KR100807864B1 - 식물향을 가진 친환경 콘크리트 블록의 제조방법 및 이에 의해 제조된 콘크리트 블록 - Google Patents

식물향을 가진 친환경 콘크리트 블록의 제조방법 및 이에 의해 제조된 콘크리트 블록 Download PDF

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Abstract

자연향을 가진 친환경 콘크리트 블록의 제조방법 및 이에 의해 제조된 콘크리트 블록이 개시된다.
본 발명에 따른 자연향을 가진 친환경 콘크리트 블록의 제조방법은 락토박테리움 아시도필러스(Lactobacterium acidophilus), 바실러스 서브틸러스(Bacillus Subtilus), 스트렙토코커스 세슘(Streptococcus Saecium), 바실러스 투린지엔시스(Bacillus thuringiensis), 비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum), 락토박테리움 카제이(Lactobacterium Casei), 락토박테리움 서먼툼(Lactobacterium Sermentum), 락토바실러스 불가리쿠스(Lactobacillus bulgaricus) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 젖산발효균을 포함하는 미생물제제를 이용하여 유기물을 발효하여 효소액을 생산하는 단계; 향나무잎, 죽향나무잎, 소나무잎, 쑥, 사과, 오렌지, 귤, 모과 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 추출한 향취추출액을 상기 효소액에 혼합하여 향취효소액을 제조하는 단계; 상기 향취효소액을 시멘트 몰탈에 배합하는 단계; 및상기 향취효소액이 배합된 시멘트 몰탈을 이용하여 콘크리트 블록을 제조하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 콘크리트 블록의 강도에 영향을 미치지 않으면서도 강알카리성을 효율적으로 중화할 수 있어서 우수하고, 건축자재 또는 토목자재에 적용하였을 경우, 환경오염을 방지하고 생태계 보존에 기여할 수 있으며, 자연향을 가 지므로 환경친화성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

식물향을 가진 친환경 콘크리트 블록의 제조방법 및 이에 의해 제조된 콘크리트 블록{Method for preparing having the scent of plant environmentally-friendly concreate block and The prepared concreat block by the same}
도 1은 본 발명에 따른 자연향을 가진 친환경 콘크리트 블록의 제조방법에 따른 흐름도이다.
본 발명은 자연향을 가진 친환경 콘크리트 블록의 제조방법 및 이에 의해 제조된 콘크리트 블록에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 콘크리트 블록의 강도에 영향을 미치지 않으면서도 강알카리성을 효율적으로 중화할 수 있어서 우수하고, 건축자재 또는 토목자재에 적용하였을 경우, 환경오염을 방지하고 생태계 보존에 기여할 수 있는 자연향을 가진 친환경 콘크리트 블록의 제조방법 및 이에 의해 제조된 콘크리트 블록에 관한 것이다.
콘크리트는 콘크리트 벽체, 콘크리트 기둥, 콘크리트 슬라브, 옹벽 블럭, 호안 블럭 또는 벽돌 등의 토목 자재 또는 건축 자재로서 적용되어 그 적용범위가 넓다.
일반적으로 사용되는 시멘트 수화물을 함유하고 있는 콘크리트는 제조공정 시 양생 중에 화학반응이 일어나게 되면서, 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 콘크리트 내부에서 생성된다. 수산화칼슘은 시멘트 함유량의 약 1/3이 생성되게 되는데, 수산화칼슘은 pH가 12 내지 13.5 정도의 강알카리성을 나타냄에 따라 제조되는 콘크리트는 강알카리성을 갖게 된다.
이러한, 콘크리트는 사용과정에서 화학작용으로 인하여 알카리수와 알카리성가스가 방출된다.
즉, 콘크리트는 수분과 접촉하였을 때 시멘트에 함유된 산화칼슘(CaO)이 수분과 수화반응하면서 강알카리성의 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 다량 생성하게 되고, 이에 의한 강알카리 수분의 용출로 인하여 환경오염을 유발하고, 생태계를 파괴하는 문제가 있으며, 콘크리트에서 배출되는 알카리성 가스는 다른 자재와의 복합적인 가스 때문에 휘발성 유기화합물질 및 포름 알데히드 등의 유해한 가스를 배출함에 따라 아토피성 피부염, 천식 등의 알레르기 질환, 두통 등 인체에 악영향을 미치는 문제가 있다.
또한, 이러한 콘크리트는 알카리 골재 반응 때문에 콘크리트의 균열 또는 파괴를 일으켜 수명을 단축하는 문제가 있다. 상세히 살펴보면, 콘크리트는 시멘트와 물이 화학반응으로 생성된 시멘트 풀이 채움재인 골재 사이를 단단하게 붙여 놓은 결합이다. 상기 골재로는 모래, 자갈 등의 천연 하천골재와 지표하에 매장되어 있었던 암석을 분쇄한 쇄석골재로 구분된다. 상기 천연 하천골재는 수많은 세월동안 물과 태양 및 대기에 노출되어 골재 내부의 광물이나 화학적 반응에 영향을 미치는 염분 등은 거의 용해되어 비교적 적정한 상태이기 때문에 콘크리트의 골재로 사용하기 적합하지만, 천연 하천골재의 고갈과 단가관계로 최근에는 쇄석골재를 많이 사용한다. 물과 태양 및 대기에 직접 노출되지 않고 지표하에 매장되어 있었던 암석을 분쇄한 쇄석골재는 화학반응을 일으키는 물질을 함유하고 있어서, 골재의 화학반응을 일으킨다. 골재의 화학반응이란 콘크리트 내에서 골재가 어떤 특정 물질과 화학적으로 반응하는 일반적인 알카리 골재반응으로 알려져 있는데, 이러한 알카리 골재반응이 일어날 경우 생성되는 물질은 체적팽창을 일으켜 콘크리에 균열을 발생시키며 알카리 골재반응이 심해지면 콘크리트의 파괴되어 콘크리트의 수명을 단축시키는 문제가 있다.
한편, 국내외적으로 환경문제가 사회적으로 전분야에 걸쳐 크게 대두되면서 건설분야에서도 환경을 보호하기 위한 노력이 절실히 요구됨에 따라 오랫동안 토목, 건축 공사의 가장 대표적인 재료로 사용되어온 시멘트를 함유한 콘크리트에 대해 환경친화적인 재료로 전환시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
그 중에서, 한국등록특허공보 제 10-0639829에서는 강알칼리성을 가지는 시멘트 함유 성형물이 친환경적인 pH, 즉, 중성 내지 약알칼리성을 가질 수 있도록 효모 발효액을 혼합하여 시멘트 함유 성형물을 제조하는 방법이 개시되어 있다.
그러나, 효모의 발효액은 초산 외에도 효모가 발효하면서 얻어지는 중간물질인 중성인 알콜을 포함하고 있어 중화 커패시티(capacity)가 낮아서, 콘크리트의 강알카리성을 중화시키기 어려운 문제가 있었으며, 콘크리트 자체에서 발생하는 냄 새로 인한 불쾌감 등의 문제가 있었다.
또한, 효모의 발효액이 첨가됨으로써 제조되는 시멘트 함유 성형물의 강도를 저하시키는 문제가 있어, 실제적으로 강도가 요구되는 건축 자재 또는 토목 자재에 적용하기에는 여전히 한계가 있었다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 콘크리트 블록의 강도에 영향을 미치지 않으면서도 강알카리성을 효율적으로 중화할 수 있어서 우수하고, 건축자재 또는 토목자재에 적용하였을 경우, 환경오염을 방지하고 생태계 보존에 기여할 수 있는 자연향을 가진 친환경 콘크리트 블록의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 상기 자연향을 가진 친환경 콘크리트 블록의 제조방법에 의해 제조된 콘크리트 블록을 제공하는 것이다.
상기 첫 번째 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
락토박테리움 아시도필러스(Lactobacterium acidophilus), 바실러스 서브틸러스(Bacillus Subtilus), 스트렙토코커스 세슘(Streptococcus Saecium), 바실러스 투린지엔시스(Bacillus thuringiensis), 비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum), 락토박테리움 카제이(Lactobacterium Casei), 락토박테리움 서먼툼(Lactobacterium Sermentum), 락토바실러스 불가리쿠스(Lactobacillus bulgaricus) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 젖산발효균을 포함하는 미생물제제를 이용하여 유기물을 발효하여 효소액을 생산하는 단계; 향나무잎, 죽향나무잎, 소나무잎, 쑥, 사과, 오렌지, 귤, 모과 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 추출한 향취추출액을 상기 효소액에 혼합하여 향취효소액을 제조하는 단계; 상기 향취효소액을 시멘트 몰탈에 배합하는 단계; 및 상기 향취효소액이 배합된 시멘트 몰탈을 이용하여 콘크리트 블록을 제조하는 단계를 포함하는 자연향을 가진 친환경 콘크리트 블록의 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 콘크리트를 제조하는 단계는, 상기 콘크리트의 표면에 상기 향취효소액을 도포하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 미생물제제는 리조푸스 올리고스포러스(Rhizopus Oligosporus), 로도박터 젤란티모카(Rhodobacter gelantimoca) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 탈취균을 더 포함할 수 있다.
더불어, 상기 미생물제제는 각각 동일한 10%의 중량 %를 가진 락토박테리움 아시도필러스 , 바실러스 서브틸러스, 스트렙토코커스 세슘, 바실러스 투린지엔시스, 비피도박테리움 롱검, 락토박테리움 카제이, 락토박테리움 서먼툼, 락토바실러스 불가리쿠스, 리조푸스 올리고스포러스 , 로도박터 젤란티모카로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 유기물은 밀, 귀리, 옥수수, 콩, 보리, 쌀겨, 밀기울, 보릿겨 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다.
아울러, 상기 효소액을 생산하는 단계는, 30∼40℃의 온도에서 7∼10일 동안 고상발효한 후, 30∼40℃의 온도에서 30∼60일 동안 액상발효하여 효소액을 생산할 수 있다.
그리고, 상기 향취추출액은 향나무잎, 죽향나무잎, 소나무잎, 쑥, 사과, 오렌지, 귤, 모과로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 추출할 수 있다.
더불어, 상기 향취효소액에 대하여 상기 향취추출액의 중량%는 10∼60 중량%일 수 있다.
또한, 상기 효소액의 pH는 3.5∼4.5일 수 있다.
더불어, 상기 향취효소액의 배합량은 시멘트 몰탈에 포함된 물 100 중량부를 기준으로 하여 2∼10 중량부일 수 있다.
상기 두 번째 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
상기 자연향을 가진 친환경 콘크리트 블록의 제조방법에 의해 제조된 자연향을 가진 콘크리트 블록을 제공한다.
또한, 상기 콘크리트는 콘크리트 벽체, 콘크리트 기둥, 콘크리트 슬라브, 옹벽 블럭, 호안 블럭 및 벽돌로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 토목 자재 또는 건축 자재일 수 있다.
그리고, 상기 콘크리트의 pH는 7.0∼9.5일 수 있다.
본 발명에 따른 자연향을 가진 친환경 콘크리트 블록의 제조방법은 시멘트 몰탈에 알카리 중화 커패시티(capacity)가 우수한 향취효소액을 첨가함으로써 콘크리트 블록의 강도를 유지하면서도 효율적으로 7 내지 9.5의 pH 범위를 가지는 약알 카리성 또는 중성 콘크리트 불록을 제조하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 콘크리트의 제조방법에 따른 흐름도를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 우선, 미생물제제를 이용하여 유기물을 발효하여 효소액을 생산한다(110 과정).
본 발명에 따른 미생물제제는 당해 발효 시 젖산 또는 초산을 생성하는 젖산발효균을 포함한다.
상세하게는, 락토박테리움 아시도필러스(Lactobacterium acidophilus), 바실러스 서브틸러스(Bacillus Subtilis), 스트렙토코커스 세슘(Streptococcus Saecium), 바실러스 투린지엔시스(Bacillus thuringiensis), 비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum), 락토박테리움 카제이(Lactobacterium Casei), 락토박테리움 서먼툼(Lactobacterium Sermentum), 락토바실러스 불가리쿠스(Lactobacillus bulgaricus) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 젖산발효균을 포함한다. 상기 젖산발효균은 모두 당분을 주 에너지원으로 하는 당해 발효에 있어서, 주로 젖산을 생성하는 균이므로 용이하게 산성의 효소액을 생산할 수 있게 하는 역할을 한다.
상기 젖산발효균은 먼저, 유기물로부터 포도당을 생산하도록 유기물을 분해하는 역할을 하게 된다. 이때, 상기 젖산발효균 중에서 상기 바실러스 서브틸러스 균주는 타 젖산발효균보다 유기물 분해 속도가 상대적으로 빨라 포도당의 신속한 생산에 기여할 수 있다. 상기 생산된 포도당을 에너지원으로 상기 젖산발효균은 젖산 또는 초산을 생성하여 산성의 효소액을 용이하게 제조할 수 있게 된다. 그리고, 상기 바실러스 투린지엔시스는 효소액을 생산하는 발효공정 동안에 침투할 수 있는 호기성 잡균의 생육을 차단하는 역할을 하여 상기 젖산발효균의 원활한 번식을 도모할 수 있게 된다.
또한, 상기에 열거된 젖산발효균은 상기 비피도박테리움 롱검을 제외하고는 모두 당해 발효 시 젖산만을 생성하는 호모 젖산발효균(homo lactic acid bacteria)이다. 상기 비피도박테리움 롱검은 당해 발효 시 주로 초산과 젖산을 생성하는 헤테로 젖산발효균(hetero lactic acid bacteria)으로서, 초산 생성량은 젖산 생성량의 15배 정도이다.
결과적으로, 상기 젖산발효균을 이용하여 생산된 효소액은 젖산 또는 초산을 포함함에 따라 알카리 중화 커패시티(Capacity)가 높아 하기의 시멘트 몰탈에 상기 생산된 효소액을 배합하였을 때, 소량의 효소액을 배합하는 것만으로도 강알카리성을 용이하게 중화시킬 수 있는 역할을 하게 된다.
또한, 상기 미생물제제는 콘크리트에서 발생하는 악취의 제거를 도모하도록 탈취균을 더 포함할 수 있다. 탈취균으로는 리조푸스 올리고스포러스(Rhizopus oligosporus), 로도박터 젤란티모카(Rhodobacter gelantimoca), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 미생물을 사용할 수 있다. 상기 리조푸스 올리고스포러스는 악취저감 효과가 우수하고, 상기 로도박터 젤란티모카는 암모니아성 질소, 황화수소 등의 유해성 가스의 제거 효과가 우수하기 때문에 콘크리트에서 발생하는 유해한 냄새의 효과적인 제거에 기여할 수 있다.
상기 젖산발효균 및 탈취균은 모두 통성 혐기성 세균으로서, 산소 존재에 관계없이 생육 또는 번식이 가능한 균주들이다.
상기 미생물제제는 락토박테리움 아시도필러스 , 바실러스 서브틸러스, 스트렙토코커스 세슘, 바실러스 투린지엔시스, 비피도박테리움 롱검, 락토박테리움 카제이, 락토박테리움 서먼툼, 락토바실러스 불가리쿠스, 리조푸스 올리고스포러스, 로도박터 젤란티모카로 이루어지되, 각각 동일한 10%의 중량 %를 가지는 것이 바람직하다. 상기와 같이 젖산발효균 및 탈취균이 혼합됨으로써, 발효과정 후에 젖산 또는 초산을 다량 생성할 수 있기 때문에 알카리 중화 커패시티가 더욱 향상된 효소액을 제조할 수 있어서, 콘크리트의 중화 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 리조푸스 올리고스포러스 및 로도박터 젤란티모카가 생산된 효소액에 포함됨으로써, 콘크리트 자체의 악취 또는 암모니아성 질소, 황화수소 등의 유해성 가스를 효과적으로 제거할 수 있게 된다.
상기 미생물제제는 상기와 같이 통성 혐기성 세균으로 이루어질 수 있으나, 유기물 분해 속도를 빠르게 할 수 있는 호기성 세균을 포함할 수 있음은 물론이다.
상기 유기물은 효소액을 생산하기 위한 상기 미생물제제의 주 에너지원으로 공급되는 것으로서, 당분을 함유하는 유기물을 이용할 수 있는데, 예를 들면, 밀, 귀리, 옥수수, 콩, 보리 등의 곡물류와 쌀겨, 밀기울, 보릿겨 등의 곡물부산물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 이용할 수 있다.
상기 밀, 귀리, 옥수수, 콩, 보리, 쌀겨, 밀기울, 보릿겨는 당분의 함유량이 높아서, 상기 미생물제제에 포함된 미생물이 생육 또는 번식하는데 풍부한 영양원을 공급할 수 있다.
상기 유기물에 물을 첨가하고 상기 미생물제제를 투입한 혼합물을 발효하여 효소액을 생산하게 된다. 이때, 상기 미생물제제는 상기 혼합물에 대하여 5∼7 중량%로 투입될 수 있다.
상기 효소액을 생산하는 방법은 통상의 발효방법에 따라 수행될 수 있으나, 바람직하게는, 30∼40℃의 온도에서 7∼10일 동안 고상발효하여 제조된 발효액을 30∼40℃의 온도에서 30∼60일 동안 액상발효하여 효소액을 생산할 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 미생물제제에는 통성 혐기성 세균 또는 호기성 세균 이 포함될 수 있으므로, 액상발효 시 번식이 불가능한 호기성 세균의 번식을 도모하도록 고상발효를 수행한다. 고상발효 이후에 액상발효에 의하여 젖산발효균의 당해 발효가 이루어짐에 따라 젖산 또는 초산을 생성하게 된다. 따라서, 상기 미생물제제의 활성이 증대됨에 따라 유기물 분해 및 발효 효율이 향상되고, 젖산 또는 초산을 포함하는 효소액의 생산 효율을 높일 수 있게 된다.
그리고, 상기 발효 온도가 30∼40℃의 온도 범위를 벗어날 경우, 상기 미생물제제에 포함된 젖산발효균 또는 탈취균의 활성도가 떨어지게 되어 산성의 효소액 생산이 어려울 수 있다.
본 과정에 따라 생산된 효소액은 산성, 즉,3.5∼4.5의 pH 범위를 가질 수 있게 된다. 왜냐하면, 본 발명은 상기 미생물제제가 상기 유기물 내에 포함된 당을 에너지원으로 하는 당해 발효를 수행하는 과정에서 주로 젖산을 생성하기 때문이 다.
상세하게는, 무산소 조건하에서 상기 유기물이 전자공여체와 전자수용체로 전환되고, 상기 전자공여체로부터 NAD+로 전자가 전달되어 NADH가 생성되며, NADH는 전자를 피루브산(Pyruvate) 또는 피루브산 대사물질에 전달하여 NAD+로 재생되어 다시 피루브산을 얻게 되는데 이때 피루브산을 다시 NAD+를 얻기 위해 바꿔주는 과정에서 젖산이 나오게 된다. 젖산(CH3CHOHCOOH)은 수산기(-OH)와 카르복실기(-COOH)를 동시에 가지고 있는 반응성이 매우 큰 유기산으로서, 상기 효소액을 산성으로 제조하는 역할을 하게 된다. 상기 효소액의 pH는 3.5∼4.5일 수 있어서, 제조되는 콘크리트가 중성 또는 약알카리성을 가지도록 효과적으로 중화시킬 수 있다.
다음으로, 상기 생산된 효소액에 향취추출액을 혼합하여 향취효소액을 제조한다(120 과정).
상기 향취추출액은 콘크리트 자체의 유해한 냄새를 차단할 뿐만 아니라, 제조되는 콘크리트가 자연향을 가질 수 있도록 상기 효소액에 첨가된다. 즉, 향취효소액에 포함된 향취추출액으로 인하여 콘크리트 자체에서 발생하는 냄새를 효과적으로 차단할 수 있다. 따라서, 상기 향취추출액이 포함된 향취효소액을 시멘트 몰탈에 배합함으로써, 무취 또는 자연향을 가진 콘크리트를 제조할 수 있기 때문에 환경친화성을 증대시킬 수 있다. 향취추출액는 향나무잎, 죽향나무잎, 소나무잎, 쑥, 사과, 오렌지, 귤 및 모과로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 추출하여 제조할 수 있다.
상기와 같이 제조된 향취추출액은 상기 효소액에 혼합함으로써 향취효소액을 제조하게 된다. 상기 향취추출액은 상기 향취효소액에 대하여 10∼60 중량 %일 수 있다. 상기 향취효소액에 대한 상기 향취추출액의 중량분율이 10 중량 % 미만일 경우, 자연향을 가지도록 콘크리트를 제조하기 어려운 문제가 있고, 60 중량 %를 초과할 경우, 적당한 pH 중화효과를 얻기 어려울 뿐만 아니라 제조되는 콘크리트의 강도를 저하시킬 수 있는 문제가 있다.
상기 향취효소액의 pH는 상기 효소액과 마찬가지로 3.5∼4.5일 수 있기 때문에 제조되는 콘크리트는 pH를 중성 또는 약알카리성을 가지고, 자연향을 내기 때문에 친환경적 요소를 증대시킬 수 있다.
다음으로, 상기 제조된 향취효소액을 시멘트 몰탈에 배합한다(130 과정).
상기 시멘트 몰탈은 통상적으로 사용되는 한 제한없이 사용할 수 있는데, 구체적으로, 시멘트, 모래, 물로 이루어질 수 있으며, 시멘트, 모래, 자갈 및 물로 이루어질 수 있다. 또한, 본 과정에서 시멘트 몰탈 배합방식은 향취효소액을 배합하는 과정을 제외하고는 일반적인 배합방식과 동일하게 배합된다.
상기 시멘트 몰탈에 배합되는 향취효소액의 배합량은 상기 시멘트 몰탈에 포함된 물 100 중량부를 기준으로 하여 2∼10 중량부일 수 있다. 상기 향취효소액의 배합량이 상기 물 100 중량부를 기준으로 2 중량부 미만일 경우, 제조되는 콘크리트의 알카리성을 중화시키기 어려운 문제가 있고, 10 중량부를 초과할 경우, 콘크리트를 산성으로 제조하여 생태계에 악영향을 미칠 수 있고, 콘크리트의 강도를 저하시키는 문제가 있어서 바람직하지 않다.
상기와 같이 시멘트 몰탈에 향취효소액의 함유량을 조절함으로써, 제조된 콘크리트의 강도에 영향을 미치지 않으면서도 강알카리성을 중화하여 식물이 생육하기에 적당한 pH를 가지며, 자연향 또는 무취의 콘크리트를 제조할 수 있다.
다음으로, 상기 향취효소액이 배합된 시멘트 몰탈을 이용하여 콘크리트 블록 제조한다(140 과정).
상기 향취효소액이 배합된 시멘트 몰탈을 거푸집 또는 성형틀에 넣고 성형한 후 양생하여 콘크리트 블록을 제조하게 된다. 본 과정은 콘크리트 제조 시 수행되는 통상적인 방법에 의해 성형하고 양생하게 된다.
본 과정에서는 상기 제조된 콘크리트 블록의 표면에 상기 향취효소액을 도포하는 과정을 더 포함할 수 있다. 상기 향취효소액의 도포는 콘크리트 블록의 성형과정과 양생과정 사이에 수행되거나 양생과정 이후에 수행될 수 있으나, 도포 순서 및 방법에 의해 본 발명이 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는, 기존 설비를 유지하고 제조비용을 절감하도록 성형과정 후에 얻어진 콘크리트 블록이 양생과정 이전에 함습하고 있는 상태에서 공기를 이용하여 수행될 수 있다. 이로 인하여, 양생과정이 완료되면, 콘크리트 블록의 표면에 도포된 향취효소액이 콘크리트 블록의 내부에까지 충분히 흡수하게 된다.
한편, 본 발명은 상기 자연향을 가진 친환경 콘크리트 블록의 제조방법에 의해 제조된 콘크리트 블록를 제공한다.
본 발명에 따른 자연향을 가진 친환경 콘크리트 블록은 상술한 바와 같이 산성의 향취효소액을 시멘트 몰탈에 배합하여 약알카리 또는 중성으로 제조될 수 있 다. 바람직하게는, 7.0 내지 9.5의 pH 범위를 가질 수 있도록 상기 향취효소액의 배합량을 조절한다. 그러면, 강알카리수 또는 강알카리 가스의 용출을 차단할 수 있고, 알카리 골재반응에 의한 콘크리트의 균열 및 파괴를 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 시멘트 몰탈에 배합되는 상기 향취효소액의 배합량을 조절함에 따라 한국공업 규격 이상의 강도를 갖는 콘크리트 블록을 제조할 수 있어 콘크리트 벽체, 콘크리트 기둥, 콘크리트 슬라브, 옹벽 블럭, 호안 블럭 및 벽돌로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 토목 자재 또는 건축 자재건축자재 또는 토목 자재로의 활용성이 뛰어나다.
이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1
미강 1kg, 밀 분말 500g, 설탕 300g, 물 100g을 혼합한 혼합물에 동일한 10%의 중량%를 가진 락토박테리움 아시도필러스, 바실러스 서브틸러스, 스트렙토코커스 세슘, 바실러스 투린지엔시스, 비피도박테리움 롱검, 락토박테리움 카제이, 락토박테리움 서먼툼, 락토바실러스 불가리쿠스, 리조푸스 올리고스포러스, 로도박터 젤란티모카로 이루어진 미생물제제 100g을 투입하여 35℃를 유지하면서 7일 동안 고상발효시켜 제조된 발효액을 35℃에서 50일간 액상발효하여 효소액을 제조하였 다. 그 다음으로, 향나무 잎을 추출하여 향취추출액을 제조한 후, 상기 향취추출액 10g을 상기 제조된 효소액 90g에 혼합하여 향취효소액을 제조하였다.
시멘트 1kg, 모래 2kg 자갈 1kg 및 물 2kg으로 이루어진 시멘트 몰탈에 상기 제조된 향취효소액 200g을 배합한 후, 성형틀에 넣어 성형한 다음, 양생하여 콘크리트 블록을 제조하였다.
실시예 2
상기 향취효소액 160g을 상기 시멘트 몰탈에 배합하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 콘크리트 블록을 제조하였다.
실시예 3
상기 향취효소액 100g을 상기 시멘트 몰탈에 배합하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 콘크리트 블록을 제조하였다.
실시예 4
상기 향취효소액 80g을 상기 시멘트 몰탈에 배합하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 콘크리트 블록을 제조하였다.
실시예 5
상기 향취효소액 60g을 상기 시멘트 몰탈에 배합하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 콘크리트 블록을 제조하였다.
실시예 6
상기 향취효소액 40g을 상기 시멘트 몰탈에 배합하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 콘크리트 블록을 제조하였다.
실시예 7
상기 향취추출액 20g, 상기 효소액 80g을 혼합하여 향취효소액을 제조하고, 상기 향취효소액 100g을 상기 시멘트 몰탈에 배합한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 콘크리트 블록을 제조하였다.
실시예 8
상기 향취추출액 30g, 상기 효소액 70g을 혼합하여 향취효소액을 제조하고, 상기 제조된 향취효소액 100g을 상기 시멘트 몰탈에 배합한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 콘크리트 블록을 제조하였다.
실시예 9
상기 향취추출액 40g, 상기 효소액 60g을 혼합하여 향취효소액을 제조하고, 상기 제조된 향취효소액 100g을 상기 시멘트 몰탈에 배합하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 콘크리트 블록을 제조하였다.
실시예 10
상기 향취추출액 50g, 상기 효소액 50g을 혼합하여 향취효소액을 제조하고, 상기 제조된 향취효소액 100g을 상기 시멘트 몰탈에 배합하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 콘크리트 블록을 제조하였다.
실시예 11
상기 향취추출액 60g, 상기 효소액 40g을 혼합하여 향취효소액을 제조하고, 상기 제조된 향취효소액 100g을 상기 시멘트 몰탈에 배합하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 콘크리트 블록을 제조하였다.
비교예 1
상기 시멘트 몰탈에 상기 향취효소액을 배합하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 콘크리트 블록을 제조하였다.
평가예 1. pH 의 측정
상기 실시예 1 내지 실시예 10및 상기 비교예 1에 따라 제조된 콘크리트 블록의 제조 후 시간 경과에 따른 pH를 측정한 결과를 이하 표 1에 나타내었다. 상기 pH 측정은 일반 하천의 돌들과 함께 방치하여 둔 다음 샘플링하여 측정한 것이다.
제조 초기 pH 제조 1년 후 pH 제조 2년 후 pH
실시예 1 8.5 7.4 7.2
실시예 2 8.2 6.8 6.5
실시예 3 8.5 8.1 8.0
실시예 4 9.5 9.2 8.9
실시예 5 9.9 10.0 10.0
실시예 6 10.4 9.8 9.8
실시예 7 8.5 8.1 8.0
실시예 8 8.4 8.2 7.9
실시예 9 8.4 8.0 7.7
실시예 10 8.3 8.1 7.7
실시예 11 8.2 7.9 7.6
비교예 1 12.5 11.9 11.5
표 1을 참조하면, 향취효소액을 첨가한 상기 실시예 1 내지 실시예 11에 따라 제조된 콘크리트 블록의 초기 pH는 향취효소액을 첨가하지 않은 상기 비교예 1에 따른 콘크리트 블록의 초기 pH보다 낮은 것으로 보아 상기 향취효소액의 물성이 산성이고, 상기 향취효소액의 첨가로 인하여 강알카리성의 pH를 갖는 콘크리트 블록의 pH를 낮춘다는 것을 확인할 수 있다.
그리고, 상기 실시예 1 내지 실시예 6에 따른 콘크리트 블록의 pH를 살펴보면, 상기 시멘트 몰탈에 대한 상기 향취효소액의 배합량이 증가함에 따라 제조되는 콘크리트 블록의 pH가 낮아지는 것을 확인할 수 있다.
상기 실시예 1 내지 실시예 11에 따른 콘크리트 블록은 약알카리성 또는 중성의 pH를 가지는 것으로 보아 강알카리성이 약알카리성 또는 중성으로 중화되어 상기 향취효소액이 적절하게 배합된 것을 확인할 수 있다. 특히, 실시예 3 및 실시예 7 내지 실시예 11에 따라 제조된 콘크리트 블록은 2년이 지난 후에도 산성화되지 않고, 제조 초기의 중성에 가까운 pH를 계속 유지하는 것으로 보아 알카리 골재반응에 의한 콘크리트 블록의 균열이 차단될 수 있으며, 강알카리수 또는 강알카리 가스의 용출을 억제하기에 바람직하다.
따라서, 본 발명에 따른 콘크리트 블록은 상기 향취효소액의 배합량을 조절함에 따라 강알카리수 및 강알카리 가스의 용출을 차단하여 환경오염을 방지하고, 나아가 생태계 보존에 기여할 수 있음을 알 수 있다.
평가예 2. 압축강도 평가
상기 실시예 3 및 실시예 7 내지 실시예 11에 따라 제조된 콘크리트 블록의 압축강도를 측정한 결과를 이하, 표 2에 도시하였다. 그리고, 이하 표 2의 합격여부에는 시멘트 벽돌의 압축강도 기준규격 이상의 압축강도를 가졌을 때, '○'으로 표시하였고, 바람직한 압축강도 이상의 압축강도를 가졌을 때, '◎'으로 표시하였다. 시멘트 벽돌의 압축강도(Kgf/cm2) 기준규격은 한국공업규격 KSF 4004에 80kg/cm2 이상으로 규정되어 있고, 90kgf/cm2 이상인 것이 바람직하다.
압축강도 합격여부
실시예 3 92 ◎
실시예 7 91 ◎
실시예 8 89 ○
실시예 9 88 ○
실시예 10 85 ○
실시예 11 81 ○
표 2를 참조하면, 향취효소액을 첨가한 상기 실시예 3 및 실시예 7 내지 실시예 11에 따라 제조된 콘크리트 블록은 모두 기준규격 이상의 압축강도를 갖는 것을 확인할 수 있다.
또한, 상기 실시예 3 및 실시예 7 내지 실시예 11에 따라 제조된 콘크리트 블록은 향취효소액을 이루는 향취추출액의 중량에 따라 제조된 콘크리트 블록의 압축강도는 감소하는 것을 확인할 수 있다. 특히, 실시예 3 및 실시예 7에 따라 제조된 압축강도는 바람직한 압축강도인 90kgf/cm2를 상회하므로 우수한 것을 확인할 수 있다.
따라서, 시멘트 몰탈에 배합되는 상기 향취효소액의 배합량 또는 향취효소액 내의 향취추출액을 조절함에 따라 우수한 압축강도를 갖게 되므로 콘크리트 벽체, 콘크리트 기둥, 콘크리트 슬라브, 옹벽 블럭, 호안 블럭 및 벽돌로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 토목 자재 또는 건축 자재로 적용하였을 때 내구성이 우수하여 장수명을 구현할 수 있음을 확인할 수 있다.
평가예 3. 냄새 관능 평가
상기 실시예 3 및 실시예 7 내지 실시예 11에 따라 제조된 콘크리트 블록 각각이 수분을 함유하고 있을 경우 건조되었을 경우의 냄새에 대한 관능 평가를 100명의 표본집단을 추출하여 실시하였다. 상기 표본집단 100명은 0∼5의 데이터시트를 작성하였는데, 상기 데이터시트의 0은 무취, 5는 강한 향나무잎 향을 의미하는 것이다. 상기 표본집단 100명이 상기 각각의 콘크리트 블록을 평가하여 작성한 상기 데이터 시트의 평균값을 냄새 관능 평가값으로 하여, 상기 냄새 관능 평가값을 하기 표 3에 나타내었다. 상기 냄새 관능 평가값은 0∼1 사이의 값은 무취이고, 1∼3 사이의 값은 미세한 향나무잎 향이며, 3∼5 사이의 값은 강한 향나무잎 향으로 평가하였다.
냄새 관능 평가값
수분 함유 시 건조시
실시예 3 0.1 0.1
실시예 7 1.1 0.2
실시예 8 1.5 0.2
실시예 9 2.0 1.8
실시예 10 2.6 2.1
실시예 11 4.2 2.7
표 3을 참조하면, 상기 실시예 3 및 실시예 7 내지 실시예 11에 따라 제조된 콘크리트 블록은 콘크리트 자체의 냄새 또는 유해 가스 냄새는 나지 않고, 무취 또는 미세한 향나무잎 향을 가진 것으로 보아 자연향을 가지는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 향취효소액에 포함된 상기 향취추출액의 함량이 증가함에 따라, 제조되는 콘크리트 블록의 냄새가 점점 향나무잎 향이 강해지는 것으로 보아 본 발명에 따른 콘크리트 블록은 제조시 향취추출액의 함량을 조절함에 따라 무취 또는 자연향을 가질 수 있게 된다는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 콘크리트 블록을 건축자재 또는 토목자재에 적용하였을 때, 자연향을 가지기 때문에 인간 및 물 속 생물들의 호응도를 높일 수 있어 환경친화성을 증대시킬 수 있음을 알 수 있다.
평가예 4. 강, 하천 생물 생존율 평가
상기 실시예 3 및 상기 비교예 1에 따라 제조된 콘크리트 블록을 물이 들어있는 어항에 각각 넣은 후 시간 경과에 따른 물속 생물의 생존율을 실험한 데이터를 기 표 3에 나타내었다. 상기 생물의 생존율 실험을 위하여 어항에 산소를 공급하였고, 먹이는 1일에 1번 공급하였으며, 어항 바닥에는 모래를 깔았으며, 단, 물 교환은 하지 않았다.
Figure 112007047654782-pat00001
표 3을 참조하면, 향취효소액을 첨가하지 않은 상기 비교예 1에 따라 제조된 콘크리트 블록을 투입하였을 경우에는, 3급수 물속 생물조차도 며칠 살지 못하고 폐사한 것에 반하여, 향취효소액을 첨가한 상기 실시예 3에 따라 제조된 콘크리트 블록을 투입한 어항에서는 1급수 물속 생물조차도 2년 이후까지 생존한 것으로 보아 향취효소액의 첨가로 인하여 콘크리트 블록을 친환경화할 수 있다는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 콘크리트를 하천 및 강 등의 수로, 다목적 댐, 저수지의 경사면 및 하상을 구축하였을 때, 물속에 서식하는 천변 식생을 보호할 수 있어서 생태계 보존에 기여할 수 있음을 확인할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 자연향을 가진 친환경 콘크리트 블록의 제조방법 및 이에 의해 제조된 콘크리트 블록은 콘크리트 블록의 강도에 영향을 미치지 않으면서도 강알카리성을 효율적으로 중화할 수 있어서 우수하고, 건축자재 또는 토목자재에 적용하였을 경우, 환경오염을 방지하고 생태계 보존에 기여할 수 있으며, 자연향을 가지므로 환경친화성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 락토박테리움 아시도필러스(Lactobacterium acidophilus), 바실러스 서브틸러스(Bacillus Subtilus), 스트렙토코커스 세슘(Streptococcus Saecium), 바실러스 투린지엔시스(Bacillus thuringiensis), 비피도박테리움 롱검(Bifidobacterium longum), 락토박테리움 카제이(Lactobacterium Casei), 락토박테리움 서먼툼(Lactobacterium Sermentum), 락토바실러스 불가리쿠스(Lactobacillus bulgaricus) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 젖산발효균을 포함하는 미생물제제를 이용하여 유기물을 발효하여 효소액을 생산하는 단계;
    향나무잎, 죽향나무잎, 소나무잎, 쑥, 사과, 오렌지, 귤, 모과 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 추출한 향취추출액을 상기 효소액에 혼합하여 향취효소액을 제조하는 단계;
    상기 향취효소액을 시멘트 몰탈에 배합하는 단계;
    상기 향취효소액이 배합된 시멘트 몰탈을 이용하여 콘크리트 블록을 제조하는 단계; 및
    상기 콘크리트 블록의 표면에 상기 향취효소액을 도포하는 단계를 포함하는 식물향을 가진 친환경 콘크리트 블록의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 미생물제제는 리조푸스 올리고스포러스(Rhizopus Oligosporus), 로도박터 젤란티모카(Rhodobacter gelantimoca) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 탈취균을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식물향을 가진 친환경 콘크리트 블록의 제조방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 미생물제제는 각각 동일한 10%의 중량 %를 가진 락토박테리움 아시도필러스 , 바실러스 서브틸러스, 스트렙토코커스 세슘, 바실러스 투린지엔시스, 비피도박테리움 롱검, 락토박테리움 카제이, 락토박테리움 서먼툼, 락토바실러스 불가리쿠스, 리조푸스 올리고스포러스 , 로도박터 젤란티모카로 이루어지는 것을 특징으로 하는 식물향을 가진 친환경 콘크리트 블록의 제조방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 유기물은 밀, 귀리, 옥수수, 콩, 보리, 쌀겨, 밀기울, 보릿겨 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 식물향을 가진 친환경 콘크리트 블록의 제조방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 효소액을 생산하는 단계는,
    30∼40℃의 온도에서 7∼10일 동안 고상발효한 후, 30∼40℃의 온도에서 30∼60일 동안 액상발효하여 효소액을 생산하는 것을 특징으로 하는 식물향을 가진 친환경 콘크리트 블록의 제조방법.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 향취효소액에 대하여 상기 향취추출액의 중량%는 10∼60 중량%인 것을 특징으로 하는 식물향을 가진 친환경 콘크리트 블록의 제조방법.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 효소액의 pH는 3.5∼4.5인 것을 특징으로 하는 식물향을 가진 친환경 콘크리트 블록의 제조방법.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 향취효소액의 배합량은 시멘트 몰탈에 포함된 물 100 중량부를 기준으로 하여 2∼10 중량부인 것을 특징으로 하는 식물향을 가진 친환경 콘크리트 블록의 제조방법.
  10. 제 2 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 식물향을 가진 친환경 콘크리트 블록의 제조방법에 의해 제조된 콘크리트 블록.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 콘크리트 블록은 콘크리트 벽체, 콘크리트 기둥, 콘크리트 슬라브, 옹벽 블럭, 호안 블럭 및 벽돌로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 토목 자재 또는 건축 자재인 것을 특징으로 하는 콘크리트 블록.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 콘크리트 블록의 pH는 7.0∼9.5인 것을 특징으로 하는 콘크리트 블록.
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