KR100757667B1

KR100757667B1 - 암 절개면 녹화용 인공토양의 제조방법 및 시공방법

Info

Publication number: KR100757667B1
Application number: KR1020060080186A
Authority: KR
Inventors: 신흥식
Original assignee: 신흥식
Priority date: 2006-08-24
Filing date: 2006-08-24
Publication date: 2007-09-10

Abstract

본 발명은 일반 흙 25~98.9중량%에 토착미생물 0.1~5중량%와 동일한 중량비의 0.3~2mm의 코코피트와 5~20mm의 코코아섬유를 1~20중량% 투입하고 교반하는 단계와, 상기 교반에 의해 코코피트와 코코아섬유, 토착미생물이 흙 속에 균일하게 분산되도록 하는 단계로 이루어지는 암 절개면 녹화용 인공토양의 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 토착미생물이 암 절개면 녹화용 인공토양에 함유되도록 하되, 상기 토착미생물과 식물이 안정적으로 자랄 수 있도록 영양원을 공급할 수 있도록 하되 먼저 미세한 섬유질인 코코피트에 의해 1차적인 양분공급이 이루어지고, 코코피트의 소멸시에는 코코아섬유에 의해 2차적인 양분공급이 이루어지도록 함으로써 장기간 안정적인 영양공급이 가능한 효과를 갖는 것이다.

또 본 발명은 비교적 짧은 길이의 섬유질(코코피트)과 비교적 긴 길이의 섬유질(코코아섬유)에 의해 인공토양이 뭉쳐진 상태여서 균일한 섬유질로만 이루어진 인공토양에 비해 본 발명은 섬유질의 분포가 균일하고 결속력이 보다 견고하게 된다. 또한 본 발명 섬유질은 표면이 매끈한 볏짚 등과 비교하여볼 때 표면에 잔털(섬유)들이 많아 흙과의 결속력이 훨씬 양호한 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 혼화제에 의해 흙(황토)의 균열을 방지하게 되어 인공토양의 보습력이 좋아져 식물 생장환경의 호전될 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

암 절개면, 녹화, 인공토양

Description

암 절개면 녹화용 인공토양의 제조방법 및 시공방법{The Manufacturing Method of Artificial Soil For a Slope Afforestation and Its Construction Method}

본 발명은 암 절개면 녹화용 인공토양의 제조방법 및 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 암 절개면 녹화를 위한 인공토양에 식물의 성장활성화를 가능하게 하고, 토질을 비옥하게 하기 위한 토착미생물을 함유시켜 성공적인 녹화를 가능하게 하기 위한 암 절개면 녹화용 인공토양의 제조방법 및 시공방법에 관한 것이다.

최근 산업의 발달과 함께 기반시설의 확충을 위한 목적을 위해 도로공사, 호안공사, 지반조성공사 등 각종 토목공사가 빈번해 지고 있으며, 이로 인해 발생하는 절재지나 성토면의 급경사를 이루는 암벽이나 토사면 등을 보호하기 위한 녹화(綠化)시공이 널리 활용되고 있다.

개면 녹화공법을 사용하고 있으며, 암(岩) 절개면의 경우 대개 암벽을 깎아서 형성된 절개지인 경우가 많아 상기와 같은 절개지에 인공토양을 시공할 경우 식 물 및 잔디의 발아불량 또는 발아 후 쉬 고사되는 폐단을 갖는다.

이는 기존 인공토양의 경우 시공이 완료되면 곧바로 건조가 시작되기 때문이며, 토양의 경화(硬化) 및 영양성분의 부족 등으로 인해 식물(잔디)이 발아 또는 생존이 곤란하기 때문이다. 이는 암 절개면 녹화용 인공토양에 있어 식물의 성장을 활성화시킬 수 있는 토착미생물의 부재도 상당부분 작용한다고 판단되어 진다.

물론 종래에도 미생물을 인공토양에 투입하여 녹화에 활용한 적이 있으나, 이는 실험실에서 배양된 미생물, 즉 일반 시판미생물을 사용하는 것이어서 실제 토양에 필요한 토착미생물과는 거리가 있는 것으로, 토착미생물만큼 토양개량 효과가 뛰어나지 못하고 토양의 미량요소 결핍현상을 방지할 수 없으며, 또 생태계에 영향을 주지않으면서도 식물의 질병예방에 그다지 큰 도움이 되지 못했기 때문이다.

특히 암 절개면의 경우 대개 암반을 절개함으로써 형성된 곳이어서 식물이 자랄 수 있는 토양층이 적기 때문에 식물이 뿌리를 내리기가 힘들고, 식물이 뿌리를 내린다 해도 장기간의 영양원의 공급이 이루어 지지 못하기 때문에 식물의 지속적인 생장이 어렵다는 단점을 갖는다.

따라서 우리나라 지형 및 토양에 맞는 토착미생물을 함유하고 있고, 또한 상기 토착미생물과 식물이 장기간 동안 자랄 수 있도록 영양원을 공급할 수 있어야 하며, 또 건조로 인한 토양의 보습력이 줄어들면서 경도(硬度)가 강해지고, 표토(表土)의 갈라짐(CRACK) 현상으로 인해 식물 생장환경의 악화되는 단점을 해결할 수 있는 암 절개면 녹화용 인공토양이 어느 때보다 절실하게 필요하다 할 것이다.

본 발명은 종래의 암 절개면 녹화용 인공토양이 갖는 단점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 실험실에서 배양된 미생물이 아닌 우리의 자연적 토양에서 채취된 토착미생물을 함유하고 있고, 또 상기 토착미생물과 식물이 장기간 동안 자랄 수 있도록 영양원을 공급할 수 있는 섬유질을 포함하며, 녹화시공 후 건조로 인한 표토의 갈라짐 현상을 방지하기 위한 암 절개면 녹화용 인공토양의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명은 상기 토착미생물이 인공토양에 함유된 상태로, 또는 인공토양의 암 절개면 피복 시 토착미생물이 함유될 수 있도록 하는 암 절개면 녹화용 인공토양의 시공방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명 암 절개면 녹화용 인공토양의 제조방법의 목적을 달성하기 위한 기술적 구성의 다음과 같다.

본 발명은 일반 흙 25~98.9중량%에 토착미생물 0.1~5중량%와 동일한 중량비의 0.3~2mm의 코코피트와 5~20mm의 코코아섬유를 1~20중량% 투입하고 교반하는 단계와, 상기 교반에 의해 코코피트와 코코아섬유, 토착미생물이 흙 속에 균일하게 분산되도록 하는 단계로 이루어진다.

이를 실시예에 의해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

실시예 1

상기 토착미생물을 얻기 위한 방법으로는 현재 다양한 방법이 사용되고 있으며, 첫번째로, 고두밥을 쪄서 산림(山林), 죽림(竹林)에서 채취하는 방법이 있다. 즉 고두밥을 넣은 삼나무 도시락을 한지로 덮고 고무줄로 묶은 다음 부엽토 속에 묻는다. 다음 여름에는 2일 정도, 겨울에는 10여 일 후에 꺼내면 고두밥을 양분으로 먹고사는토착미생물을 얻을 수 있게 된다.

다른 방법으로는 직접 흑설탕 배지로 토착미생물을 옮기는 방법이 있는데, 이는 녹즙 100배 액에 고두밥을 혼합하고 가열한 뒤 식히고 부엽토를 혼합하여 1일간 둔 다음, 여기에 쌀겨와 녹즙이나 아미노산을 혼합하여 발효시킨 뒤 컨테이너에 넣어서 그늘에 보관함으로써 얻을 수 있다.

또 다른 방법으로는 쌀겨와 톱밥으로 토착미생물을 채취하는 방법이 있는데, 이는 쌀겨에 생선 부산물과 당밀 부산물로 만든 아미노산 100배 액을 가하여 수분을 60% 정도로 한 다음, 이것을 삼림 토양의 표면에 두께 2㎝정도로 살포하고 그 위에 톱밥을 3∼5㎝정도 덮어두면 약 1주일 정도 뒤 토착미생물을 얻을 수 있게 된다.

또 다른 방법으로는 논의 토착미생물을 채취하는 방법이 있는데, 이는 벼베기가 끝난 뒤의 벼 그루터기 위에 고두밥을 넣어두고 짚단 등으로 덮어두고 수일간 그대로 두면 논의 토착미생물이 고두밥을 양분으로 자라는 토착미생물을 얻게된다.

상기 얻어진 토착미생물을 대량으로 증식하기 위해서는 다음과 같은 방법을 사용한다.

먼저 토착미생물이 자라고 있는 고두밥을 용기에 넣고 상기 고두밥의 중량비로 1/3~1/2가량의 흑설탕을 넣은 다음 한지로 덮고 1주일 정도 기다리면 고두밥은 거의 액체상태가 되고 토착미생물은 대량으로 증식하게 되는데, 이를 종균으로 활용하게 된다.

이처럼 얻어진 토착미생물을 일반 흙과 비교적 짧은 길이의 섬유질과 비교적 긴 길이의 섬유질과 함께 혼합 교반하게 되는데, 이때 토착미생물의 투입량은 인공토양의 전체 중량비 중 0.1~5중량%가 바람직할 것이다. 이는 상기 토착미생물의 투입량이 너무 적을 경우에는 토착미생물의 투입효과가 나타나지 않게 되고, 너무 많을 경우에는 비용의 증가로 인한 경제성이 떨어지는 단점을 갖기 때문이다.

상기 섬유질 중 비교적 짧은 길이의 섬유질은 코코낫 열매를 갈아 만든 0.3~2mm내외의 길이를 갖는 코코피트를 의미하며, 비교적 긴 길이의 섬유질은 5~20mm내외의 길이를 갖는 코코아섬유를 의미한다.

이때 코코피트는 인공토양의 보습력을 유지하는 기능과 식물 및 토착미생물의 영양분으로 작용하게 된다. 또한 상기 코코아섬유는 표토의 균열방지 기능과 코코피트가 다 소모된 이후에는 코코피트의 기능을 대신하게 된다. 또 상기 코코아섬유는 매우 질긴 성질을 갖는 섬유질이어서 종래의 인공토양에 균열방지를 위해 널리 쓰이던 볏짚에 비해 균열방지효과가 거의 4배 내지 5배 정도 지속된다. 또한 코코피트와 코코아섬유는 표면에 미세한 털(섬유)성분에 의해 흙과의 결속력이 매우 좋을 뿐만 아니라 암 절개면의 지표면과도 밀착효과가 매우 좋은 소재이다.

상기 코코피트와 코코아섬유의 투입량은 녹화현장에 따라 달라질 수 있으나, 그 투입량이 너무 적을 경우 표토의 균열방지 및 보습력 유지, 식물의 거름역활이 곤란하고, 너무 많을 경우는 섬유질 외의 성분들의 부족으로 인해 오히려 그 효과가 반감될 수 있으므로 인공토양의 전체 중량비 중 1~20중량%가 바람직할 것이다. 이때 코코피트와 코코아섬유의 투입비율은 1:1이 바람직하다.

본 발명에 사용되는 흙은 일반적으로 우리의 주변에서 쉽게 구할 수 있는 성분이면 무방하나, 구하기 쉽고 또 적당한 점도를 위해서는 황토를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 이때 상기 흙의 투입량은 토착미생물의 첨가량과 섬유질의 첨가량을 감안하여 인공토양의 전체 중량비 중 25~98.9중량%범위 내에서 조절되도록 한다.

실시예 2

또한 본 발명은 상기 실시예 1에 의해 제조된 인공토양에 건조로 인한 표토의 균열을 방지하기 위해 고로 수재슬래그와 석회석, 석고, 소석회를 적절한 배합비로 배합하여 혼화제를 제조하고, 이를 본 발명 인공토양에 중량비로 7~9%정도 투입함으로써 표토의 균열을 방지할 수 있도록 하였다. 이는 인공토양의 건조시 일반 흙(황토)의 수축에 의해 일어나게 되는데, 상기 황토의 수축 정도만큼 혼화제는 반대로 완만하게 팽창하도록 함으로써 균열을 방지할 수 있게 되는 것이다.

즉 본 발명 인공토양에 사용되는 황토는 석영 40~80%, 장석과 운모 10~20%, 탄산염광물 5~35%, 실트 2~4%등의 조성으로 이루어진 광물로, 화학성분은 실리카가 50~60%, 알루미나는 8~12%, 3가 산화철은 2~4%, 2가 산화철은 0.8~1.1%, 산화칼슘은 4~16%, 산화마그네슘은 2~6%, 약 0.5%의 산화티탄과 산화망간으로 구성되어 있으며, 수분함량이 10~15%정도이고, 공극률은 50~55%정도이나 수분함량의 증가에 따라 공극률은 감소하는 경향이 있다.

따라서 황토를 포함하는 인공토양은 물에 대한 친화성이 좋지 못하고, 전해질 등을 가하면 비교적 쉽게 탈수되는 단점을 갖는 것이어서, 인공토양이 건조될 때 자유수(잉여수)가 증발하면서 황토는 수축하게 되고 결국 균열이 발생하므로써 인공토양을 암 절개면 녹화를 위해 사용할 경우 보습력이 약화되고 결국 식물 생존환경이 열악해지는 단점을 갖는 것이다.

그러므로 황토의 수축 정도와 거의 비슷한 수준으로 팽창하는 혼화제를 인공토양에 첨가함으로써 황토의 균열을 방지할 수 있으며, 이를 위한 상기 혼화제의 각각의 화학적 조성 및 함량은 다음과 같다.

먼저 고로 수재슬래그의 화학적 조성은 약 Si0₂ 34.51%, Al₂0₃ 17.04%, Fe₂0₃ 0.30%, Ca0 42.65%, Mg0 6.87%, S0₃ 0.06%이고, 석회석의 화학적 조성은 약 Si0₂ 2.00%, Al₂0₃ 0.40%, Fe₂0₃ 0.30%, Ca0 52.50%, Mg0 1.40%, S0₃ 0.30%이며, 석고의 화학적조성은 약 Si0₂ 1.41%, Al₂0₃ 0.92%, Fe₂0₃ 0.10%, Ca0 40.39%, S0₃ 56.50%이고, 소석회의 화학적조성은 약 Si0₂ 1.20%, Al₂0₃ 0.70%, Fe₂0₃ 0.40%, Ca0 60.50%, Mg0 1.40%, S0₃ 0.20% 이다.

상기와 같은 무기재료들을 배합함에 있어 각 재료별 용해 정도가 다르므로 분말도 조건을 각각 다르게 조절하여야 하는데, 고로 수재슬래그의 분말도는 4500cm³ /g이고, 석회석의 분말도는 5000cm³ /g이며, 석고의 분말도는 3500cm³ /g이고, 소석회의 분말도는 6000cm³ /g로 조절하는 것이 가장 바람직하였다.

이때 황토의 수축 정도에 상응하는 적정한 팽창력을 가지기 위해서는 상기 무기재료들의 배합비가 매우 중요하며, 본 발명에서 황토의 수축 정도와 비교하여 볼때 고로 수재슬래그 50~55중량%, 석회석 10~12중량%, 석고 20~25중량%, 소석회 20~22중량%가 황토의 균열을 최소화할 수 있는 가장 바람직한 배합비로 판단되었다.

상기 혼화제의 제조방법은 먼저 고로 수재슬래그를 건조기에 넣고 건조하여 볼밀로 분쇄하여 고로 수재슬래그 분말을 제조하는 단계와. 석회석과 석고, 소석회를 각각 건조하고 역시 볼밀로 분쇄하여 분말을 제조하는 단계와, 상기 고로 수재슬래그분말과 석회석과 석고, 소석회 분말을 5:1:2:2의 비율로 혼합하여 교반기에 넣고 교반하는 단계에 의해 제조되어 진다.

이처럼 상기 혼화제는 인공토양과 혼합되어 물과 반응하게 되면서 불용성 규산-칼슘수화물(CSH), 알루미나-칼슘수화물(C₄AH₁₃), 수산화칼슘 수화물 Ca(OH)₂, 에틸렌자이트(ETT, C₃A,CaSO₄ ,32H₂O) 등과 같은 겔(GEL) 상태의 수화물을 형성하게 되고, 또한 이들이 수화반응을 일으켜 황토입자들 사이의 공극을 메운 상태에서 서 서히 팽창하게 됨으로써 자유수의 증발로 수축하는 인공토양의 균열을 방지할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 제조된 인공토양을 암 절개면 녹화에 시공하는 방법은 다음과 같다.

먼저 토착미생물 0.1~5중량%와,일반 흙 25~98.9중량%와, 섬유질 1~20중량%를 혼합하여 인공토양을 제조하는 단계와, 상기 인공토양에 물을 가해 겔(gel)상태로 만드는 단계와, 상기 겔상태의 인공토양을 분사기로 분사하여 암 절개면에 피복되도록 하는 단계로 이루어진다.

이때 상기 인공토양에 고로 수재슬래그 분말과 석회석과 석고, 소석회 분말이 5:1:2:2의 혼합비율로 이루어지는 혼화제를 중량비로 7~9%정도 투입할 수도 있다.

또한 본 발명은 먼저 일반 흙과 섬유질을 혼합하여 겔(gel)상태의 인공토양을 제조하는 단계와, 상기 겔상태의 인공토양을 분사기에 의해 분사하는 단계와, 상기 분사기의 노즐 중간에 물에 희석시킨 토착미생물을 투입하여 인공토양과 함께 분사되도록 하여 암 절개면에 피복되도록 하는 단계에 의해 암 절개면의 녹화시공이 이루어질 수도 있다.

이처럼 본 발명은 일반 시판미생물에 비해 저렴하여 시공비용을 대폭 절감할 수 있는 토착미생물이 암 절개면 녹화용 인공토양에 함유되도록 하되, 우리나라 지형 및 토양에 적합한 토착미생물에 의해 식물이 장기간 안정적으로 자랄 수 있는 효과를 갖는 것이다.

또한 상기 토착미생물과 식물이 안정적으로 자랄 수 있도록 영양원을 공급할 수 있도록 하되 먼저 미세한 섬유질인 코코피트에 의해 1차적인 양분공급이 이루어지고, 코코피트의 소멸시에는 코코아섬유에 의해 2차적인 양분공급이 이루어지도록 함으로써 장기간 안정적인 영양공급이 가능한 효과를 갖는 것이다.

Claims

일반 흙 75~98.9중량%에 토착미생물 0.1~5중량%와, 동일한 중량비의 0.3~2mm의 코코피트와 5~20mm의 코코아섬유를 1~20중량% 투입하고 교반하는 단계와, 상기 교반에 의해 코코피트와 코코아섬유, 토착미생물이 흙 속에 균일하게 분산되도록 하는 단계로 이루어진 암 절개면 녹화용 인공토양의 제조방법에 있어서,

상기 인공토양에 고로 수재슬래그 분말과 석회석과 석고, 소석회 분말이 5:1:2:2의 혼합비율로 이루어지는 혼화제를 중량비로 7~9%정도 투입하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 암 절개면 녹화용 인공토양의 제조방법.
삭제
토착미생물, 일반 흙, 코코피트, 코코아섬유를 투입하고 교반하여 인공토양을 제조하는 단계와, 상기 인공토양에 물을 가해 겔(gel) 상태로 만드는 단계로 이루어진 암 절개면 녹화용 인공토양의 시공방법에 있어서,

상기 인공토양은 토착미생물 0.1~5중량%와, 일반 흙 75~98.9중량%와, 동일한 중량비의 0.3~2mm의 코코피트와 5~20mm의 코코아섬유를 1~20중량%로 구성하고, 상기 겔 상태의 인공토양을 분사기로 분사하여 암 절개면에 피복되도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 암 절개면 녹화용 인공토양의 시공방법.
일반 흙에 코코피트와 코코아섬유를 투입하고 교반하는 단계와, 상기 일반 흙과 섬유질에 물을 가해 혼합하여 겔(gel) 상태의 인공토양을 제조하는 단계와, 상기 겔 상태의 인공토양을 분사기에 의해 분사하는 단계로 이루어진 암 절개면 녹화용 인공토양의 시공방법에 있어서,

상기 교반단계는 일반 흙 80~98.9중량%에 동일한 중량비의 0.3~2mm의 코코피트와 5~20mm의 코코아섬유를 1.1~20중량%로 구성하고, 상기 분사기의 노즐 중간에 물에 희석시킨 토착미생물을 투입하여 인공토양과 함께 분사되도록 하여 암 절개면에 피복되도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 암 절개면 녹화용 인공토양의 시공방법.