KR101050206B1

KR101050206B1 - 방수기능성 투수 칼라 콘크리트 블록 혼합재 및 이를 사용한 자전거도로 및 인보행로 투수 칼라 콘크리트 인터로킹 블록 제조방법

Info

Publication number: KR101050206B1
Application number: KR1020100103680A
Authority: KR
Inventors: 지상호; 전효성
Original assignee: 삼중씨엠텍(주)
Priority date: 2010-10-22
Filing date: 2010-10-22
Publication date: 2011-07-19

Abstract

본 발명은 방수기능성 투수 칼라 콘크리트 블록 혼합재 및 이를 사용한 자전거도로 및 인보행로 투수 칼라 콘크리트 인터로킹 블록 제조방법에 관한 것으로서, 이는 우수한 투수성을 갖는 인보행로, 자전거도로의 시공을 가능하게 할 뿐만 아니라 그 시공기간을 단축시키기 위한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 포틀랜드 시멘트, 나노실리카, 나일론섬유, 특수발수제를 이용하여 콘크리트의 동결융해 저항성, 내알칼리성, 내산성, 내화학성이 우수한 투수 칼라 콘크리트 블록의 제작을 가능하게 하고, 블록의 제조시에 조기 강도의 발현으로 공정기간을 단축시킬 수 있어 제품의 대량 생산을 가능하게 한다.

Description

방수기능성 투수 칼라 콘크리트 블록 혼합재 및 이를 사용한 자전거도로 및 인보행로 투수 칼라 콘크리트 인터로킹 블록 제조방법{MIXED MATERIAL OF PERCOLATION COLOR CONCRETE HAVING WATERPROOF, AND MANUFACTURING METHOD OF PERCOLATION COLOR CONCRETE INTERLOCKING BLOCK FOR BICYCLE ROAD AND FOOTPATH USING THIS}

본 발명은 칼라 투수 콘크리트 혼합재 및 이를 사용한 블록 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 자전거도로 및 인보행로 포장재로써 동결융해, 저항성, 내산성, 내알칼리성, 내화학성 등의 우수한 속성을 갖는 투수 칼라 콘크리트 블록의 제작을 가능하게 하고 이의 제조 시간 및 작업시간을 단축시킬 수 있는 방수기능성 투수 칼라 콘크리트 블록 혼합재 및 이를 사용한 자전거도로 및 인보행로 투수 칼라 콘크리트 인터로킹 블록 제조방법에 관한 것이다.

최근 지구의 온난화, 사막화와 더불어 전세계적으로 환경문제에 대한 과심이 나날이 높아지구 있는 가운데, 우리나라 또한 도시개발에 있어서 도시의 경관뿐만 아니라 환경중시 경향이 강하게 대두되고 있다.

또한 세계적으로 친환경적이고 친생태적인 도시의 조성은 경제적인 면만을 강조한 기존 도시의 우월감에서 벗어나 문화적, 환경적 특성을 겸비한 도시로의 탈피로 변모되어가고 있으며, 이는 문화적, 환경적인 특성이 곧 도시의 경쟁력이 되어간다는 것을 의미한다.

상기와 같은 도시 조성을 위해서는 특히 도시의 친환경적이지 못한 “불투수성 포장”을 개선하여 생태적인 면에서도 환경적인 도시로 개선하여 도시민이 보다 쾌적하고 편안함 삶을 영위할 수 있는 기회와 권리를 되돌려주고, 도시의 불투수 포장으로 인한 환경오염, 도시열섬현상, 지하수 고갈, 도시하천 건천화 등을 예방할 수 있는 친환경적인 포장재의 개발이 시급히 필요한 실정이다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 제조기간을 단축시킬 수 있음과 더불어 환경 친화적인 포장재로써 우수한 강도, 공극 막힘이 없는 투수성을 확보할 수 있는 방수기능성 투수 칼라 콘크리트 블록 혼합재 및 이를 사용한 자전거도로 및 인보행로 투수 칼라 콘크리트 인터로킹 블록 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 발화되어도 유독가스를 거의 발생시키지 않음에 따라 사용상의 안전성을 확보할 수 있는 방수기능성 투수 칼라 콘크리트 블록 혼합재 및 이를 사용한 자전거도로 및 인보행로 투수 칼라 콘크리트 인터로킹 블록 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 혼합재는, 포틀랜드 시멘트, 알루미나 시멘트, 입경 4.5~5.5㎛를 갖는 마이크로 시멘트, 호모 폴리머 폴리프로필렌 섬유(Homo Polymer Polypropylene Fiber), 입경 45~55nm를 갖는 나노실리카, 폴리카본산, 실리콘방수제, 무기안료 및 EVA 폴리머(Ethylene-Vinyl Acetate Polymer)가 혼합된 바인더조성물과 물이 배합되어 이루어지거나, 포틀랜드 시멘트, 알루미나 시멘트, 입경 4.5~5.5㎛를 갖는 마이크로 시멘트 및 호모 폴리머 폴리프로필렌 섬유가 혼합된 파우더조성물과; SBR 라텍스(Styrene Butadirene Rubber Latex), 입경 45~55nm를 갖는 나노실리카, 폴리카본산, 실리콘방수제, 무기안료 및 나트라졸(Natrasol)이 혼합된 고분자폴리머조성물;이 배합되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

한편으로 본 발명에 따른 블록 제조방법은, 상기 혼합재와 입경 3~5mm를 갖는 석회석 폐골재, 건축 폐골재, 전신주 파쇄골재, 소성점토벽돌 폐골재 및 화강석 폐골재 중 하나 이상으로 이루어진 제1 선별골재를 믹싱한 제1 배합물을 형틀에 투입하여 하부층을 형성하는 제1 단계와; 상기 형틀 내 하부층상으로 상기 혼합재와 입경 1~1.5mm를 갖는 석회석 폐골재, 건축 폐골재, 전신주 파쇄골재, 소성점토벽돌 폐골재 및 화강석 폐골재 중 하나 이상으로 이루어진 제2 선별골재를 믹싱한 제2 배합물을 투입하여 상부층을 형성하는 제2 단계와; 상기 상부층을 가압하는 제3 단계와; 상기 상하부층을 스팀 양생하는 제4 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 방수기능성 투수 칼라 콘크리트 블록 혼합재 및 이를 사용한 자전거도로 및 인보행로 투수 칼라 콘크리트 인터로킹 블록 제조방법은 충분한 공극률과 방수성능을 가지고 있는 혼합재의 사용을 통해 물과 함께 스며드는 이물질이 블록에 침전되어 공극률이 감소되는 것을 방지할 수 있고, 보강섬유의 사용으로 골재의 탈락현상을 최소화할 수 있음에 따라 블록을 통과한 물이 자연스럽게 지표면으로 흐르도록 하여 지하수위의 확보와 홍수에 대응할 수 있도록 한다.

또한 발화시에도 유독가스를 거의 발생시키지 않기 때문에 보관이나 블록 시공 전후에 걸쳐 일어날 수 있는 화재에 의한 환경오염, 인명사고 등을 방지할 수 있다.

도 1은 종래 투수 콘크리트 블록의 타설상태를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 투수 칼라 콘크리트 블록의 타설상태를 도시한 단면도.

이하, 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 방수기능성 투수 칼라 콘크리트 블록 혼합재 및 이를 사용한 자전거도로 및 인보행로 투수 칼라 콘크리트 인터로킹 블록 제조방법을 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 방수기능성 칼라 투수 콘크리트 혼합재의 제1 실시예는 포틀랜드 시멘트, 알루미나 시멘트, 입경 4.5~5.5㎛를 갖는 마이크로 시멘트, 호모 폴리머 폴리프로필렌 섬유(Homo Polymer Polypropylene Fiber), 입경 45~55nm를 갖는 나노실리카, 폴리카본산, 실리콘방수제, 무기안료 및 EVA 폴리머(Ethylene-Vinyl Acetate Polymer)가 혼합된 바인더조성물과 물이 배합되어 이루어지는데, 여기서 바인더조성물와 물의 배합비율은 각각 70~80중량%와 20~30중량%이며, 바인더조성물은 포틀랜드 시멘트 100중량부에 대하여 알루미나 시멘트 4~9중량부와, 마이크로 시멘트 5~11중량부와, 호모 폴리머 폴리프로플렌 섬유 0.05~2중량부와, 나노실리카 3~6중량부와, 폴리카본산 0.2~1.5중량부와, 실리콘방수제 0.7~3중량부와, 무기안료 3~6중량부와, EVA 폴리머 3~8중량부가 첨가되어 제조된다.

상기의 제1 실시예에 따른 혼합재는 알루미나 시멘트와 포틀랜트 시멘트, 나노 실리카 파우더, 마이크로 시멘트를 혼합한 다음, 이에 폴리카본산 유동화제, 호모 폴리머 폴리프로필렌 섬유, 재분산성 EVA 폴리머, 방수기능성 실리콘 화합물을 첨가하여 배합하며, 그 후 무기안료를 첨가하여 균일하게 교반하는 과정에 따라 제조된다.

상기와 같은 제1 실시예에 따른 혼합재 20~30중량%와 선별골재(입경 1~5mm를 갖는 석회석 폐골재, 건축 폐골재, 전신주 파쇄골재, 소성점토벽돌 폐골재, 화강석 폐골재 등) 70~80중량%를 믹싱함으로써 블록제조를 위한 방수기능을 갖는 투수 칼라 콘크리트가 만들어진다.

본 발명에 따른 방수기능성 칼라 투수 콘크리트 혼합재의 제2 실시예는 포틀랜드 시멘트, 알루미나 시멘트, 입경 4.5~5.5㎛를 갖는 마이크로 시멘트 및 호모 폴리머 폴리프로필렌 섬유가 혼합된 파우더조성물과, SBR 라텍스(Styrene Butadirene Rubber Latex, 고형분 25%), 입경 45~55nm를 갖는 나노실리카, 폴리카본산(유동화제), 실리콘방수제, 무기안료 및 나트라졸(Natrasol)이 혼합된 고분자폴리머조성물이 배합되어 이루어지데, 여기서 파우더조성물과 고분자폴리머조성물의 배합비율은 각각 70~80중량%와 20~30중량%인 한편, 파우더조성물은 포틀랜드 시멘트 100중량부에 대하여 알루미나 시멘트 4~9중량부와, 마이크로 시멘트 3~6중량부와, 호모 폴리머 폴리프로플렌 섬유 0.05~2중량부가 첨가되어 제조되며, 고분자폴리머조성물은 SBR 라텍스 100중량부에 대하여 나노실리카 2~5중량부와, 폴리카본산 0.1~1중량부와, 실리콘방수제 0.5~2중량부와, 무기안료 0.1~0.5중량부와, 나트라졸 5~25중량부가 첨가되어 제조된다.

상기의 제2 실시예에 따른 혼합재는 SBR 라텍스 에멀젼에 나노실리카, 폴리카본산, 실리콘방수재, 무기 안료, 나트라졸 증점제 등을 고속 믹싱한 고분자폴리머조성물과, 알루미나 시멘트, 포틀랜드 시멘트, 마이크로 시멘트에 호모 폴리머 폴리프로필렌 섬유 등으로 이루어진 파우더조성물을 균일하게 교반함으로써 제조된다.

상기와 같은 제2 실시예에 따른 혼합재 20~30중량%와 선별골재(입경 1~5mm를 갖는 석회석 폐골재, 건축 폐골재, 전신주 파쇄골재, 소성점토벽돌 폐골재, 화강석 폐골재 등) 70~80중량%를 믹싱함으로써 블록 제조를 위한 방수기능을 갖는 투수 칼라 콘크리트가 만들어진다.

도 1에서와 같이 기존의 투수 콘크리트 재료로는 포틀랜드 시멘트, 골재, 혼화재, 안료를 사용하는 것이 일반적이지만, 도 2를 참조로 하면 본 발명의 경우 이에 추가로 나노실리카, 실리콘방수재, 호모 폴리머 폴리프로필렌 섬유를 사용하여 콘크리트에 지속적인 투수기능을 부여하는 한편, 알루미나 시멘트를 통해 빠른 경화시간을 갖도록 함으로써 조기개방이 가능하고 인장강도, 휨강도, 부착강도, 동결융해저항성, 내산성, 내알칼리성 등의 기능을 향상시키게 된다.

참고로 제1 및 제2 실시예 각각에서 포틀랜드 시멘트, 알루미나 시멘트 및 마이크로 시멘트를 기재된 바와 같은 조성비로 하였을 경우 콘크리트의 강도와 경화속도가 최적으로 확인되었고, 나노실리카는 콘크리트 내에서 Ca(OH)₂와의 화학반응을 통하여 불용성 규산칼슘 수화물을 생성시켜 혼합재와 함께 믹싱되는 선별골재의 결속력을 향상시키는데 적절한 정도로 첨가되었다.

또한 호모 폴리머 폴리프로필렌 섬유는 선별골재간의 결속력을 향상시켜 유동성에 의한 균열, 건조수축 균열을 감소시키고, 내약품성을 증가시키게 되며, 무기안료의 사용을 통해 적, 흑, 황, 녹, 청 등의 다양한 색상을 콘크리트에 부여할 수 있어 자전거 도로, 산책로, 공원 조성 등에 보다 다양한 식별 표시와 용도에 맞는 수려한 색상의 조화를 도모할 수 있게 된다.

한편으로 본 발명에 따른 혼합재를 사용한 자전거도로 및 인보행로 투수 칼라 콘크리트 인터로킹 블록 제조방법은 상기 혼합재와 입경 3~5mm를 갖는 석회석 폐골재, 건축 폐골재, 전신주 파쇄골재, 소성점토벽돌 폐골재 및 화강석 폐골재 중 하나 이상으로 이루어진 제1 선별골재를 믹싱한 제1 배합물을 형틀에 투입하여 하부층을 형성하는 제1 단계와, 상기 형틀 내 하부층상으로 혼합재와 입경 1~1.5mm를 갖는 석회석 폐골재, 건축 폐골재, 전신주 파쇄골재, 소성점토벽돌 폐골재 및 화강석 폐골재 중 하나 이상으로 이루어진 제2 선별골재를 믹싱한 제2 배합물을 투입하여 상부층을 형성하는 제2 단계와, 상부층을 가압하는 제3 단계와, 상하부층을 스팀 양생하는 제4 단계로 이루어진다.

여기서 상기 제1 및 제2 배합물의 전체비율은 혼합재 20~30중량%와 제1 및 제2 선별골재 70~80중량%로 하되, 도 2에서와 같이 우수한 투수성을 제공하도록 상부층보다 하부층이 두껍게 하기 위해 제1 선별골재를 제2 선별골재보다 더 많이 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 하부층에 직경 3~5mm의 제1 선별골재를 사용하고 상부층에 직경 1~1.5mm의 제2 선별골재를 사용하여 공극률 10% 이상, 투수계수 1.0x10^-2/sec 이상을 발휘하도록 함으로써, 이를 감싸고 있는 혼합재의 방수기능으로 우수와 함께 씻겨 내려온 미세 먼지나 모래 등의 이물질을 지표로 흘려보낼 수 있어 기존의 블록보다 더욱 장기간 투수능을 유지할 수 있도록 하며, 보강섬유를 사용하여 블록에서 골재가 탈락되는 현상을 방지할 수 있다.

Claims

포틀랜드 시멘트, 알루미나 시멘트, 입경 4.5~5.5㎛를 갖는 마이크로 시멘트, 호모 폴리머 폴리프로필렌 섬유(Homo Polymer Polypropylene Fiber), 입경 45~55nm를 갖는 나노실리카, 폴리카본산, 실리콘방수제, 무기안료 및 EVA 폴리머(Ethylene-Vinyl Acetate Polymer)가 혼합된 바인더조성물과 물이 배합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 방수기능성 투수 칼라 콘크리트 블록 혼합재.
포틀랜드 시멘트, 알루미나 시멘트, 입경 4.5~5.5㎛를 갖는 마이크로 시멘트 및 호모 폴리머 폴리프로필렌 섬유가 혼합된 파우더조성물과;
SBR 라텍스(Styrene Butadirene Rubber Latex), 입경 45~55nm를 갖는 나노실리카, 폴리카본산, 실리콘방수제, 무기안료 및 나트라졸(Natrasol)이 혼합된 고분자폴리머조성물;이 배합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 방수기능성 투수 칼라 콘크리트 블록 혼합재.
청구항 1 또는 청구항 2에 따른 혼합재를 사용한 자전거도로 및 인보행로 투수 칼라 콘크리트 인터로킹 블록 제조방법에 있어서,
상기 혼합재와 입경 3~5mm를 갖는 석회석 폐골재, 건축 폐골재, 전신주 파쇄골재, 소성점토벽돌 폐골재 및 화강석 폐골재 중 하나 이상으로 이루어진 제1 선별골재를 믹싱한 제1 배합물을 형틀에 투입하여 하부층을 형성하는 제1 단계와;
상기 형틀 내 하부층상으로 상기 혼합재와 입경 1~1.5mm를 갖는 석회석 폐골재, 건축 폐골재, 전신주 파쇄골재, 소성점토벽돌 폐골재 및 화강석 폐골재 중 하나 이상으로 이루어진 제2 선별골재를 믹싱한 제2 배합물을 투입하여 상부층을 형성하는 제2 단계와;
상기 상부층을 가압하는 제3 단계와;
상기 상하부층을 스팀 양생하는 제4 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방수기능성 투수 칼라 콘크리트 블록 혼합재를 사용한 자전거도로 및 인보행로 투수 칼라 콘크리트 인터로킹 블록 제조방법.
청구항 3에 있어서,
상기 제1 및 제2 배합물은 혼합재 20~30중량%와 제1 및 제2 선별골재 70~80중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방수기능성 투수 칼라 콘크리트 블록 혼합재를 사용한 자전거도로 및 인보행로 투수 칼라 콘크리트 인터로킹 블록 제조방법.
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