KR100689183B1

KR100689183B1 - 투수 콘크리트 블록의 제조방법, 및 이에 의하여 제조된투수 콘크리트 블록

Info

Publication number: KR100689183B1
Application number: KR1020060094935A
Authority: KR
Inventors: 채호성; 최경영; 은재기; 안민우; 경민수
Original assignee: (주)자연과환경
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2007-03-02

Abstract

본 발명은 투수 콘크리트 블록의 제조방법, 및 이에 의하여 제조된 투수 콘크리트 블록에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 A) 시멘트, 골재, 및 배합수를 포함하는 원재료를 가압 성형하여 표면에 양각부 및 음각부의 문양이 형성된 블록 중간체를 제조하는 단계; B) 상기 성형된 블록 중간체를 고온 증기 양생하는 단계; 및 C) 상기 양생된 블록 중간체의 양각부를 선택적으로 연마하는 단계를 포함하는 투수 콘크리트 블록의 제조방법, 및 이에 의하여 제조된 투수 콘크리트 블록에 관한 것이다.

본 발명에 따른 투수 콘크리트 블록은 투수성, 내마모성, 미끄럼 방지효과, 및 시각적 조경성이 우수함과 동시에, 기존 보차도용 모르타르(mortar) 블록과 비교해서 동등 이상의 물성(휨강도, 내구성 등)을 갖는 장점이 있다.

투수블록, 양각부, 음각부, 연마, 코팅, 투수층, 마감층

Description

투수 콘크리트 블록의 제조방법, 및 이에 의하여 제조된 투수 콘크리트 블록{METHOD FOR PREPARING WATER PENETRATING CONCRETE BLOCK, AND WATER PENETRATING CONCRETE BLOCK PREPARED THEREBY}

도 1은 본 발명의 투수층 및 마감층의 배합을 결정하기 위한 배합 적용 순서도이다.

도 2는 본 발명의 실시예 20, 22, 24; 26, 28, 30; 32, 34, 36; 38, 40, 42; 44, 46, 48; 50, 52, 및 54에 따라 제조된 마감층 표면 사진이다.

도 3은 본 발명의 실시예 61 내지 63에 따라 제조된 투수 콘크리트 블록의 사진이다.

도 4는 실시예 64에 따라 제조된 투수 콘크리트 블록의 사진이다.

도 5는 실시예 65 내지 69에 따라 제조된 투수 콘크리트 블록의 사진이다.

도 6은 비교예 5 내지 7에 따라 제조된 투수 콘크리트 블록의 사진이다.

[산업상 이용분야]

본 발명은 우수(雨水) 유출 저감시스템에 적용되는 투수 콘크리트 블록의 제 조방법, 및 이에 의하여 제조된 투수 콘크리트 블록에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 투수성, 내마모성, 미끄럼 방지효과, 및 시각적 조경성이 우수함과 동시에, 기존 보차도용 모르타르(mortar) 블록과 비교해서 동등 이상의 물성(휨강도, 내구성 등)을 갖는 투수 콘크리트 블록의 제조방법, 및 이에 의하여 제조된 투수 콘크리트 블록에 관한 것이다.

[종래기술]

우리나라의 기후는 지구 온난화로 인해 점차 아열대화가 진행되고 있으며, 년간 강수량의 2/3 가량이 6~9월에 집중되어 재산, 인명 등의 손실과 같은 풍수해가 증가되고 있는 실정이다. 그러나, 이와 반대로 우수(雨水)의 재이용 측면에서는 시스템의 정립 및 적용에 적극적이지 못했던 관계로 2020년에 연간 20 억톤의 수자원이 부족할 것으로 예상되며, 수자원 확보 측면에서 추후 정부기관, 지방자치단체에서 도심기반 시설에 우수 유출 저감시스템을 적극 적용할 것으로 판단된다.

우수 유출 저감시스템은 크게 저류형과 침투형으로 나눌 수 있다.

그 중 저류형 시스템은 지역 외 저류시설(유수지, 우수저류시설)과 지역 내 저류시설(유역저류시설, 단독저류시설)로 다시 나눌 수 있다.

또한, 침투형 시스템은 침투 트렌치, 침투 측구, 침투정, 및 침투 포장 등으로 나눌 수 있다. 이 중에서도 침투 포장 공법은 다시 포장재의 재료 특성 및 적용방식에 따라 아스팔트와 시멘트를 바인더로 이용한 현장 타설 공법과 수지 및 시멘트를 바인더로 이용하여 제조된 블록 제품을 이용한 블록 포장 공법으로 나눌 수 있다.

상기 현장 타설 공법은 자전거 전용도로 등에 주로 적용되고 있는 공법으로서, 그 구성은 노반 위에 굵은 골재를 이용하여 형성한 잡석기층(구조안정성 및 배수기능), 모래를 이용하여 형성한 보조층(구조안전성 및 구배조절용), 및 투수본체로 나눌 수 있다.

또한, 블록 포장 공법은 공장에서 생산된 블록 제품을 이용한 공법으로서, 보도 및 차도에 일부 적용되고 있는 실정이다.

현장 타설 공법의 경우 일체화된 투수 포장 면으로 인해 안정된 구조를 가질 수 있으나, 현장에서의 배합, 다짐, 양생 등의 어려움으로 인해 실제 우수 투수 성능에 대해 많은 의구심을 받고 있으며, 많은 개선점을 요구되고 있다. 특히, 시공 후에 발생할 수 있는 공극 폐색 현상에 대한 보수유지사항에 대해서도 많은 어려움이 내재되어 있다.

반면, 공장에서 생산된 블록 제품을 이용한 블록 타설 포장공법은 투수 포장체에 있어 공장에서 배합, 다짐, 양생 등의 일련화된 제조공정에 의한 제품생산이 이루어짐으로 인해 고품질로 대량생산이 가능하다.

다만, 공장 생산된 기존의 상용화된 투수 블록은 크게 두 가지 문제점을 가지고 있다.

첫째는 투수성능에 초점을 맞추기 때문에 조경성 측면에서 다양한 색상을 표현할 수 없으며, 일부 개선된 제품일지라도 동일한 전체 배합에서 윗면의 일정두께 부위에 색소가 혼입된 유색 블록 정도이다. 따라서 제품의 색상, 표면 마감 형태면의 다양한 색상 연출을 통한 심미적 효과를 가지지는 못하며, 기존 포장 블록에 비하여 투박하고 외관이 단순하여 소비자에게 시각에 의한 만족감을 주지는 못하는 실정이다.

둘째는 투수 블록의 투수 성능 향상, 즉 전공극량 증대에 따른 상대적인 강도 요인의 저하에 기인한 것으로서, 기존 모르타르 보도 블록 제품에 비해 휨강도, 내마모성, 내구성 등이 만족스럽지 못하다는 것이다.

또한, 기존의 일부 상용화된 투수 보도블록 제품의 구조 및 디자인 형태는 KS 4419 보차도용 인터록킹 블록 편에 제시된 모르타르 보도블록과 유사하게 8 종류의 블록 형상 및 치수를 따르거나 일부 변형한 형태로 나타내고 있다. 또한, 표면 처리 방식에 있어서는 동일 배합을 적용하여 일부 표면에 안료를 혼합한 유색 효과와 표면의 전면부 전체를 연마 처리한 형태를 나타내고 있다. 그러나이들 투수 보도 블록의 유색층은 외기와 접하는 비표면적이 크고, 증기 양생 후에도 미수화된 시멘트 입자의 CaO와 기체상의 H₂O가 반응에 의해 Ca(OH)₂를 생성하는 백화현상이 발생할 수 있는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 투수성, 내마모성, 미끄럼 방지효과, 및 시각적 조경성이 우수함과 동시에, 기존 보차도용 모르타르(mortar) 블록과 비교해서 동등 이상의 물성(휨강도, 내구성 등)을 갖는 투수 콘크리트 블록의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 제조방법에 의해 제조된 투수 콘크리트 블록을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여,

A) 시멘트, 골재, 및 배합수를 포함하는 원재료를 가압 성형하여 표면에 양각부 및 음각부의 문양이 형성된 블록 중간체를 제조하는 단계;

B) 상기 성형된 블록 중간체를 고온 증기 양생하는 단계; 및

C) 상기 양생된 블록 중간체의 양각부를 선택적으로 연마하는 단계

를 포함하는 투수 콘크리트 블록의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 상기 A) 블록 중간체의 제조 단계는

(a-ⅰ) 시멘트, 및 입도 5 내지 13 mm인 골재를 믹서에서 건비빔한 후, 배합수를 투입하여 투수층 원재료를 혼합하는 단계;

(a-ⅱ) 시멘트, 및 입도 2.5 내지 5 mm인 골재를 믹서에서 건비빔한 후, 배합수를 투입하여 마감층 원재료를 혼합하는 단계; 및

(a-ⅲ) 투수층 원재료, 또는 마감층 원재료 중 어느 하나를 성형기에 투입하여 진동성형을 실시하고, 나머지 원재료를 상기 성형기에 추가 투입한 후 진동 가압하여 마감층의 표면에 양각부 및 음각부의 문양을 형성시키는 단계

를 포함하며, 단 상기 투수층 원재료에 포함되는 골재의 입도는 마감층 원재료에 포함되는 골재의 입도보다 큰 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면 상기 제조방법은 상기 B) 양생단계 및 C) 연마단계 사이에, 블록 중간체의 표면에 표면광택제를 도포하여 코팅하는 단계를 더 포함하 는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면 상기 C) 연마단계는 블록 중간체의 양각부와 음각부의 높이차가 3 mm 이내가 되도록 연마하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조되며, 연마부와 비연마부에 의해 형성된 문양을 가지며, 휨강도 4.0 N/㎟ 이상, 투수계수 1× 10^-2 ㎝/sec 이상인 물성을 갖는 투수 콘크리트 블록을 제공한다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명자들은 다양한 입자크기를 갖는 여러 종류의 골재를 마감층 및 투수층을 갖는 투수 블록에 적용할 경우 기존의 모르타르 블록과 동등 이상의 물성을 가짐과 동시에 종래의 투수 블록이 가지지 못했던 우수한 기계적 물성을 가질 수 있으며, 마감층 표면의 일부를 연마할 경우 미끄럼 저감효과 및 시각적 조경성이 우수한 투수 콘크리트 블록을 제조할 수 있음을 확인하여, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명에 따른 투수 콘크리트 블록의 제조방법은

B) 상기 성형된 블록 중간체를 고온 증기 양생하는 단계; 및

C) 상기 양생된 블록 중간체의 양각부를 선택적으로 연마하는 단계를 포함한다.

우선, 본 발명에 따른 투수 콘크리트 블록의 제조방법은 A) 시멘트, 골재, 및 배합수를 포함하는 원재료를 가압 성형하여 표면에 양각부 및 음각부의 문양이 형성된 블록 중간체를 제조하는 단계를 거친다.

이때, 투수 콘크리트 블록이 보다 우수한 기계적 물성 및 투수성을 발휘하도록 하기 위해서는 투수층, 및 상기 투수층 위에 마감층이 적층된 구조를 갖도록 블록 중간체를 제조하는 것이 바람직하다.

즉, 본 발명에 따른 투수 콘크리트 블록의 바람직한 구조는 투수층 및 마감층을 포함하는 것으로서, 상기 투수층은 콘크리트 블록의 구조적 안정성과 투수 성능을 발현하기 위한 층이며, 상기 마감층은 블록 표면의 색상 부여와 다양한 질감 연출을 위한 층이다.

상기와 같이, 투수층 및 마감층을 포함하는 투수 콘크리트 블록을 제조하기 위해서, 상기 A) 블록 중간체의 제조단계는

(a-ⅲ) 투수층 원재료, 또는 마감층 원재료 중 어느 하나를 성형기에 투입하여 진동성형을 실시하고, 나머지 원재료를 상기 성형기에 추가 투입한 후 진동 가압하여 마감층의 표면에 양각부 및 음각부의 문양을 형성시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다(단, 상기 투수층 원재료에 포함되는 골재의 입도는 마감층 원재료 에 포함되는 골재의 입도보다 크다.).

상기 A) 블록 중간체의 제조단계에서, 상기 (a-ⅰ) 투수층 원재료 혼합단계, 및 (a-ⅱ) 마감층 원재료 혼합단계는 각층의 구성에 적합한 원재료들을 준비하여 혼합하는 단계로서, 각 단계를 순차적으로 수행하거나 동시에 각각 수행할 수 있으며, 그 순서가 특별히 제한되는 것은 아니다.

이때, 상기 투수층에 포함되는 골재는 입도가 5 내지 13 mm인 것이 바람직하다. 즉, 투수층에 포함되는 골재는 입경이 작을수록 동일 공극일 때의 골재 강도가 약하기 때문에 골재의 입도가 5 mm 이상인 것이 바람직하고, 충분한 공극을 확보하기 위해서는 골재의 입도가 13 mm 이하인 것이 바람직하다.

또한 상기 마감층에 포함되는 골재는 입도가 2.5 내지 5 mm인 것이 바람직하다. 즉, 블록의 휨강도 증대, 균일한 마감층의 형성, 및 마감성의 향상을 위해서는 마감층에 포함되는 골재의 입도가 상기 범위를 만족하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 투수 콘크리트 블록의 주요 구성 원재료인 골재는 일반 쇄석 골재 외에도 폐콘크리트 골재, 폐유리 골재, 백운석 골재, 제강슬래그 골재, 또는 바텀 애쉬 골재 등을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 더 포함할 수 있다. 이러한 골재의 혼합 사용은 골재의 재활용 측면과 제품 표면 연마시의 골재 단면 색상, 질감 등의 효과를 고려한 것으로서, 각 골재별 품질 및 그 특징은 다음과 같다.

폐콘크리트 골재의 구성은 부착된 모르타르 또는 시멘트 페이스트, 채취 시에 얻어지는 토사 이외의 각종 불순물 등으로 이루어지며, 본 발명의 투수 블록 제품에 사용하기 위해서는 불순물 제거 처리 횟수를 5회 이상 실시한 것이 바람직하 며, 골재의 입도는 5~8 mm, 8~13 mm, 및 2.5~5 mm인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 폐콘크리트 골재의 비중은 2.4 내지 2.6인 것이 바람직하고, 흡수율은 5.0 % 이하인 것이 바람직하며, 마모율은 22 % 이하인 것이 바람직하다. 상기 폐콘크리트 골재는 연마 시에 일반 쇄석 골재와 유사한 단면 색상을 나타낸다.

폐유리 골재는 판유리, 병유리 등을 분쇄하여용도에 맞게 입도 조절된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 폐유리 골재의 주요 구성 물질은 규소질로써 콘크리트와의 혼합이 용이한 재료이다. 본 발명의 투수 블록에 사용되는 폐유리 골재는 입도 2.5~5 mm(마감층에 적합)인 것이 바람직하며, 비중 2.2 내지 2.4인 것이 바람직하다. 상기 폐유리 골재는 유리 자체의 색상에 따라 연마 시에 백색, 청색, 갈색, 또는 혼합색 등의 단면색상이 나타난다.

백운석 골재는 백운석(白雲石) 또는 고회석(苦灰石)이라고도 한다. 화학식으로는 CaMg(CO₃)₂로 표시되며, 굳기는 3.5~4, 비중은 2.8~2.9이고, 인조 대리석 등의 제조에 주로 사용된다. 본 발명의 투수 블록에 사용되는 백운석 골재는 입도 2.5~5 mm(마감층에 적합)인 것이 바람직하며, 연마 시에는 주로 백색에 일부 적색 또는 회색 등이 혼합된 단면색상이 나타난다.

제강슬래그는 용융 상태의 선철로부터 탄소, 규소, 및 인 등의 불순물을 제거, 또는 조정하는 정련 공정에서 발생되며, 전로 슬래그, 또는 전기로 슬래그로 구분된다. 상기 제강슬래그는 자유석회의 양을 저감하는 일련의 에이징 공정을 통해 골재로서 사용이 가능하게 된다. 기존에는 일정 크기로 분쇄하여 도로 등의 노 반재로 주로 사용되었으나, 본 발명의 투수 블록 제품에 사용되는 제강슬래그 골재는 입도 2.5~5 mm(마감층에 적합)인 것이 바람직하고, 비중은 3.0 내지 3.4인 것이 바람직하다. 상기 제강슬래그 골재는 에이징 처리된 제품을 사용하는 것이 바람직하며, 연마 시에는 주로 흑색, 또는 회색 등의 단면색상이 나타난다.

애쉬는 석탄 화력발전소에서 미분탄(微粉炭)을 연소시킨 후, 부산물로 발생되는 회(재)를 말하며, 석탄회의 발생 위치에 따라 플라이 애쉬(Fly Ash), 바텀 애쉬(Bottom Ash), 신더 애쉬(Cinder Ash)로 구분할 수 있다. 석탄이 화력발전소 보일러 내에서 연소될 때, 괴상 또는 입자의 입경이 큰 회 성분이 보일러의 하부로 낙하되는데 이를 바텀 애시라고 한다. 본 발명의 투수 블록 제품에 사용되는 바텀 애쉬 골재는 입도 2.5~5 mm(마감층에 적합)인 것이 바람직하고, 비중은 1.8 내지 2.0인 것이 바람직하다. 상기 바텀 애쉬 골재는 연마시에 주로 흑색, 또는 회색의 단면색상이 나타난다.

특히, 본 발명의 투수 콘크리트 블록에 있어서, 상기 투수층에 포함되는 골재는 쇄석 골재, 제강슬래그 골재, 및 폐콘크리트 골재로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하고, 상기 마감층에 포함되는 골재는 쇄석 골재, 폐콘크리트 골재, 폐유리 골재, 백운석 골재, 제강슬래그 골재, 및 바텀 애쉬 골재로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.

또한, 상기 투수층의 시멘트는 통상적인 콘크리트 블록의 시멘트라면 어느 것이라도 사용될 수 있는 것이므로 특별히 한정되지 않으나, 보다 우수한 특성을 나타내기 위해서는 고로슬래그 시멘트, 보통 포틀랜드 시멘트, 백시멘트, 조강 시 멘트, 및 속경 시멘트로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하고, 그 중 고로슬래그 시멘트인 것이 더 바람직하다.

또한, 상기 마감층에 포함되는 시멘트도 통상적인 콘크리트 블록의 시멘트라면 어느 것이라도 사용될 수 있는 것이므로 특별히 한정되지 않으나, 고로슬래그 시멘트, 초조강 시멘트, 및 백시멘트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.

상기 투수층에 사용되는 골재/시멘트 비는 중량비로 3.0 내지 4.5 인 것이 바람직하다. 다만, 상기 투수층의 골재/시멘트 비는 골재의 종류에 따라 적절한 범위로 선택하여 사용할 수 있다.

예를 들어, 투수층에 ① 입도 8~13 mm 인 일반 쇄석 골재와 고로슬래그 시멘트를 사용할 경우, 골재/시멘트비는 중량비로 3.23~3.57인 것이 바람직하고, ② 입도 8~13 mm 인 폐콘크리트 골재와 고로슬래그 시멘트를 사용할 경우, 골재/시멘트비는 중량비로 약 3.24인 것이 바람직하고, ③ 입도 5~8 mm 인 일반 쇄석 골재 및 폐콘크리트 골재를 각각 50 중량%씩 혼합한 혼합골재와 고로슬래그 시멘트를 사용할 경우, 골재/시멘트비는 중량비로 3.24~3.59인 것이 바람직하다. 다만, 상기 골재 선택에 대한 바람직한 골재/시멘트 중량비는 최적의 조건을 예시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이로만 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 투수 블록의 마감층에 있어서, 골재/시멘트 비는 중량비로 2.5 내지 4.0 인 것이 바람직하다. 다만, 상기 마감층의 골재/시멘트 비도 골재의 종류 및 시멘트의 종류에 따라 적절한 범위로 선택하여 사용할 수 있다.

예를 들어, 마감층에 ① 입도 2.5~5 mm인 일반 쇄석 골재와 고로슬래그 시멘트를 사용할 경우, 골재/시멘트 중량비는 3.00~3.31인 것이 바람직하고, ② 입도 2.5~5 mm인 일반 쇄석 골재 및 폐콘크리트 골재를 각각 50 중량%씩 혼합한 혼합골재와 고로슬래그 시멘트를 사용할 경우, 골재/시멘트 중량비는 3.06~3.39인 것이 바람직하며, ③ 입도 2.5~5 mm인 폐유리 골재와 고로슬래그 시멘트를 사용할 경우, 골재/시멘트 중량비는 2.79~3.08인 것이 바람직하고, ④ 입도 2.5~5 mm인 일반 쇄석 골재 및 백운석 골재를 각각 50 중량%씩 혼합한 혼합 골재와 고로슬래그 시멘트를 사용할 경우, 골재/시멘트 중량비는 3.27~3.60인 것이 바람직하며, ⑤ 입도 2.5~5 mm인 일반 쇄석 골재 및 바텀 애쉬 골재를 각각 50 중량%씩 혼합한 혼합골재와 고로슬래그 시멘트를 사용할 경우, 골재/시멘트 중량비는 2.96 이하인 것이 바람직하고, ⑥ 입도 2.5~5 mm인 일반 쇄석 골재와 초조강 시멘트를 사용할 경우, 골재/시멘트 중량비는 3.00~3.31인 것이 바람직하다. 다만, 상기 골재 선택에 대한 바람직한 골재/시멘트 중량비는 최적의 조건을 예시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이로만 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 마감층, 및 투수층 중 적어도 한 층에는 강도를 증진시키기 위하여 고성능 AE 감수제와 같은 혼화제를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 마감층에는 심미적 효과를 부여하기 위하여 무기안료를 더 포함할 수 있다. 무기안료는 마감층에 색상을 부여하기 위한 것으로서, 통상적인 콘크리트용 무기안료를 필요에 따라 선택하여 사용할 수 있으므로 본 발명에서는 특별히 한정되지 않는다.

이어서, 본 발명에 따른 투수 콘크리트 블록의 제조방법은 (a-ⅲ) 투수층 원재료, 또는 마감층 원재료 중 어느 하나를 성형기에 투입하여 진동성형을 실시하고, 나머지 원재료를 상기 성형기에 추가 투입한 후 진동 가압하여 마감층의 표면에 양각부 및 음각부의 문양을 형성시키는 단계를 거친다.

즉, 각층의 원재료를 성형기의 호퍼 각각에 투입하여 진동성형을 실시하여 투수층 위에 마감층이 적층된 형태의 블록을 성형한다. 상기 진동성형은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 방법으로 실시할 수 있다.

이때, 상기 블록의 두께는 필요에 따라 적절하게 결정될 수 있는 것이므로 특별히 한정되지 않는다. 다만, 상기 투수층의 두께는 상기 마감층 두께의 5 내지 7 배인 것이 바람직하며, 전체 투수 블록의 두께는 한국공업규격(KS)의 보차도용 인터록킹 블록의 기준에 따르는 것이 바람직하다.

또한, 상기 단계에서 마감층의 표면에 양각부 및 음각부의 문양이 형성되도록 하기 위하여, 상기 성형기의 바닥부 또는 가압 프레스부에 특정문양의 틀이 구비된 것을 이용하는 것이 바람직하다.

상기 마감층의 표면에 형성되는 양각부 및 음각부는 블록의 성형성 및 후술할 연마단계에 의한 효과를 고려하여, 연마 전 양각부와 음각부의 높이차가 5 내지 20 mm가 되도록 하는 것이 바람직하다.

이어서, 본 발명에 따른 투수 콘크리트 블록의 제조방법은 B) 상기 성형된 블록 중간체를 고온 증기 양생하는 단계를 거친다.

상기 고온 증기 양생단계는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 방법으 로 수행할 수 있으며, 바람직하게는 성형된 블록을 10 내지 20 ℃의 온도에서 2 내지 4 시간 동안 전치시킨 후, 40 내지 80 ℃의 온도에서 고온 증기 양생을 실시할 수 있다.

이어서, 본 발명에 따른 투수 콘크리트 블록의 제조방법은 C) 상기 양생된 블록 중간체의 양각부를 선택적으로 연마하는 단계를 거친다.

상기 마감층의 표면 연마는 골재 색상에 따른 다양한 질감을 연출하기 위한 것으로서, 상기 연마단계에서 블록의 마감층 전체면을 연마할 경우 블록의 내마모성을 향상시킬 수는 있으나, 보행시 우수 및 결빙에 의해 미끄럼 현상이 발생 할 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명에 따른 투수 콘크리트 블록은 마감층에 형성된 양각부에 대해서만 연마를 실시하며, 그에 따라 내마모성 향상 및 미끄럼 저감 효과를 동시에 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 도 4에 나타낸 바와 같이, 시각적 조경성이 우수한 다양한 문양을 형성시킬 수 있게 된다.

이때, 마감층 양각부의 연마에 의한 상기 효과를 달성하기 위하여, 양각부를 마감층에 포함되는 골재크기(입도 2.5 내지 5 mm)의 1/2 내지 1/5 만큼 연마하는 것이 바람직하며, 양각부와 음각부의 높이차가 3 mm 이내가 되도록 연마하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 투수 콘크리트 블록의 제조방법은, 상기 B) 양생단계 및 C) 연마단계 사이에, 블록 중간체의 표면에 표면광택제를 도포하여 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.

즉, 상기 양생단계 후 블록의 마감층을 표면광택제로 코팅하고 연마단계를 거침에 따라, 마감층 표면의 음각부에는 표면광택제가 코팅된 상태가 되고, 양각부는 연마된 상태인 블록을 얻을 수 있게 된다.

이때, 상기 표면광택제로는 실러코팅제를 사용할 수 있다. 상기 실러코팅제는 블록의 내마모성 및 강도 증진을 위하여 코팅하는 것으로서, 마감층의 유색 부위의 백화 현상 억제와 광택증진 등 최적의 조경성을 발휘하도록 하는 효과가 있다. 상기 실러코팅제는 컬러 콘크리트 포장공사의 마무리 공정에 주로 사용되는 UV 광택 실러 코팅제를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 표면광택제는 최소한의 광택효과 및 코팅효과를 나타내면서도 마감층의 표면 공극이 막히지 않도록 하기 위하여 블록의 마감층 표면에 0.25 내지 0.5 mm 두께로 도포하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 제조방법에 의해 제조된 투수 콘크리트 블록은 연마부와 비연마부에 의해 형성된 다양한 문양의 연출이 가능하다. 즉, 블록의 표면에 형성된 연마부를 통해 골재의 종류에 따른 질감을 표현함과 동시에 블록의 내마모성을 향상시키고 보행시 미끄럼을 방지할 수 있으며, 비연마부를 통해 안료에 의한 다양한 색상 등을 표현할 수 있고, 그에 따라 블록의 구조적 안정성, 투수성능, 및 시각적 조경성을 모두 만족시킬 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명의 투수 콘크리트 블록은 기존 모르타르 블록과 기본적으로 동등 이상의 휨강도를 가지며, 바람직하게는 4.0 N/㎟ 이상, 보다 바람직하게는 5.0 N/㎟ 이상의 휨강도와, 1×10^-2 cm/sec 이상의 투수계수, 보다 바람직하게는 1×10^-1 cm/sec 이상의 투수계수를 가지는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 투수 콘크리트 블록이 위와 같은 물성을 나타내기 위해서는 투수층 및 마감층의 전공극률이 15 내지 17.7 %인 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예들에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 투수 콘크리트 블록의 제조방법의 각 단계를 간단히 정리하여 설명하면 아래와 같다.

① 원재료 계량: 투수층 원재료(쇄석골재, 고로슬래그 시멘트, 고성능 AE감수제, 및 배합수)와 마감층 원재료(쇄석골재, 폐콘크리트 재생골재, 백운석, 제강슬래그, 바텀 애쉬골재, 고로슬래그 시멘트, 초조강 시멘트, 백시멘트, 무기안료, 고성능AE감수제, 및 배합수)를 각각의 저장 사일로에 저장한 후, 메인 콘트롤 박스에서 사전 조정된 배합량을 계량 호퍼에서 개별 중량 계량한다.

② 혼합작업: 계량된 투수층 원재료와 마감층 원재료를 각각의 별도의 믹서에서 골재, 시멘트를 건비빔한 후, 배합수를 투입하여 혼합을 실시한다.

③ 성형작업: 투수층 원재료를 성형기의 호퍼에 투입하여 진동 성형을 실시한 후, 마감층 원재료를 2차 호퍼에 투입하고, 나머지를 공급 충전한 후, 최종 유압 압축기에 의해 진동 및 가압을 실시하여 블록 형태로 성형한다.

④ 양생작업: 상기 성형작업이 완료된 블록은 컨베이어벨트를 통해 양생실로 이동되며, 10 내지 20 ℃에서 2 내지 4 시간 동안 전치시킨 후, 40 내지 80 ℃의 온도에서 고온 증기 양생을 실시하여 투수 콘크리트 블록을 제조한다.

⑤ 표면광택제 도포작업: 자동 스프레이 장치를 이용하여 상기 투수 콘크리트 블록의 마감층 표면에 표면광택제(실러코팅제)를 코팅한다. 상기 표면광택제는 연마작업을 실시하지 않은 제품에 적용하는 것이 바람직하나, 연마작업을 실시한 제품에 적용하여도 무방하며, 도포 두께는 표면 공극이 막히지 않도록 0.25 ~ 0.5 mm인 것이 바람직하다.

⑥ 연마작업 :상기 제조된 투수 콘크리트 블록의 마감층의 표면을 다축 마석 자동 연마기로 연마한다.

⑦ 큐빙 및 적재 : 최종적으로 제조된 투수 콘크리트 블록은 자동 큐빙기로 포장을 실시하고, 출하 전까지 소정의 양생 과정을 거친 후, 적재하여 출하한다.

본 발명의 실시예는 상기 일련의 공정을 적용하여 진행하였으며, 구체적인 실시예의 적용조건은 아래와 같다.

실시예 1 내지 18 (투수층의 제조, 및 물성 테스트)

투수층 제조를 위한 결합재로서 고로슬래그 시멘트 2종(비중 3.04, 고로슬래그분말 함유량 30~60 %, 분말도 3000 ㎠/g)을 사용하였고, 골재로는 일반 쇄석 골재(비중 2.6, 공극율 40 % 이상, 입도 5~8 mm 및 8~13 mm, 단위용적당 중량 1450~1475 kg/㎥)와 폐콘크리트 골재(비중 2.55, 공극율 40 % 이상, 입도 5~8 mm 및 8~13 mm, 단위용적당 중량 1400~1425 kg/㎥), 혼화제로는 고성능 AE 감수제(나 프탈렌계, 비중 1.02), 배합수로는 일반 수도수를 사용하였다.

도 1에 따른 배합적용 방식에 의해 배합 시험을 실시하였으며, 하기 표 1과 같은 배합비로 투수층을 제조하였다.

또한, 제조된 투수층에 대하여 전공극률, 휨강도, 투수계수를 아래와 같은 방법으로 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 정리하였다.

- 전공극률: JCI 에코콘크리트 연구위원회 「포러스 콘크리트 시험방법」의 용적법에 의한 전공극률 측정방법에 따라 측정하였다.

- 휨강도: KS F2407 콘크리트의 휨강도 시험방법에 따라 측정하였다.

- 투수계수: JCI 에코콘크리트 연구위원회 「포러스 콘크리트 시험방법」의 투수 시험방법에 따라 측정하였다.

상기 표 1에서, Cg는 고로슬래그 시멘트, Ab는 쇄석 골재, Ac는 폐콘크리트 골재, Abc는 쇄석골재 50 중량% + 폐콘크리트 골재 50 중량%의 혼합골재를 나타낸다.

상기 표 1에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 투수층은 모두 투수계수 1× 10^-1 cm/sec 이상의 조건을 만족하며, 휨강도 5.0 N/㎟ 이상, 투수계수 1× 10^-1 cm/sec 이상의 조건을 모두 만족하는 배합은 실시예 2, 3, 5, 6, 12, 14, 15, 17, 및 18로 나타났다.

또한, 상기 표 1에서 보는 것과 같이, 동일 공극일 때의 골재의 휨강도는 입도 8~13 mm인 쇄석골재 ＞ 입도 5~8 mm인 쇄석골재 ＞ 입도 8~13 mm인 폐 콘크리트 골재 ＞ 입도 5~8 mm인 폐 콘크리트 골재 순으로 크며, 전공극량이 증가함에 따라 강도, 투수성능은 감소하는 현상을 알 수 있다.

실시예 19 내지 60 ( 마감층의 제조, 및 물성 테스트)

마감층의 제조를 위한 결합재로서 고로슬래그 시멘트 2종(비중 3.04, 고로슬래그분말 함유량 30~60 %, 분말도 3,000 ㎠/g), 초조강 시멘트(비중 3.08, 분말도 3,000 ㎠/g), 및 백시멘트(비중 3.04, 분말도 3,000 ㎠/g 이상); 골재로는 일반 쇄석 골재(비중 2.6, 공극율 40 % 이상, 입도 2.5~5 mm, 단위용적당 중량 1400~1425 kg/㎥)와 폐콘크리트 골재(비중 2.55, 공극율 40 % 이상, 입도 2.5~5 mm, 단위용적당 중량 1380~1400 kg/㎥), 폐유리 골재(비중 2.4, 공극율 40% 이상, 입도 2.5~5 mm, 단위용적당 중량 1300~1350 kg/㎥), 백운석 골재(돌로마이트, 비중 2.8, 공극율 40 % 이상, 입도 2.5~5 mm, 단위용적중량 1680~1700 kg/㎥), 제강슬래그 골재(비중 3.4, 공극율 40 % 이상, 입도 2.5~5 mm, 1950~2100 kg/㎥), 바텀애쉬 골재(비중 1.98, 공극율 40 % 이상, 입도 2.5~5 mm, 단위용적당 중량 1100~1200 kg/㎥); 혼화제로는 고성능 AE 감수제(나프탈렌계, 비중 1.02); 색상 적용을 위한 무기안료로는(적색 외 4종, 비중 2.2~4.0), 표면 내구성 및 광택 향상을 위한 마감용 코팅재로는 용제형 광택 침투식 강화 실러, 배합수로는 일반 수도수를 사용하였다.

도 1에 따른 배합적용 방식에 의해 배합 시험을 실시하였으며, 하기 표 2와 같은 배합비로 마감층을 제조하였다. 또한, 제조된 마감층에 대하여 전공극률, 휨강도, 투수계수, 내마모성을 아래와 같은 방법으로 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 정리하였다.

- 전공극률: 실시예 1 내지 18과 같은 방법으로 측정하였다.

- 휨강도: 실시예 1 내지 18과 같은 방법으로 측정하였다.

- 투수계수: 실시예 1 내지 18과 같은 방법으로 측정하였다.

- 내마모성: 「KS F 2811 건축재료 및 건축 구성부품의 마모시험방법」에 의해 내마모성 시험용 시편(윗변 93 mm, 아랫변 300 mm, 높이 250 mm의 사다리꼴, 두께 30 mm)을 제작하여 회전 마모식 원반시험기에 의해 내마모성 실험을 실시하였다.

또한, 제조된 마감층에 대하여 육안으로 표면색상과 질감을 관찰하였으며, 그 결과를 도 2에 정리하였다.

상기 표 2에서, Cg는 고로슬래그 시멘트, Cu는 초조강 시멘트, Ab는 쇄석 골재, Ac는 폐콘크리트 골재, Abc는 쇄석골재 50 중량% + 폐콘크리트 골재 50 중량%의 혼합골재, Ag는 폐유리 골재, Abd는 쇄석골재 50 중량% + 백운석 골재 50 중량%의 혼합골재, As는 제강슬래그 골재, Aba는 쇄석골재 50 중량% + 바텀애쉬 골재 50 중량%의 혼합골재를 나타낸다.

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 투수블록에 포함되는 마감층은 모두 투수계수 1× 10^-2 cm/sec 이상을 만족시키며, 마감층에 가장 적합한 품질조건인 휨강도 5.0 N/㎟ 이상, 투수계수 1× 10^-1 cm/sec 이상을 모두 만족시키는 배합은 실시예 19 내지 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 37 내지 48, 및 55 내지 60인 것으로 나타났다. 또한, 실시예 49 내지 54를 제외한 나머지 실시예는 모두 휨강도 4.0 N/㎟ 이상, 투수계수 1× 10^-1 cm/sec이상을 만족하는 것으로 나타났다.

또한, 상기 표 2에서 실러코팅 또는 연마처리를 한 마감층의 경우에는 무처리의 경우에 비하여 내마모성이 약 10 배 가량 향상된 것을 알 수 있다.

상기 표 1과 표 2의 결과로부터 마감층은 전체적으로 동일한 공극양을 가지는 투수층에 비해 투수성능 및 휨강도가 약간 저하된 것을 확인할 수 있으며, 이는 마감층의 공극크기 및 골재 강도의 저하에서 기인하는 것으로 생각된다.

특히, 마감층에 사용된 시멘트의 종류에 따라 초조강 시멘트＞고로슬래그 시멘트 순으로 동일 공극양일 때의 휨강도 및 내마모성이 크게 나타났으며, 이는 시멘트의 분말도에서 기인하는 것으로 생각된다.

또한, 마감층에 사용된 골재의 종류에 따라 골재 강도는 2.5~5 mm 제강슬래그 골재 ＞ 2.5~5 mm 백운석 골재 ＞ 2.5~5 mm 쇄석골재 ＞ 2.5~5 mm 폐유리 골재 ＞ 5~8 mm 폐콘크리트 골재 ＞ 2.5~5 mm 바텀애쉬 골재 순으로 크기 때문에 동일 공극일 때의 마감층의 강도도 골재 강도 순으로 크게 나타났으며, 전공극량이 증가함에 따라 강도, 및 투수성능은 감소하는 것을 알 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예 20, 22, 24; 26, 28, 30; 32, 34, 36; 38, 40, 42; 44, 46, 48; 50, 52, 54에 따라 제조된 마감층 표면 사진이다.

도 2에서 마감층의 색상은 각각 무기 염료를 시멘트 대비 5 중량% 첨가한 것이다.

도 2에서 실러 코팅은 각 배합에 따른 시험시편 제작 후, 2일 동안의 습윤 양생(20℃, 80 %R.H.)과정을 거친 후, 표면에 물기를 완전히 제거하고, 에어 건으로 마감 실러 코팅제를 두께 0.25~0.5 mm정도로 도포한 것이다.

또한, 도 2에서 연마공정은 각 배합에 따른 시험시편 제작 후, 2일 동안의 습윤 양생(20℃, 80%R.H.)과정을 거친 후, 표면에 물기를 완전히 제거하고, 물갈기용 연마석을 이용하여 1.25~2.5 mm정도의 두께로 양각부를 연마하였다.

도 2에서 보는 것과 같이 본 발명의 투수 코팅 블록의 마감층은 색상의 표현이 자유로우며, 표면 코팅제 살포 또는 연마작업을 실시하였을 경우에는 단순히 무기염료만 첨가한 유색 제품에 비해 표면 백화 현상이 발생되지 않았으며 마무리면의 광택, 색상, 문양의 조경성 뿐만 아니라 휨강도와 내마모성이 증가하였다.

이는 마감층의 표면 마감부의 골재의 미세한 골재 돌출부를 평활하게 하고, 보강 코팅함에 기인한 것으로 판단된다. 따라서 실러코팅, 연마실시 등 표면 마감처리 방법의 적용은 단순한 조경성의 개선뿐만 아니라 제품의 물성적인 측면에도 효과적인 것으로 나타났다.

실시예 61

실시예 5에 따른 투수층의 배합과 실시예 22에 따른 마감층의 배합으로 투수 콘크리트 블록을 제조하였다. 상기 마감층의 표면은 실시예 22의 방법에 따라서 실러 코팅을 실시하였다.

실시예 62

실시예 5에 따른 투수층의 배합과 실시예 24에 따른 마감층의 배합으로 투수 콘크리트 블록을 제조하였다. 상기 마감층의 표면은 실시예 24의 방법에 따라서 연마를 실시하였다.

실시예 63

실시예 5에 따른 투수층의 배합과 실시예 40에 따른 마감층의 배합으로 투수 콘크리트 블록을 제조하였다. 상기 마감층의 표면은 실시예 40의 방법에 따라서 연마를 실시하였다.

상기 실시예 61 내지 63에 따라 제조된 투수 콘크리트 블록의 사진을 도 3에 도시하였다. 상기 도 3에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 투수 콘크리트 블록은 투수층 및 마감층이 적층된 형태를 가진다.

실시예 64

실시예 5에 따른 투수층의 배합과 실시예 24에 따른 마감층의 배합으로 투수 콘크리트 블록을 제조하였다. 상기 마감층의 표면은 실시예 22의 방법에 따라서 실러 코팅을 실시하였고, 실시예 40의 방법에 따라서 연마를 실시하였다.

상기 64에 따라 제조된 투수 콘크리트 블록의 사진을 도 4에 도시하였다. 상기 도 4에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 투수 콘크리트 블록은 투수층 및 양각 부분 연마 마감층이 적층된 형태를 가진다.

비교예 1 내지 4 (기존 모르타르 블록 제조 및 시험결과)

기존 모르타르 블록의 제조를 위하여, 결합재로서 보통 포틀랜드시멘트 1종(비중 3.04, 분말도 3000 ㎠/g), 골재로는 일반 강모래 또는 부순 모래(비중 2.4, 입도 2.5 mm 이하, 단위용적당 중량 1300~1400 kg/㎥), 혼화제로는 고성능 AE 감수제(나프탈렌계, 비중 1.02), 배합수로는 일반 수도수를 사용하였다.

하기 표 3에 비교예 1 내지 4의 세부 배합, 및 이로부터 제조된 블록에 대하여 전술한 방법으로 측정한 휨강도, 투수계수, 내마모성, 표면색상, 질감에 대한 실험결과를 나타내었다.

상기 표 3에서, Cp는 보통 포틀랜드 시멘트, Aj는 일반 잔골재를 나타낸다.

실시예 65 내지 69

하기 표 4에 나타낸 바와 같이, 마감층을 제조하기 위하여 결합재로 고로슬래그 시멘트(비중 3.04, 분말도 3,000 ㎠/g 이상); 골재는 결합재/골재=3.8의 중량비로 일반 쇄석 골재(비중 2.6, 공극율 40 %이상) 50 중량%와 나머지 50 중량%의 골재로 실시예 65~69에서 각각 백운석 골재(돌로마이트, 비중 2.8, 공극율 40 % 이상, 입도 2.5~5 mm, 단위용적중량 1680~1700 kg/㎥), 제강슬래그 골재(비중 3.4, 공극율 40 % 이상, 입도 2.5~5 mm, 1950~2100 kg/㎥), 바텀애쉬 골재(비중 1.98, 공극율 40 % 이상, 입도 2.5~5 mm, 단위용적당 중량 1100~1200 kg/㎥), 폐유리 골재(비중 2.4, 공극율 40% 이상, 입도 2.5~5 mm, 단위용적당 중량 1300~1350 kg/㎥), 폐콘크리트 골재(비중 2.55, 공극율 40 % 이상, 입도 2.5~5 mm, 단위용적당 중량 1380~1400 kg/㎥); 색상 적용을 위한 무기안료로는 무기안료/결합재=0.05의 중량비로 시멘트 혼화용 무기안료(적색 외 4 종, 비중 2.2~4); 혼화제로는 혼화제/결합재=0.01의 중량비로 고성능 AE 감수제(나프탈렌계, 비중 1.02); 물/결합재=0.25 중량비가 되도록 마감층 원재료를 준비하였다.

투수층 원료재는 실시예 5에 따른 배합비로 준비하였다. 이어서, 투수층 원재료 및 마감층 원재료를 사용하여 양각부와 음각부의 문양이 형성된 블록 중간체를 제조하였고, 이때 양각부와 음각부의 높이차는 10 mm가 되도록 하였다.

상기 블록 중간체를 고온 증기 양생한 후, 마감층에 실러코팅제를 0.1~0.2 mm의 두께로 코팅하였다. 이어서, 핸드 그라인더를 이용하여 마감층 표면의 양각부를 연마하였으며, 이때 양각부와 음각부의 높이차는 1~2 mm가 되도록 하였다.

또한, 제조된 블록에 대하여 투수계수 및 휨강도를 전술한 방법으로 측정하여 그 결과를 하기 표 4에 정리하였다. 또한, 제조된 블록에 대하여 육안으로 표면색상과 질감을 관찰하였으며, 그 결과를 도 5에 정리하였다.

실시예	시멘트	골 재 (함량비)	28일 휨강도 (N/㎟)	투수계수 (㎝/sec)
65	고로슬래그 시멘트	일반쇄석+백운석 (50:50)	6.5	0.26
66		일반쇄석+제강슬레그 (50:50)	6.9	0.23
67		일반쇄석+바텀애쉬 (50:50)	5.8	0.25
68		일반쇄석+폐유리 (50:50)	6.1	0.27
69		일반쇄석+폐콘크리트 (50:50)	6.0	0.27

비교예 5

마감층을 제조하기 위하여 결합재로 보통 포틀랜드 시멘트(비중 3.02, 분말도 3,000 ㎠/g 이상); 골재는 결합재/골재=3.8의 중량비로 일반 쇄석 골재(비중 2.6, 공극율 40 %이상); 색상 적용을 위한 무기안료로는 무기안료/결합재=0.05의 중량비로 시멘트 혼화용 무기안료(적색 외 4 종, 비중 2.2~4); 혼화제로는 혼화제/결합재=0.01의 중량비로 고성능 AE 감수제(나프탈렌계, 비중 1.02); 물/결합재=0.25 중량비가 되도록 마감층 원재료를 준비하였다.

투수층 원료재는 실시예 5에 따른 배합비로 준비하였다. 이어서, 투수층 원재료 및 마감층 원재료를 사용하여 표면이 평평한 투수 블록을 성형하여 고온 증기 양생한 후, 마감층에 실러코팅제를 0.1~0.5 mm의 두께로 코팅하였다.

제조된 블록에 대하여 투수계수 및 휨강도를 전술한 방법으로 측정하였고, 투수계수 0.25 ㎝/sec, 28일 휨강도 5. 2 N/㎟인 것으로 측정되었다. 또한, 제조된 블록에 대하여 육안으로 표면색상과 질감을 관찰하였으며, 그 결과를 도 6에 정리하였다.

비교예 6

비교예 5와 동일한 마감층 원재료를 준비하였고, 투수층 원료재는 실시예 5에 따른 배합비로 준비하였다. 이어서, 투수층 원재료 및 마감층 원재료를 사용하여 표면이 평평한 투수 블록을 성형하여 고온 증기 양생한 후, 핸드 그라인더를 이용하여 마감층 표면 전체를 1~2 mm 만큼 연마하였다.

비교예 7

비교예 5와 동일한 마감층 원재료를 준비하였고, 투수층 원료재는 실시예 5에 따른 배합비로 준비하였다.

상기 투수층 원재료 및 마감층 원재료를 사용하여 양각부와 음각부의 문양이 형성된 블록 중간체를 제조하였고, 이때 양각부와 음각부의 높이차는 10 mm가 되도록 하였다. 이어서, 상기 블록 중간체를 고온 증기 양생한 후, 마감층에 실러코팅제를 0.1~0.5 mm의 두께로 코팅하였고, 핸드 그라인더를 이용하여 마감층 표면의 양각부를 연마하였으며, 이때 양각부와 음각부의 높이차는 5~8 mm가 되도록 하였다.

실시예 65~69에 따른 투수 블록은 결합재/골재비=3.8의 중량비에서 휨강도 5.0 N/㎟ 이상, 투수계수 0.01 cm/sec 이상을 모두 만족하였다. 특히, 실시예 65~69에서는 일반 쇄석골재보다 강도가 낮은 바텀애쉬, 폐유리골재, 폐콘크리트 골재 등을 사용하였음에도 불구하고, 결합제로 고로슬래스 시멘트를 사용함에 따라 휨강도가 각각 5.0 N/㎟ 이상으로 나타났다. 이를 통해 골재로 일반 쇄석골재 100%를 사용한 비교예 5~7의 투수 블록과 비교하여 동등 이상의 물성을 가짐을 알 수 있다.

또한, 도 5에 나타낸 바와 같이, 실시예 65~69에 의한 마감층의 연마면 색상은 백색(백운석), 회색(제강슬래그), 흑색(바텀애쉬), 및 갈색(폐유리, 폐콘크리트) 등으로서, 골재종류별 발현 색상의 차이에 의해 다양한 투수블럭 마감층면의 연마 질감을 얻을 수 있었다. 또 마감층의 형성된 음각면과 연마된 양각면에 의해 전체적인 다양한 문양 및 질감을 연출할 수 있는 효과가 있다.

한편 도 6에 나타낸 바와 같이, 비교예 5(코팅에 의한 마감층 처리방식)의 투수 블록은 마감면의 요철에 의한 미끄럼 방지에는 효과적이었으나, 보행자 및 차량에 의해 하중면이 전면에 걸쳐 분포하므로 골재의 탈락 및 마모에 의한 색상 변질 등의 내구성에 문제가 있다. 또한 기존의 블록제품과 비교하여 조경성면에서는 크게 다른점을 찾기는 힘들다.

또한 도 6에 나타낸 바와 같이, 비교예 6(전체면 연마에 의한 마감층 처리방식)의 투수 블록은 골재의 탈락, 색상 변질등 내구성면에서는 우수하였으나, 연마에 의해 표면 골재의 요철이 없어지기 때문에 마찰력의 감소로 미끄럼 현상에 의해 보행시 상해를 입을 우려가 있다. 조경성 면에서도 블록형태 및 전면연마 질감에 의한 쾌적한 보행환경의 제공에는 한계가 있다.

또한 도 6에 나타낸 바와 같이, 비교예 7(양각부 연마에 의한 마감층 처리방식)의 투수 블록은 양각부와 음각부의 높이차가 3 mm를 초과하여 마감층 표면에 이물질이 정체되어 공극 막힘 현상 등이 발생할 수 있으며, 높이차에 의해 보행시 굽이 있는 신발의 경우 음각부에 끼게 되는 불편함이 있고, 보행 및 차량에 의해 표면이 파손될 우려가 있다.

이에 반해, 실시예 65~69의 투수 블록은 양각부와 음각부의 높이차가 3 mm 이내임에 따라 음각부에 정체되는 이물질이 적어 공극 막힘 현상을 방지할 수 있으며, 통행에 의한 표면 파손이 적은 장점이 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 투수 콘크리트 블록의 제조방법으로 제조된 블록은 투수성, 내마모성, 미끄럼 방지효과, 및 시각적 조경성이 우수함과 동시에, 기존 보차도용 모르타르(mortar) 블록과 비교해서 동등 이상의 물성(휨강도, 내구성 등)을 갖는 장점이 있다.

Claims

A) (a-ⅰ) 시멘트, 및 입도 5 내지 13 mm인 골재를 믹서에서 건비빔한 후,

배합수를 투입하여 투수층 원재료를 혼합하는 단계;

(a-ⅱ) 시멘트, 및 입도 2.5 내지 5 mm인 골재를 믹서에서 건비빔한 후,

배합수를 투입하여 마감층 원재료를 혼합하는 단계; 및

(a-ⅲ) 투수층 원재료, 또는 마감층 원재료 중 어느 하나를 성형기에

투입하여 진동성형을 실시하고, 나머지 원재료를 상기 성형기에

추가 투입한 후 진동 가압하여 마감층의 표면에 양각부 및 음각부의

문양을 형성시키는 단계

를 포함하는 블록 중간체를 제조하는 단계(단, 상기 투수층 원재료에 포함되는 골재의 입도는 마감층 원재료에 포함되는 골재의 입도보다 크다.);

B) 상기 성형된 블록 중간체를 40 내지 80 ℃의 온도에서 증기 양생하는 단계; 및

C) 상기 양생된 블록 중간체의 양각부를 선택적으로 연마하는 단계

를 포함하는 투수 콘크리트 블록의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 원재료는 무기 안료를 더욱 포함하는 것인 투수 콘크리트 블록의 제조방법.
삭제
제1항에 있어서,

상기 (a-ⅱ)의 마감층 원재료는 무기 안료를 더욱 포함하는 것인 투수 콘크리트 블록의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 제조방법은 상기 B) 양생단계 및 C) 연마단계 사이에, 블록 중간체의 표면에 표면광택제를 도포하여 코팅하는 단계를 더 포함하는 것인 투수 콘크리트 블록의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 C) 연마단계는 블록 중간체의 양각부와 음각부의 높이차가 0.5 내지 2.5 mm가 되도록 연마하는 것인 투수 콘크리트 블록의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 원재료는 혼화제를 더욱 포함하는 것인 투수 콘크리트 블록의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 제조방법은 투수 콘크리트 블록을 휨강도 4.0 내지 9.24 N/㎟, 투수계수 0.01 내지 0.70 cm/sec인 물성을 갖도록 제조하는 것인 투수 콘크리트 블록의 제조방법.
삭제