KR100875149B1

KR100875149B1 - 황토건축재 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100875149B1
Application number: KR1020080041945A
Authority: KR
Inventors: 근 호 이; 이영수
Original assignee: 근 호 이
Priority date: 2008-05-06
Filing date: 2008-05-06
Publication date: 2008-12-22

Abstract

본 발명은, 6∼14%중량의 수분 함유하며 80∼120메쉬의 입도를 갖는 무독성 점질성 황토 20∼30중량%, 80∼100메쉬의 입도를 갖는 마사토 30∼45중량%, 100메쉬이상을 통과한 입도의 백토재질 파우더 15∼25중량%, SiO₂, CaO, Al₂O₃ 성분을 포함한 고화제 8∼15중량%를 혼합하여서 된 재료혼합물에 물을 첨가 혼합하고 성형하여서 토목용이나 건축용 황토블록, 황토몰탈과 같은 황토건축재를 구성하여서 일반 시멘트블록과 유사한 강도의 내구성을 갖으면서도 거의 무독성인 장점이 있다.

황토블록, 황토몰탈, 내구성, 무독성

Description

황토건축재 및 그 제조방법{OCHER CONSTRUCITION MATERIALS AND MANUFACTURE METHOD THEREOF}

본 발명은 황토로 된 건축재에 관한 것으로, 특히 재활용가능하고 친환경적이며 인체 무해한 황토벽돌 및 황토몰탈을 포함한 황토건축재와 그 제조방법에 관한 것이다.

기존 시멘트벽돌이나 시멘트몰탈과 같은 건축재의 경우에는 인체 유해한 물질이 포함되어 있으므로 발암물질을 발생시키고 아토피를 유발시키는 등 사람들에게 환경적으로 해를 끼치고 있다. 요즈음에는 생활수준이 향상되고 또 쾌적한 주거환경이 강조되면서 벽돌이나 몰탈과 같은 건축용 자재들이 시멘트와 같은 단순한 마감재료에서 탈피하여서 친환경적인 황토성분 재료를 활용하기에 이르렀다.

황토성분 재료를 이용하는 건축용 자재들의 대표적 일 예로서 황토벽돌이나 황토몰탈은 다양한 방법으로 제조되고 또 건축물 시공에 이용되고 있다. 그중 황토벽돌의 경우 내구성 강화를 위해서는 대부분이 높은 온도에서 황토벽돌을 가열소성하여서 벽돌제품을 생산하게 되는데, 이렇게 높은 온도로 소성해서 생산한 황토벽 돌은 본래의 흙성질이 상실됨과 동시에 세라믹화되어진다. 이렇게 세라믹화된 황토벽돌은 재활용될 수가 없어 폐기물로 남게 되는 단점이 있으며, 또 완성벽돌에 균열 발생이나 부분 파손이 있게되면 날카로운 엣지가 생겨 인체를 손상시킬 수도 있다.

황토벽돌을 생산하는 다른 방법으로 황토벽돌을 높은 온도로 굽지 않지 않는 대신 주원료인 황토에 시멘트성분을 첨가시켜 주어서 내구성을 강화시킨 황토벽돌이 있다. 하지만 이렇게 제조한 황토벽돌은 황토 주성분에 포함된 시멘트성분으로부터 유해물질이 발생되는 단점이 있다.

한편 기존 황토몰탈의 경우에는 황토주성분에 시멘트성분을 첨가하므로 시공 황토몰탈로부터 유해물질이 발생되어지는 단점이 있으며, 시공시 몰탈의 늦게 굳는 현상이나 시공후 황토몰탈이 크랙이 발생하는 문제 등이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 재활용가능하고 친환경적이며 인체 무해한 황토 건축재 및 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 가열소성이나 시멘트와 같은 인체 유해물질없이도 내구성이 높은 황토건축재를 제조하는 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 황토건축재에 있어서, 6∼14중량%의 수분 함유하며 80∼120메쉬의 입도를 갖는 무독성 점질성 황토 20∼30중량%, 80∼100메쉬의 입도를 갖는 마사토 30∼45중량%, 100메쉬이상을 통과한 입도의 백토재질 파우더 15∼25중량%, SiO₂, CaO, Al₂O₃ 성분을 포함한 고화제 8∼15중량%를 혼합하여서 된 재료혼합물에 물을 첨가 혼합하고 성형하여서 구성함을 특징으로 한다.

본 발명은 가열소성없이도 일반 시멘트벽돌만큼의 내구성을 갖는 황토벽돌 등과 같은 황토건축재를 구현한 장점이 있으며, 또 황토를 가열소성하지 않는 대신 혼합반죽 및 가압성형하여 생산하므로 폐기시 황토건축재의 파쇄 및 재활용가능한 장점도 있다. 또한 인체에 유해한 발암물질 등의 성분이 없는 대신 오히려 몸에 이 로운 원적외선발생, 음이온 생성, 항균성 등을 갖고 있어 친환경적인 이점도 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

본 발명의 황토벽돌과 황토몰탈과 같은 황토건축재는 인체에 유해한 재료성분을 거의 사용하지 않으며 또 가열 소성없이도 일반 시멘트벽돌 만큼이나 그 이상의 내구성을 갖도록 하는 구성적 특징이 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 황토건축재의 대표적인 일예로는 황토벽돌과 황토몰탈 등이 있으며, 상기 황토벽돌에는 건축용과 토목용 황토벽돌로 구분될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라 황토벽돌이나 황토몰탈 등의 황토건축재에 공통적으로 포함하는 주재료들로는 황토, 마사토, 고화제, 백토재질 파우더가 있으며, 황토건축재의 구체용도에 따라서 보조 재료들이 더 첨가된다. 예를 들어, 황토건축재의 황토벽돌중의 토목용 황토벽돌(인터로킹)을 제조 시에는 상기 주재료들에 보조재료로서 규사를 더 첨가하게 되며, 황토건축재의 황토벽돌중의 건축용 황토벽돌을 제조 시에는 상기 주재료들에 보조재료로서 맥반석을 더 첨가하게 된다.

본 발명의 황토건축재에 포함되는 주재료 성분들에 대해서 보다 상세하게 설명하면 하기와 같다.

(1) 황토

본 발명의 실시 예의 주재료로 사용되는 황토는 독성유무를 분별해서 무독성 황토를 채취하는 것이 바람직하다. 또 상기 무독성 황토중에서도 수분이 6∼14중량%를 함유한 점질성 황토를 사용하며 또 그 점질성 황토를 파쇄하여서 80∼120메쉬(mesh)의 입도를 갖는 황토를 사용한다.

상기 황토의 독성유무는 황토에 비소, 구리, 카드뮴, 크롬, 납, 수은 등과 같은 독성성분이 기준설정량 이하로 포함되어 있는지를 분석하여 분별한다. 예컨대, 비소는 6mg/kg이하, 구리는 50mg/kg이하, 카드듐은 1.5mg/kg이하, 크롬은 4mg/kg이하, 납은 100mg/kg이하, 수은 4mg/kg이하가 상기의 '기준설정량 이하'가 될 수 있다. 상기 점질성 황토의 입도범위 80∼120메쉬에서, 상기 80메쉬(mesh)도 통과하지 못하는 큰 황토입자이면 그 강도가 약해지게 되고, 상기 점질성 황토의 입도가 상기 120메쉬도 통과하는 고운 입자이면 흡습으로 인해 제품 내충격성이 저하되고 또 수분흡수 후의 배출성이 떨어지고 성형성도 떨어진다. 그러므로 상기 점질성 황토는 80∼120메쉬(mesh)의 입도범위내에 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 적용한 황토는 일반적인 황토와 마찬가지로 원적외선과 음이온을 방출하며 보온 및 단열효과도 있다. 황토에서 방출되는 원적외선은 혈액순환과 노폐물배출을 촉진하여 건강을 증진시시켜, 방출 음이온은 각종 오염에 의해 생활환경에서 야기된 양이온을 흡착 및 중화시켜주어서 그 생활환경을 쾌적하게 해준다.

(2) 마사토

본 발명의 마사토는 유해성분을 포함하지 않으면서도 황토에 강성을 부여하고 균열방지하기 위한 용도로 사용되며, 본 발명의 실시 예에서는 바람직하게 80∼100메쉬(mesh)의 입도범위를 갖는다.

(3) 백토재질 파우더

본 발명의 백토재질 파우더는 본 발명에 사용되는 재료들을 서로 융합시켜주는 역할을 담당하는 미분으로서, 재료 상호간의 융합이 용이하도록 하기 위해서 100메쉬 이상을 통과하는 고운 입자를 갖도록 하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 300메쉬 이상을 통과하는 고운입자를 갖는 것이 좋다. 백토는 그 표면에서 물질을 흡착하는 물리적 특성이 있으며 그 주원료가 카올리나이트와 할로이사이트이다. 본 발명에서는 백토를 구성하는 카올리나이트 원료성분이 10∼25중량%를 갖도록 하는 것이 바람직하다. 백토는 일반적으로 주로 도자기를 만드는데와 한방의 약재로 사용되어진다.

(4) 고화제

본 발명의 고화제는 가열소성 없이도 황토벽돌이나 황토몰탈의 강도를 시멘트벽돌이나 시멘트몰탈만큼 갖도록 해주는 기능을 하는 분말로서 무독성이다. 본 발명의 고화제는 SiO₂, CaO, Al₂O₃를 주성분으로 하며 물이나 수분을 흡수하면서 경화되는 성질을 갖는다. 본 발명의 고화제는 독성성분들인 납, 구리, 비소, 수은, 카드뮴, 육가크롬화합물, 시안화합물 등이 포함되어 있지 않다.

[제1 실시예]

먼저 본 발명의 황토 건축재의 제1 실시 예로서 토목용 황토벽돌 즉, 인터로킹의 제조방법에 대해서 상세히 설명한다.

토목용 황토벽돌을 제조함에 있어, 상기한 주재료들인 황토 20∼30중량%, 마사토 10∼30중량%, 백토재질 파우더 15∼25중량%, 고화제 8∼15중량%와 함께 보조재료인 규사(모래) 13∼33중량%를 첨가시켜 전체 혼합하여 토목용 황토벽돌을 위한 재료혼합물을 얻는다. 상기 보조재료인 규사(모래)는 마사토와 마찬가지로 강성부여와 함께 균열방지기능을 하며 오히려 상기 마사토보다 상대적으로 더 큰 강성부여와 균열방지기능을 하지만, 규사내에 철분과 독성이 다소 포함하고 있기에 마사토와 함께 사용되어진다. 규사에 포함된 철분이나 다소의 독성물질은 토목용 황토벽돌 특성상 개방환경인 실외에 포장되므로 인체에 큰 해를 끼치지 않는다.

상기와 같이 본 발명의 토목용 황토벽돌 제조에 있어서는 황토, 마사토, 백토재질 파우더, 고화제, 규사를 섞어서 재료혼합물을 얻는다.

정리해서 다시 설명하면, 본 발명의 토목용 황토벽돌을 제조함에 있어, 바람직하게 무독성이고 6∼14중량%의 수분 함유하며 80∼120메쉬의 입도를 갖는 점질성황토 20∼30중량%, 80∼100메쉬의 입도를 갖는 마사토 10∼30중량%, 100메쉬 이상을 통과한 입도의 백토재질 파우더 15∼25중량%, SiO₂, CaO, Al₂O₃ 성분을 포함한 고화제 8∼15중량%, 규사(모래) 13∼33중량%를 혼합하여서 재료혼합물을 얻는다.

그 후 그 얻어진 재료혼합물에 물을 첨가하되 전체재료 체적의 9∼12%가 되도록 첨가하고 믹싱하여서 반죽물을 만들고 벽돌성형틀에 부어서 진동시키면서 압축성형한다. 만일 물이 전체 원재료 체적의 12%를 넘게되면 성형후 배가 삐져나오거나 재료반죽이 흘러 내릴 수 있고, 물이 전체 원재료 체적의 9%미만이면 재료들 간의 결합이 잘되지 않아 모래알처럼 부스러질 수 있다.

벽돌성형틀에서 압축성형한 벽돌은 음지환경에서 양생을 하되 거의 하루정도만에 양생이 이루어진다. 음지환경에서 양생을 하는 것은 양생 벽돌에서 수분이 천천히 증발되도록 하기 위한 조치로서 빠른 수분증발에 따른 기폭현상으로 벽돌에 균열이 생기는 것을 사전 방지해준다.

상기와 같이 제조된 토목용 황토벽돌은 시멘트벽돌만큼의 강도를 갖는 내구성 있는 제품이 되었으며, 독성이 거의 없는 친환경적인 벽돌이 되었다.

본원출원 발명자들이 한국건자재 시험연구원에 의뢰하여 실험해 본 결과, 8일정도 양생한 토목용 황토벽돌의 압축강도는 27∼36N/mm²로서 일반 시멘트벽돌에서 요구하는 압축강도 22N/mm²를 훨씬 초과하는 압축강도를 나타냈으며, 흡수율은 9∼11%이 되었다. 그리고, 후술될 건축용 황토벽돌이나 황토몰탈의 압축강도도 상기한 압축강도 27∼36N/mm²정도나 약간 하향된 강도값을 가질 수 있지만 일반 시멘트벽돌에서 요구하는 압축강도 22N/mm²를 충분히 상회하는 압축강도를 갖는다.

본 발명에서 상기한 토목용 황토벽돌 및 후술될 건축용 황토벽돌, 황토몰탈을 포함한 황토건축재를 구성하는 재료들의 중량비 범위는 일반 시멘트벽돌에서 요구하는 압축강도 22N/mm²를 상회하며 바람직하게는 상기한 압축강도 27∼36N/mm²와 유사한 압축강도에 속할 수 있도록 비율 선정된 것임을 이해하여야 한다.

[제2 실시예]

다음으로 본 발명의 황토 건축재의 제2 실시 예로서 건축용 황토벽돌의 제조방법에 대해서 상세히 설명한다.

건축용 황토벽돌을 제조함에 있어, 상기한 주재료들인 황토 20∼30중량%, 마사토 10∼30중량%, 백토재질 파우더 15∼25중량%, 고화제 8∼15중량%와 함께 보조재료인 30∼120메쉬의 맥반석(또는/및 옥)을 13∼33중량%를 첨가시켜 전체 혼합하여 건축용 황토벽돌을 위한 재료혼합물을 얻는다. 상기 보조재료인 맥반석(또는/및 옥)은 기능성 재질이며 아울러 강성부여와 함께 균열방지기능도 함께 한다. 맥반석은 다공들이 형성되어 있어 흡착성이 강하고 무기염류 함유로 인해 유해금속 제거기능도 하며 원적외선도 방출한다.

상기와 같이 본 발명의 건축용 황토벽돌 제조에서는 황토, 마사토, 백토재질 파우더, 고화제, 맥반석(또는/및 옥)를 섞어서 재료혼합물을 얻는다.

정리해서 다시 설명하면, 본 발명의 건축용 황토벽돌을 제조함에 있어, 바람직하게 무독성이고 6∼14중량%의 수분 함유하며 80∼120메쉬의 입도를 갖는 점질성황토 20∼30중량%, 80∼100메쉬의 입도를 갖는 마사토 10∼30중량%, 100메쉬 이상을 통과한 입도의 백토재질 파우더 15∼25중량%, SiO₂, CaO, Al₂O₃ 성분을 포함한 고화제 8∼15중량%, 맥반석(또는/및 옥) 13∼33중량%를 혼합하여서 재료혼합물을 얻는다.

그 후 그 얻어진 재료혼합물에 물을 첨가하되 전체재료 체적의 9∼12%가 되도록 첨가하고 믹싱하여서 반죽물을 만들고 벽돌성형틀에 부어서 압축성형한다. 상 기 압축성형한 벽돌은 음지환경에서 양생을 하되 거의 하루정도만에 양생이 거의 이루어지며, 건축용 황토벽돌로서 제조완성된다.

상기와 같이 제조된 건축용 황토벽돌은 시멘트벽돌만큼의 강도를 갖는 내구성 있는 제품이 되었으며, 독성이 거의 없는 친환경적인 벽돌이 되었다.

[제3 실시예]

본 발명의 황토 건축재의 제3 실시 예에서는 토목용 벽돌에 보조재료로 사용되었던 규사나 건축용 황토벽돌에 보조재료로 사용되었던 맥반석 없이도 황토건축재를 제조한 것이다. 이때에는 마사토의 비중을 제1, 및 제2 실시예보다 좀 더 늘리면 된다.

요컨대, 본 발명의 황토 건축재를 제조함에 있어, 바람직하게 무독성이고 6∼14중량%의 수분 함유하며 80∼120메쉬의 입도를 갖는 점질성 황토 20∼30중량%, 80∼100메쉬의 입도를 갖는 마사토 30∼45중량%, 100메쉬 이상을 통과한 입도의 백토재질 파우더 15∼25중량%, SiO₂, CaO, Al₂O₃ 성분을 포함한 고화제 8∼15중량%를 혼합하여서 재료혼합물을 얻고, 그후 그 얻어진 재료혼합물에 물을 첨가하되 전체재료 체적의 9∼12%가 되도록 첨가하고 믹싱하여서 반죽물을 만들고 벽돌성형틀에 부어서 압축성형한다.

그 다음에는 상기 압축성형한 벽돌은 음지환경에서 양생을 하되 거의 하루정도만에 양생이 거의 이루어지며, 본 발명의 황토건축재로서 제조완성된다.

[제4 실시예]

본 발명의 황토 건축재의 제4 실시 예로서 건축용 황토벽돌의 재료들을 이용해서 황토몰탈을 시공 성형할 수 있다.

황토몰탈을 제조함에 있어, 바람직하게 무독성이고 6∼14중량%의 수분 함유하며 80∼120메쉬의 입도를 갖는 점질성황토 20∼30중량%, 80∼100메쉬의 입도를 갖는 마사토 10∼30중량%, 100메쉬 이상을 통과한 입도의 백토재질 파우더 15∼25중량%, SiO₂, CaO, Al₂O₃ 성분을 포함한 고화제 8∼15중량%, 맥반석(또는/및 옥) 13∼33중량%를 혼합하여서 재료혼합물을 얻는다.

그 후 그 얻어진 재료혼합물에 물을 첨가하되 전체재료 체적의 9∼12%가 되도록 첨가하고 믹싱하여서 반죽물을 만들고, 그후 그 반죽물로 시공할 벽에 몰탈처리로 황토몰탈을 성형하고 음지양생을 하면 된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 황토건축재는 황토벽돌이나 황토몰탈 등으로 제조시에 가열 소성하지 않아도 되며 그럼에도 불구하고 일반 시멘트벽돌만큼이나 그 이상의 내구성을 갖음과 동시에 유해물질의 방출은 거의 없어서 매우 친환경적인 제품이 된다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

본 발명의 황토를 이용한 건축에 이용할 수 있다.

Claims

황토건축재에 있어서,

6∼14중량%의 수분 함유하며 80∼120메쉬의 입도를 갖는 무독성 점질성 황토 20∼30중량%, 80∼100메쉬의 입도를 갖는 마사토 10∼30중량%, 100메쉬이상을 통과한 입도의 백토재질 파우더 15∼25중량%, SiO₂, CaO, Al₂O₃ 성분을 포함한 고화제 8∼15중량%, 규사 13∼33중량%를 혼합하여서 된 재료혼합물에 물을 첨가 혼합하고 벽돌성형 및 양생하여서 토목용 황토벽돌이 되도록 구성함을 특징으로 하는 황토건축재.
황토건축재에 있어서,

6∼14중량%의 수분 함유하며 80∼120메쉬의 입도를 갖는 무독성 점질성 황토 20∼30중량%, 80∼100메쉬의 입도를 갖는 마사토 10∼30중량%, 100메쉬이상을 통과한 입도의 백토재질 파우더 15∼25중량%, SiO₂, CaO, Al₂O₃ 성분을 포함한 고화제 8∼15중량%, 맥반석 13∼33중량%를 혼합하여서 된 재료혼합물에 물을 첨가 혼합하고 벽돌성형 및 양생하여서 건축용 황토벽돌이 되도록 구성함을 특징으로 하는 황토건축재.
황토건축재에 있어서,

6∼14중량%의 수분 함유하며 80∼120메쉬의 입도를 갖는 무독성 점질성 황토 20∼30중량%, 80∼100메쉬의 입도를 갖는 마사토 30∼45중량%, 100메쉬이상을 통과한 입도의 백토재질 파우더 15∼25중량%, SiO₂, CaO, Al₂O₃ 성분을 포함한 고화제 8∼15중량%를 혼합하여서 된 재료혼합물에 물을 첨가 혼합하고 성형하여서 구성함을 특징으로 하는 황토건축재.
황토건축재에 있어서,

6∼14중량%의 수분 함유하며 80∼120메쉬의 입도를 갖는 무독성 점질성 황토 20∼30중량%, 80∼100메쉬의 입도를 갖는 마사토 10∼30중량%, 100메쉬이상을 통과한 입도의 백토재질 파우더 15∼25중량%, SiO₂, CaO, Al₂O₃ 성분을 포함한 고화제 8∼15중량%, 맥반석 13∼33중량%를 혼합하여서 된 재료혼합물에 물을 첨가 혼합하여 몰탈처리하여서 황토몰탈이 성형되도록 구성함을 특징으로 하는 황토건축재.
황토건축재 제조방법에 있어서,

6∼14중량%의 수분 함유하며 80∼120메쉬의 입도를 갖는 무독성 점질성 황토 20∼30중량%, 80∼100메쉬의 입도를 갖는 마사토 10∼30중량%, 100메쉬이상을 통과한 입도의 백토재질 파우더 15∼25중량%, SiO₂, CaO, Al₂O₃ 성분을 포함한 고화제 8∼15중량%, 규사 13∼33중량%를 혼합하여서 재료혼합물을 얻고, 상기 재료혼합물에 물을 첨가 혼합하고 벽돌성형 및 양생하여서 토목용 황토벽돌을 제조함을 특징으로 하는 황토건축재 제조방법.
황토건축재 제조방법에 있어서,

6∼14중량%의 수분 함유하며 80∼120메쉬의 입도를 갖는 무독성 점질성 황토 20∼30중량%, 80∼100메쉬의 입도를 갖는 마사토 10∼30중량%, 100메쉬이상을 통과한 입도의 백토재질 파우더 15∼25중량%, SiO₂, CaO, Al₂O₃ 성분을 포함한 고화제 8∼15중량%, 맥반석 13∼33중량%를 혼합하여서 재료혼합물을 얻고, 상기 재료혼합물에 물을 첨가 혼합하고 벽돌성형 및 양생하여서 건축용 황토벽돌을 제조함을 특징으로 하는 황토건축재 제조방법.
황토건축재 제조방법에 있어서,

6∼14중량%의 수분 함유하며 80∼120메쉬의 입도를 갖는 무독성 점질성 황토 20∼30중량%, 80∼100메쉬의 입도를 갖는 마사토 30∼45중량%, 100메쉬이상을 통과한 입도의 백토재질 파우더 15∼25중량%, SiO₂, CaO, Al₂O₃ 성분을 포함한 고화제 8∼15중량%를 혼합하여서 재료혼합물을 얻고, 상기 재료혼합물에 물을 첨가 혼합하고 성형하여서 황토벽돌 및 황토몰탈을 포함하는 황토건축재를 제조함을 특징으로 하는 황토건축재 제조방법.