KR100948196B1

KR100948196B1 - 컬러 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장방법

Info

Publication number: KR100948196B1
Application number: KR1020090003879A
Authority: KR
Inventors: 김재호
Original assignee: 김재호
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2010-03-17

Abstract

개시된 컬러 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장방법은, 시멘트 10 ~ 16중량%, 잔골재 38 ~ 42중량%, 굵은 골재 39 ~ 43중량%, 잔량의 물로 구성된 주콘크리트조성물 100중량부에 대하여, 폴리머 91 ~ 94중량%, 계면활성제 1 ~ 4중량%, 유화제 1 ~ 4중량%, 규산염화합물 4 ~ 7중량% 로 구성된 강화제 0.2 ~ 0.5중량부와, 안료 0.3 ~ 0.5중량부, 혼화제 0.1 ~ 0.2중량부를 혼합하여 이루어진다.

이와 같은, 컬러 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장방법은, 주콘크리트 조성물에 강화제가 포함되어, 도로를 포장한 상태에서 그 강도가 매우 높게 된다, 더불어, 컬러 콘크리트 조성물 제조시 안료를 투입하여 색상이 발현된 상태에서 도로에 포설되어 도로를 포장한 상태에서 착색이 적어 유지비용이 적게 소요된다.

Description

컬러 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장방법{Road paving material composition and Road paving method using the same}

본 발명은 컬러 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다짐된 지반 상부에 도포되는 컬러 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장방법에 관한 것이다.

일반적으로 아스팔트 포장은 차량 통행시 소음이 적고 유연성이 있는 장점은 있으나, 고온 유동성 때문에 여름철에는 도로의 강직성이 떨어지고 아스팔트가 갖는 물성의 한계로 인해 소성변형, 마모, 내구성 약화 등의 문제를 안고 있다. 또한, 안료를 첨가하여 칼라 포장을 실시한 경우에도 암적색 등의 어두운 색상밖에 연출할 수 없어 색상 표현에 한계가 있다.

한편, 시멘트를 이용하는 콘크리트는 상기 아스팔트에 비해 강도는 강하나, 시공된 지반이 점성토이거나 유기성분을 함유하고 있으면 도포가 어려운 문제점이 있다. 더불어, 상기 시멘트의 급격한 수하반응으로 크랙이 발생함과 더불어 상기 아스팔트에 비해 유연성이 적은 문제점이 있다.

본 발명은, 강도가 우수함과 더불어 색상 표현이 용이한 컬러 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 시멘트 10 ~ 16중량%, 잔골재 38 ~ 42중량%, 굵은 골재 39 ~ 43중량% 및 잔량의 물로 구성된 주콘크리트조성물 100중량부에 대하여, 폴리머 91 ~ 94중량%, 계면활성제 1 ~ 4중량%, 유화제 1 ~ 4중량% 및 규산염화합물 4 ~ 7중량% 로 구성된 강화제 0.2 ~ 0.5중량부와, 안료 0.3 ~ 0.5중량부 및, 혼화제 0.1 ~ 0.2중량부를 혼합하여 이루어진 컬러 콘크리트 조성물을 제공한다.

이때, 상기 폴리머는, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트 및, 아크릴로니트릴로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 하나 이상의 화합물일 수 있다.

그리고, 상기 안료는, 산화철, 수산화철, 산화크롬, 나트륨알루미노실리케이트, 산화티탄, 프탈로시아닌블루, 아조피그먼트 및, 톨루이딘레드 중 선택된 어느하나 또는 하나 이상일 수 있다.

그리고, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 시멘트 10 ~ 16중량%, 잔골재 38 ~ 42중량%, 굵은 골재 39 ~ 43중량% 및 잔량의 물로 구성된 주콘크리트조성물 100중량부에 대하여, 폴리머 91 ~ 94중량%, 계면활성제 1 ~ 4중량%, 유화제 1 ~ 4중량% 및, 규산염화합물 4 ~ 7중량% 로 구성된 강화제 0.2 ~ 0.5중량부와; 안료 0.3 ~ 0.5중량부; 및, 혼화제 0.1 ~ 0.2중량부를 혼합하여 이루어진 컬러 콘크리트 조성물을 준비하는 단계와; 포장을 실시할 도로를 다지는 도로 다짐 단계와; 상기 컬러 콘크리트 조성물을 상기 도로에 포설 미장하는 단계와; 상기 도로에 포설된 상기 컬러 콘크리트 조성물을 양생하는 단계를 포함하는 컬러 콘크리트 조성물을 이용한 도로포장방법을 제공한다.,

이때, 상기 도로에 상기 컬러 콘크리트 조성물을 포설한 후에는, 상기 도로에 포설된 상기 컬러 콘크리트 조성물 상면에 상기 컬러 콘크리트 조성물을 재포설한 후 다짐하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 컬러 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 도로포장방법은, 주콘크리트 조성물에 강화제가 포함되어, 도로를 포장한 상태에서 그 강도가 매우 높게 된다, 더불어, 컬러 콘크리트 조성물 제조시 안료를 투입하여 색상이 발현된 상태에서 도로에 포설되어 도로를 포장한 상태에서 착색이 적어 유지비용이 적게 소요된다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 콘크리트 조성물의 실물사진이다. 이러한, 상기 컬러 콘크리트 조성물은, 주콘크리트조성물, 강화제, 안료, 혼화제를 포함하고 있다.

상기 주콘크리트조성물은 지반의 상부에 포설되어 도로가 되는 주성분이다. 이러한, 상기 주콘크리트조성물은 시멘트, 잔골재, 굵은 골재, 물을 포함한다. 여기서, 상기 주콘크리트조성물은 시멘트 10 ~ 16중량%, 잔골재 38 ~ 42중량%, 굵은골재 39 ~ 43중량%, 잔량의 물로 구성된다. 여기서, 상기 시멘트는 포틀랜드시멘트, 혼합시멘트, 제트시멘트, 백색시멘트 등의 공지의 시멘트에서 선택되는 적어도 어느 하나의 시멘트를 사용한다. 이때, 상기 백색시멘트를 사용할 경우, 이후 상기 안료를 혼합시 색상발현이 뛰어나게 된다. 그리고, 상기 잔골재는 자연모래와 암석이나 자갈 등을 깨어 얻어진 부순 모래 또는 이들의 혼합물을 말하며, KS F 2357 규격에 적합한 것을 사용한다. 그리고, 상기 굵은 골재는 단단하고, 강하고, 내구적이며, 부착물이 없어야 하고, 점토나 실트 그 밖의 해로운 물질이 함유되어 있지 않은 것으로 KS F 2357 규격에 적합한 것이어야 한다. 여기서, 상기 굵은 골재를 상기 잔골재에 비해 상대적으로 많이 사용하는 이유는 골재의 맞물림을 좋게 하기 위함이다.

상기 강화제는 상기 주콘크리트조성물의 안정성 및 강도를 높인다. 이러한, 상기 강화제는 상기 주콘트리트조성물 100중량부에 대하여 0.2 ~ 0.5중량부 포함된다. 여기서, 상기 강화제는 폴리머 91 ~ 94중량%, 계면활성제 1 ~ 4중량%, 유화제 1 ~ 4중량%, 규산염화합물 4 ~ 7중량% 로 구성된다.

상기 폴리머는, 상기 시멘트와 잔골재 및 굵은골재 사이에 결합 고리를 만들어주면서 상기 시멘트 기능을 보강하는 접착제 역할을 한다. 이러한, 상기 폴리머는, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 메틸메타클릴레 이트, 에틸메타크릴레이트, 아크릴로니트릴로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 화합물이 사용된다.

그리고, 상기 유화제는, 상기 폴리머가 수분 속에서 골고루 분산할 수 있게 한다. 이러한, 상기 유화제는 자체 수분을 끌어내는 역할을 함으로써, 이후 상기 컬러 콘크리트 조성물이 상기 도로에 양생되면, 최대한 물 침투 억지력을 발휘하게 된다.

그리고, 상기 계면활성제는, 술폭시폴리에틸렌글리콜알릴에테르, 술폭시폴리프로필렌글리콜알릴에테르, 술폭시폴리부틸렌글리콜알릴에테르, 술폭시폴리에틸렌글리콜2-부테닐에테르, 술폭시폴리프로필렌글리콜2-부테닐에테르, 술폭시폴리부틸렌글리콜2-부테닐에테르, 술폭시폴리에틸렌글리콜3-부테닐에테르, 술폭시폴리프로필렌글리콜3-부테닐에테르, 술폭시폴리부틸렌글리콜3-부테닐에테르, 술폭시폴리에틸렌글리콜3-펜테닐에테르, 술폭시폴리프로필렌글리콜3-펜테닐에테르 및 술폭시폴리부틸렌글리콜3-펜테닐에테르로 이루어진 군에서 선택된 술폭시폴리알킬렌글리콜알릴에테르류; 술폭시폴리에틸렌글리콜(3-비닐-5-메틸)페닐에테르, 술폭시폴리프로필렌글리콜(3-비닐-5-메틸)페닐에테르, 술폭시폴리부틸렌글리콜(3-비닐-5-메틸)페닐에테르, 술폭시폴리에틸렌글리콜(3-비닐-5-에틸)페닐에테르, 술폭시폴리프로필렌글리콜(3-비닐-5-에틸)페닐에테르, 술폭시폴리부틸렌글리콜(3-비닐-5-에틸)페닐에테르, 술폭시폴리프로필렌글리콜(3-프로페닐-5-프로필)페닐에테르, 술폭시폴리부틸렌글리콜(3-프로페닐-5-프로필)페닐에테르, 술폭시폴리에틸렌글리콜(3-프로페닐-5-부틸)페닐에테르, 술폭시폴리프로필렌글리콜(3-프로페닐-5-부틸)페닐에테르 및 술 폭시폴리부틸렌글리콜(3-프로페닐-5-부틸)페닐에테르로 이루어진 군에서 선택된 술폭시폴리알킬렌글리콜알킬비닐페닐에테르류; 나트륨 도데실벤젠 설포네이트; 나트륨 라우레이트; 폴리옥시에틸렌 노닐페닐에테르(polyoxyethylene nonylphenylether); 및 노닐페놀 에톡시화된 인산염 에스테르(nonylphenolethoxylated phosphate ester)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 화합물일 수 있다. 여기서, 상기 계면활성제는 무기물과 유기물의 배합이 용이하게 이루어지게 한다. 이러한, 상기 계면활성제가 상기 범위를 벗어나 과량으로 첨가되면, 제조되는 상기 컬러 콘크리트 조성물의 안정성이 저하되게 되며, 상기 범위를 벗어나 소량 첨가되면, 구성물의 배합이 용이하게 되지 못하는 문제가 발생하게 된다.

상기 규산염화합물은, 규산나트륨, 규산칼륨, 규산소다칼륨으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 혼합물이 이용된다. 여기서, 상기 규산염화합물에는 물을 혼합할 수도 있다. 이때, 상기 규산염화합물 30 ~ 40중량%, 물 60 ~ 70중량%로 혼합 구성된다. 이러한, 상기 규산염화합물을 상기 주콘크리트조성물에 첨가함으로써, 보다 견고하고 내충격과 내마모성이 높은 컬러 콘크리트 조성물을 제조할 수 있으며, 시공한 상기 컬러 콘크리트 조성물에 크랙이 발생하는 것도 방지하게 된다. 여기서, 상기 규산염화합물이 상기의 범위를 벗어나 과량으로 첨과되면, 상기 컬러 콘크리트 조성물의 침투력이 약해지는 문제가 발생하게 되며, 반대로, 상기의 범위를 벗어나 소량으로 첨가되면, 제조되는 상기 컬러 콘크리트 조성물의 강도가 약해지는 문제가 발생할 수 있다.

상기 안료는 제조되는 상기 컬러 콘크리트 조성물에 색상을 발현하기 위해 사용된다. 이러한, 상기 안료는 무기질 안료 및 유기질 안료를 선택 사용할 수 있다. 여기서, 상기 무기질 안료로는, 적갈색 안료로 산화철, 황색안료로 수산화철, 녹색안료로 산화크롬, 군청색 안료로 나트륨알루미노실리케이트, 백색안료로 산화티탄 등을 사용할 수 있다. 그리고, 유기질 안료로는, 프탈로시아닌블루, 아조피그먼트, 톨루이딘레드를 사용할 수 있다. 여기서, 상기 안료의 실리카 성분을 높이면 색상 내후성 및 흡착력, 착색 효능이 우수하게 되며, 공기 중에 떠 다니는 이산화탄소를 흡수해 공기정화 작용 및, 자외선 파장영역 전체와 가시광선 파장영역 전체에 걸쳐 흡수하여 효과작인 자외선 안정제 역할을 가능하게 할 수 있다. 이러한, 상기 안료가 상기의 범위를 벗어나 소량으로 첨과되면, 색상 발현이 어렵고, 상기 안료가 상기의 범위를 크게 벗어나 과량으로 첨과되면, 제조되는 상기 컬러 콘크리트 조성물의 강도를 저하시키는 문제가 발생할 수 있다.

상기 혼화제는 제조되는 상기 컬러 콘크리트 조성물의 경화(硬化) 전후의 성질을 개량시킨다. 이러한, 상기 혼화제로는 AE제(air entraining agent)를 사용한다. 여기서, 상기 AE제는 제조되는 상기 컬러 콘크리트 조성물 중에 미소한 독립된 기포를 고르게 발생시켜 내동결융해성, 내식성 등 내구성을 개선한다. 또, 경화된 상기 컬러 콘크리트 조성물의 열전도율을 저하시키며, 수밀성(水密性)을 향상시킨다. 그러나 상기 AE제가 상기의 범위를 벗어나 과량으로 첨가되면, 비경제적일 뿐만 아니라, 압축강도가 감소되는 문제가 발생할 수 있다.

이하, 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 상기 컬러 콘크리트 조성물을 도로 에 시공하는 과정을 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 콘크리트 조성물을 도로에 시공포장하는 과정을 나타낸 사진이다. 상기 컬러 콘크리트 조성물을 이용한 도로포장방법은, 컬러 콘크리트 조성물을 준비하는 단계(도 2a), 도로 다짐하는 단계(도 2b), 컬러 콘크리트 조성물 포설 미장하는 단계(도 2c), 컬러 콘크리트 조성물의 양생 단계(도 2d)를 포함한다.

상기 컬러 콘크리트 조성물을 준비하는 단계는, 도로에 포설할 상기 컬러 콘크리트 조성물을 배합 형성하는 단계이다. 이러한, 상기 컬러 콘크리트 조성물은, 시멘트 10 ~ 16중량%, 잔골재 38 ~ 42중량%, 굵은 골재 39 ~ 43중량%, 잔량의 물로 구성된 주콘크리트조성물 100중량부에 대하여, 폴리머 91 ~ 94중량%, 계면활성제 1 ~ 4중량%, 유화제 1 ~ 4중량%, 규산염화합물 4 ~ 7중량% 로 구성된 강화제 0.2 ~ 0.5중량부와; 안료 0.3 ~ 0.5중량부; 혼화제 0.1 ~ 0.2중량부를 배합 오거에 투입 혼합하여 형성한다. 여기서, 상기 주콘크리트 조성물과 상기 강화제, 안료, 혼화제의 혼합비가 상기의 범위를 벗어나게 되면, 도포 포장시 건조시간이 오래 걸리거나, 포장된 도로의 강도가 낮아지는 문제가 발생할 수 있다. 그리고, 상기와 같이 상기 주콘크리트 조성물에 규산염화합물을 혼합함으로써, 더욱 견고한 도로를 포장할 수 있고 도로에 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 안료는 포장하는 도로의 성격에 따라 색상을 발현하여, 포장완료된 도로에 대한 사용자들의 인지력을 높이게 할 수 있다.

상기 컬러 콘크리트 조성물이 준비되면, 포장할 도로를 다짐하는 단계를 수 행한다. 이러한, 상기 도로는 진동 롤러를 이용하여 도로를 평평하게 다짐시킨다.

상기 도로의 다짐이 완료되면, 상기 도로 상부에 상기 컬러 콘크리트 조성물을 포설 다짐하는 단계를 수행한다. 여기서, 포설할 상기 도로의 상면이 마른상태일 때는 물을 뿌려주면서 상기 컬러 콘크리트 조성물을 포설하여, 포설되는 상기 컬러 콘크리트 조성물의 급격한 수분 증발을 방지한다. 그리고, 상기 컬러 콘크리트 조성물은 상기 도로에 포설시 재료 분리가 일어나지 않도록 작업자나 콘크리트 휘니셔를 이용하여 자동 포설하며, 상기 도로의 경사도가 심할 경우에는 타이닝기를 이용하여 요철을 형성시켜 미끄럼 방지 및 마모층을 형성시켜 준다. 더불어, 상기 컬러 콘크리트 조성물이 상기 도로에 포설되면 진동 롤러를 이용하여 다짐할 수 있다.

여기서, 상기 도로에 상기 컬러 콘크리트 조성물을 1차 포설완료한 후에는, 상기 컬러 콘크리트 조성물을 재포설한 후 다짐할 수 있다. 이렇게, 상기 도로에 상기 컬러 콘크리트 조성물을 수차례에 걸쳐 포설 다짐함으로써, 단단한 도로를 만들어 줄 수 있다.

상기 도로에 상기 컬러 콘크리트 조성물의 포설 다짐이 완료되면, 상기 컬러 콘크리트 조성물의 급속한 수분 증발을 방지하기 위하여 살수하면서 양생시키는 단계를 수행한다. 이러한, 상기 컬러 콘크리트 조성물의 양생은 기온과 습도에 따라 달리 적용될 수 있다.

이와 같이 제조된 본 발명의 컬러 콘크리트 조성물을 하기 실시예를 통해 상세하게 설명한다. 다만, 이러한 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

먼저, 이동식 배차플랜트에 시멘트 2.82m³, 잔골재 3.96m³, 굵은골재 5.23m³, 물 1,762ℓ, 혼화제 159ℓ, 안료 80kg을 1회 상차하여 체인콘베어로 모래, 잔골재, 굵은골재, 물, 안료, 혼화제 등의 혼합물을 배합 오거로 운반하여 연속 제조한다. 이때, 제조되는 상기 컬러 콘크리트 조성물은 1m3 당, 시멘트 320kg, 잔골재 926kg, 굵은골재 940kg, 물 150kg, 안료 8kg, 강화제 7kg, 혼화제 1.82kg을 혼합 제조한다. 이렇게 제조된 상기 컬러 콘크리트 조성물을 다짐된 도로에 물을 뿌려주면서 작업자나 콘크리트 휘니셔를 이용하여 포설하였다.

이와 같이, 상기 컬러 콘크리트 조성물이 포장된 도로는, 10±2℃의 온도, 50±10%의 습도에서 각각 13일, 25일 양생시킨 다음, 한국화학시험연구원에 의하여, 만능재료시험기로 그 강도를 측정한 결과 우수한 것으로 확인되었다. 따라서, 상기 컬러 콘크리트 조성물을 이용한 도로포장방법으로 시공된 도로는, 상기 주콘크리트 조성물에 상기 강화제가 포함되어 그 강도가 매우 높으면서, 제조시 상기 안료를 투입하여 색상이 발현된 상태에서 착색이 적어 유지비용이 적게 소요된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 콘크리트 조성물의 실물사진이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 콘크리트 조성물을 도로에 시공포장하는 과정을 나타낸 사진이다.

Claims

시멘트 10 ~ 16중량%, 잔골재 38 ~ 42중량%, 굵은 골재 39 ~ 43중량% 및 잔량의 물로 구성된 주콘크리트조성물 100중량부에 대하여,

폴리머 91 ~ 94중량%, 계면활성제 1 ~ 4중량%, 유화제 1 ~ 4중량% 및 규산염화합물 4 ~ 7중량% 로 구성된 강화제 0.2 ~ 0.5중량부와; 안료 0.3 ~ 0.5중량부; 및, 혼화제 0.1 ~ 0.2중량부를 혼합하며

상기 폴리머는, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트 및, 아크릴로니트릴로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 하나 이상의 화합물인 컬러 콘크리트 조성물.
삭제
청구항 1에 있어서,

상기 안료는, 산화철, 수산화철, 산화크롬, 나트륨알루미노실리케이트, 산화티탄, 프탈로시아닌블루, 아조피그먼트 및, 톨루이딘레드 중 선택된 어느하나 또는 하나 이상인 컬러 콘크리트 조성물
시멘트 10 ~ 16중량%, 잔골재 38 ~ 42중량%, 굵은 골재 39 ~ 43중량% 및 잔량의 물로 구성된 주콘크리트조성물 100중량부에 대하여, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트 및, 아크릴로니트릴로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 하나 이상의 화합물인 폴리머 91 ~ 94중량%, 계면활성제 1 ~ 4중량%, 유화제 1 ~ 4중량% 및, 규산염화합물 4 ~ 7중량% 로 구성된 강화제 0.2 ~ 0.5중량부와; 안료 0.3 ~ 0.5중량부; 및, 혼화제 0.1 ~ 0.2중량부를 혼합하여 이루어진 컬러 콘크리트 조성물을 준비하는 단계와;

포장을 실시할 도로를 다지는 도로 다짐 단계와;

상기 컬러 콘크리트 조성물을 상기 도로에 포설 미장하는 단계와;

상기 도로에 포설된 상기 컬러 콘크리트 조성물을 양생하는 단계를 포함하는 컬러 콘크리트 조성물을 이용한 도로포장방법.
삭제