KR101050382B1 - 친환경적 재료가 혼입된 흙 포장길과 그 조성물 및 이를 이용한 흙 포장공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐FRP와 고로슬래그 미분말을 재활용함으로써 환경문제에도 이바지하고, 경화된 흙의 취성적 성질과 균열의 발생으로 시공과 품질관리에 문제점을 보완하여 이용 시 쾌적한 느낌을 느낄 수 있으며, 실제 흙길의 색감과 질감을 체험할 수 있는 친환경적 재료가 혼입된 흙 포장길과 그 조성물 및 이를 이용한 흙 포장공법에 관한 것으로, 흙 포장 폭 만큼 동상방지와 규열 방지를 위하여 로울러로 5~20cm의 두께로 잡석을 다짐하고 포장 폭에 맞는 철재 매쉬를 설치하는 보조기층형성 공정과, 마사토와 황토, 시멘트, 고로슬래그 미분말, 폐FRP 미분말을 건비빔 하는 배합공정과, 교반기가 붙어있는 차량(레미콘차량)에 배합수를 채운후 상기 배합공정에서 건 비빔하여 배합한 조성물을 교반기로 투입하고 고화제가 첨가된 배합수를 공급하여 적어도 5분이상 교반하는 교반공정과, 상기 교반공정에서 충분히 교반된 흙 포장조성물을 보조기층형성공정에서 보조기층을 형성한 포장할 곳에 타설하는 타설공정과, 상기 타설공정에서 타설된 흙 포장조성물을 진동다짐 또는 손 다짐으로 다짐하고 표면에 무늬를 새기는 마감공정과, 상기 마감공정이 완료된 흙 포장조성물에 비닐을 덮어 3일간 양생하는 양생공정으로 5~20cm의 두께로 잡석을 다짐하고 포장 폭에 맞는 철재 매쉬를 설치한 보조기층에,

백토, 점토, 사질토 등의 마사토 1㎥당;

황토 50~400kg, 시멘트와 고로슬래그 미분말을 혼합한 혼합물 40~120kg, 폐FRP 미분말 10~40kg, 고화제 2~20kg, 배합수 200~400L를 혼합하여 배합한 흙 포장 조성물을 타설하고 표면에 무늬를 새겨서 친환경적 재료가 혼입된 흙 포장길을 조성하였다.

폐FRP, 고로슬래그 미분말, 황토, 시멘트, 고화제

Description

친환경적 재료가 혼입된 흙 포장길과 그 조성물 및 이를 이용한 흙 포장공법{Environmentally friendly materials used dirt roads and dirt roads which the composition and coating method}

본 발명은 폐FRP와 고로슬래그 미분말을 재활용함으로써 환경문제에도 이바지하고, 경화된 흙의 취성적 성질과 균열의 발생으로 시공과 품질관리에 문제점을 보완하여 이용 시 쾌적한 느낌을 느낄 수 있으며, 실제 흙길의 색감과 질감을 체험할 수 있는 친환경적 재료가 혼입된 흙 포장길과 그 조성물 및 이를 이용한 흙 포장공법에 관한 것이다.

토사침식을 방지하고 주민편의를 위하여 시공되는 아스콘, 폐타이어 고무칩블록, 콘크리트 보도블록, 합성재블록 등이 있으나, 지금까지는 주로 아스콘, 콘크리트, 콘크리트 보도블록 등이 널리 사용되어왔다.

대한민국특허 제0225129호에서는 폐 FRP 분말과 메트릭스 수지간에 화학적 결합이 가능한 실란계 커플링제를 사용하여 이들의 양을 변화시키면서 수지와 혼합시켜 건자재를 성형하는 폐 FRP를 건설재료에 이용하는 기술이 제시되었다.

특허등록 제10-0466285호(2005.01.05)는 처리에 어려움이 있는 폐FRP를 친 환경적이면서 경제성과, 역학적 성질 및 내구성이 우수하고 경량인 투수성 보도블록인 폐 유리섬유 강화 플라스틱(FRP)을 골재로 이용하는 투수성 건자재 조성물에 관한 것이 개발되었다.

상기한 발명들은 도로에 깔기 위한 블록에 관한 것이나 최근에는 공원이나 기타 보행자를 위주로 한 도로를 조성함에 있어서 친환경적인 도로를 조성하기 위하여 황토 길을 많이 조성하고 있다.

폐FRP(Fiberglass Reindorced Plastics)는 내구성, 내식성 및 내화학적 특성이 우수하고 강도/무게 비가 높아 선박 등 다방면에 걸쳐 널리 활용되어 왔으나 그 결과 엄청난 양의 폐FRP가 발생하면서 FRP 폐기물 처리가 큰 문제점으로 인식되었다. 또한 폐FRP의 처리방법은 주로 소각 후 매립하는 방식이 시도되어 왔다. 그러나 FRP는 열경화성 물질이기 때문에 소각처리시 소각의 장점인 감량 효과를 달성하기 어렵고 비록 소각을 한다 하여도 유해물질의 배출로 인한 심각한 환경오염을 유발한다.

현재 국내에서는 연간 약 3만 5천톤 정도가 생산되며 그 생산량이 매년 급격히 증가 추세에 있다. 반면 폐기되는 FRP의 양도 비례하여 증가하여 현재 연간 1만톤 정도가 배출되고 있어 이에 대한 처리문제가 심각한 실정이다.

한편 FRP는 열경화성수지와 불연성의 유리섬유로 이루어져 있기 때문에 열가소성 수지와는 달리 소각에 의한 처리가 아주 어려우며 비록 소각처리 한다고 할지라도 다이옥신 발생 등의 환경오염을 일으킬 수 있으며, 완전 소각을 위한 설비는 매우 고가라는 문제점이 있다.

따라서 대부분 주로 절단 또는 분쇄하여 매립하고 있으나 이 또한 현재 폐 FRP가 산업폐기물로 지정되어 있어 지정 매립장소에 매립하여야 하기 때문에 매립장소의 확보가 어렵고, 처리 비용 또한 많이 소요된다.

이런 이유로 FRP 폐기물처리 비용이 증가하면서 많은 양의 폐기물이 방치됨 으로써 환경문제로까지 대두되고 있다. 폐 FRP는 높은 강도, 내구성, 내화성 및 우수한 동결융해 저항성을 가지고 있어 모르타르 및 콘크리트의 성능을 향상시킬 수 있다.

고로슬래그는 강재 제조용 선철을 만들 때 생성되어지는 부산물로써 선철 1ton 생산시 약 300~330kg 정도가 생산된다.

고로슬래그 미분말은 포틀랜트 시멘트와 혼합하는 경우, 수산화 칼슘과 황산염의 작용에 의해 경화가 증진되고 포틀랜트 시멘트와 비교하여 장기강도, 수밀성, 화학저항성이 향상된다.

최근 콘크리트나 아스팔트가 아닌 흙(황토, 마사토 등)을 이용한 흙포장 공법으로 산책로, 자전거도로, 유적로 등에 흙포장을 시공하는 경우가 늘고 있다. 흙포장은 자연친화적인 도로포장 방법으로 자연친화적이고 원적외선 방출, 통기성 우수, 낮은 열전도율로 인한 쾌적한 온도조건 등과 같은 많은 장점을 때문에 시공이 더욱 증가할 것이다.

그러나 낮은 강도로 인해 내구성이 떨어진다는 단점이 있다. 이를 극복하기 위해 시멘트의 사용량이 증가하는데 이는 장시간 시간이 경과 하면 내구성과 강도가 약해져 사람들의 이용과 풍화작용에 의해 자연으로 돌아가는 흙 포장의 특성상 좋지 않은 방향이다.

이처럼 포장을 시공하는 경우가 증가하고 있는 것을 감안할 때 폐FRP와 고로슬래그 미분말이 혼입된 흙포장 조성물은 강도와 내구성의 증가로 인한 경제적 이점과 환경문제로까지 대두되고 있는 폐FRP 및 고로슬래그의 처리에 이점을 제공할 수 있다.

본 발명은 폐FRP와 고로슬래그 미분말을 재활용함으로써 환경문제에도 이바지 하고, 경화된 흙의 취성적 성질과 균열의 발생으로 시공과 품질관리에 문제점을 가지고있는 흙 포장의 단점을 보완하는 이점을 제공하는데 그 목적이 있다.

흙 포장 폭 만큼 동상방지와 규열 방지를 위하여 로울러로 5~20cm의 두께로 잡석을 다짐하고 포장 폭에 맞는 철재 매쉬를 설치하는 보조기층형성 공정과, 마사토와 황토, 시멘트, 고로슬래그 미분말, 폐FRP 미분말을 건비빔 하는 배합공정과, 교반기가 붙어있는 차량(레미콘차량)에 배합수를 채운 후 상기 배합공정에서 건 비빔하여 배합한 조성물을 교반기로 투입하고 고화제가 첨가된 배합수를 공급하여 적어도 5분이상 교반하는 교반공정과, 상기 교반공정에서 충분히 교반된 흙 포장조성물을 보조기층형성공정에서 보조기층을 형성한 포장할 곳에 타설하는 타설공정과, 상기 타설공정에서 타설된 흙 포장조성물을 진동다짐 또는 손 다짐으로 다짐하고 표면에 무늬를 새기는 마감공정과, 상기 마감공정이 완료된 흙 포장조성물에 비닐을 덮어 3일간 양생하는 양생공정으로 5~20cm의 두께로 잡석을 다짐하고 포장 폭에 맞는 철재 매쉬를 설치한 보조기층에,

백토, 점토, 사질토 등의 마사토 1㎥당;

황토 50~400kg, 시멘트와 고로슬래그 미분말을 혼합한 혼합물 40~120kg, 폐FRP 미분말 10~40kg, 고화제 2~20kg, 배합수 200~400L를 혼합하여 배합한 흙 포장 조성물을 타설하고 표면에 무늬를 새겨서 친환경적 재료가 혼입된 흙 포장길을 조 성하였다.

고로슬래그와 폐FRP 모두 산업부산물로써 이를 재활용하는 것은 환경오염을 저감시키므로 친환경 제품의 재료로 매우 효과적이다.

일반적인 흙포장보다 시멘트의 사용이 고로슬래그, 폐FRP, 황토의 치환으로 저감되므로 백화현상이 저하된다.

폐FRP를 사용하여 강도를 증가시켜 내구성 및 사용연한을 증가시킬 수 있으며 균열발생을 저감시킬 수 있다.

고로슬래그 미분말을 사용하여 시멘트의 사용량을 줄이고 장기적인 강도 및 내구성, 내화학성을 증진시킬 수 있다. 또한 수밀성의 향상과 블리딩의 저감으로 시공성 및 품질관리의 향상을 기대할 수 있다.

이는 흙 포장의 수명을 연장시켜 경제적인 효과를 기대할 수 있으며, 나아가 수명이 다해감에 따라 자연으로 회귀하는 경우 시멘트의 사용량을 줄여서 높은 친환경성을 기대할 수 있다.

황토를 사용하여 복사열의 감소와 습도의 조절로 이용 시 쾌적한 느낌을 느낄 수 있으며, 실제 흙길의 색감과 질감을 체험할 수 있어 이용자에게 친근함을 제공한다.

폐FRP(Fiberglass Reindorced Plastics)는 내구성, 내식성 및 내화학적 특성이 우수하고 강도/무게 비가 높으며, 우수한 동결융해 저항성을 가지고 있기 때 문에 모르타르 및 콘크리트의 성능을 향상시킬 수 있다.

고로슬래그는 강재 제조용 선철을 만들 때 생성되어지는 부산물로써 선철 1ton 생산시 약 300~330kg 정도가 생산되는데, 고로슬래그 미분말은 포틀랜드 시멘트와 혼합하는 경우, 수산화 칼슘과 황산염의 작용에 의해 경화가 증진되고 포틀랜드 시멘트와 비교하여 장기강도, 수밀성, 화학저항성이 향상된다.

상기한 폐기물을 소재로 한 본 발명은,

백토, 점토, 사질토 등의 마사토 1㎥당;

황토 50~400kg, 시멘트와 고로슬래그 미분말을 혼합한 혼합물 40~120kg, 폐FRP 미분말 10~40kg, 고화제 2~20kg, 배합수 200~400L를 혼합하여 배합함으로써 친환경적 재료가 혼입된 흙 포장 조성물을 얻는다.

상기한 친환경적 재료가 혼입된 흙 포장 조성물을 이용한 흙 포장공법을 실시하는 본 발명의 실시예를 살펴보면,

보조기층형성 공정;

흙 포장 폭 만큼 동상방지와 규열 방지를 위하여 로울러로 5~20cm의 두께로 잡석을 다짐하고 포장 폭에 맞는 철재 매쉬를 설치하여 보조기츨을 형성한다.

배합공정;

마사토와 황토, 시멘트, 고로슬래그 미분말, 폐FRP 미분말을 건비빔으로 충분히 배합한다.

교반기가 붙어있는 차량(레미콘차량)에 배합수를 채운 후 상기 배합공정에서 건 비빔하여 배합한 조성물을 교반기로 투입하고 고화제가 첨가된 배합수를 공급하 여 적어도 5분이상 교반하는 교반공정과,

타설공정;

상기 교반공정에서 충분히 교반된 흙 포장조성물을 보조기층형성공정에서 보조기층을 형성한 포장할 곳으로 운반하여 펌프카 등으로 에 타설한다.

마감공정;

상기 타설공정에서 타설된 흙 포장조성물을 진동다짐 또는 손 다짐으로 다짐하고 표면에 다양한 무늬를 새겨넣어 마감한다.

양생공정;

상기 마감공정이 완료된 흙 포장조성물에 비닐을 덮어 3일간 양생하여 굳힌다.

상기한 공법에 의하여 완성된 본 발명의 친환경적 재료가 혼입된 흙 포장길은, 흙 포장 폭 만큼 동상방지와 규열 방지를 위하여 로울러로 5~20cm의 두께로 잡석을 다짐하고 포장 폭에 맞는 철재 매쉬를 설치한 보조기층에,

백토, 점토, 사질토 등의 마사토 1㎥당;

황토 50~400kg, 시멘트와 고로슬래그 미분말을 혼합한 혼합물 40~120kg, 폐FRP 미분말 10~40kg, 고화제 2~20kg, 배합수 200~400L를 혼합하여 배합한 흙 포장 조성물을 타설하고 표면에 무늬를 새겨서 양생한 것이다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 흙 포장 폭 만큼 동상방지와 규열 방지를 위하여 로울러로 5~20cm의 두께로 잡석을 다짐하고 포장 폭에 맞는 철재 매쉬를 설치하는 보조기층형성 공정과,

   마사토와 황토, 시멘트, 고로슬래그 미분말, 폐FRP 미분말을 건비빔 하는 배합공정과,

   교반기가 붙어있는 차량(레미콘차량)에 배합수를 채운 후 상기 배합공정에서 건 비빔하여 배합한 조성물을 교반기로 투입하고 고화제가 첨가된 배합수를 공급하여 적어도 5분이상 교반하는 교반공정과,

   상기 교반공정에서 충분히 교반된 흙 포장조성물을 보조기층형성공정에서 보조기층을 형성한 포장할 곳에 타설하는 타설공정과,

   상기 타설공정에서 타설된 흙 포장조성물을 진동다짐 또는 손 다짐으로 다짐하고 표면에 무늬를 새기는 마감공정과,

   상기 마감공정이 완료된 흙 포장조성물에 비닐을 덮어 3일간 양생하는 양생공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 친환경적 재료가 혼입된 흙 포장 조성물을 이 용한 흙 포장공법.
3. 흙 포장 폭 만큼 동상방지와 규열 방지를 위하여 로울러로 5~20cm의 두께로 잡석을 다짐하고 포장 폭에 맞는 철재 매쉬를 설치한 보조기층에,

   백토, 점토, 사질토 등의 마사토 1㎥당;

   황토 50~400kg, 시멘트와 고로슬래그 미분말을 혼합한 혼합물 40~120kg, 폐FRP 미분말 10~40kg, 고화제 2~20kg, 배합수 200~400L를 혼합하여 배합한 흙 포장 조성물을 타설하고 표면에 무늬를 새겨서 양생한 것을 특징으로 하는 친환경적 재료가 혼입된 흙 포장길.