KR100731287B1

KR100731287B1 - 자연석을 사용한 친환경 수중구조물

Info

Publication number: KR100731287B1
Application number: KR1020060049092A
Authority: KR
Inventors: 홍종현; 김문훈; 김영택; 장동섭
Original assignee: 영진종합건설 주식회사
Priority date: 2006-05-30
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2007-06-25

Abstract

본 발명은 다수개의 기둥을 갖는 콘크리트 블록과 블록 상부에 일체가 되도록 1 mm에서 600 mm 크기의 자연석을 불규칙적으로 배열하여 천연 암초와 같은 형상을 갖도록 제조한 수중 구조물로서, 콘크리트는 압축강도가 26 MPa 이상 40 MPa 이하의 고강도를 발휘하고, 콘크리트 블록은 사각형, 오각형, 육각형, 원형 등의 다양한 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

콘크리트 블록과 일체가 되도록 상부에 용암석과 같은 자연석을 불규칙한 형상과 공극을 갖도록 배치하여 해양 미생물의 서식공간을 형성하는 것을 특징으로 한다. 또한, 콘크리트 블록의 측면에 다수개의 홈을 설치하여 패류의 서식이 가능하고, 해조 로프의 설치가 가능하도록 한 수중 구조물을 단위 모듈로 제공하며, 각각의 모듈을 1 m에서 2 m간격으로 설치하여 측벽 사이로 와류와 지형파가 발생하도록 배치되는 것을 특징으로 한다. 본 구조물은 수중 생태복원용 및 해중림 조성용으로 활용된다.

자연석, 생태복원, 해중림, 인공어초

Description

자연석을 사용한 친환경 수중구조물{Environmentally favorable underwater structure using natural stones}

도 1은 석재모듈구조 사시도

도 2는 용암석 사시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10; 자연석

20; 홈

30; 콘크리트 블록 본체

40; 운반고리

50; 기둥

본 발명은 자연석을 사용한 수중 생태복원용 및 해중림 조성용 수중 구조물에 관한 것이다. 종래의 수중 구조물의 경우, 수질정화기능, 어류 위집기능, 패류증식 기능, 해중림 조성 기능 등등 다양한 목적과 기능에 부합되는 구조물들이 개발되어 왔다. 이러한 수중 구조물의 시설에 대한 투자가 증가 되고 있으며, 투자효 과로서, 어획생산성, 해양생물 종 다양성, 해양 생태복원 등의 가시적 성과를 얻고 있다.

어패류 증식을 목적으로 한 인공어초의 경우 최근 급격한 연구개발 투자가 이루어지고 있다. 특허출원 10-1999-0028943(패조류용 인공어초)의 경우, 패류 및 성게류와 같은 암초성 정착자원을 서식하기 위한 공간을 제공하고 있다. 15 cm ∼ 25 cm 크기의 다수 개 자연석을 콘크리트 박스 내에 투입하여 일정한 공극을 형성한 것으로 그 공극속에 패류가 살 수 있는 서식공간을 제공하고 있으나, 인위적인 형상의 디자인과 태풍에 대한 안정성 문제가 지적되고 있다.

실용신안출원 20-2000-0036344(돌망태를 이용한 인공어초)의 경우, 자연석을 금속망에 담아서 어초 용도로 제시한 것으로, 자연석을 사용한 장점은 있으나, 금속망이 부식하거나 구조형태가 매몰에 불리한 단점이 있다.

특허출원 10-1999-0029812(상자형 인공어초)의 경우, 어초의 구조를 상하로 이원화하여 상부는 어류, 하부는 패류의 서식공간을 조성하는 장점이 있고, 특정 어종을 목표로 개발되었다. 그러나, 종래의 어초와 같이 형태가 일원화되어 인위적인 형상을 나타내며 내부가 복잡하여 제조가 어려운 단점이 있다.

전술한 바와 같이 종래의 대표적인 수중구조물로 어류나 패류의 증식을 목적으로한 인공어초는 강재, 콘크리트, 세라믹 등을 이용하여 특정의 형상으로 제조된 것으로 수중에 설치하는 경우 인위적인 형상에 의한 인공초로서 자연초의 역할을 하도록 개발된 것이다. 그러나 디자인에 있어서 자연초의 자연스러운 형상과는 현격한 차이가 있다.

종래의 인공어초는 특정한 형상을 조성하거나, 강재와 세라믹과 같은 값비싼 재료를 사용하기 때문에 가격이 비싼편이다. 즉, 어류와 패류의 증식을 목적으로 투하되는 어초가 가격이 현저히 비싸다면, 투자가치가 낮기 때문에 높은 원자재의 가격 문제가 지적되고 있다.

수중 구조물은 이동, 전도, 침하와 같은 안정성이 우선시 되어야 한다. 즉, 수심 10 m에서 30 m 범위에 설치되는 수중구조물의 경우, 태풍과 조류의 1차적인 영향을 받기 때문에, 안정성을 만족할 정도의 중량과 형상을 가져야 한다.

수중 구조물은 목적으로 하는 기능을 충분히 발휘하여야 한다. 즉, 어류의 위집, 패류의 증식, 해중림 조성, 산호복원, 등등 그 목적을 충분히 수행할 수 있는 기능을 가져야 한다.

본 발명에서는 상기와 같은 기술적 문제를 해결하고자, 친환경 소재인 자연석을 사용한다. 자연석을 사용한 수중 구조물은 첫째, 자연초에 유사한 자연스러운 형상을 나타내어야 한다. 둘째, 가격이 저렴하여 광범위하게 사용될 수 있어야 한다. 셋째, 태풍에 대한 안정성이 높아야 한다. 넷째, 다양한 수중생물의 서식공간을 제공해야 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 다수개의 기둥(50)을 갖는 콘크리트 블록(30)과 상기 콘크리트 블록(30) 상부에 일체가 되도록 1 mm에서 600 mm 크기의 자연석(40)을 불규칙적으로 배열하여 천연 암초와 같은 형상을 갖도록 제조한 수중 구조물을 제공한다.

이때, 상기 콘크리트 블록은 그 압축강도가 26 ~ 40 MPa의 고강도를 갖도록 되어 있는 것에 특징이 있다.

또한, 자연석(10)은 불규칙한 형상과 공극을 갖는 용암석으로 구성되어 해양 미생물의 서식공간을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 콘크리트 블록(30)은 사각형, 오각형, 육각형, 원형 등의 다양한 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 콘크리트 블록(30)의 측면에 다수개의 홈(20)을 설치하여 패류의 서식이 가능하고, 해조 로프의 설치가 가능하도록 한 수중 구조물을 제공한다.

콘크리트 블록(30)의 측면에 형성된 다수개의 홈(20)이나 돌기는 구조체의 비표면적을 높이고, 패류의 서식 및 해조 로프(해조가 착생된 로프)의 감기에 이용한다. 해조 로프를 콘크리트 블록(30)의 측벽에 끼워넣고 로프 조임쇠로 고정하면 해조가 성장하여 뿌리를 내리는데 용이하다. 콘크리트 블록(30)의 측벽 중앙에는 인양에 필요한 강재 고리(40)가 설치되어 있다. 콘크리트 블록(30)의 형상은 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 원형 등등 다양한 형상으로 제조가 가능하다.

하부 몸체의 콘크리트 블록(30)은 압축강도 26 MPa 이상 40 MPa 이하로 종래의 어초용 콘크리트의 강도인 21 MPa보다 높은 강도가 발휘되도록 제조된다. 종래의 어초용 콘크리트의 경우, 상대적으로 낮은 강도에 의한 파손문제와 강알칼리의 용출문제가 해양 생물의 서식에 큰 문제점으로 지적되었다.

상기와 같이 제조된 친환경 수중 구조물을 해당 지역에 설치하면, 자연 석(10)의 공극과 틈 사이로 다양한 해양 미생물들이 서식할 수 있고, 자연스럽게 해양생태계를 복원할 수 있다.

자연석(10)은 용암석과 같은 원석을 사용할 수 있다. 단, 크기가 1 mm ∼ 600 mm로서 운반하기가 용이하고, 모습이 불규칙적이고 수많은 공극을 가지고 있어 미생물이 서식하기에 좋은 환경을 제공해야 한다.

상기 수중 구조물을 각각의 모듈(석재모듈구조; 도1)로 구분하여 모듈 간의 간격을 좁혀서 일체로 구성하거나, 1 m에서 2 m 범위에서 불규칙적으로 배열하여 모듈의 저면 및 측벽에 자연석을 불규칙적으로 설치한다. 일정기간의 공용기간 후, 해조류와 패류가 서식하게 되면 천연초와 유사한 형상과 기능을 갖는 특징이 있다. 모듈과 모듈 사이는 계곡과 같은 역할을 수행하기 때문에 와류와 지형파를 조성할 수 있어 어류의 위집에도 도움을 준다.

실시예

본 발명에서 제시하는 자연석(10)을 사용한 수중 구조물을 생산하기 위한 실시예를 순서별로 나타내면 다음과 같다.

① 철근을 배근하고 거푸집을 조립한다.

② 아래 배합비 예(표 1)와 같은 고강도 콘크리트를 거푸집 내에 타설한다.

굵은골재 (kg/m³)	잔골재 (kg/m³)	시멘트 (kg/m³)	혼화재 (kg/m³)	혼화제 (kg/m³)	물 (kg/m³)	압축강도 (MPa)	슬럼프 (cm)	비고
977	708	350	50	3.5	180	35	15

③ 1 mm ∼ 600 mm 크기의 용암석을 불규칙으로 콘크리트 상부에 배치한다.

④ 콘크리트 블록(30) 상부에 석분을 뿌려서 1 mm ∼ 5 mm 두께로 콘크리트 표면을 덮어준다.

⑤ 28일간 양생하고, 거푸집을 탈형한 후, 완제품(단위 모듈; 도1)을 생산한다.

실시예와 같이 철근과 거푸집을 배근하고, 고강도 콘크리트를 타설하여 콘크리트 블록(30)을 제조한 후, 상부에 용암석을 불규칙하게 배열하고, 석분을 표면에 뿌려서 상부에서 관측시에 콘크리트가 노출되지 않도록 하여, 천연 암초와 같은 모습으로 조성하는 것을 특징으로 한다. 고강도 콘크리트는 표 1과 같이 혼화재를 사용하여 제조되는데, 실리카흄, 고로슬래그미분말, 플라이애쉬미분말과 같은 광미분의 사용이 바람직하다. 표 1에서는 혼화재로 실리카흄을 사용하였고, 혼화제로 고성능AE감수제를 사용하였으며, 28일 압축강도가 35 MPa로 측정되었다. 콘크리트 블록(30)을 고강도로 제조하는 이유는, 내구성을 높이고, 콘크리트의 알칼리 용출을 저지하기 위한 것이다.

본 발명은 첫째, 자연석을 다양한 형상의 콘크리트 블록 상부에 설치한 수중구조물을 제시하며, 수중투하 후, 일정기간이 지나면, 천연초와 유사한 형상을 나타내는 장점이 있다. 즉, 인공적으로 조성된 인공초가 아니라, 자연적으로 형성된 것 같은 자연초와 같은 형상을 제공하는 장점이 있다. 둘째, 콘크리트용으로 적합하지 않은, 공극이 많은 다공성의 용암석과 같은 방치된 자연석을 사용하므로 종래의 어초와 비교하여 가격이 현저히 저렴하다. 셋째, 불규칙하게 배열된 자연석의 틈과 공극사이로 다양한 해양 미생물의 서식처를 제공하는 장점이 있다. 넷째, 투석 사업에 의해 투하된 석재의 경우, 태풍에 의한 이동과 전도가 빈번하지만, 자연석을 하나의 모듈로 통합한 본 발명에 의한 수중 구조물의 경우, 높은 중량과 안정성에 의해 태풍에 대한 안정성이 뛰어나다. 다섯째, 자연석과 고강도 콘크리트를 사용하기 때문에 해양 구조물로서의 수명이 길다. 여섯째, 수중 생태계를 복원하는 기초 모듈로서 활용될 수 있고, 산호복원, 해중림 조성용 및 생물자원의 육성에 적합하다.

Claims

콘크리트 블록의 상부에 자연석이 다수개 부착되어 있어 해양 미생물의 서식공간을 형성하며 상기 콘크리트 블록은 측면에 다수개의 홈이 형성되어 있어 패류의 서식이 가능하면서 해조 로프의 설치가 가능하도록 되어 있는 친환경 수중구조물에 있어서, 상기 콘크리트 블록은 하부에 다수개의 기둥이 형성되어 있으며 압축강도가 26 ~ 40MPa의 강도를 갖도록 되어 있고, 상기 자연석은 불규칙한 형상과 다공성을 갖는 용암석으로 되어 있으며 그 크기가 1 ~ 600mm 로 된 것을 불규칙하게 다수개 배열하여 천연 암초의 형상을 갖도록 제조한 것을 특징으로 하는 자연석을 사용한 친환경 수중구조물.
제 1항에 있어서, 상기 콘크리트 블록은 굵은골재 977kg/㎥, 잔골재 708kg/㎥, 시멘트 350kg/㎥, 혼화재 50kg/㎥, 고성능 AE감수제로 된 혼화제 3.5kg/㎥, 물 180kg/㎥가 혼합된 것으로 제조된 것을 특징으로 하는 자연석을 사용한 친환경 수중구조물.
제 2항에 있어서, 상기 혼화재는 실리카흄이나 고로슬래그미분말 또는 플라이애쉬미분말 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자연석을 사용한 친환경 수중구조물.
제 1항에 있어서, 상기 콘크리트 블록은 사각형, 오각형, 육각형, 원형 중에서 선택된 어느 하나의 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 자연석을 사용한 친환경 수중구조물.
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