나 검은빛이 죽고 회색빛을 띠는 탁한 검정색을 나타내어 전체 색상을 흐리게 할 수 있으므로, 피하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 자연화강석 폐석의 쇄석 크기가 2㎜미만이면 회색이나 백색으로 나타나기 때문에 천연화강석 본래의 색상이 엷어지게 되며, 3㎜를 초과하면 성형시 부분적으로 덩어리져 보이므로 자연스러운 느낌이 들지 않는 문제점이 있다.

즉, 천연화강석의 질감을 표현하기 위하여 상부는 사용되는 재료에 따라 질 감이 달라지므로, 표현하고자 하는 천연화강석(포천석~흰색계열, 문경석~붉은색계열, 마천석~검은색 계열, 회색~잡석) 또는 천연대리석의 표면 질감 및 색상에 따라 혼합물의 종류와 혼합비율을 결정하게 된다.

또한, 강도가 강한 화강석 쇄석(특히, 검정색 화강석 쇄석)이 섞이면 색상에 영향을 주므로, 다소 강도가 떨어지며 깨지는 성질을 가진 천연대리석 폐석을 분쇄한 쇄석을 1~3㎜ 평균입경(3.5㎜ 체에서 100% 통과하고 1㎜ 체에서 2%이내 통과하는 입자)으로 17~21중량% 섞으며, 상기 자연대리석 폐석의 쇄석은 본 발명에서 표현하고자 하는 색상에 따라 대리석의 색상을 선택하게 되는데, 주로 백색, 회색, 적색 등이 사용된다.

본 발명에 있어서, 강도가 약하고(모스경도 5~6), 잘 깨지는 성질을 지닌 알루미늄 실리케이트를 9~15중량%로 사용하는데, 이것은 표면이 깨지면서 윤이 나기 때문에, 어떠한 경우에도 운모가 섞인 듯한 밝은 빛의 검정색을 띠게 된다.

상기 알루미늄 실리케이트의 함량이 9중량%미만이면 검정색의 반짝이는 부분이 적어져 전체적으로 흰색이 강해지며 이 경우 회색의 느낌이 강해지게 되고, 15중량%를 초과하면 검정색이 너무 강해져 자연화강석의 느낌이 나지 않는다.

그밖에 가는 모래, 굵은 모래, 포틀랜드 시멘트, 물 등을 전술한 배합량으로 섞어서 진동가압 성형후 양생된 제품의 표면을 금속입자로 고압에서 두둘기면 각 재료의 특성이나 강도에 따라 깨져서 떨어지는 모양이 다르고 그 깊이도 달라 자연스러운 거친 표면이 이루어지고, 이때의 느낌은 질 좋은 자연화강석의 느낌과 유사하여 구별이 어렵다. 특히, 상기 입경 및 함량에서 바람직한 표면 표현이 가능하 다.

본 발명에 있어서, 인조화강석 블록의 하부는 일반 소형 고압블록의 제조방식과 유사하나, 사용재료는 종래의 소형 고압블록의 재료인 시멘트, 물, 모래의 강도를 보강하기 위하여 잡석 쇄석을 첨가하여 콘크리트 재료로 만들며, 최대다짐부피 1㎥에 대하여 0.2㎜미만의 평균입경을 갖는 가는 모래 30~40중량%, 2-5㎜ 평균입경의 잡석 쇄석 골재 20~30중량%, 5-8㎜ 평균입경의 잡석 쇄석 골재 20~30중량%, 포틀랜드 시멘트 5~15중량%, 콘크리트 혼화제 0.01~0.1중량% 및 물 1~4중량%로 배합된다.

또한, 상기 상부 및 하부의 포틀랜드 시멘트 및 물의 함량이 상기 범위에 존재하여야 강한 충격에서도 상부와 하부의 층 분리가 일어나지 않는다.

본 발명에 따른 인조화강석 블록은 콘크리트 고압블록을 생산하는 일반적인 진동압축성형기로 생산을 하는데, 만들고자 하는 형태의 크기(가로 100~400㎜, 세로 100㎜~400㎜)와 두께(50㎜~100㎜)에 따라 금형을 만들고, 이 금형을 진동압축성형기에 장착한 후, 성형하고자 하는 블록의 두께 중 상부의 두께(약 6~15㎜)만큼을 감한 두께만큼 미리 혼합된 하부용 콘크리트 혼합물을 금형 내부에 밀어 넣고 진동압축성형을 하고, 즉시 미리 혼합된 상부용 혼합물을 남은 공간에 채워 넣고 진동압축성형을 한 후, 금형에서 탈착하여 상온에서 (여름철에는 5일이상, 겨울철에는 보온된 상태에서 12일이상) 양생을 한다.

양생이 완료되었을 때의 강도를 100으로 보았을 때 80%이상의 강도를 갖는다. 이렇게 양생까지 마친 블록의 사진을 도4 및 도5에 첨부하였다. 양생 후 강도 가 80%에 미치지 못하면 금속입자로 표면을 가공하기 위하여 두둘길 때 파손될 우려가 있다.

바꾸어 말하면, 1차로 하부 재료를 형틀에 넣어 진동 가압하여 50~70㎜ 사이의 하부를 형성하고, 2차로 상부를 이루는 재료를 같은 형틀에 넣어 다시 진동 가압하여 용도에 따라 6~15㎜의 두께(보도용 6~9㎜, 보차도용 9~12㎜, 차도용 12~15㎜)로 상부를 형성하게 한 후, 3차로 형틀에서 분리시켜 상온에서 80%이상 양생시키고, 4차로 고압 공기 분사기계를 통과시켜 그 표면을 금속입자로 두둘겨 거칠게 만드는 것이다.

이때, 금속철편의 크기는 직경 0.35~1.0㎜ 사이로, 상부 표면이 두께 1.5㎜이상 떨어져 나가면 상부의 두께(6~15㎜)가 그 만큼 줄어들게 되며, 용도에 따라 보통 1년에 0.5㎜~1㎜ 정도의 마모를 예상하므로 내구연한이 짧아지게 되는 결과를 가져온다.

또한 여러 차례 시험해본 결과, 표면의 차이가 1㎜ 정도가 될 때 가장 자연스러워 보였다. 그러나 용도에 따라 거친 정도에 차등을 주는 것이 바람직하며, 1.5㎜이상의 깊이를 가공하는 것은 가공시 가해지는 충격에 의하여 블록 자체의 강도에 영향을 줄 수 있다.

또한, 블록이 상부가 위로 가도록 수평으로 놓인 상태에서 60~70m/sec의 속도로 60~65°각도에서 금속철편을 분사시킨다. 시간은 30초이내일 때 표면이 0.8~1.5㎜ 정도의 깊이로 가공이 된다. 즉, 금속철편의 분사속도와 처리시간, 밀도, 분사각도, 블록의 재료에 따라 표면가공 처리시 깊이와 표면의 파괴상태가 결 정된다.

본 발명에 있어서, 금속입자를 이용하여 상부 표면의 미세한 분말을 일정 깊이(약 0.5~1.5㎜)만큼 제거하면 아주 강한 입자를 가진 화강석 쇄석은 표면이 약간 정도 파괴되고, 그보다 약한 강도를 지닌 대리석 쇄석은 표면이 좀 더 파괴되며, 또 그보다 더 약한 알루미늄 실리케이트는 좀 더 많이 파괴되며 이들 쇄석 사이에 끼어 있는 미세한 분말은 일정 깊이만큼 제거되어 표면이 불규칙하게 거칠어짐으로써 다듬어지지 않은 천연화강석의 표면 질감과 대등한 질감을 표출할 수 있는 것이다.

이렇게 표면가공한 사진을 도6 및 도7에 도시하였다. 도6 및 도7에서 알 수 있는 바와 같이, 도6은 0.4~0.7㎜의 깊이의 표면거칠기, 도7은 0.8~1.5㎜의 깊이의 표면거칠기를 갖는데, 표면거칠기에 따라 상부 표면의 거침정도가 육안으로도 확인이 되며, 천연화강석 블록과 같이 자연스러운 상태를 볼 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 인조화강석 블록은 그 표면을 거친 천연화강석과 같이 만든 6~15㎜ 두께의 상부와 50~70㎜ 두께의 하부로 이루어져 최소 56㎜이상으로 제작하게 되는데, 이것은 20~30㎜ 두께의 천연화강석 판석보다 강도를 높이면서도 화강석 폐석 등을 이용하여 블록을 만들어 환경보호에 일조하며, 시공시 시멘트 몰탈을 사용하지 않고 잡석다짐을 하고, 그 위에 90~100㎜ 정도 두께의 모래를 포설하고 조립식으로 처리하므로, 우천시 물 빠짐을 원활하게 하여 물고임 현상을 방지하고 물과 공기가 땅과 접촉할 수 있어 지력을 유지시키며, 보수시 부분적으로 들어내어 교체 보수만 하면 되기 때문에 보수관리가 용이하다.

본 발명에 따른 인조화강석 블록의 상부 두께는 6~15㎜로, 상부 두께가 6㎜ 미만이면 보도용의 경우 1년에 약 0.5㎜ 정도의 마모가 진행 예상되며, 보차도용의 경우 1년에 약 0.7㎜ 정도의 마모가 예상되고, 차도 전용인 경우 1년에 약 1㎜ 정도가 마모될 것으로 예상되기 때문에, 생산시 재료비의 상당부분을 상부가 차지하게 되므로 상부의 두께가 15㎜를 초과하면 생산단가가 높아져 자연화강석과의 경쟁력이 약화되는 문제가 있다.

또한, 하부 두께가 50㎜미만이면 전체의 압축강도가 KS 규정 이하로 약해져 보차도용으로 사용하기 어렵고, 70㎜를 초과하면 압축강도는 강해지지만. 전체의 중량이 높아져 물류비용이 높아지며 설치비용도 이에 따라 상승하게 되어 가격 경쟁력이 약화된다.

또한, 시공시 90~100㎜ 두께의 모래층 위에 조립을 하게 되는데, 모래층은 보도블록의 상부의 충격을 완화시켜 주는 역할을 하는데, 모래층의 두께가 90㎜미만이면 시공시 10% 정도의 오차를 감안하면 충격 완화 역할에 문제가 생길 수 있으며, 100㎜를 초과하면 시공비의 상승효과를 가져오게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 인조화강석 블록은 자연환경을 파괴하는 천연석재의 채취를 줄이고, 폐석을 이용함으로써 제조비용이 저렴할 뿐만 아니라, 수명이 오래가기 때문에, 날로 늘어나는 석재 수입의 대체효과가 뛰어나며, 그 표면을 블록상태로 채취한 후 가공하지 않은 자연화강석 판석 블록과 같이 거칠게 가공하기 때문에 미끄럼을 방지할 수 있고 미끄럼으로 인한 인명손상도 방지하는 효과가 있다. 또한, 다양한 색상을 표출할 수 있어 디자인의 다양화를 꾀할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 인조화강석 블록을 보도나 차도에 시공시, 종래의 자연화강석 블록은 바닥에 시멘트 몰탈을 시공하고 그 위에 붙임으로써 물 빠짐을 방해하고, 땅이 공기와 물과의 접촉을 어렵게 함으로써 지력의 상실을 가져오는 등의 자연훼손 현상이 생기는데, 본 발명에 따른 인조화강석 블록은 잡석다짐 후 모래를 깔고 그 위에 설치하므로 물 빠짐이 원활하며 지력의 손실을 방지하고 보수를 쉽게 할 수 있다.

하기 실시예를 통해 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 이에 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

< 상부배합 >: 최대다짐부피 1㎥에 대하여, 2~3㎜(3.5㎜ 체에서 100% 통과하고 1.8㎜ 체에서 5%이내 통과하는 입자) 평균입경을 갖는 자연화강석 폐석의 쇄석 11중량%, 1~3㎜(3.5㎜ 체에서 100% 통과하고 1㎜ 체에서 2%이내 통과하는 입자)로 분쇄한 자연대리석 폐석 쇄석 19.5중량%, 알루미늄 실리케이트(1.5~2.5㎜ 입자, 화이트클레이, 엘지화학) 11.925중량%, 17중량% 포틀랜드 시멘트, 13.4중량% 가는 모래, 0.6~1.4㎜(1.6㎜ 체에서 95~100% 통과하며 0.5㎜ 체에서 5%이내 통과하는 입자)의 굵은 모래 22중량%, 5.1%의 물 및 0.075중량%의 콘크리트 혼화제;

< 하부배합 >: 최대다짐부피 1㎥에 대하여 0.2㎜미만 입경의 가는 모래 34.77중량%, 2-5㎜ 평균 입경으로 분쇄한 잡석 쇄석골재 27.4중량%, 5-8㎜ 평균 입경으로 분쇄한 잡석 쇄석골재 22.5중량%, 포틀랜드 시멘트 13.4중량%, 물 1.87중량 % 및 혼화제 0.06중량%.

상기 하부배합 재료를 형틀(200㎜×200㎜×60㎜)에 넣어 진동 가압하여 52㎜의 하부를 형성하고, 상기 상부배합 재료를 같은 형틀에 넣어 다시 진동 가압하여 8㎜의 두께로 상부를 형성하게 한 후, 상기 형틀에서 분리시켜 상온에서 8일간 양생을 시킨 후(80%이상 양생), 고압 공기 분사기계를 통과시켜 그 표면을 철편의 크기가 1㎜인 금속입자로 두둘겨 거칠게 만들어 인조화강석 블록을 제조하였다.

상기 블록을 잡석다짐을 하고 그 위에 100㎜ 두께의 모래를 포설한 후 조립하였다.

실시예 2

상기 형틀을 200㎜×100㎜×60㎜로 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

상기 실시예 1 및 2의 인공화강석 블록의 시험성적 데이터를 하기 표 1에 나타내었다.

시험항목	치수(㎜)			휨강도(㎫)	흡수율(%)	압축강도(㎫)
	가로	세로	두께
실시예 1	200	200	60	8.0	6	~
실시예 2	200	100	60	6.6	6	27
시험방법				KS F 4419 : 2001	KS F 4004 : 2003

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 인조화강석 블록은 자연환경을 파괴하는 천연석재의 채취를 줄이고, 폐석을 이용함으로써 제조비용이 저렴하고, 수명이 오래가는 제품을 만들어 날로 늘어나는 석재 수입의 대체효과를 가지며, 또한, 블록상태로 채취한 후 가공하지 않은 자연화강석 판석 블록과 같이 표면을 거칠게 가공하여 미끄럼을 방지하고 미끄럼으로 인한 인명손상을 방지하는 효과와, 다양한 색상을 표출할 수 있어 디자인의 다양화를 꾀할 수 있다.

또한, 보도나 차도에 시공시 종래의 자연화강석 블록과는 달리, 잡석다짐 후 모래를 깔고 그 위에 설치하므로 물 빠짐이 원활하며 지력의 손실을 방지하고 보수를 쉽게 할 수 있다. 즉, 자연화강석 판석이나 블록을 거의 같은 질감의 인조화강석 블록으로 대체할 수 있어 미관상 다른 점을 발견하기 어려우면서도, 종래의 자연화강석 블록의 단점을 보완할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 최대다짐부피 1㎥에 대하여, 0.2㎜미만의 평균입경을 갖는 가는 모래 10~15중량%, 0.6~1.4㎜ 평균입경의 굵은 모래 20~25중량%, 2~3㎜ 평균입경으로 분쇄한 자연화강석 폐석의 쇄석 10~15중량%, 1~3㎜ 평균입경으로 분쇄한 자연대리석 폐석 쇄석 17~21중량%, 1.5~2.5㎜ 평균입경의 알루미늄 실리케이트 9~15중량%, 포틀랜드 시멘트 15~20중량%, 콘크리트 혼화제 0.01~0.1중량% 및 물 3~8중량%로 배합된 상부; 및

   최대다짐부피 1㎥에 대하여 0.2㎜미만의 평균입경을 갖는 가는 모래 30~40중량%, 2-5㎜ 평균입경의 잡석 쇄석 골재 20~30중량%, 5-8㎜ 평균입경의 잡석 쇄석 골재 20~30중량%, 포틀랜드 시멘트 5~15중량%, 콘크리트 혼화제 0.01~0.1중량% 및 물 1~4중량%로 배합된 하부로 이루어지며,

   상기 상부 표면이 0.4~1.5㎜의 깊이의 표면거칠기를 갖는 것을 특징으로 하는 인조화강석 블록.
2. 제1항에 있어서, 상기 인조화강석 상부의 두께가 6~15㎜인 것을 특징으로 하는 인조화강석 블록.
3. 제1항에 있어서, 상기 인조화강석 하부의 두께가 50~70㎜인 것을 특징으로 하는 인조화강석 블록.
4. 최대다짐부피 1㎥에 대하여 0.2㎜미만의 평균입경을 갖는 가는 모래 30~40중량%, 2-5㎜ 평균입경의 잡석 쇄석 골재 20~30중량%, 5-8㎜ 평균입경의 잡석 쇄석 골재 20~30중량%, 포틀랜드 시멘트 5~15중량%, 콘크리트 혼화제 0.01~0.1중량% 및 물 1~4중량%로 배합된 하부 재료를 형틀에 넣어 진동 가압하여 50~70㎜ 두께의 인조화강석 블록의 하부를 형성하는 제1단계;

   최대다짐부피 1㎥에 대하여, 0.2㎜미만의 평균입경을 갖는 가는 모래 10~15중량%, 0.6~1.4㎜ 평균입경의 굵은 모래 20~25중량%, 2~3㎜ 평균입경으로 분쇄한 자연화강석 폐석의 쇄석 10~15중량%, 1~3㎜ 평균입경으로 분쇄한 자연대리석 폐석 쇄석 17~21중량%, 1.5~2.5㎜ 평균입경의 알루미늄 실리케이트 9~15중량%, 포틀랜드 시멘트 15~20중량%, 콘크리트 혼화제 0.01~0.1중량% 및 물 3~8중량%로 배합된 인조화강석 블록의 상부 재료를 상기 제1단계의 형틀에 넣어 다시 진동 가압하여 6~15㎜의 두께로 상부를 형성하는 제2단계;

   형틀에서 블록을 분리시켜 상온에서 80%이상 양생시키는 제3단계; 및

   고압 공기 분사기계를 통과시켜 상기 블록의 상부 표면을 금속철편으로 두둘겨 거칠게 만드는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인조화강석 블록의 제조방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 금속철편의 입자크기가 0.35~1.0㎜인 것을 특징으로 하는 인조화강석 블록의 제조방법.
6. 시멘트 몰탈을 사용하지 않고 잡석다짐을 한 후에, 90~100㎜ 두께의 모래를 포설하고, 그 위에 제1항에 따른 인조화강석 블록을 조립하는 것을 특징으로 하는 인조화강석 블록의 시공방법.

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