KR100676128B1 - 우수유출저감용 투수블럭 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 우천 시 우수를 투수(透水)시키는 투수성 블럭 및 그 제조방법에 관한 것으로, 이를 더욱 자세히 설명을 하면 사용할 재료를 선정하는 재료선정과정과; 상기 선정된 재료 중 골재의 세척 및 기타 불순물을 제거하는 세척 및 불순물 제거과정과; 상기 세척된 골재에 물을 투입하고, 이를 믹싱(mixing)한 후 다시 시멘트를 투입하여 믹싱(mixing)하면서 물과 희석된 혼화재를 분사하여 배합하는 배합(配合)공정과; 배합된 재료가 몰드에 전체적으로 평면을 이룰 수 있도록 고르기 위해 진동장치를 사용하여 시멘트페이스트의 하부 쏠림을 방지하는 성형(成形)공정과; 성형된 재료를 몰드에서 탈형한 후 이를 양생하는 양생(養生)공정과; 양생 후 거친 상부표면을 연마하여 투수성을 확보하는 연마(硏磨)공정으로 이루어진 우수유출저감용 투수블럭의 제조방법에 관한 것이다.

투수성, 시멘트, 블럭, 양생, 혼합재, 골재

Description

우수유출저감용 투수블럭 및 그 제조방법{The manufacturing method and the water permeable which restraining water}

도 1은 본 발명인 우수유출저감용 투수블럭의 제조방법을 순차적으로 나타내는 플로우차트(Flow chart)

도 2(a)는 본 발명에 따른 다른 일실시예를 보인 우수유출저감용 투수블럭

도 2(b)는 본 발명에 따른 우수유출저감용 투수블럭 절단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 골재 20 : 공극

30 : 투수블럭

본 발명은 우천 시 우수(雨水)를 투수시키는 투수블럭 및 그 제조방법에 관한 것으로,

특히, 최근의 이상기후 현상과 국지성 집중호우 양상으로 많은 양의 우수가 일시에 저지대로 흘러 내려감으로 이로 인한 침수피해와 홍수피해를 최소화하기 위해 우수(雨水)의 투수성이 우수한 투수블럭 및 투수성블럭을 제조하는 방법에 관한 것이다.

산업발전과 인구의 증가에 힘입어 최근 사회는 급속한 도시화를 이루고 있으며, 이러한 도시화가 진행됨에 따라 아스팔트로 이루어진 도로, 시멘트로 이루어진 소방도로 및 불투수성 블럭 등으로 이루어진 인도 등의 증가로 인해 자연적인 배수가 제한되고 있는 실정으로 강우량이 일정량이상으로 증가하게 되면 증가된 우수량을 처리할 수 있는 처리시설의 용량부족으로 인해 저지대에 홍수 등의 침수 피해가 발생하게 된다. 따라서 여기에 맞춰 하수관 용량을 확충하기 위해 노력하고는 있지만 하수관이 지선관에서 간선으로 그리고 차집관으로 연결되어 있는 시스템에서 하수관의 일부를 증설하는 것만으로는 이를 해결할 수 없으며, 또한 기존시설은 그대로 사용하고 유입증가분에 대해서는 별도의 노선을 둠으로 이를 처리하여야 하지만 이 또한 대부분의 지역들이 이미 하수관이 보급된 상태에서 하수관용량을 전면적으로 증강시키지 않는 이상 이를 극복하기는 힘들 것이다.

따라서 최대한 우수유출을 저감시켜 하수관과 하천으로 유입되는 우수량을 줄이고 첨두유출을 완화시킬 수 있는 우수유출저감시설의 설치가 필요한 실정이다.

이에 본 발명은 장마철 등에 발생하는 집중호우 시 우수(雨水)를 평면적으로 처리하여 하류지역으로 집중(集中)되는 우수의 양을 줄임과 동시에 우수 도달시간을 최대한 지연하여 일시에 하류에 집중하는 것을 효과적으로 관리하며, 토양이 흡수된 우수를 머금고 있다가 건기 시에 상기 우수를 이용하는 등, 우수량을 효과적으로 관리할 수 있고, 우수(優秀)한 투수성으로 인한 물고임을 방지하고, 투수블럭의 여과로 인해 정화된 물을 지하수로 공급하여 지하수 수질정화를 도모하는 동시에 지하수 함양증대 및 열(熱)섬화현상을 완화시킴으로서 자연계 물 순환 사이클로 재생 시켜주는 효과가 있으며, 태풍, 홍수 등 집중호우 때 토양이 우수(雨水)를 흡수하여 이를 붙잡아 놓을 수 있도록 하여, 상기 우수(雨水)를 많이 머금게 되어 공극이 잘 발단된 토양을 제공할 수 있도록 우수(雨水)를 효과적으로 투수하는 성질을 갖는 투수블럭 및 그 제조방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.

본 발명은 우천 시 우수(雨水)를 투과시키는 투수블럭 및 그 제조방법에 관한 것으로, 이를 더욱 자세히 설명을 하면 사용할 재료를 선전하는 재료선정과정과;

상기 선정된 재료 중 골재의 세척 및 기타 불순물을 제거하는 세척 및 불순물 제거과정과;

상기 세척 및 기타불순물이 제거된 골재에 물을 투입하고, 이를 믹싱 (mixing)한 후 다시 시멘트를 투입하여 믹싱(mixing)하면서 물과 희석된 혼화제를 분사하여 배합하는 배합공정과;

상기 배합된 재료가 몰드에 전체적으로 평면을 이룰 수 있도록 고르기 위해 진동장치를 사용하여 시멘트페이스트의 하부 쏠림을 방지하는 성형공정과;

성형된 재료를 몰드에서 탈형한 후 이를 양생하는 양생공정과;

상기 양생공정 후 거친 상부표면을 연마하여 투수성을 확보 및 미려한 상태를 유지하는 연마공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 우수유출저감용 투수블럭 및 그 제조방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명인 우수유출저감용 투수블럭의 제조방법을 순차적으로 나타내는 플로우차트(Flow chart)이고, 도 2(a)는 본 발명에 따른 다른 일실시예를 보인 우수유출저감용 투수블럭이며, 도 2(b)는 본 발명에 따른 우수유출저감용 투수블럭 절단면도로서,

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명을 하면,

[실시예]

①재료의 선정과정

시멘트는 KSL5201,5204,5210,5211 규격에 규정한 것 또는 이와 동등 이상의 것을 사용함이 바람직하다.

골재는 깨끗하고 단단하며, 내구적이고 적당한 입도를 가지며, 점토 덩어리, 유기물, 얇거나 긴 석편 등의 유해한 양을 함유해서는 안되고, KSF 2526 및 KSF 2527 규격을 따르고, 굵은 골재의 최대 치수는 8mm~19mm를 사용함이 바람직하다.

혼화재로는 고강도 폴리카르본산계(Polycarbonic Acid) 고성능 AE 감수제를 사용함이 바람직하다. 이는 슬럼프유지성능 및 내구성을 증진하고 재료분리 저항성을 향상하며 시멘트페이스트의 흘러내림을 방지하여 작업효율을 개선할 수 있는 효과를 나타낸다.

② 골재의 세척 및 불순물 제거 공정

상기 재료 선정과정에서 선정된 골재는 물을 이용한 세척법과 공기를 이용한 세척법을 공유하여 사용함으로 골재에 포함된 미립분 및 기타 유기불순물을 제거하게 된다. 즉 골재가 골재 이송 콘베이어에 올라가기 전 공기를 뿜어 일부 미립분을 제거한 후 콘베이어 벨트에서 정지시켜 다시 물을 뿌려서 상기 골재를 세척하도록 한다.

상기 세척을 함에 하절기 및 일조량이 충분할 경우에는 골재가 표건조상태가 될 때까지 건조시키며, 온도가 낮고 공기 중 습도가 70%이상일 때는 콘베이어벨트 중의 차양 및 건조설비에 충분히 표건조상태를 만들어 사용해야 하며, 이때 골재 세척수는 집수실에 모아두고 가라앉은 미립분 및 유기물은 밑 부분의 배출구를 통하여 분리하고 위 부분의 물을 다시 세척수로 리싸이클링(recycling) 하여 이용하 게 된다.

③배합공정

상기 세척 및 기타불순물이 제거된 골재(재료의 전체중량 중 약 78.4%)를 믹서(mixer)에 투입함과 동시에 물(재료의 전체중량 중 약 3.1%)을 투입하여, 이를 믹싱(mixing)하면서 1차 배합을 이루며, 상기 1차 배합 후 시멘트(재료의 전체중량 중 약 17.4%)를 투입하여 골재가 시멘트페이스트가 충분히 부착할 수 있도록 2차 배합을 하면서 남은 물(재료의 전체중량 중 약 0.8%)과 혼화제인 고강도 폴리카르본산계(Polycarbonic Acid) 고성능 AE 감수제(재료의 전체중량 중 약 0.3%)를 혼합 희석하여 이를 2차 배합된 골재에 고르게 분사하여 3차 배합을 이룬다.

배합 시에는 강재혼합방식을 사용하며 빠른 시간 내에 시멘트 페이스트가 상기 골재에 고르게 부착할 수 있도록 수평믹서 또는 펜믹서를 이용함이 바람직하다.

상기 재료들의 배합은 골재에 대한 중량비로 나타내며, 재료의 전체중량이라 함은 골재, 시멘트, 물, 혼화제가 모두 배합된 후의 무게의 총합계임

상기 배합공정의 한 예로 상기 세척 및 기타불순물이 제거된 골재 약2098kg을 믹서(mixer)에 투입함과 동시에 물 약 82.4kg을 투입하여, 이를 믹싱(mixing)하면서 1차 배합을 이루며, 상기 1차 배합 중 시멘트 약 466kg를 투입하여 골재가 시멘트페이스트가 충분히 부착할 수 있도록 2차 배합을 하면서 남은 물 약 20.6kg와 혼화제인 고강도 폴리카르본산계(Polycarbonic Acid) 고성능 AE 감수제 약 9.3kg을 혼합 희석하여 이를 2차 배합된 골재에 고르게 분사하여 3차 배합을 이룬다.

④성형공정

3차배합까지 완료된 배합물을 믹서(mixer)에서 3~5분 이내에 배출하여 이를 몰드에 주입하여 상기 배합물이 전체적으로 평면으로 이룰 수 있도록 고른 후 시멘트페이스트가 하부로 쏠림을 방지하기 위해 3600~7200 v.p.m 진동을 이루는 고주파진동장치를 이용하여 상기 몰드의 하부저판에서 상부방향으로 진동하면서 1차 성형공정을 이루며, 다시 상부에서 수직형진동장치를 사용하여 1150~2500 v.p.m와 동시에 100~160kgf/cm2 이상으로 압축하면서 2차성형공정을 이루면서 성형공정을 완성하게 된다.

상기 성형공정은 골재의 표면건조매마름 증이 생기지 않도록 배합 후 시멘트페이스트가 마르기 전 30분 이내에 성형공정을 완료함이 바람직하다.

⑤양생공정

상기 성형공정을 거친 블록은 외부의 충격을 받지 않도록 유지하며 섭씨 60~70도에서 2시간정도 증기 양생 후, 이를 다시 자연건조상태로 8~12시간 동안 양생을 하는 것이 바람직하다.

⑥ 연마공정

상기 ③배합공정에 투입되는 골재를 믹서에 투입하기 전 굵은골재의 표면거침과 평탕성을 만들기 위해 굵은 골재표면을 1.5 ~ 3mm로 1차연마가공을 이루며, 양생이 완료된 후 블럭의 거친상부표면을 2차연마가공하여 우수(雨水)의 투수 성능 향상 및 상기 블럭을 미려한 상태로 유지되게 한다.

⑦착색공정

상기 연마공정과정 중에 물을 사용함으로 일반에폭시, 페인트 등을 이용하기에는 건조도색공정을 되풀이해야하고, 재료의 분리 들뜸현상 등이 생겨남으로 일반에폭시, 페인트를 사용하는 것은 비효율적일 뿐만 아니라 연마된 블럭표면에서 물이 흡수되어 완전포화 상태에 이르러서 혼합된 착색용 배합시멘트 페이스트가 흘러내려 공극을 채워버리는 현상이 일어난다따라서 이러한 원인을 방지하기 위하여 세률(슬러지제거)후 에어를 이용하여 상부표면에 수분을 제거한 상태에서 착색작업을 하여야 하고 동일한 재료를 이용하여 급속한 표면건조 상태로 만들어야 함으로 백색알루미나시멘트70% 와 칼라시멘트 30%를 혼합한 혼합물에 수성색소 물비(W/C) 40% 을 첨가하여 연마한 상부에 도막을 형성할 수 있도록 묽은 풀칠 형태로 반드시 롤러를 이용하여 고르게 분포할 수 있도록 착색을 하여 공극형성 및 투수성을 확보하고 빠른 표면건조상태를 유지할 수 있도록 하여야한다.

일실시예로서 100kg을 혼합할때 백색알루미나시멘트는 70kg, 칼라시멘트는 30kg을 사용하며, 여기서 수성색소는 증발하므로 용적 및 중량에 포함하지 않으며, 따라서 수성색소는 백색알루미나시멘트와 칼라시멘트중량의 합계의 40%이므로 70+30×40%=40(kg)으로 공급하는 수성색소를 첨가하게 된다.

이하 상기와 같은 제조의 공정을 거친 우수유출방지 투수블록(100)은 골재(10)와 골재(10)사이의 공극(20)으로 이루어져 압축강도 210kgf/cm2, 휨강도 50kgf/cm2 의 내구성을 이루면서도 연속공극 0.5cm/sec이상의 투수성을 확보함으로 20 ~ 50mm 정도의 강수량 발생시 투수블럭으로 침투하는 수량의 30 ~ 40%정도를 지하수로 유입시킴으로, 이상기후 현상에 따른 집중호우 시 일부 우수(雨水)를 투수블럭이 효과적 포함하게 하여 우수가 저지대로 일시에 흘러가 침수, 홍수 등의 피해를 최소화 할 수 있고, 지구상의 자원 및 환경보존의 유한성을 고려할 때 생태계를 파괴하지 않고 지구 환경과 조화를 이루며, 기존재료와 동일한 내구성을 이루면서도 우수(優秀)한 투수성이 있어 우수유출저감시설에 적합하게 사용될 수 있는 우수유출저감용 투수블럭을 제공한다.

본 발명은 우수유출저감용 투수블럭 및 그 제조방법에 관한 것으로,

상기 본 발명에 따른 우수유출저감용 투수블럭을 사용함으로 우천 시에 우수(雨水)중 일부를 상기 투수블럭으로 침투시켜 토양이 우수(雨水)를 흡수하고 이를 머금고 있다가 건기 시에는 흡수된 우수(雨水)를 다시 흘러내리게 됨으로 태풍, 홍수 등 집중호우 때 우수(雨水)량을 효율적으로 관리할 수 있을 뿐만 아니라 하수관 및 하천으로 유입되는 우수량을 저감시켜 홍수 및 침수의 피해 또한 줄일 수 있게 된다. 또한 우수한 투수성으로 인해 우수를 땅 속으로 침투시키는 효과가 극대화됨으로 부족한 지하수문제를 해결할 수 있으며 열섬화 현상을 완화시키는 등 그 효과가 아 주 다대한 발명이라 하겠다.

Claims (3)

1. 사용할 재료를 선전하는 재료선정과정, 선정된 재료중 골재의 세척 및 기타 불순물을 제거하는 세척 및 제거과정, 세척된 골재에 물을 투입하고, 이를 믹서한 후 다시 시멘트를 투입하여 배합하는 배합공정, 블록 성형공정, 성형된 재료를 몰드에서 탈형한 후 이를 양생하는 양생공정, 거친 상부표면을 연마하여 투수성을 확보하는 연마공정을 통하여 구성되는 우수유출저감용 투수블럭에 있어서,

   시멘트는 KSL5201,5204,5210,5211 규격에 규정한 것을 선정하고, 골재는 KSF 2526 및 KSF 2527 규격을 따르고, 굵은 골재의 최대 치수는 8mm~19mm를 선정하고, 혼화재로는 고강도 폴리카르본산계(Polycarbonic Acid) 고성능 AE 감수제의 재료를 선정하여,

   세척된 골재(재료의 전체중량의 약 78.4%)를 믹서에 투입함과 동시에 물(재료의 전체중량의 약 3.1%))을 투입하는 1차 배합과, 상기 1차 배합 후 시멘트(재료의 전체중량의 약 17.4%)를 투입하는 2차 배합과, 남은 물(재료의 전체중량의 약 0.8%)에 혼화제인 고강도 폴리카르본산계(Polycarbonic Acid) 고성능 AE 감수제(재료의 전체중량의 약 0.3%)를 혼합 희석하여 이를 2차 배합된 골재에 고르게 분사하여 3차 배합을 이루며, 상기 배합 시 수평믹서 또는 펜믹서를 이용하여 배합한 후,

   3차배합까지 완료된 배합물을 믹서에서 3~5분이내에 배출하고, 이를 몰드에 주입하여 3600~7200 v.p.m 고주파진동을 이용하는 1차 성형공정과, 다시 상부에서 수직형진동장치를 사용하여 1150~2500 v.p.m와 동시에 100~160kgf/cm2 이상으로 압축성형을 하는 2차 성형공정을 상기 배합물 혼합 후 30분 내에 성형하고,

   외부의 충격을 받지 않도록 유지하면서 섭씨 60~70도에서 2시간정도 증기 양생한 후 자연건조상태로 8~12시간 동안 양생하고,

   백색알루미나시멘트70% 와 칼라시멘트 30%를 혼합한 혼합물에 수성색소 물비(W/C) 40% 을 첨가하여 연마한 상부에 도막을 형성할 수 있도록 묽은 풀칠 형태로 롤러를 이용하여 표면을 착색하여, 최종적으로 골재(10)와 골재(10) 사이의 공극(20)으로 이루어져 압축강도 210kgf/cm2, 휨강도 50kgf/cm2 의 내구성을 이루면서 투수율 0.5cm/sec이상의 투수성이 구비되도록 구성되는 것을 포함하는 우수유출용 투수블럭
2. 사용할 재료를 선전하는 재료선정과정, 선정된 재료중 골재의 세척 및 기타 불순물을 제거하는 세척 및 제거과정, 세척된 골재에 물을 투입하고, 이를 믹서한 후 다시 시멘트를 투입하여 배합하는 배합공정, 블록 성형공정, 성형된 재료를 몰드에서 탈형한 후 이를 양생하는 양생공정, 거친 상부표면을 연마하여 투수성을 확보하는 연마공정의 순으로 이루어지는 우수유출저감용 투수블럭을 제조공정에 있어서,

   시멘트는 KSL5201,5204,5210,5211 규격에 규정한 것을 선정하고, 골재는 KSF 2526 및 KSF 2527 규격을 따르고, 굵은 골재의 최대 치수는 8mm~19mm를 선정하고, 혼화재로는 고강도 폴리카르본산계(Polycarbonic Acid) 고성능 AE 감수제를 선정하는 재료선정과정과;

   세척된 골재(재료의 전체중량의 약 78.4%)를 믹서에 투입함과 동시에 물(재료의 전체중량의 약 3.1%))을 투입하는 1차 배합과, 상기 1차 배합 후 시멘트(재료의 전체중량의 약 17.4%)를 투입하는 2차 배합과, 남은 물(재료의 전체중량의 약 0.8%)에 혼화제인 고강도 폴리카르본산계(Polycarbonic Acid) 고성능 AE 감수제(재료의 전체중량의 약 0.3%)를 혼합 희석하여 이를 2차 배합된 골재에 고르게 분사하여 3차 배합을 이루며, 상기 배합 시 수평믹서 또는 펜믹서를 이용하여 배합공정을 이루는 배합공정과;

   3차배합까지 완료된 배합물을 믹서에서 3~5분이내에 배출하고, 이를 몰드에 주입하여 3600~7200 v.p.m 고주파진동을 이용하는 1차 성형공정과, 다시 상부에서 수직형진동장치를 사용하여 1150~2500 v.p.m와 동시에 100~160kgf/cm2 이상으로 압축성형을 하는 2차 성형공정을 상기 배합물 혼합 후 30분 내에 성형하는 성형공정과;

   외부의 충격을 받지 않도록 유지하면서 섭씨 60~70도에서 2시간정도 증기 양생한 후 자연건조상태로 8~12시간 동안 양생하는 양생공정과;

   백색알루미나시멘트70% 와 칼라시멘트 30%를 혼합한 혼합물에 수성색소 물비(W/C) 40% 을 첨가하여 연마한 상부에 도막을 형성할 수 있도록 묽은 풀칠 형태로 롤러를 이용하여 표면을 착색하는 착색공정으로 구성되어, 최종적으로 골재(10)와 골재(10) 사이의 공극(20)으로 이루어져 압축강도 210kgf/cm2, 휨강도 50kgf/cm2 의 내구성을 이루면서 투수율 0.5cm/sec이상의 투수성이 구비되도록 제조하는 것을 포함하는 우수유출용 투수블럭 제조방법
3. 제 2항에 있어서,

   골재를 배합공정에 투입하기 전 골재의 표면거침과 평탄성을 만들기 위해 골재표면을 1.5 ~ 3mm로 연마하는 1차 연마가공과 양생이 완료된 후 블록의 거친상부표면을 2차연마 가공하여 상기 골재를 연마하는 것을 포함하게 하는 우수유출용 투수블럭 제조방법.

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