KR100835533B1 - 경량 황토벽돌과 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경량 황토벽돌에 관한 것으로, 황토로 이루어지면서 그 내부에 직경 0.5 ~ 5mm정도의 기공이 불규칙적으로 전체 체적의 1/3 ~ 1/2을 점유하도록 고르게 배치된 구조로 이루어져 있고, 이러한 본 발명의 경량 황토벽돌은 천연의 황토에서 돌을 골라내어 순수한 황토만을 준비하는 황토준비단계와, 장석을 100메시 크기의 분말로 분쇄하여 준비하는 장석 준비단계, 석탄을 약 100메시 크기의 분말로 분쇄하여 준비하는 석탄 준비단계, 직경이 0.5 ~ 5mm 에 이르는 스티로폼 알맹이를 준비하는 스티로폼 알맹이 준비단계, 상기 황토 60체적%와, 장석분말 5체적%, 석탄분말 5체적%, 스티로폼 30체적%을 혼합하여 만든 혼합물에 대해 물 30체적%를 섞어 혼합반죽물을 만드는 원료 혼합반죽단계, 상기 혼합 반죽물을 압출기나 프레스를 이용하여 정규 벽돌크기로 성형하는 벽돌성형단계, 성형된 황토벽돌을 그늘에서 자연 건조시키는 건조단계, 상기 자연 건조된 황토벽돌을 가마 속에 넣어 850 ~ 900℃ 온도에서 3시간 동안 가열함으로써 스티로폼이 연소되게 함과 더불어 장석분말이 녹아 황토입자를 단단하게 결속시켜 주게 하는 소성단계로 이루어진다. 상기 소성단계를 거친 다음 성형된 벽돌을 10 ~ 20시간 동안 식히는 냉각단계를 추가 포함하여 이루어질 수가 있다. 이러한 과정으로 만들어진 본 발명의 경량 황토벽돌은 의장재나 단열재 또는 내장재로 사용될 수가 있으며, 내부에 약 30 ~ 50%정도의 기공이 형성되어 있으면서도 단단한 경도를 유지할 수가 있어, 건축물의 총중량을 줄일 수가 있어 건물의 크랙을 방지할 수가 있으며, 벽돌 내부에 포함된 기공으로 인 하여 단열효과를 극대화시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

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Description

경량 황토벽돌과 그 제조방법{A LIGHT LOESS BRICK AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF}

도 1은 본 발명에 따른 경량 황토벽돌의 평면도,

도 2는 본 발명에 따른 경량 황토벽돌의 사시도,

도 3은 도면 2의 A - A 선을 따른 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명

1 - 벽돌 3 - 황토

5 - 기공

본 발명은 황토를 원료로 하여 만든 벽돌에 관한 것으로, 특히 벽돌의 내부에 미세한 크기의 기공이 형성되어 무게를 줄여 줌과 더불어 단열효과를 증대시키고 미적 감각을 높일 수 있게 한 경량 황토벽돌에 관한 것이다.

예부터 건물을 지을 때 많이 사용하던 황토는 일반적으로 건축물을 지을 때 건물의 형태와 필요에 여러 가지 재료를 사용하는바, 기존의 재료들에는 각각 장단점을 갖고 있다.

예컨대, 오늘날 건축물에 널리 사용되는 시멘트는 재료를 다루기가 쉬워 건축하기가 용이하다는 이점이 있기는 하지만, 시멘트에 함유된 물질이 실내의 공기를 오염시키고 단열이 잘되지 않는다는 등의 단점이 있다.

이러한 시멘트의 문제뿐만 아니라, 여러 가지 공해 등과 관련한 문제로 인하여 황토가 건축물의 재료로서 많은 관심을 끌고 있다.

그러나, 기존의 황토를 사용하여 건축물을 짓는 방법으로서는 황토를 지푸라기 등과 함께 섞어 반죽을 한 다음 두껍고 무거운 벽돌을 만들어 하나씩 쌓으면서 건물의 벽체를 이루게 하였다.

그런데, 이와 같은 기존의 방법으로 황토벽돌을 만들어 건물을 지으면, 황토 고유의 자체 온도 조절능력, 원적외선 방출 및 단열 효과 등을 얻을 수는 있지만, 무겁고 큰 황토벽돌을 다루기가 쉽지 않고, 기존의 황토 벽돌은 단순히 황토를 물에 개어 일정 형상으로 성형시킨 다음 건조시킨 상태이므로 만지거나 닿으면 흙이 묻어 나오게 되어 현대적인 건축물에는 그대로 사용하기가 곤란하다는 등의 문제가 있다.

한편, 이러한 기존의 황토벽돌에 따른 문제점을 보완하기 위한 방안으로서, 일반적으로 적벽돌이라 칭하는 흙을 일정한 형상으로 성형 및 소성시켜 만든 벽돌이 있기는 하나, 기존의 적벽돌을 황토 고유의 기능을 그대로 발휘할 수 없을 뿐만 아니라, 건물의 무게를 줄일 수가 없어 건물을 짓고 난 다음에 건물의 벽면에 크랙이 발생하는 문제가 있고, 무엇보다도 단열효과가 떨어지기 때문에 적벽돌만으로는 건물의 벽체를 형성시킬 수가 없고 반드시 두꺼운 단열재를 보조적으로 사용하여야 하는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 일반적인 벽돌 등과 관련한 문제점을 해소시켜, 벽돌의 무게를 줄여 줌과 더불어 단열효과를 증대시키고 미적 감각을 높일 수 있게 한 경량 황토벽돌을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 경량 황도벽돌은 황토로 이루어지면서 그 내부에 직경 0.5 ~ 5mm정도의 기공이 불규칙적으로 전체 체적의 1/3 ~ 1/2을 점유하도록 고르게 배치된 구조로 이루어진다.

상기한 바와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 경량 황토벽돌은 천연의 황토에서 돌을 골라내어 순수한 황토만을 준비하는 황토준비단계와, 장석을 100메시 크기의 분말로 분쇄하여 준비하는 장석 준비단계, 석탄을 약 100메시 크기의 분말로 분쇄하여 준비하는 석탄 준비단계, 직경이 0.5 ~ 5mm 에 이르는 스티로폼 알맹이를 준비하는 스티로폼 알맹이 준비단계, 상기 황토 60체적%와, 장석분말 5체적%, 석탄분말 5체적%, 스티로폼 30체적%을 혼합하여 만든 혼합물에 대해 물 30체적%을 섞어 혼합 반죽물을 만드는 원료 혼합반죽단계, 상기 혼합 반죽물을 압출기나 프레스를 이용하여 정규 벽돌크기로 성형하는 벽돌성형단계, 성형된 황토벽돌을 그늘에서 자 연 건조시키는 건조단계, 상기 자연 건조된 황토벽돌을 가마 속에 넣어 850 ~ 900℃ 온도에서 3시간 동안 가열함으로써 스티로폼이 연소되게 함과 더불어 장석분말이 녹아 황토입자를 단단하게 결속시켜 주게 하는 소성단계로 이루어진다.

상기 소성단계를 거친 다음 성형된 벽돌을 10 ~ 20시간 동안 식히는 냉각단계를 추가 포함하여 이루어질 수가 있다.

이러한 과정으로 만들어진 본 발명의 경량 황토벽돌은 의장재나 단열재 또는 내장재로 사용될 수가 있으며, 내부에 약 30 ~ 50%정도의 기공이 형성되어 있으면서도 단단한 경도를 유지할 수가 있어, 건축물의 총중량을 줄일 수가 있어 건물의 크랙을 방지할 수가 있으며, 벽돌 내부에 포함된 기공으로 인하여 단열효과를 극대화시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이하 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

도면 1은 본 발명에 따른 경량 황토벽돌의 평면도이고, 도면 2는 본 발명에 따른 경량 황토벽돌의 사시도로서, 이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 경량 황토벽돌(1)은 황토(3)로 이루어지면서 그 내부에 직경 0.5 ~ 5mm정도의 기공(5)이 불규칙적으로 배열 형성된 구조로 되어 있다.

여기서 상기 기공(5)은 전체 벽돌(1) 체적의 1/3 ~ 1/2을 점유하도록 고르게 배치된 구조로 이루어진다.

이러한 구조로 이루어진 본 발명의 황토벽돌(1)을 만드는 과정은 다음과 같 다.

먼저 본 발명에 따른 경량 황도벽돌을 만들기 위해서는 그 필수적인 재료인 황토가루와 장석가루, 석탄가루 및 스티로폼을 준비하는 재료 준비과정으로부터 시작한다.

상기 재료 준비과정은 천연의 황토를 채취하여 그 황토 속에 섞여 있는 돌을 골라내는 황토준비과정과, 장석을 잘게 부수어 장석 분말을 준비하는 장석준비과정, 석탄을 잘게 부수어 석탄 가루를 준비하는 석탄 준비과정 및, 스티로폼을 잘게 부수어 작은 알맹이의 스티로폼 알맹이를 준비하는 스티로폼 알맹이 준비과정으로 이루어진다.

상기에서 황토 준비과정은 우선 우리나라의 전 지역에 분포되어 있는 황토를 채취하여, 채취된 황토에서 돌을 골라내는 작업으로 이루어지는데, 상기의 돌을 골라내는 작업은 본 발명에 따른 황토벽돌(1)을 이루는 황토(3)는 화장품을 만드는 과정과 같이 미세하고 정교한 황교 분말이 필요한 것이 아니기 때문에, 철망을 사용하여 만든 체를 이용하여 벽돌(1)을 이루는데 구조적으로 문제가 없는 직경이 대충 2 ~ 3cm이상의 돌만을 골라내면 된다.

장석분말 준비과정은 장석덩이를 분쇄하여 100메시 크기의 분말 장석이 되게 준비하는데, 이와 같이 장석을 준비하는 이유는 나중에 설명할 소성과정에서 황토와 섞인 장석이 녹아나오면서 황토분말 끼리의 접착력을 높여 주기 때문이다.

만약, 황토만으로 벽돌을 만들면 황토분말 끼리의 접착력이 낮아 성형을 시킨 후에도 단단하지가 않아 필요한 강도를 얻을 수 없고, 손이나 옷에 황토가루가 묻어나 는 등의 문제가 있게 된다.

상기 석탄분말 준비과정에서는 석탄을 장석과 마찬가지의 크기로 분쇄하여 준비하는데, 이렇게 석탄을 준비하는 이유는 석탄 가루를 황토와 혼합하여 고온의 열로써 소성시키면 벽돌의 내부 깊숙한 부분에 혼재되어 있는 석탄가루가 연소되면서 고온의 열을 발생하여 벽돌 내부에도 고열을 받게 함으로써 벽돌이 내외부 전체적으로 충분한 소성이 이루어지게 하기 위한 것이다.

그리고, 상기 스티로폼 알맹이 준비과정은 스티로폼 덩이를 분쇄하거나 알맹이 타입으로 만들어진 스티로폼을 준비하는데, 직경이 0.5 ~ 5mm 에 이르는 스티로폼 알맹이만으로 준비한다.

이와 같이 직경이 0.5 ~ 5mm 정도인 스티로폼만을 사용하는 이유는 상기 스티로폼 알맹이가 나중에 설명하는 바와 같이 원재료가 뒤섞인 상태에서 고온의 온도에서 소성과정을 거치면 스티로폼이 연소되면서 벽돌(1) 전체에 기공(5)을 형성시키게 되는데, 이 기공(5)의 크기가 지나치게 크면 벽돌(1)의 강도에 영향을 미칠 수가 있기 때문에, 스티로폼의 크기를 제한함으로써 기공(5)의 크기를 조절해 줄 수가 있는 것이다.

여기서 0.5mm 이하가 되면 기공으로서의 효력을 완전하게 발휘할 수가 없고, 5mm 이상이 되면 벽돌(1)의 강도를 취약하게 만드는 원인이 될 수가 있다.

이러한 과정을 거쳐 준비된 재료들을 뒤섞어 혼합하는데, 황토 60체적%, 장석분말 5체적%, 석탄분말 5체적%, 스티로폼 30체적%를 섞어 혼합하여 혼합물을 만들고, 이렇게 만들어진 혼합물에 대해 물 30체적%를 고르게 섞어 혼합 반죽물을 만든다.

그 다음, 벽돌성형과정에서 혼합 반죽물을 균일한 단면 형태로 밀어 내는 압출기를 기다랗게 성형시킨 다음 소정의 길이로 자르거나, 금형을 사용하는 프레스를 이용하여 일반적인 규격의 벽돌로 성형시킨다.

그리고, 상기 벽돌성형과정에서 만들어진 예비 황토벽돌을 그늘에서 자연 건조시켜 건조과정을 거치는데, 약 3일 동안 천천히 건조시켜 습도의 함유량이 약 5%정도의 내외가 되게 하여 나중에 벽돌이 완성된 다음 균열이 발생되지 않게 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 성형된 예비 벽돌을 가마 속에 넣어 850 ~ 900℃ 온도에서 3시간 동안 가열 소성시키는데, 가마 속에 넣어 850 ~ 900℃의 온도까지 상승하기 까지 5시간에 걸쳐 온도를 예열하여 벽돌이 급가열되지 않게 함으로써 벽돌의 내부까지 고르게 열이 전달되어 벽돌 전체가 균일하게 소성되어지게 함과 더불어, 소성되는 동안 벽돌에 균열이 발생되지 않게 한다.

이와 같이 고온의 열을 가하여 소성시키는 동안 상기에서 설명한 바와 같이, 혼합된 장석은 녹으면서 황토분말을 서로 연결시켜 황토벽돌이 단단해지게 함과 더불어, 황토가루가 손이나 다른 접촉하는 물체에 묻어나지 않게 할 수가 있다.

그리고, 다른 재료와 함께 혼합된 석탄가루는 상기한 바와 같이 고온으로 가열 소성시키는 과정동안 벽돌의 내부에서 연소되면서 고온의 열을 발생하게 되어 벽돌 전체가 고르게 고온의 열에 의해 소성되어지게 하여 전체적으로 균일한 물성의 황토 벽돌을 얻을 수 있게 한다.

한편, 다른 재료와 함께 혼합되어 들어간 스티로폼은 본 발명에 따른 경량 황토벽돌을 형성시키는 과정에서 가장 중요한 요소로서, 상기한바와 같은 고온의 소성 과정에서 연소되면서 황도 벽돌 속에 기공을 형성시키게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 황토벽돌(1)의 기공(5)은 상기 스티로폼의 배치와 크기 등에 따라 큰 영향을 받기 때문에 그 선택에 아주 중요한 요소이다.

본 발명에 따른 황토벽돌(1)의 기공(5)은 벽돌을 구성하는 황토의 총량을 줄여 무게를 가볍게 할 뿐만 아니라, 기공(5)속에 들어가 있는 공기에 의해 열차단 효과를 얻을 수가 있어, 본 발명에 따른 경량벽돌을 사용하여 건물을 지으면 벽돌 속에 마련된 기공(5)에 의해 공기막이 형성되어지게 되어 단열효과가 뛰어나게 된다.

한편, 상기한 바와 같은 고온의 가마에서 소성 과정을 통하여 성형되어진 본 발명의 벽돌을 10 ~ 20시간 동안 식혀 본 발명에 따른 경량 벽돌을 완성시키는데, 이러한 냉각과정을 거침으로써 벽돌의 조직이 고르게 만들어져 인성을 갖게 된다.

따라서, 이러한 냉각과정을 거침으로써 본 발명에 따른 황토벽돌은 단단하면서도 인성을 갖게 되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 경량 황토벽돌은 벽돌 전체에 걸쳐 크기가 고른 기공(5)이 형성된 구조로 이루어져 있으므로, 벽돌의 무게를 줄일 수 있어 건물의 벽에 균열이 발생하는 문제가 발생하지 않게 할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 벽돌은 내부에 1/2정도의 체적에 해당하는 기공(5)이 형성되 어 있음으로 인하여, 상기 기공(5)에 의하여 공기차단막이 형성되어질 수가 있어 건물을 지을 때 공기 단열막을 형성시켜 단열효과를 상승시킬 수 있다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 황토가루와 장석가루, 석탄가루 및 스티로폼을 준비하는 재료 준비단계와, 상기 황토가루 60체적%와, 장석분말 5체적%, 석탄분말 5체적%, 스티로폼 30체적%을 혼합하여 만든 혼합물에 대해 물 30체적%를 섞어 혼합 반죽물을 만드는 원료 혼합반죽단계, 상기 혼합 반죽물을 압출기나 프레스를 이용하여 정규 벽돌크기로 성형하는 벽돌성형단계, 성형된 황토벽돌을 그늘에서 자연 건조시키는 건조단계 및, 상기 자연 건조된 황토벽돌을 가마 속에 넣어 가열함으로써 스티로폼이 연소되게 함과 더불어 장석분말이 녹아 황토입자를 단단하게 결속시켜 주게 하는 소성단계로 이루어진 경량 황토벽돌의 제조방법에 있어서,

   상기 재료 준비단계가, 천연의 황토에서 돌을 골라내어 순수한 황토만을 준비하는 황토 준비과정과, 장석을 100메시 크기의 분말로 분쇄하여 준비하는 장석 준비과정, 석탄을 약 100메시 크기의 분말로 분쇄하여 준비하는 석탄 준비과정 및, 직경이 0.5 ~ 5mm 에 이르는 스티로폼 알맹이를 준비하는 스티로폼 알맹이 준비과정으로 이루어지고,

   상기 벽돌성형단계는 혼합 반죽물을 균일한 단면 형태로 밀어 내는 압출기를 이용하여 기다랗게 성형시킨 다음 소정의 길이로 자르거나, 금형을 사용하는 프레스를 이용하여 일반적인 규격의 벽돌로 성형시키며,

   상기 건조단계는 자연 건조로 천천히 건조시켜 습도의 함유량이 5% 내외가 되게 하고,

   상기 소성단계는 벽돌 성형과정을 통하여 만들어진 예비 벽돌을 가마속에 넣어 5시간에 거쳐 850~900℃ 온도에 이르게 하고, 상기 온도에서 3시간 동안 가열 소성시키며,

   상기 소성단계를 거친 다음 성형된 벽돌을 10 ~ 20시간 동안 식히는 냉각단계가 추가 포함된 것을 특징으로 하는 경량 황토벽돌의 제조방법

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