상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 입도 3.0 내지 7.5mm인 혼합골재가 45 내지 60중량%, 입도 0.1 내지 3.0mm인 혼합골재가 15 내지 30중량% 및, 시멘트가 15 내지 25중량%의 비율로 혼합되어 기층 골재 혼합물을 형성하는 공정과, 입도 0.5 내지 5.0mm인 규사가 30 내지 60중량%, 입도 0.5 내지 5.0mm인 천연골재가 10 내지 25중량%, 입도 0.5 내지 5.0mm를 갖는 재생골재가 10 내지 30중량% 및, 시멘트가 15 내지 25중량%의 비율로 혼합되어 표층 골재 혼합물을 형성하는 공정을 포함하는 원재료 혼합공정; 상기 기층 골재 혼합물을 12 내지 19% 부피 가압율로 가압하는 1차성형공정과, 상기 표층 골재 혼합물을 상기 1차성형공정에서 가압된 기층 골재 혼합물에 12 내지 19% 부피 가압율로 가압하는 2차성형공정을 포함하는 골재 혼합물 성형공정; 상기 성형된 골재 혼합물을 양생하는 공정; 상기 양생된 골재를 제품 포장하는 공정을 포함한다.
또한, 본 발명은 입도 0.5 내지 7.5mm인 혼합골재가 30 내지 60중량%, 입도 0.5 내지 5.0mm인 천연골재가 10 내지 25중량%, 입도 0.5 내지 5.0mm인 재생골재가 10 내지 30중량%, 시멘트가 15 내지 25중량%의 비율로 혼합되어 혼합물을 형성하는 원재료 혼합공정; 상기 골재 혼합물을 12 내지 19% 부피 가압율로 가압하는 골재 혼합물 성형공정; 상기 성형된 골재 혼합물을 양생하는 공정; 상기 양생된 골재를 제품 포장하는 공정을 포함한다.
아울러, 본 발명은 상술한 투수성 콘크리트 블록 제조방법에 의해 제조된 투수성 콘크리트 블록을 포함한다.
첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 투수성 콘크리트 블록 제조방법의 블록도를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 제조방법에 의해 제작된 본 발명에 따른 투수성 콘크리트 블록의 사시도를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 쇄석 또는 모래를 포함하는 혼합골재, 시멘트, 안료 및 혼화재 등이 혼합된 기층 골재 혼합물(200)을 형성하고, 규사, 천연골재, 재생골재, 시멘트, 안료 및 혼화재 등이 혼합된 표층 골재 혼합물(100)을 형성하는 원재료 혼합공정과, 혼합된 골재 혼합물(100),(200)을 12 내지 19% 부피 가압율로 가압하는 골재 혼합물 성형공정과, 성형된 골재 혼합물(100),(200)을 양생하는 공정 및, 양생된 성형제품을 포장하는 공정을 포함한다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 상술한 제조방법에 의해 제조된 투수성 콘크리트 블록을 포함한다.
<제1공정: 원재료 혼합공정>
먼저, 기층 골재 혼합물(200)을 형성하기 위해서, 입도 3.0 내지 7.5mm인 쇄석 또는 모래(혼합골재), 입도 0.1 내지 3.0mm인 혼합골재(쇄석 또는 모래), 시멘트와, 안료 및, 혼화재를 준비한 후, 이들을 믹서에 투입하여 균일하게 혼합한다. 여기서, 골재 혼합물의 혼합비는 상기 입도 3.0 내지 7.5mm인 혼합골재(쇄석 또는 모래)가 45 내지 60중량%, 상기 입도 0.1 내지 3.0mm인 혼합골재(쇄석 또는 모래)가 15 내지 30중량%, 상기 시멘트가 15 내지 25중량%의 비율로 혼합되고, 여기에 안료 0.1 내지 5중량%, 혼화재 1 내지 3중량%가 선택적으로 첨가될 수 있다.
이러한 혼합비를 통해 제조된 본 발명의 투수성 콘크리트 블록은 골재와 골재 사이의 공극이 일정하게 유지됨에 따라 투수성이 향상되는 동시에 강도가 기준치 이상으로 유지될 수 있다. 이는 전체 혼합물에 대한 각각의 구성물 혼합비가 상 술한 혼합비를 초과하거나 미만인 경우, 투수성 콘크리트 블록의 투수성이 저하되거나 강도가 기준치 이하로 약해지기 때문이다.
한편, 표층 골재 혼합물(100)을 형성하기 위해서, 입도 0.5 내지 5.0mm인 규사와, 입도 0.5 내지 5.0mm인 천연골재와, 입도 0.5 내지 5.0mm를 갖는 재생골재 와, 시멘트와, 안료 및, 혼화재를 준비한 후, 이들을 믹서에 투입하여 균일하게 혼합한다.
이들 골재 혼합비는 입도 0.5 내지 5.0mm인 규사가 30 내지 60중량%, 입도 0.5 내지 5.0mm인 천연골재가 10 내지 25중량%, 입도 0.5 내지 5.0mm를 갖는 재생골재가 10 내지 30중량%, 시멘트가 15 내지 25중량%의 비율이 유지되도록 조절되며, 여기에 0.1 내지 5중량%의 안료와 1 내지 3중량%의 혼화재가 선택적으로 첨가될 수 있다.
이때, 전체 혼합물에 대한 각각의 구성물 혼합비가 상술한 혼합비를 초과하거나 미만인 경우, 투수성 콘크리트 블록의 투수성이 저하되거나 강도가 기준치 이하로 약해질 수 있다. 따라서, 상술한 혼합비를 만족하는 범위내에서 본 발명에 따른 투수성 콘크리트 블록이 제조되면, 투수성이 향상되는 동시에 강도가 기준치 이상으로 유지될 수 있다.
상기 표층 골재 혼합물의 천연골재는 백운석, 사문석, 칼라골재 및, 알루미늄 실리게이트 중 선택된 어느 하나 또는 그 이상이 포함되어 구성될 수 있고, 상기 재생골재는 동슬라그, 파쇄 유리, 파쇄 플라스틱 및, 파쇄 도자기, 파쇄 기와 중 선택된 어느 하나 또는 그 이상이 포함되어 구성될 수 있다.
또한, 상기 기층/표층 골재 혼합물에 사용되는 혼화재는 내구성 향상을 위한 AE제 및 단위 수량을 감소시키는 감수제가 사용될 수 있고, 이외에 수축 저감제, 응결시간 조정제, 방수제, 방청제, 등이 사용될 수 있으며, SBR, NBR, 아크릴계 수지, 에폭시수지 등의 천연 또는 합성 고무의 바인더가 사용될 수도 있다.
이렇게 일정 비율로 혼합된 기층 골재 혼합물(200) 및 표층 골재 혼합물(100)은 콘베이어와 같은 이송장치에 의해 가압 성형을 위한 성형기로 이동하게 된다.
<제2공정: 골재 혼합물 성형공정>
전기 공정에서 기층 골재 혼합물(200) 및 표층 골재 혼합물(100)이 성형기로 이송되면, 투수성 콘크리트 블록의 기층 형성을 위해 상기 기층 골재 혼합물(200)은 1차성형가공되고, 투수성 콘크리트 블록의 표층 형성을 위해 상기 표층 골재 혼합물(100)은 2차성형가공된다.
즉, 상기 1차성형가공에서는 기층 골재 혼합물(200)이 성형기의 성형틀에 투입된 후, 성형기의 가압판에 의해 상기 성형틀에 투입된 기층 골재 혼합물(200)을 12 내지 19% 부피 가압율로 가압하는 성형이 이루어진다.
이렇게 성형기의 형틀과 가압판에 의해 기층 골재 혼합물(200)의 1차성형가공이 완료되면, 1차성형가공에서 성형된 기층 골재 혼합물(200)과 전기 공정에서 이송된 표층 골재 혼합물(100) 사이에 2차성형공정이 이루어진다.
상기 2차성형공정에서는 상기 1차성형가공이 완료된 기층 골재 혼합물(200)의 성형틀에 표층 골재 혼합물(100)이 투입된 후, 상기 성형기의 가압판을 12 내지 19% 부피 가압율로 가압하는 성형이 이루어진다.
이때, 상기 기층 골재 혼합물(200)에 대한 상기 가압판의 부피 가압율이 12% 미만인 경우, 성형 가공된 투수성 콘크리트 블록의 강도가 기준치 이하로 저하될 수 있고, 반면에 상기 기층 골재 혼합물(200)에 대한 가압판의 부피 가압율이 19% 이상인 경우, 강도는 향상되나 투수성 기능이 현저히 저하될 수 있는 바, 상기 가압판에 의해 부피 가압율은 12 내지 19%로 유지되는 것이 바람직하다.
이렇게 성형된 투수성 콘크리트 블록은 200×100×60(mm), 200×100× 80(mm), 100×100×60(mm) 및 100×100×80(mm) 등의 다양한 치수 제작이 가능하다. 그러나 본 발명에 따른 투수성 콘크리트 블록은 이들 치수에 한정되지는 아니한다.
또한, 상기 부피 가압율은 가공 전 성형물의 부피에 대한 가공 후 성형물의 부피에 대한 변형비로 정의할 수 있다. 예를 들어, 100mm 두께의 성형물이 가압을 통해 80mm 두께(높이)의 성형물로 변형된다고 가정하면, 해당 성형물은 20% 부피 가압율에 의해 가압되었다고 할 수 있고, 80mm 두께(높이)의 성형물이 가압을 통해 72mm 두께의 성형물로 변형된다고 가정하면, 해당 성형물은 10% 부피 가압율에 의해 가압되었다고 할 수 있다. 이때, 나머지 인자 예컨대, 상기 두께(높이)를 제외한 성형물의 가로, 세로의 수치는 일정하다고 가정한다.
즉, 12 내지 19%의 부피 가압율로 60mm의 제품 높이를 갖는 투수성 콘크리트 블록을 생산하고자 하는 경우 성형틀에 투입되는 원재료 혼합물의 높이는 67 내지 72mm로 유지함으로써, 성형시 제조되는 투수성 콘크리트 블록의 치수를 미리 고려할 수 있는 것이다.
<제3공정: 골재 혼합물 양생공정>
전기 공정에서 가압 성형 공정이 완료된 골재 혼합물(100),(200)은 양생 가 공을 위해 양생실로 이동된다. 양생 공정에서는 양생실로 이동된 골재 혼합물(100),(200)을 일정 시간과 온도, 습도에 의해 양생되도록 한다. 예를 들어, 약 50도로 10시간 증기 양생하거나 대기 양생 후 약 30~50도로 기건 상태에서 해당 골재 혼합물을 건조시킬 수 있고, 이때, 양생온도의 급격한 변화는 제품 균열 및 강도 저하의 원인이 됨에 따라 양생시 급격한 온도 상승은 지양되어야 한다. 본 발명에 적용된 양생 공정은 콘크리트 블록을 양생하는 기능에 있어 종래 공지된 양생 공정과 동일하므로 이에 대한 상세 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명에서는 양생된 골재 혼합물(100),(200)을 쇼트 브라스트(shot blast)하는 후가공 공정이 더 포함될 수 있으며, 골재 혼합물(100),(200)의 표면에는 에폭시, 우레탄 또는 불포화수지 등을 살포됨으로써 해당 표면이 강화되도록 할 수도 있다.
<제4공정: 양생된 골재 포장공정>
전기공정에서 골재 혼합물(100),(200)에 대한 양생공정이 완료되면, 양생된 골재를 포장함으로써 투수성 콘크리트 블록의 제조공정은 완료된다.
구분 |
측정치 |
시험방법 |
휨강도(MPa) |
7.0, 7.1, 7.3 |
KSF 4419:2001 |
투수계수(㎝/sec) |
3.74×10-1 |
KSF 2322:2000 |
이하, 본 발명의 실시예에 따른 투수성 콘코리트 블록에 대해 구체적인 적용조건에 따른 시험 측정 결과를 다음과 같이 정리하였다.
도 3은 본 발명에 따른 투수성 콘크리트 블록 제조방법의 블록도를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 제조방법에 의해 제작된 본 발명에 따른 투수성 콘크리트 블록의 사시도를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 규사,쇄석,모래,천연골재,재생골재,시멘트, 안료 및 혼화재 등이 혼합된 골재 혼합물(300)을 형성하는 원재료 혼합공정과, 혼합된 골재 혼합물(300)을 12 내지 19% 부피 가압율로 가압하는 골재 혼합물 성형공정과, 성형된 골재 혼합물(300)을 양생하는 공정 및, 양생된 성형제품을 포장하는 공정을 포함한다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 상술한 제조방법에 의해 제조된 투수성 콘크리트 블록을 포함한다.
<제1공정: 원재료 혼합공정>
먼저, 입도 0.5 내지 7.5mm인 규사, 쇄석, 모래가 포함된 혼합골재, 입도 0.5 내지 5.0mm인 천연골재와, 입도 0.5 내지 5.0mm인 재생골재와, 시멘트와, 안료 및 혼화재를 준비한 후, 이들을 믹서에 투입하여 균일하게 혼합한다.
이들 골재 혼합물의 혼합비는 상기 입도 0.5 내지 7.5mm인 규사, 쇄석, 모래가 포함된 혼합골재가 30중량% 내지 60중량%, 상기 입도 0.5 내지 5.0mm인 천연골재가 10 내지 25중량%, 상기 입도 0.5 내지 5.0mm인 재생골재가 10 내지 30중량%, 상기 시멘트가 15 내지 25중량%의 비율이 유지되도록 조절되며, 안료 0.1 내지 5중량% 또는, 혼화재 1 내지 3중량%가 선택적으로 첨가될 수 있다. 여기서, 전체 혼합물에 대한 각각의 구성물 혼합비가 상술한 혼합비를 초과하거나 미만인 경우, 투수성 콘크리트 블록의 투수성이 저하되거나 강도가 기준치 이하로 약해질 수 있다.
또한 상기 골재 혼합물에 사용되는 천연골재는 백운석, 사문석, 칼라골재 및, 알루미늄 실리게이트 중 선택된 어느 하나 또는 그 이상을 포함하여 구성될 수 있고, 상기 재생골재는 동슬라그, 파쇄 유리, 파쇄 플라스틱 및 파쇄 도자기 파쇄 기와 중 선택된 어느 하나 또는 그 이상을 포함하여 구성될 수 있다.
이렇게 일정 비율로 혼합된 골재 혼합물은 콘베이어와 같은 이송장치에 의해 가압 성형을 위한 성형기로 이동하게 된다.
<제2공정: 골재 혼합물 성형공정>
전기 공정에서 골재 혼합물(300)이 이송되면, 투수성 콘크리트 블록 형성을 형성하기 위한 골재 혼합물(300)의 성형가공이 이루어진다.
상기 성형공정은 이송된 골재 혼합물(300)을 성형기의 성형틀에 투입하고, 상기 성형틀에 투입된 골재 혼합물(300)을 성형기의 가압판에 의해 12 내지 19% 부피 가압율로 가압 성형함으로써 완료된다.
이때, 상기 골재 혼합물(300)에 대한 가압판의 부피 가압율이 12% 미만인 경우 성형 가공된 투수성 콘크리트 블록의 강도가 기준치 이하로 저하될 수 있고, 상기 골재 혼합물(300)에 대한 가압판의 부피 가압율이 19% 이상인 경우 강도는 향상되나 투수성이 현저히 저하될 수 있다. 따라서, 상기 가압판에 의해 부피 가압율은 12 내지 19%로 유지되는 것이 바람직하다.
<제3공정: 골재 혼합물 양생공정>
전기 공정에서 가압 성형 공정이 완료된 골재 혼합물(300)은 양생 가공을 위해 양생실로 이동된다. 양생 공정에서는 양생실로 이동된 골재 혼합물(300)을 일정 시간과 온도, 습도에 의해 양생되도록 하는 바, 본 발명에 적용된 양생 공정은 콘 크리트 블록을 양생하는 기능에 있어 종래 공지된 양생 공정과 동일하므로 이에 대한 상세 설명은 생략하기로 한다.
다만, 본 발명에서는 성형된 골재 혼합물(300)을 쇼트 브라스트(shot blast)하는 후가공 공정이 더 포함될 수 있으며, 골재 혼합물(300)의 표면에 에폭시, 우레탄 또는 불포화수지 등을 살포하여 골재 혼합물(300)의 표면이 강화되도록 할 수도 있다.
<제4공정: 양생된 골재 포장공정>
전기공정에서 골재 혼합물(300)에 대한 양생공정이 완료되면, 양생된 골재를 포장함으로써 투수성 콘크리트 블록의 제조공정은 완료된다.
구분 |
측정치 |
시험방법 |
휨강도(MPa) |
5.3, 5.1, 5.2 |
KSF 4419:2001 |
투수계수(㎝/sec) |
3.26×10-1 |
KSF 2322:2000 |
이하, 본 발명의 실시예에 따른 투수성 콘코리트 블록에 대해 구체적인 적용조건에 따른 시험 측정 결과를 다음과 같이 정리하였다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 투수성 콘크리트 블록 제조방법의 경우 골재 혼합물을 12 내지 19% 부피 가압율로 가압하여 성형제품의 골재와 골재 사이의 공극을 일정하게 유지함으로써 투수성을 향상시키고 제품의 강도를 기준치 이상으로 유지할 수 있다는 장점이 있다. 이로써, 투수성을 높이기 위해서 공극율을 높이면 강도와 내구성이 떨어지고, 강도를 높이기 위해서 공극율을 적게 하면 투수가 잘 이루어지지 않게 된다는 종래 기술의 문제를 본 발명은 해결할 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청 구범위에 의해 제공되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 자명할 것이다.