KR101092476B1 - 우수정화기능을 가진 보도블록 - Google Patents

Abstract

본 발명은 우수정화기능을 가진 보도블록에 관한 것으로, 더 상세하게 설명하면 보도블록에 우수정화기능이 탁월한 화산석과 맥반석을 혼합하여 제조함으로써, 우천시 우수가 블록을 투수하여 지중으로 배수될 때, 우수에 포함된 폐수를 정화시켜 수질이 개선되도록 한 것을 특징으로 하는 보도블록에 관한 것이다.
이에 본 발명은 전체두께 중 83~88% 두께의 하부층(1)과 12~17% 두께의 표면층(2)을 가지되, 상기 표면층(2)은 골재 78%에 물 22%의 전체중량 중, 골재가 0.3mm~0.8mm 입자크기의 화산석 18%와, 1.2mm~2.5mm 입자크기의 맥반석 18%와, 1~2mm 입자크기의 모래 20%와, 3mm 입자크기의 규사 18%와, 포틀랜트시멘트 25%와, 혼화제 1%를 혼합하고, 상기 하부층(1)은 골재 78%에 물 22%의 전체중량 중, 골재가 2mm~4mm 입자크기의 화산석 28%와, 5mm~6mm 입자크기의 맥반석 28%와, 1~2mm 입자크기의 모래 8%와, 7mm 입자크기의 규사 10%와, 고로시멘트 25%와, 혼화제 1%를 혼합하여서 제조됨을 특징으로 하는 우수정화기능을 가진 보도블록을 제공한다.

Description

우수정화기능을 가진 보도블록 {SIDWWALK BLOCK HAVING RAINWATER FILTRRATION FUNCTION}

본 발명은 우수정화기능을 가진 보도블록에 관한 것으로, 더 상세하게 설명하면 보도블록에 우수정화기능이 탁월한 화산석과 맥반석을 혼합하여 제조함으로써, 우천시 우수가 블록을 투수하여 지중으로 배수될 때, 우수에 포함된 폐수를 정화시켜 수질이 개선되도록 한 것을 특징으로 하는 보도블록에 관한 것이다.

일반적으로 보도블록은 주로 행인들이 이용하는 도로에 일정 크기와 형상으로 이루어진 블록체를 배열하여 먼지 등이 발생하는 것을 방지하고, 빗물이 지표면에 투수 되어 생태환경을 보존하며 도로 미화를 위하여 설치된다.

이러한 보도블록은 다양한 종류의 재질로 제조되는데, 일반적으로는 콘크리트를 성형하여 제조한 콘크리트 블록이 많이 사용되고 있으나, 이러한 콘크리트형 보도블록은 우천시 빗물의 배수가 원활하지않아 홍수 등의 우려가 있었다.

이에 최근에는 콘크리트 보도블록에 공극(큰 골재로 만들어진 골재 간의 틈새)을 형성하여 투수기능을 향상시킨 투수형 보도블록을 제조한 바 있었으나, 이와 같은 경우 상기 공극으로 인한 골재 상호 간의 결합력의 저하로 표면이 균열, 골재탈락 등이 수반됨은 물론 표면마모가 심하고, 시멘트를 적게 사용하게 됨에 따라 필연적으로 강도가 낮아지는 문제점이 있었다.

따라서, 최근에는 등록특허 1020633호의 "표면마모강도가 강화된 투수 블록"이 제안된 바 있고, 상기와 같은 경우 공극에 의해 투수기능을 향상하되 블록을 이중층으로 구성하여 표면층에는 바잘트섬유를 첨가함으로써 균열방지, 골재탈락이나 파손을 방지하며 표면마모 강도가 우수하게 한 것도 있었다.

그러나, 상기와 같은 블록은 기존의 공극형 콘크리트 블록을 개선하여 표면마모 강도가 우수하면서도 투수효율을 증진시키는 장점은 있지만, 결과적으로 우천시 우수가 지중으로 배수 되도록 하는 것 외에 별다른 효과를 기대할 수 없었다.

이와 같이 단순히 우수를 지중으로 투수만 되게 하게 된다면, 우천시 다량의 우수가 지중으로 스며들 때, 도로나 인도의 각종오염물질 또는 하수의 역류로 인한 폐수 등이 그대로 지중을 통해 하천으로 유입되면서 수질이 악화 되는 등의 문제점을 수반하게 된다.

게다가 우리나라는 국제인구행동연구소에서 물부족국가로 분류될 정도로 물의 수요가 공급을 초과하고 있는 실정임을 감안해 볼 때, 상기와 같은 수질악화의 요인을 해결해야할 필요성이 요구되고 있는 실정이다.

이에 본 발명은 종래와 같이 보도블록을 통해 우수를 지중으로 투수 되도록 할 뿐 아니라, 지중으로 투수 되는 우수를 정화시켜 수질을 개선토록 함에 그 목적이 있다.

이와 아울러 본 발명은 투수 및 수질 개선을 목적으로 하면서도 상기 목적의 달성으로 인해 필연적을 수반(강도저하, 표면마모, 균열, 골재의 탈락 등)되는 본래의 보도블록 기능이 상실하지 않도록 함에 또 다른 목적으로 한다.

본 발명에 따른 우수정화기능을 가진 보도블록은, 전체두께 중 83~88% 두께의 하부층(1)과 12~17% 두께의 표면층(2)을 가지되, 상기 표면층(2)은 골재 78%에 물 22%의 전체중량 중, 골재가 0.3mm~0.8mm 입자크기의 화산석 18%와, 1.2mm~2.5mm 입자크기의 맥반석 18%와, 1~2mm 입자크기의 모래 20%와, 3mm 입자크기의 규사 18%와, 포틀랜트시멘트 25%와, 혼화제 1%를 혼합하고, 상기 하부층(1)은 골재 78%에 물 22%의 전체중량 중, 골재가 2mm~4mm 입자크기의 화산석 28%와, 5mm~6mm 입자크기의 맥반석 28%와, 1~2mm 입자크기의 모래 8%와, 7mm 입자크기의 규사 10%와, 고로시멘트 25%와, 혼화제 1%를 혼합하여서 제조됨을 특징으로 한다.

상기와 같이 된 본 발명은 종래와 같이 굵은 골재의 배합만으로 공극을 형성하지 않고, 자체적으로 미세공극을 갖는 화산석의 혼합으로 인해 투수효율을 향상시키면서, 투수 되는 우수를 정화할 수 있는 효과가 있다.

한편, 자체적 미세공극 가짐으로써, 근본적으로 강도가 약한 화산석의 첨가로 약해질 수 있는 강도를 맥반석의 혼합으로 강도를 향상함과 규사의 첨가 그리고 강도를 향상시킬 수 있는 다른 골재들과 각 골재의 입자크기 및 시멘트의 혼합비율로 제조됨으로써, 종래 바잘트섬유와 같은 이질적인 재료를 사용하지 않고도 강도저하, 표면마모, 균열, 골재의 탈락 등이 없어 투수블록임에도 불구하고 강도가 향상되는 보도블록이 가져야 하는 본래의 기능을 그대로 유지할 수 있는 이점이 있다.

그리고, 본 발명은 주요 핵심이 되는 화산석과 맥반석은 익히 알려진 바와 같이 유해물질 제거, 중금속 분해, 시멘트 독성중화·항균·방충·탈취 작용이 뛰어나며, 산성이나 강알칼리성 물을 약알칼리성(PH7.2~7.4)으로 조절하며, 수질을 활성화하여 정수·정화·여과작용이 뛰어나기 때문에 본 발명의 보도블록을 통해 배수되는 우수를 정화할 수 있으므로 수질개선에 일조할 수 있는 유용한 발명으로 기대된다.

도 1은 본 발명의 예시도 이다.

이하 본 발명을 실현하기 위하여 첨부된 도면과 함께 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 보도블록은 우수정화기능을 갖는 화산석과, 맥반석을 일정비율로 혼합하여서 제조됨을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 보도블록은 표면마모강도를 향상하기 위해 하부층(1)과 표면층(2)으로 구분되며, 상기 하부층(1)과 표면층(2)은 전체두께 중 83~88% 두께의 하부층(1), 12~17% 두께의 표면층(2)으로 구성된다.

상기에서 표면층의 두께수치 한정은 표면마모강도를 향상시킴과, 동시에 투수가 적정하게 유지되도록 하여 우수정화를 극대화하기 위한 최소한의 수치이다.

한편, 상기에서 화산석과, 맥반석을 단순히 콘크리트 배합방식으로 혼합할 경우 강도 및 우수정화에 필요한 투수 계수가 적정하게 나오기 어렵기 때문에 본 발명을 실현하기 위한 가장 이상적인 혼합비율은 다음과 같다.

상기 보도블록의 표면층(2)은 골재 78%에 물 22%의 전체중량 중, 골재가 0.3mm~0.8mm 입자크기의 화산석 18%와, 1.2mm~2.5mm 입자크기의 맥반석 18%와, 1~2mm 입자크기의 모래 20%와, 3mm 입자크기의 규사 18%와, 포틀랜트시멘트 25%와, 혼화제 1%를 혼합하고,

상기 보도블록의 하부층(1)은 골재 78%에 물 22%의 전체중량 중, 골재가 2mm~4mm 입자크기의 화산석 28%와, 5mm~6mm 입자크기의 맥반석 28%와, 1~2mm 입자크기의 모래 8%와, 7mm 입자크기의 규사 10%와, 고로시멘트 25%와, 혼화제 1%를 혼합하여서 제조됨을 특징으로 한다.

상기 보도블록의 제조방법은 일정한 규격의 틀에 하부층(1) 혼합물을 채운 후, 압착 진동 한 다음, 다시 표면층(2) 혼합물을 채워 진동 압착하여서 하부층(1) 위에 표면층(2)이 일체로 제조되며, 이후 양생 및 건조 된 블록의 표면을 가공(철선 브러시 또는 연마석 브러시로 털어내거나, 다수의 볼 또는 침으로 펀칭하는 방식)하여서 완성된다.

상기에서 틀의 규격은 KS규격에 대응하는 가로230mm, 세로115mm, 두께80mm로 하되, 압착되는 두께를 감안하여 틀의 두께를 약 12mm 높게 구성하며, 상기 틀에 채워지는 혼합물의 두께는 기준치에서 하부층은 약12mm, 표면층의 약7mm정도를 높게 채운 후 약5t의 가압력으로 압착 진동하면 기준치 두께로 완성된다.

상기와 같은 제조방법은 이미 알려진 통상의 제조방식이므로 권리범위로 한정하지 않고, 본 발명의 혼합비율만 만족한다면, 제조방법을 다소 변경하거나 달리하면서 그에 따른 오차범위를 수정하여 제조하여도 무방할 것이다.

이와 같이 제조된 본 발명의 보도블록의 혼합비는 단순한 임계적 수치가 아니라 수년간 시행착오를 거치면서 가장 이상적인 혼합비율로 얻어진 것이며, 이를 통해 제조된 것을 한국건자재시험연구원에서 실시한 실험성적서를 첨부하였고, 실험성적서의 평균을 낸 표가 아래와 같다.

KS 기준	본 발명의 평균값	판정결과
치수 - 가로 230±2mm	228.4 mm	합격
치수 - 세로 115±2mm	113 mm	합격
치수 - 두께 80±3mm	80.8 mm	합격
휨강도 5 MPa	5.64 MPa	합격
투수계수 0.1 mm/sec 이상	0.2 mm/sec	합격

이는 본 발명에 의해 제조된 블록 5개를 무작위로 선별하여 시험방법 KS F 4419 : 2009 방식으로 실험한 결과 KS 규격에 적합함은 물론 휨강도, 투수 계수가 오차범위 내에 들어가므로 합격판정을 받은 것이다.

상기에서 본 발명의 보도블록은 투수 계수가 기준치보다 훨씬 앞서고 있는데(일반보도블록의 투수 계수는 KS기준이 0.05 mm/sec, 투수블록은 0.1mm/sec), 이는 단순히 투수의 목적만으로는 0.1mm/sec만 되어도 적합하지만, 우수정화기능을 가질려면 투수효율이 더 향상되어야 하나, 투수계수가 0.3mm/sec이상으로 지나치게 많이 될 경우 정화되지 않은 채 바로 배수됨으로써 0.2mm/sec정도의 투수계수가 우수정화에 가장 이상적인 수치이다.

결과적으로 본 발명의 투수형 보도블록은 실험결과와 같이 일반 보도블록과 같은 강도를 가지면서도 투수효율이 뛰어남과 동시에 탁월한 우수정화기능이 가지는 효과가 있다.

그리고, 본 발명의 혼합비율로 제조된 보도블록은 화산석을 최대한 많이 혼합하면서 화산석 강도가 맥반석이나 규사에 비해 약하므로 블록 자체가 약해질 수 있는 것을 맥반석과 규사를 첨부하여 보완함과 동시에 맥반석과 규사의 입자크기와 비율을 적정하게 조절하여 부족한 강도를 향상시켰으며, 또한 강도 보완에 따라 화산석을 더 많이 첨가할 수도 있으나 우수정화에 필요한 가장 이상적인 투수 계수를 달성할 수 있도록 화산석의 혼합비율을 한정함으로써 우수정화효율을 극대화한 것이다.

이를 뒷받침 하기 위해 본 발명의 골재 구성요소에 따른 골재 크기, 혼합비율을 아래 표를 통해 좀더 상세하게 설명하면 다음과 같다.

	표면층 골재크기(mm)	하부층 골재크기(mm)	표면층 혼합량(%)	하부층 혼합량(%)
화산석	0.3~0.8	2~4	18	28
맥반석	1.2~2.5	5~6	18	28
규사	3	7	18	10
모래	1~2	1~2	20	8
시멘트	포틀랜트 시멘트	고로 시멘트	25	25
혼화제	-	-	1	1

우선 표면층과 하부층의 골재 크기 중 하부층에 비해 표면층이 화산석은 0.17배, 맥반석과 규사는 0.5~0.7배 정도 작은데, 이는 표면층과 같은 경우, 투수율도 중요하지만 표면 마모 강도를 더 우선하여야되기 때문에 강도가 약한 화산석은 골재 크기를 비약적으로 작게 하고, 대신 맥반석과 규사의 골재 크기를 좀더 크게 하여 강도을 향상하였으며, 반면 하부층과 같은 경우, 표면마모강도보다 투수율을 더 우선시하여야 하기 때문에 화산석의 골재 크기를 비약적으로 크게 하고, 맥반석과 규사의 크기는 소폭을 증가하여도 무방하므로 상기와 같은 골재의 크기를 갖게 되었다. 다만 상기에서 화산석, 맥반석, 규사의 골재 크기는 본 발명에서 한정한 수치의 상한선과 하한선을 넘을 경우, 블록의 강도는 물론 투수율을 보장받을 수 없게 되므로, 본 발명에서 한정한 골재의 크기를 사용함이 가장 이상적이다.

다음으로 표면층과 하부층의 혼합비율 중, 하부층에 비해 표면층이 화산석, 맥반석은 0.65배 정도 적고, 이에 반해 규사는 1.8배, 모래는 2.5배 정도로 많은데, 이는 상기와 골재의 비율과 같이 표면마모강도의 향상을 위해 강도가 약한 화산석과 맥반석의 혼합비율보다 강도가 강한 규사와 모래의 혼합비율을 더 많이 첨가함으로써, 표면층의 강도을 향상하였으며, 반면 하부층에는 표면층보다 투수율을 향상시키기 위해 화산석과 매반석 보다 규사와 모래를 혼합비율을 더 많이 줄이게 된 것이다. 이 역시 상기의 혼합비율은 본 발명에서 한정한 수치의 상한선과 하한선을 넘을 경우, 블록의 강도는 물론 투수율을 보장받을 수 없으므로 본 발명에서 한정한 수치를 적용함이 가장 이상적이다.

다음으로 표면층은 포틀랜트 시멘트를 사용하나, 하부층은 고로 시멘트를 동일한 혼합비율로 사용하게 되는데, 상기 시멘트의 종류차이는 포틀랜트 시멘트와 같은 경우, 다량의 수화열 발생을 억제시켜 균열을 방지할 수 있는 시멘트로써, 표면층의 균열은 물론 골재 탈락을 방지하는 목적으로 가장 적합하며, 고로 시멘트와 같은 경우, 일반시멘트에 비해 경화속도가 느리고, 초기강도가 약한 대신, 양생 후 내구성과 장기강도가 높아 전체적으로 높은 비율을 차지하는 하부층의 수명을 오래 유지할 수 있음은 물론, 친환경적 개념을 갖도록 하는 목적으로 가장 적합하다.

다음으로 혼화제와 같은 경우 소량 첨가되는데, 이는 시멘트 배합시 혼합이 용이하도록 하는 통상적인 성분으로써 상세한 설명은 생략한다.

따라서, 본 발명에서 구체적으로 한정하고 있는 골재의 구성요소 및 크기, 혼합비율은 본 발명을 구현하기 위해 가장 이상적인 종류와 수치로써, 이에 의해 제조된 보도블록은 본래의 보도블록 기능을 상실하지 않는 범위 안에서 투수의 기능을 가질 뿐 아니라 지중으로 배수되는 우수를 정화하여 수질을 개선할 수 있는 효과를 가지게 된다

나아가, 본 발명은 상기와 같이 본 발명을 실현하기 위한 구체적인 예 및 실시 예를 서술하였으나, 통상적 기술에 대한 구체적 수단이나 설명은 생략 또는 간단한 명칭 등으로 대체하였고, 본 발명에서 제시한 도면은 예시 도로써 특징을 부각시키고자 도법에는 맞지 않을 수 있고 요지를 흐릴 수 있는 부분은 편의상 일부 삭제하였다. 이에 따라 본 발명과 관련된 해당기술분야의 당업자라면 상기에서 설명한 기술적 내용을 뒷받침하여 충분히 실시 가능할 것으로 보이고, 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변경시킬 수도 있을 것이다. 그러나 수정 및 변경된 기술적 사상이 본 발명에 저촉된다면 모두 본 발명의 권리범위에 포함될 것이다.

1: 하부층 2: 표면층

Claims (1)

1. 전체두께 중 83~88% 두께의 하부층(1)과 12~17% 두께의 표면층(2)을 가지되,
   상기 표면층(2)은 골재 78%에 물 22%의 전체중량 중, 골재가 0.3mm~0.8mm 입자크기의 화산석 18%와, 1.2mm~2.5mm 입자크기의 맥반석 18%와, 1~2mm 입자크기의 모래 20%와, 3mm 입자크기의 규사 18%와, 포틀랜트시멘트 25%와, 혼화제 1%를 혼합하고,
   상기 하부층(1)은 골재 78%에 물 22%의 전체중량 중, 골재가 2mm~4mm 입자크기의 화산석 28%와, 5mm~6mm 입자크기의 맥반석 28%와, 1~2mm 입자크기의 모래 8%와, 7mm 입자크기의 규사 10%와, 고로시멘트 25%와, 혼화제 1%를 혼합하여서 제조됨을 특징으로 하는 우수정화기능을 가진 보도블록.

Images