KR100818157B1 - 감람석을 이용한 모르타르 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내 공기질 공정시험법에 의해 규제되고 있는 각종 건축자재에서 발생하는 휘발성 유기화합물 및 시멘트독성으로부터 직접적으로 노출되어 있는 거주자들의 쾌적한 실내 환경을 부여하기 위하여 올리빈(감람석)을 잔골재로 가공하여 원적외선, 항균, 음이온 및 탈취작용이 뛰어난 자기수평 모르타르, 시멘트계 인조 대리석 등 시멘트 2차 가공품의 제조 방법에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은, 올리빈(감람석) 골재의 조습작용의 문제점을 해결하기 위하여 300-450℃에서 Mg3Si2O5(OH)4 결정질 상태의 안정한 화합물로 유도하여 안정한 상태의 화합물로 유리제어하기 위하여 골재의 절건 상태를 유지하기 위하여 킬른을 통한 열처리를 하는 단계, 이렇게 열처리한 골재의 분말상을 소정의 배합비율로 혼합하여 원적외선의 방사, 음이온, 축열 성능 등의 기능성을 가진 기능성 시멘트 가공제품을 제조하는 방법에 특징이 있다.

자기수평 모르타르, 인조대리석, 기능성, 원적외선, 음이온, 항균, 탈취

Description

감람석을 이용한 모르타르 조성물{COMPOSITE FOR MORTAR USING OLIVINE}

본 발명은 감람석을 이용한 모르타르 조성물에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 자기수평 모르타르, 인조대리석등 시멘트 2차 제품을 제조함에 있어, 감람석(올리빈)을 주원료로 하여 원적외선 방사, 항균, 항곰팡이, 탈취 및 음이온 방사량 등의 기능을 부여한 시멘트 2차제품에 대한 독특한 배합을 가진 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 자기수평 모르타르 및 인조대리석은 공동주택 및 공공주택의 대부분의 마감을 구성하는 주요 건축 재료이고 또한 사람과 가장 밀접하게 접촉하는 생활공간의 주요부를 구성하는 재료이다.

이러한 종래의 자기수평 모르타르는 크게 시멘트와 골재, 사용수 및 혼화재료로 구성되는 복합재료로서, 지금까지 대부분 구조체의 내구성 확보 및 시멘트 경 화에 따라 발생하는 건조수축에 의한 균열을 방지하는 부분에 대하여 중점적으로 제공되었지, 환경에 대한 부분은 검토되지 않았거나, 맥반석이나 장석 등을 골재로 이용하여 제조된 것으로 여러 가지 기능성중 몇몇 가지의 제한적인 기능성을 부여한 제품만이 유통되고 있다.

또한 인조대리석의 경우 기능성을 부여하기 보다는 수지를 이용 압착 마모 등의 공정을 거쳐 유통되는 수지계의 경우 제조공정 시 적용되는 T-VOC에 의한 환경적 오염문제와, 시멘트를 이용한 시멘트 및 분체계의 경우 접촉 시 알칼리성에 의한 작업자의 피부손상 등이 문제시 되었으며, 그 표현의 한계 등에 의해 다양한 문양을 제공하지 못하였다.

감람석은 지금까지 대부분 제철소의 소결로 용융제 원료, 용성인산비료, 장식용 석재 등으로 이용되고 있다. 이 중에서 제철소의 고로 및 소결로에 투입하는 원료로 가장 많이 사용한다.

이러한 감람석의 특징은 감람석에 함유된 높은 MgO에 함량에 의한 높은 원적외선 방사량으로 인하여 최근에는 의료용 기기나 온열기기로 가공되어 사용되었거나 단순 분쇄하여 식물의 생육촉진제로 이용되어 왔다.

이러한 감람석은 초염기성암으로 엽편상 구조에 의하여 물을 내부의 공극에 머금고 있는 성능이 뛰어나며(조습성), 붕괴되는 현상이 있어 지금까지 골재로서의 이용보다는 l온석면에 속하는 성질로 인하여 석면광물질로 많이 사용되었지만 환경유해성으로 인하여 최근에는 사용이 제한되고 있는 실정이며 이에 따라 많은 광산들이 폐광하고 있다.

본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 감람석이 가지고 있는 조습작용과 변성작용에 의한 붕괴를 제어하기 위한 가공 기술 및 조성성분을 마련함으로 감람석 골재를 절건 상태로 유지함과 동시에 변성을 유도하여 안정한 화학상태의 구조로 유도하고 이를 이용하여 높은 원적외선 방사량과, 항균, 탈취, 음이온 방사 및 축열 효과가 뛰어난 자기수평 모르타르 및 인조대리석 및 이를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 감람석을 이용한 자기수평 모르타르는, 시멘트 21 내지 23중량부와, 감람석 골재 69 내지 72중량부, 시멘트 100% 중량비를 기준으로 플라이애쉬 5 내지 8중량부, 탄산칼슘 3 내지 5중량부, 유동화제 0.5 내지 0.8중량부, 공기연행제 0.04 중량부를 포함한 것을 특징으로 한다.

또한 이때 사용되는 감람석골재의 입도는 0.3mm-0.5mm의 입도로 제한하여야 한다.

또한 본 발명에 따른 건조 시멘트 모르타르 제조방법은 상기 조성을 가지는 모르타르에서 감람석골재를 300 내지 450℃의 고온을 제공할 수 있는 로타리 킬른 및 순풍 열건조기 등의 건조기를 통하여 20 내지 30초 가열하여 골재의 절건상태를 유지하는 것을 특징으로 한다.

더불어, 본 발명에 따른 감람석을 이용한 인조 대리석의 제조방법은 석분과 열가소성 합성수지에 의한 인조대리석의 제조에 있어서, 감람석 0.5-1mm의 입도 분쇄한 것 90-95중량부를 점상(粘狀)열경화성 합성수지 약 10-5중량부와 잘 혼합시키고, 이것을 스크린닝(screening)하여 소기의 입도의 것만을 얻어 이것을 상온에서 약 3-4시간 자연 방치한 다음 이것을 가압하여 프레스성형한 후, 약 200-250℃의 온도에서 약 20-30분간 열처리하여 제조하는 단계로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 감람석을 이용한 시멘트 가공 제품의 제조방법에 의하면,

감람석이 가지고 있는 조습작용과 변성작용에 의한 붕괴를 제어하기 위하여 로터리 킬른 또는 순풍 열건조기를 통하여 300 내지 450℃의 온도에서 30초를 가열함과 동시에 MgO 함유량 30 내지 35% 이 되는 감람석 골재를 사용함으로써, 높은 원적외선 방사량과, 항균, 탈취, 음이온 방사 및 축열 효과가 뛰어난 자기수평 모르타르 및 인조대리석 등의 시멘트2차 가공품을 얻을 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.

실시예 1.

일반적으로 감람석은 지금까지 제철공정에 있어서의 마그네시아(MgO) 공급원이나 용성비료의 재료로서 사용되고 있다. 본 발명에서 사용된 감람석의 성분은 포스테라이트(Mg-감람석)으로 마그네시아(MgO)에 의한 높은 원적외선 방사, 항균, 항곰팡이, 탈취 및 음이온 방사량의 특성을 갖는다.

본 발명에 사용된 감람석은 사방정계에 속하는 조암광물로 화학구조는 (Mg,Fe)2SiO4로 표시되며 유리된 마그네슘이온에 의하여 물과 반응하여 안정한 마그네시아(MgO)로 되어 조습작용을 일으키지만, 본 발명자는 이러한 감람석이 MgO 함유량 30 내지 35%(중량비)를 가지고 있는 상태에서 300 내지 450℃의 고열을 20 내지 30초 동안 받게 될 경우 화학적으로 안정한 Mg3Si2O5(OH)4로 변성작용을 일으키고 절건 상태로 유지되어 조습작용을 효과적으로 제어할 수 있다는 것을 착안하였다.

본 발명에 따른 제 1 실시예에서는, 시멘트 21 내지 23중량부와, MgO 함유량 30 내지 35%를 가지는 감람석 골재 69 내지 72중량부, 시멘트 100 중량부를 기준으로 플라이애쉬 5 내지 8 중량부, 탄산칼슘 3 내지 5중량부, 유동화제 0.5 내지 0.8중량부, 공기연행제 0.04 중량부를 포함한 것을 특징으로 하는 자기수평 모르타르를 제공하는 것을 게시한다.

또한, 이러한 조성을 가지는 모르타르에서 감람석을 300 내지 450℃의 고열을 20 내지 30초 동안 받게 하여, 화학적으로 안정한 Mg3Si2O5(OH)4로 변성작용을 일으키고 절건 상태로 유지되어 조습작용을 효과적으로 제어할 수 있도록 하였다.

상기 조성 비율로서 제조된 기능성 자기수평 모르타르를 50mm×50mm×50mm의 정육면체의 몰드의 시험체를 제작하고 제작된 공시체를 온도 20℃, 상대습도 80%인 시험실내에서 기건 양생하였다.

이렇게 제조된 기능성 모르타르의 물성을 표 1에 나타내었다.

본 발명에 따른 감람석을 이용한 모르타르의 기본적인 물성 및 특징

구분	압축강도(MPa)		원적외선방사율	음이온(ION/CC)	항곰팡이시험	항균시험	탈취시험
	7일	28일
자기수평모르타르	24.5	32.8	방사율 0.924 방사에너지 3.72X102	377	배양 4주후 균의성장을 인지할 수 없음	세균감소율 대장균 99.8% 녹농균 99.8%	77.4% (HC10)

표 1을 보아 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 감람석을 이용한 모르타르는 항균, 항곰팡이, 탈취 작용 및 조습 효과가 부각될 수 있음을 알 수 있다. 이러한 효과는 감람석의 MgO 함유량을 30 내지 35%로 설정하고, 이 설정 조건에서 감람석에 300 내지 450℃의 고열을 20 내지 30초 동안 가한 공정에서 기인한다고 설명할 수 있다.

실시예 2.

본 발명에 따른 제 2 실시예는, 감람석을 이용한 인조 대리석의 제조방법에 대한 설명으로 이루어져 있다.

구체적으로, 본 발명에 따른 감람석을 이용한 인조 대리석의 제조방법은, 석분과 열가소성 합성수지에 의한 인조대리석의 제조에 있어서, 0.5 내지 1mm의 입도 분쇄한 감람석 90 내지 95 중량부를 점상(粘狀)열경화성 합성수지 5 내지 10 중량부와 잘 혼합시키고, 이것을 스크린닝(screening)하여 소기의 입도의 것만을 얻어 이것을 상온에서 약 3-4시간 자연방치한 다음 이것을 일정 압력으로 가압하여 프레스성형한 후, 약 200-250℃의 온도에서 약 20-30분간 열처리하는 공정에 의하여 달성이 된다.

이렇게 제조된 본 발명에 따른 기능성 인조 대리석의 물성을 표 2에 나타내었다.

본 발명에 따른 감람석을 이용한 인조 대리석의 기본적인 물성 및 특징

구분	압축강도 (MPa)	휨강도 (MPa)	원적외선방사율	음이온 (ION/CC)	항곰팡이시험	항균시험	탈취시험
인조대리석	43.8	18.7	방사율 0.941 방사에너지 3.63×102	342	배양 4주후 균의 성장을 인지할 수 없음	세균감소율 대장균 99.8% 녹농균 99.8%	79.4% (HClO)

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 감람석을 이용한 모르타르 조성물의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

Claims (4)

1. 감람석을 이용한 모르타르 조성물로서,

   시멘트 21 내지 23중량부와, 감람석 골재 69 내지 72중량부, 시멘트 100 중량부 기준으로 플라이애쉬 5 내지 8 중량부, 탄산칼슘 3 내지 5 중량부, 유동화제 0.5 내지 0.8 중량부, 공기 연행제 0.04 중량부를 포함한 것을 특징으로 하는, 감람석을 이용한 모르타르 조성물.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 감람석 골재는,

   MgO을 중량비 30 내지 35% 함유하는 것을 특징으로 하는, 감람석을 이용한 모르타르 조성물.
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