KR100967691B1 - 투수성 황토 블록 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 투수성 황토 블록은 시멘트와 부순굵은골재와 황토가 혼합되어 공극을 갖는 기층부와, 상기 기층부의 일면에 형성되고, 백시멘트와 안료와 백운석밀코트와 황토가 혼합되어 공극을 갖는 표층부를 포함하여, 상기 기층부에 상기 부순굵은골재를 사용하여 상기 기층부 공극을 많이 형성하여 투수력을 현저히 높이고, 상기 부순굵은골재에 황토분말이 혼합되어 상기 부순굵은골재끼리 결합력을 높여서 제품의 강도를 높이는 이점이 있고, 본 발명에 따른 투수성 황토 블록 제조 방법은 시멘트 10∼18%와, 부순굵은골재 72∼85%와, 황토 분말 5∼10%의 중량 %로 물과 혼화재를 첨가하여 혼합하고, 혼합물을 진동 가압 성형기의 형틀에 투입하여 진동 가압 성형하는 기층부 성형 단계와; 백시멘트 14∼20%와, 백운석밀코트 68∼80%와, 황토 분말 5∼10%와, 안료 1∼2%의 중량 %로 물과 혼화재를 첨가하여 혼합하고, 상기 기층부 성형 단계에서 성형된 기층부의 적어도 일면에 공급하여 진동 가압 성형하는 표층부 성형단계를 포함하여 강도가 높고, 투수 기능이 현저히 높은 이점이 있다.

황토 블록, 부순굵은골재, 기층부, 표층부, 돌기, 백운석밀코트

Description

투수성 황토 블록 및 그 제조 방법{Block and the manufacturing of the same}

본 발명은 투수성 황토 블록 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 부순굵은골재와 황토가 서로 혼합되어 공극을 형성하는 기층부와, 백운석 밀코트와 황토가 혼합되여 공극을 형성하는 표층부로 구성되는 투수성 황토블록 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 투수 블록이라 하면 우수 등이 포장체내로 통과하여 지중에 공급되도록 함으로서 자연생태계보호와 하천의 범람 방지를 목적으로 설치하는 것으로, 투수콘크리트를 블록화한 제품을 일컫는다.

이러한 투수블록은 기존에는 시멘트와 기본적인 골재를 이용하여 제조하였는데, 요즘에는 소비자의 요구가 다변화하고 있는 추세에 맞추어 여러 가지 제품들이 개발되고 있다.

황토, 백토, 적토 등의 흙을 블록제조의 자재로 사용하여 친환경의 블록을 제조하는 방법 등도 알려져 있다.

특히, 황토는 암석이 풍화될 때 생성되는 중금속 같은 유해물질을 잡아 두는 역할을 하기 때문에 지하로 흘러 들어가는 지하수를 정화하는 성질이 있다.

또한, 황토는 최근 들어 문제가 되는 산성비도 토양층을 지나는 동안 토양 및 암석구성 광물들과 반응하면서 중화되는 것으로 밝혀졌다.

따라서, 황토는 결국 자연환경을 정화하고, 인간의 건강을 증진시키는 기능이 있기 때문에 우리가 잘 보존하고 이를 효과적으로 이용해야 할 중요한 자원이다.

투수 블록은 그 용도와 품질의 특성에 맞도록 여러 가지 제품으로 개발되어 왔는데, 세립질을 이용하여 표면형상이 미려한 제품, 조립질을 이용하여 표면이 다소 거친 형상의 제품, 자연석 등을 돌출 시켜 자연석 색상을 그대로 표면에 노출시킴으로서 자연미를 나타내는 제품 등을 들 수 있다.

기존의 제품들 중에서, 자연석을 표면에 돌출 시킨 제품은 자연석에 시멘트, 물 등을 혼합하여 공극이 없는 일반의 콘크리트로 된 블록을 성형한 후, 상부를 스프레이 등으로 살수하여 자연석을 돌출 시킨 방법으로 블록을 제조하였다.

그러나 이러한 방법에 의해 제조된 투수블록은 층을 분리하지 않고 일괄적으로 처리하기 때문에 공극 형성에 문제가 있고, 표면에 노출되는 자연석의 비율이 적어 자연미를 살리는데 있어 부족한 점이 많이 있었다.

이러한 문제점을 보완하기 위해 여러 연구가 진행되어 왔는데, 그 중에서 등록특허 10-0692143호는 투수성 황토 블록으로서 유효한 투수성을 가지면서도, 전체 적으로 원적외선이 방출되어 친환경적이고, 황토가 포함되더라도 특히 상부 표면의 질감 및 색상 발현이 최적화하는 방법을 제시하고 있고, 황토 블록 표면을 코팅하더라도 우수한 투수성이 유지되면서 황토 블록 상부 표면의 질감 및 물성이 우수한 투수블록을 제조할 수 있는 방법을 제공하고 있다.

그러나, 종래 기술에 따른 투수성 황토 블록은 기층부에 4∼5mm 크기인 규사와 소량의 황토를 기층부 기본재료로 사용하고 있어 기층부 형성 시 공극이 형성되지 않아 실제 투수 기능이 일반 보도블록과 동일하여 투수 기능을 갖춘 황토투수블록으로써 역할을 하지 못하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 투수성 황토 블록은 규사의 입자가 작아 공극 형성이 약한 구조에 황토까지 첨가되어 공극을 막는 역할을 하므로 투수 기능이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기층부에 부순굵은골재를 사용하여 기층부 공극을 많이 형성하여 투수력을 현저히 높이고, 상기 부순굵은골재에 황토가 혼합되어 부순굵은골재끼리 결합력을 높여서 제품의 강도를 높이는 투수성 황토 블록을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 빗물이 황토 블록을 투과 시 황토에 의해 산성비가 중화되고, 토양을 보호할 수 있는 친환경적인 투수성 황토 블록을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 투수성 황토 블록을 쉽고 신속하게 제조할 수 있는 투수성 황토 블록의 제조 방법을 제공하는데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 투수성 황토 블록은, 시멘트와 부순굵은골재와 황토가 혼합되어 공극을 갖는 기층부와, 상기 기층부의 일면에 형성되고, 백시멘트와 안료와 백운석밀코트와 황토가 혼합되어 공극을 갖는 표층부를 포함한다.

상기 표층부는 상기 백시멘트, 상기 황토, 상기 백운석밀코트, 상기 안료의 중량 %가, 상기 백시멘트 14∼20%와, 상기 백운석밀코트 68∼80%와, 상기 황토 5∼10%와, 상기 안료 1∼2%로 이루어진다.

상기 부순굵은골재는 적정 크기의 공극 형성을 위해 6∼13mm인 것이 사용된다.

상기 기층부는 상기 시멘트와 상기 부순굵은골재와 상기 황토의 중량 %가, 상기 시멘트 10∼18%와, 상기 부순굵은골재 72∼85%와, 상기 황토 5∼10%로 이루어진다.

본 발명에 따른 투수성 황토 블록의 제조 방법은, 시멘트 10∼18%와 6~13mm의 부순굵은골재 72∼85%와 황토분말 5∼10%의 중량 %로 물과 혼화재를 첨가하여 혼합하고, 진동 가압 성형기의 형틀에 투입하여 가압 성형하는 기층부 성형 단계와; 백시멘트 14∼20%와 #12~24의 백운석밀코트 68∼80%와 황토 분말 5∼10%와 안료 1∼2%의 중량 %로 물과 혼화재를 첨가하여 혼합하고, 2차 진동 가압 성형하는 표층부 성형단계를 포함한다.

상기 기층부 성형 단계는, 시멘트 10∼18%와 부순굵은골재 72∼85%와 황토 분말 5∼10%의 중량 %로 물과 혼화재를 첨가하여 혼합하는 기층부 혼합 과정과; 상기 기층부 혼합 과정에서 혼합된 기층부 혼합물을 진동 가압 성형기의 형틀에 투입하여 가압 성형하는 1차 진동 가압 성형 과정을 포함한다.

상기 표층부 성형 단계는 상기 백시멘트 14∼20%와 상기 백운석밀코트 68∼80%와 상기 황토 분말 5∼10%와 안료 1∼2%의 중량 %로 물과 혼화재를 첨가하여 혼합하는 표층부 혼합 과정와; 상기 1차 진동 가압 성형된 기층부 일면에 상기 표층부 혼합 과정에서 혼합된 표층부 혼합물을 공급하여 2차 진동 가압 성형하는 2차 진동 가압 성형 과정을 포함한다.

본 발명에 따른 투수성 황토 블록은 시멘트와 부순굵은골재와 황토가 혼합되어 공극을 갖는 기층부와, 상기 기층부의 일면에 형성되고, 백시멘트와 안료와 백운석밀코트와 황토가 혼합되어 공극을 갖는 표층부를 포함하여, 기층부의 공극이 부순굵은골재에 의해 높기 때문에, 투수력을 현저히 높고, 부순굵은골재가 황토분말에 의해 코팅되면서 상호 결합되어 제품의 강도를 높이는 이점이 있다.

또한, 기층부가 부순굵은골재 72∼85%와 황토분말 5∼10%의 중량 %로 물과 혼화재를 첨가하여 혼합함으로써, 공극율이 높고 휨 강도도 충분하게 확보할 수 있는 이점이 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 투수성 황토 블록의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 투수성 황토 블록의 제조 방법의 순서도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 투수성 황토 블록(2)은 시멘트(미도시)와 부순굵은골재(40)와 황토(30)가 혼합되어 공극을 갖는 기층부(10)와, 상기 기층부(10)의 일면에 형성되고, 백시멘트(미도시)와 안료(미도시)와 백운석밀코트(50)와 황토(30)가 혼합되어 공극을 갖는 표층부(20)로 이루어져, 상기 기층부(10)와 상기 표층부(20)의 이중 구조로 이루어진다.

여기서, 상기 백운석밀코트(50)는 적정 크기의 공극 형성을 위해 #12~24의 것이 사용된다.

상기 표층부(20)는 상기 백시멘트(미도시), 상기 황토(30), 상기 백운석밀코트(50), 상기 안료(미도시)의 중량 %가, 상기 백시멘트는 14∼20%, 상기 백운석밀코트(50)는 68∼80%, 상기 황토(30)는 5∼10%, 상기 안료(미도시) 1∼2%로 이루어진다.

상기 부순굵은골재(40)는 적정 크기의 공극 형성을 위해 6∼13mm인 것이 사용된다.

상기 기층부(10)는 상기 시멘트(미도시)와 상기 부순굵은골재(40)와 상기 황토(40)의 중량 %가, 상기 시멘트(미도시) 10∼18%와, 상기 부순굵은골재(40) 72∼85%와, 상기 황토(30) 5∼10%로 이루어진다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 투수성 황토 블록의 제조 방법은 시멘트 10∼18%와 5~13mm의 부순굵은골재 72∼85%와 황토분말 5∼10%의 중량 %로 물과 혼화재를 첨가하여 혼합하고, 진동 가압 성형기의 형틀에 투입하여 가압 성형하는 기층부 성형 단계와;(S1)(S2)

백시멘트 14∼20%와 #12~24의 백운석밀코트 68∼80%와 황토 분말 5∼10%와 안료 1∼2%의 중량 %로 물과 혼화재를 첨가하여 혼합하고, 2차 진동 가압 성형하는 표층부 성형단계(S3)(S4)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 투수성 황토 블록의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 투수성 황토 블록(2) 상면의 물은 표층부(20)의 공극을 투과하면서 상기 표층부의 하측을 향해 흐르게 되고, 상기 물이 산성비 일 경우 산성비는 황토(30)와 백운석밀코트(50)가 혼합된 상기 표층부(20) 상면에 접촉되고, 산성비는 상기 표층부(20)의 공극을 투과하면서 표층부(20)의 하측을 향해 흐르게 된다.

이때, 산성비는 백운석 밀코트의 산화칼슘(CaO₂)과 산화마그네슘(MgO₂) 성분에 의해 1차적으로 중화된다.

한편, 표층부(20)를 통과한 물은 표층부(20)를 통과한 후 기층부(2)의 공극을 투과하여 기층부(10)의 하측을 향해 흐르게 되는데, 상기 표층부(10)에서 1차적으로 중화된 산성비는 기층부(10)의 상기 황토(30)에 의해 산성비가 2차적으로 중화된다.

즉, 산성비는 사익 투수성 황토 블록(2)을 통과하면서 2차에 걸쳐 중화되어 지하로 흐르게 되고, 암석이 풍화될 때 생성되는 중금속 같은 유해물질을 잡아 두는 역할을 하기 때문에 지하수를 정화한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 투수성 황토 블록의 제조 방법은, 시멘트 10∼18%와 5~13mm의 부순굵은골재 72∼85%와 황토분말 5∼10%의 중량 %로 물과 혼화재를 첨가하여 혼합하고, 진동 가압 성형기의 형틀에 투입하여 가압 성형하는 기층부 성형 단계(S1)(S2)와; 백시멘트 14∼20%와 #12~24의 백운석밀코트 68∼80%와 황토 분말 5∼10%와 안료 1∼2%의 중량 %로 물과 혼화재를 첨가하여 혼합하고, 2차 진동 가압 성형하는 표층부 성형단계(S3)(S4)를 포함한다.

상기 기층부 성형 단계(S1)(S2)는 시멘트 10∼18%와 부순굵은골재 72∼85%와 황토 분말 5∼10%의 중량 %로 물과 혼화재를 첨가하여 혼합하는 기층부 혼합 과정을 실시한다.(S1) 그리고, 상기 기층부 혼합 단계에서 혼합된 기층부 혼합물을 진동 가압 성형기의 형틀에 투입하여 가압 성형하는 1차 진동 가압 성형 과정을 실시 한다.(S2)

상기 표층부 성형 단계(S3)(S4)는 상기 백시멘트 14∼20%와 상기 백운석밀코트 68∼80%와 상기 황토 분말 5∼10%와 안료 1∼2%의 중량 %로 물과 혼화재를 첨가하여 혼합하는 표층부 혼합 과정을 실시한다(S3). 그리고, 상기 1차 진동 가압 성형된 기층부 일면에 상기 표층부 혼합 단계에서 혼합된 표층부 혼합물을 공급하여 2차 진동 가압 성형하는 2차 진동 가압 성형 과정을 실시한다.(S4)

표 1에는 투수성 황토 블록의 비교예와 실시예에 따라 제조된 투수성 황토 블록의 공극율과 휨강도가 도시된다.

[표 1]

구 분(기준치)	비교예 1	비교예 2	실시예 1	실시예 2
공극율(10%이상)	9	7	19	18
휨 강도(3.0N/㎟)	3.5	3.7	3.7	4.0

상기 비교예 1은, 시멘트 15중량%, 4~5mm 규사 80중량%, 안료 3중량%, 황토 중량% 비율로 물과 혼화재를 혼합하여 1차 진동 가압 성형하여 기층부를 형성하고, 백시멘트 15중량%, 1~2.5mm 규사 80중량%, 안료 3중량%, 황토 2중량% 비율로 물과 혼화재를 혼합하여 상기 기층부에 투입하여 2차 진동 가압 성형하여 표층부로 생산한 경우로서, 휨 강도는 3.0N/㎟ 기준치를 넘으나 공극율은 10%에 미치지 못하게 된다.

상기 비교예 2는, 시멘트 17중량%, 4~5mm 규사 75중량%, 안료 3중량%, 황토 5중량% 비율로 물과 혼화재를 혼합하여 1차 진동 가압 성형하여 기층부를 형성하고, 백시멘트 18중량%, 1~2.5mm 규사 75중량%, 안료 3중량%, 황토 4중량% 비율로 물과 혼화재를 혼합하여 상기 기층부에 투입하여 2차 진동 가압 성형하여 표층부로 생산한 경우이고, 휨 강도는 3.0N/㎟ 기준치보다 높으나 공극율이 너무 적으므로 투수성 황토 블록으로 적합하지 않다.

상기 실시예 1은, 시멘트 15중량%, 6~13mm 부순굵은골재 80중량%, 황토 5중량% 비율로 물과 혼화재를 혼합하여 1차 진동 가압 성형하여 기층부를 형성하고, 백시멘트 18중량%, #12-24 백운석밀코트 75 중량%, 황토 5중량%, 안료 2중량% 비율로 물과 혼화재를 혼합하여 상기 기층부에 투입하여 2차 진동 가압 성형하여 표층부로 생산한 경우로서, 공극율이 높고 휨 강도도 충분하게 확보할 수 있게되며, 적정한 배합 기준이 된다.

상기 실시예 2는, 시멘트 17중량%, 6~13mm 부순굵은골재 75중량%, 황토 7중량% 비율로 물과 혼화재를 혼합하여 1차 진동 가압 성형하여 기층부를 형성하고, 백시멘트 15중량%, #12-24 백운석밀코트 78중량%, 황토 5중량%, 안료 2중량% 비율로 물과 혼화재를 혼합하여 상기 기층부에 투입하여 2차 진동 가압 성형하여 표층부로 생산한 경우로서, 공극율도 적정하고 휨 강도도 충분하게 확보할 수 있어 적정한 배합의 기준이 된다.

표 2 및 표 3은 한국 건자재 시험 연구원에서 휨 강도 및 투수계수를 측정한 시험 결과이다.

표 2는 상기 표 1의 상기 비교예 2의 휨 강도 및 투수계수를 측정한 결과를 도시한 표이고, 표 3은 상기 실시예 2의 휨 강도 및 투수계수를 측정한 결과를 도시한 표이다.

[표 2]

시험항목	단위	시료구분	결과	시험방법
휨강도	㎫	1	5.8	KS F 4419: 2001
		2	5.8
		3	5.9
		4	6.1
		5	5.7
투수계수	cm/s	1	0.0029	KS F 2322 : 2000

[표 3]

시험항목	단위	시료구분	결과	시험방법
휨강도	㎫	1	8.1	KS F 4419: 2001
		2	6.8
		3	8.4
		4	7.8
		5	7.2
투수계수	cm/s	1	0.015	KS F 2322 : 2000

표 2에서 비교예 2는 휨 강도 5번의 테스트 중에서 최고치가 6.1㎫이고, 표 3에서 실시예 2는 휨 강도 5번의 테스트 중에서 최고치가 8.4㎫로 비교예 2에 비해 높다.

또한, 비교예 2는 초당 0.0029㎝ 투수되고, 실시예 2는 초당 0.015㎝ 투수됨 을 알 수 있다. 한국산업규격(KS)에 의한 투수계수는 초당 0.01 이상 투수되어야 하지만, 상기 비교예 2는 기준치에 미치지 못함을 알 수 있다.

표 1 내지 표 3에 도시된 바와 같이, 비교예 1,2는 기층부에 4∼5mm 크기인 규사와 소량의 황토를 기층부 기본 재료로 사용하고 있어 기층부 형성 시 공극이 형성되지 않고, 4~5mm 규사 입자가 작아 공극 형성이 약한 구조에 황토까지 첨가되어 상기 황토가 공극을 막는 역할을 하므로 실제 투수 기능이 현저히 떨어짐을 알 수 있다.

그러나, 실시예 1,2는 이런 단점을 보완하도록 기층부에 상기 규사에 비해 공극이 큰 6~13mm 부순굵은골재를 사용하여 기층부 공극을 많이 형성하여 투수력을 현저히 높였으며, 부순굵은골재에 황토분말이 코팅되어 상기 부순굵은골재끼리 결합력을 높여서 제품의 강도를 높여 줄뿐만 아니라, 빗물이 투과시 황토의 효과를 높일 수 있는 구조로 되어 있다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명은 상기의 실시예와 도면에 의해 한정되지 않고 그 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

본 발명에 따른 투수성 황토 블록은, 부순굵은골재와 황토가 서로 혼합되어 공극을 형성하는 기층부와, 백운석밀코트와 황토가 혼합되여 공극을 형성하는 표층부로 구성함으로서, 규사와 황토를 혼합한 것보다 기층부의 공극을 많이 형성하여 투수성이 매우 우수하므로 도시의 보도 블록이나 아파트 단지 내에 사용이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 투수성 황토 블록의 사시도이고,

도 2는 본 발명에 따른 투수성 황토 블록의 제조 방법의 순서도.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

2 : 투수성 황토 블록 10 : 기층부

15 : 돌기부 20 : 표층부

30 : 황토 40 : 부순굵은골재

50 : 백운석밀코트

Claims (5)

1. 시멘트와 부순굵은골재와 황토가 혼합되어 공극을 갖는 기층부와;

   상기 기층부의 일면에 형성되고, 백시멘트와 안료와 백운석밀코트와 황토가 혼합되어 공극을 갖는 표층부를 포함하고,

   상기 기층부는 상기 시멘트와 상기 부순굵은골재와 상기 황토의 중량 %가, 상기 시멘트 10∼18%와, 상기 부순굵은골재 72∼85%와, 상기 황토 5∼10%로 이루어지며,

   상기 표층부는 상기 백시멘트, 상기 황토, 상기 백운석밀코트, 상기 안료의 중량 %가, 상기 백시멘트 14∼20%와, 상기 백운석밀코트 68∼80%와, 상기 황토 5∼10%와, 상기 안료 1∼2%로 이루어지는 투수성 황토 블록.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 부순굵은골재는 적정 크기의 공극 형성을 위해 6∼13mm인 것이 사용되는 투수성 황토 블록.
4. 삭제
5. 시멘트 10∼18%와, 부순굵은골재 72∼85%와, 황토 분말 5∼10%의 중량 %로 물과 혼화재를 첨가하여 혼합하고, 혼합물을 진동 가압 성형기의 형틀에 투입하여 진동 가압 성형하는 기층부 성형 단계와;

   백시멘트 14∼20%와, 백운석밀코트 68∼80%와, 황토 분말 5∼10%와, 안료 1∼2%의 중량 %로 물과 혼화재를 첨가하여 혼합하고, 상기 기층부 성형 단계에서 성형된 기층부의 적어도 일면에 공급하여 진동 가압 성형하는 표층부 성형단계를 포함하는 투수성 황토 블록의 제조 방법.

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