KR101113750B1 - 건식집진 그라인딩을 이용한 광택용 황토석그래뉼몰탈 조성물 및 바닥재 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 황토석 그래뉼과 초속경시멘트를 배합하여 건물의 바닥면을 시공할 수 있는 광택 황토석 그래뉼몰탈 조성물에 관한 것으로, 특히 건물의 바닥면을 시공한 뒤 바닥 표면을 고압집진기가 장착된 다이아몬드 및 세라믹패드 건식 광택 연마를 실시하여 황토석 질감을 바닥면에 일체화 시공함으로써 광택이 있는 고품질 황토석 바닥면을 시공하기 위한 황토석 그래뉼몰탈 조성물 및 그 시공방법에 관한 것이다.
본 발명은 입경 0.5~6mm인 황토석 그래뉼 90중량%와 입경이 0.5mm 이하인 황토석파우더 10중량%를 혼합한 황토석 그래뉼혼합물 70～60중량%와 초속경시멘트 30～40중량%인 황토석 그래뉼몰탈에 몰탈 100중량% 대비 물 20중량%를 혼합하여 미장한 후 양생된 바닥재를 건식집진포가 설치된 다이어몬드 및 세라믹패드 그라인딩 머신을 이용하여 1차 광택 그라인딩을 실시한다. 이 때 황토석 그래뉼과 그래뉼 사이의 초속경 시멘트가 부분적으로 탈락되어 공극을 형성한다. 이 공극이 있는 상태에서 계속해서 그라인딩을 실시해도 떨어져 나오는 시멘트가 황토석그래뉼 위로 올라가서 스크래치를 계속해서 만게 되므로 광택을 낼 수 없다. 따라서 이 공극을 메꾸어 주어야 한다.
생성된 공극을 초속경시멘트 98중량%와 감수제 폴리카본산 2중량%를 혼합한 시멘트혼합물 35~40중량%와 직경 0.05mm 이하 황토석파우더 65~60중량%를 혼합한 황토석파우더몰탈에 몰탈 100중량% 대비 물 20중량%를 혼합하여 전면적으로 슬러쉬 코팅 도포하여 공극을 메꾸어 주고 양생시킨다.
마지막으로 건식집진포가 설치된 다이어몬드 및 세라믹패드 그라인딩 머신을 이용하여 2,3차 광택 그라인딩을 실시하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 건식집진 광택 황토석 그래뉼몰탈 바닥재 조성물 및 시공방법이다.
본 발명의 특징은 입경 0.5mm 내지 6mm의 그래뉼 형태의 황토석을 바닥면에 미장 시공하여 일체화시키고 표면 연마함으로써 바닥면 전체를 연마한 황토석 판상체와 같은 광택 질감을 표현할 수 있어 고품질 바닥면을 제공할 수 있고, 또한 황토석이 지닌 인체에 유익한 작용효과에 의해 주거환경 및 실내환경을 향상할 수 있다.

Description

건식집진 그라인딩을 이용한 광택용 황토석그래뉼몰탈 조성물 및 바닥재 시공방법{COMPOSITION AND INSTALLING METHOD OF MORTAR FOR BRILLIANT AND COMPRESSIVE STRENGTH GRINDING FLOOR UNDER DRY STATE BY USING YELLOW SOIL STONE GRANULE AND FAST CURING CEMENT}

본 발명은 입경 0.5mm 내지 6mm 크기로 파쇄한 황토석 알갱이(이하, '그래뉼'이라 함)를 바닥면에 시공하여 표면을 광택으로 연마할 수 있는 황토석 그래뉼몰탈 조성물 및 시공방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 황토석 그래뉼과 초속경시멘트를 배합하여 바닥재가 요구하는 물리적 성질을 부합하면서 표면연마를 통해 광택이 있는 천연적인 황토석 질감을 건물 바닥면에 표현함으로써 난방비 절감과 탈취 및 기타 황토석이 지닌 유용한 효과에 의한 쾌적한 주거환경을 구현할 수 있는 황토석 그래뉼몰탈 조성물 및 시공방법에 관한 것이다.

황토석이란, 퇴적 혹은 적층된 황토가 수억년 동안 압력에 의해 고체화된 황토 암석을 말한다. 본 발명의 이해를 돕기 위해 황토석에 관하여 살펴본다.

황토는 고생대의 퇴적물로서, 실리카와 알루미나, 철, 마그네슘, 나트륨, 카리 등 수많은 무기질을 포함하고 있으며, 만일 순수한 황토만의 물성은 황토는 고령토나 점토보다는 거칠고 점성이 많은 입자로서 연황색이나 분홍색을 띠고 있고, 인체에 유익한 미생물과 원적외선과 음이온을 다량 방사하여 인체에 매우 유익한 광물이다.

특히, 우리나라의 황토는 중국대륙에서 수십만년 동안 날아온 황사로 이루어져 있으며, 황토의 성분에는 카탈라아제, 디페놀 옥시다이제, 사카라제, 프로테아제의 4가지가 포함되어 있으며, 이 효소들은 각기 독소의 제거, 분해력, 비료요소, 정화 작용의 역할을 하고 있다.

특히 그 중에서도 카탈라이제는 현재 흙의 요소 가운데 가장 높은 활성을 보여주고 있는 것으로 알려졌으며, 이 효소는 생물에게 독소를 제공하는 과산화수소를 제거하여 생물이 살아갈 적절한 토양 환경을 만들어주는 역할을 하고, 인체 내에서 대사작용 과정 중 과산화지질이라는 독소가 발생하면 노화현상이 오는데, 양질의 황토 속에 몸을 넣고 있으면 흙의 강한 흡수력으로 체내 독소인 과산화지질이 중화, 희석되어 노화를 억제하는 효능을 있는 것으로 알려져 있다.

황토석의 구체적인 작용과 효능을 살펴보면 다음과 같다.

(1) 천연 황토석은 상기된 열을 끌어내려 머리는 차게 하고 발은 따뜻하게 하는 무한족열 효능이 탁월한 것으로 알려져 있다.

(2) 황토 1g에는 2억 마리의 인체에 유익한 미생물이 포함되어 있어 황토석이 살아 숨 쉬는 숨돌임을 말하기도 하며, 황토석에서 방사되는 다량의 원적외선은 인체의 피부조직에 침투하여 세포의 활성화를 촉진시켜 노화방지, 혈액순환촉진, 스트레스 해소, 피부미용, 신경통, 요통, 만성피로 회복 등의 작용에 유용하다.

(3) 천연 황토석은 습도가 높을 시에는 흡수하고, 건조시에는 발산하는 등 자동습도 조절 능력이 우수하다.

(4) 천연 황토석은 음이온의 방출 효과가 있으므로 요즘의 건축물에는 시멘트의 독소 및 환경유해 물질의 차단을 위해 황토 및 황토석을 건축자재로 이용하려는 움직임이 활발하고 일부 적용사례에서 체온유지에 가장 적당한 수분을 유지(호환작용)하여 쾌적한 주거환경을 제공한다.

(5) 천연 황토석은 황토석내에 분포하는 미세한 다공질로 인해 공기를 순환시키는 역할은 물론 공기를 정화시킬 수 있고, 화장실냄새, 음식냄새, 담배냄새 등 각종 악취를 탈취시키는 탈취능을 지니고 있다.

(6) 천연 황토석은 곰팡이 및 인체에 유해한 각종 균류의 서식을 억제시킬 수 있다.

(7) 천연 황토석은 인체에 나쁜 독인 과산화지질을 중화시켜 인체의 체질을 개선시킬 수 있는 작용을 할 수 있다.

(8) 천연 황토석은 입자내에 미세한 기공이 마련되어 단열성 및 보온성이 우수할 뿐만 아니라 비교적 따뜻하고 부드러운 질감을 지니고 있다. 또한 황토석은 축열율이 높고 열전도율이 낮아 시멘트 바닥판 보다도 열보존율이 더 우수함으로 황토석을 실내의 바닥재(판)로 사용하는 경우 냉난방 열효율을 크게 향상시킬 수 있고 난방비를 절감할 수 있다.

황토석은 일반 석재와는 달리 서늘하지 않고 온기를 느낄 수 있으며, 또한 황토석은 퇴적에 의한 형성된 퇴적층이 마치 나무결 무늬와 유사하여 장식성이 우수하다.

(9) 황토석은 공기 중에 매우 약한 "+" 전기를 띈 여러 가지 양상의 미립(이온)이 떠돌고 있는데 황토석은 "-"전기를 띄므로 정전기를 일으키는 미미한 "+" 전기와 황토석의 미미한 "-"전기가 중화하여 정전기 현상을 예방한다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 황토석의 우수한 특징에도 불구하고 개발되지 못한 문제로서는 황토석이 원석 위주로 개발되었는데 황토석 원석은 경도가 낮아 작은 충격에도 쉽게 부스러지므로 큰 사이즈의 석판이나 판상체(매트)로는 사용하기 어렵고 가격이 비싸다는 배경으로 인해 건축자재로 제한적으로 사용되고 있다.

최근 환경문제로 인해 주거환경에 대해 많은 관심을 갖게 되면서, 보다 인체에 유용한 주거환경을 조성하려는 노력이 활발해지고 있는데, 그 중 황토나 황토석을 건축자재로 개발하는 노력이 활발해지고 있다.

암석형태의 천연 황토석은 일반 대리석 같이 절단하고 공장에서 습식 그라인딩하여 광택을 낸 판재로 사용하고 있다. 긁힘이나 표면경도 및 강도가 약해 황토석 판재가 시공하는 과정이나 시공 후 사용하는 유지관리 과정에서 외압에 대한 충격을 받아 쉽게 깨지거나 긁히는 문제가 있다. 이렇게 물리적 성질이 현저히 떨어져 일정 두께로 절단한 황토석 판상체의 경우 황토석이 지닌 물성이 건축자재의 조건에 미흡하여 제한적으로 사용되고 있다.

이상과 같은 황토석이 지니는 시공 상 약점을 보완하고 황토석 고유의 유용한 작용을 주거환경에 활용하기 위해 다양한 몰탈를 제조함에 있어 그래뉼 형태로 바닥재를 쉽게 만들 수 있다면 보다 더 광범위하게 사용할 수 있다.

본 발명자는 황토석을 그래뉼 형태로 사용하는 즉, 일정크기를 지닌 알갱이 형태로 파쇄한 황토석을 활용하는 것에 관심을 두게 되었다.

본 발명자는 황토석을 건축자재로 활용함에 있어 황토석이 지니는 물성의 취약함을 보완하기 위하여 전술한 바와 같이 또 다른 해결과제가 있음을 발견하였다.

알갱이 형태의 황토석 그래뉼 몰탈는 양생 후 바닥면의 표면에 시멘트로 덮이는데 이를 그라인딩 하면 안에 있는 황토석 그래뉼이 나오면서 전 표면이 그래뉼로 이루어진 바닥면을 보이는 것이다.

일반적으로 대리석은 습식 상태에서 공장에서 표면 연마과정을 거쳐 표면이 매끄러운 바닥면을 얻을 수 있으나 황토석 그래뉼 몰탈의 경우 물리적 성질 즉, 압축강도나 부착강도가 낮아 일반시멘트를 사용하면 표면 연마과정에 아래의 〔사진 1〕에서 보는 바와 같이 황토석 알갱이와 경화된 시멘트가 바닥면으로부터 쉽게 이탈되는 문제가 발생된다. 국내 등록특허공보 제 10-632341호(공고일:2006.10.11)에서 황토몰탈의 3일, 7일 압축강도는 38.7~71, 80.7~132.7 kg/㎠, 즉 3.8~7.1 8.0~13.2 N/㎟이다. 콘크리트강도 20 N/㎟ 에 훨씬 못 미치고 시멘트몰탈 압축강도 보다도 약하다. 이러한 황토몰탈 기술을 활용해서 50 N/㎟ 이상의 대리석 압축강도 건식집진 광택그라인딩을 한다는 것은 상상할 수 조차 없다. 그라인딩 기계로 연마하면 광택작업이 불가능한 것은 말할 것도 없고 기계가 푹푹 빠져서 이동 자체가 불가능할 것이다. 따라서 기존 황토몰탈 기술보다 진보성과 신규성이 뛰어나다.

[사진 1]

한편 황토석 알갱이와 알갱이 사이에 충진된 바인더역할을 하는 시멘트와 고정된 황토석 그래뉼 입자들이 초기 연마과정에 황토석 그래뉼 뿐만 아니라 바인더(시멘트)입자가 빠지면서 빠진 황토석 그래뉼과 시멘트 입자가 연마 중인 황토석 그래뉼 위로 미끄러져 올라감으로 인해 연마되고 있는 표면에 연속적으로 스크래치가 발생되는 문제로 인해 연마시간이 더 늘어나고 표면을 광택으로 가공하기 어렵다. 그나마 표면광택이 나게 할 수 있다 하더라도 위 [사진 1]에서 보는 바와 같이 가로세로 10cm 영역에 수십에서 수백 개의 크고 작은 기공이 발생되므로 이것을 계속해서 메꾸어 주고 양생시켜서 그라인딩을 하고 이러한 과정을 계속해서 반복해야 하므로 공기가 길어지고 황토석 바닥면의 품질이 매우 불량해지므로 범용적인 자재로 성공적으로 사용하지는 못한다는 문제점이 있다.

황토석 그래뉼과 그래뉼 사이의 시멘트 입자가 계속해서 빠져 나오면 고압집진기를 장착한 건식 그라인딩에서는 광택 표면 연마 작업 자체가 불가능해 지는 것이다.

이러한 문제는 황토석 그래뉼을 바닥면 전체에 고르게 분포시켜 표면을 광택 연마하여 황토석 질감을 가공하는데 치명적인 결함이 되고 있다.

이것을 해결하기 위하여 그래뉼몰탈을 미장하여 그라인딩하여서 1차 그라인딩 시에 빠져 나오는 시멘트 입자의 수를 최소화 하여야 하고, 초기 그라인딩을 실시한 후에 황토석그래뉼과 그래뉼 사이에서 일부 빠져나온 초속경시멘트의 공극을 황토석파우더와 초속경시멘트,감수제 폴리카본산을 혼합한 저수분 함유 황토석파우더 몰탈을 슬러쉬코팅을 하여 공극을 메꾸어 주고 양생 후 건식집진 광택그라인딩을 함으로써 최종 광택이 있는 황토석그래뉼 바닥재를 완성할 수 있다.

도 2b, 도 2c에서 보는 바와 같이 황토석이 퇴적암이므로 도 2d에서 보는 바와 같이 표면이 오픈포어 즉, 기공이 열려 있으므로 초속경시멘트 입자와 황토석파우더가 그래뉼의 열린 기공 안으로 밀려 들어가면서 접착이 이루어지므로 입체적으로 결합하여 압축강도가 50 N/㎟ 이상이 나오는 것이다. 이것은 본 발명의 핵심 사항이다. 기성 초속경콘크리트의 28일 양생 압축강도가 375 kg/㎠, 즉 37.5 N/㎟이 나오는데, 모래와 자갈이 없는 황토석그래뉼몰탈의 10일 양생 압축강도가 60 N/㎟ 가까이 나오는 것은 정말 획기적인 것이다. 황토석이 퇴적암이 아니고 일반 암석이라면 압축강도가 그렇게 높게 나오지 못한다.

모래와 자갈이 없이 0.5~6 mm 의 왕사에 해당되는 황토석그래뉼과 0.05mm 이하의 황토석파우더가 시멘트와 혼합되어서 50 N/㎟ 이상 나오는 창작성과 신규성 및 진보성이 있다 할 것이다. 어떠한 비교대상발명을 보더라도 본원발명을 예상한다는 것은 가능하지도 않다.

일반적으로 자갈콘크리트가 제일 압축강도가 크다고 알려져 있고 초속경시멘트 전문제조업체의 28일 압축강도가 37.5 N/㎟이 나오는 상황에서 거기에 사용된 초속경시멘트를 황토석에만 섞으면 대리석강도인 50 N/㎟ 이상이 자연적으로 나오겠다고 가정한다는 것은 상상할 수 없다. 따라서 창작성,신규성,진보성이 탁월하다 할 것이며 이를 이용하여 건식집진을 사용하여 사업화에 가장 적합하다 할 것이다.

기존에 환경문제로 습식그라인딩을 이용한 금강석물갈기 바닥재가 일체성,무하자 등 아주 훌륭한 장점이 많음에도 불구하고 시장에서 완전 퇴출되었는데 건식집진을 이용한 광택 황토석그래뉼 몰탈이 에너지절감, 친환경.친건강 등 이 많은 장점을 가진 제품과 공법이 특허를 획득하면 최근 저탄소 녹색성장으로 대표되는 국가적인 시책과 이산화탄소로 인한 지구 온난화에 아주 효과적인 대책이 되므로 광범위하게 채택되어 산업적으로 바로 실용화가 될 것이고 세계무대에도 진출해서 새로운 산업의 트렌드를 형성할 것이다.

일반적으로, 대리석의 경우 광택 연마가 가능한 것은 공장에서 습식 상태로 우수한 연마공구를 사용하기 때문이다. 또한, 대리석의 압축강도가 55~120 N/㎟ 로 압축강도가 적당히 높아 비교적 연마가 잘 되기 때문이다. 화강석처럼 너무 고강도면 광택그라인딩 하기도 어려울 뿐 아니라 전면적으로 그렇게 시공할 부가가치가 없다. 50~90 N/㎟의 압축강도가 광택 그라인딩 하기에 가장 적합하다 할 것이다.

건식 그라인딩에서는 압축강도가 60 N/㎟ 이상이면 너무 강도가 높아 시공성이 안 좋기 때문에 산업적으로 이용되기가 어렵다. 따라서 50 ~ 60 N/㎟의 압축강도가 건식집진을 이용한 그라인딩에서 가장 적합한 압축강도라 하겠다.

참고로 화강암의 압축강도는 120~140 N/㎟이고, 황토석의 압축강도는 60~90 N/㎟ 정도이다. 건축자재로 사용될 수 있는 콘크리트의 압축강도는 20 N/㎟ 이상(KS규격)이다.

따라서, 황토석 그래뉼 몰탈를 광택으로 연마하기 위해서는 압축강도가 50 N/㎟ 이상이 되어야 대리석처럼 광택 연마를 할 수 있으나 일반 시멘트를 사용한 몰탈로는 압축강도를 50 N/㎟ 이상의 물성을 충족시키기 어렵다. 또한 초속경시멘트 100%를 사용한 콘크리트강도도 도 14에서 보는 바와 같이 340~375 kg/㎠, 즉 34~37.5 N/㎟ 이다. 대리석 강도 50 N/㎟ 이상에는 한참 모자란다.

전술한 바와 같이 시공한 바닥면의 연마 작업 시 황토석 그래뉼과 그래뉼 사이에 있는 시멘트가 빠져 나오면서 빠진 황토석 그래뉼과 시멘트 입자에 의해 연마 중인 바닥 표면에 스크래치를 발생시키기 때문에 광택작업을 다시 해야 하거나 더 많은 시간 동안 연마작업을 해도 광택면을 얻을 수가 없다.

따라서. 황토석 그래뉼몰탈을 바닥에 시공한 뒤 그 표면을 연마할 때 황토석 그래뉼이나 시멘트 입자가 빠져 나오지 않도록 압축강도와 부착강도를 높게 하는 조성물을 찾아내는 것이 매우 중요한 해결과제라 할 수 있다.

국내 특허공보 제10-763654호(공고일:2007.10.4)에 1~3mm, 3~8mm 그래뉼 중 선택되는 어느 하나의 입경 범위를 가진 황토석입자에서 에폭시나 우레탄 수지와 혼합하는 본원 출원인의 기존특허에서는 그라인딩 시에 휘발성유기화합물(VOC: Volatile Organic Compound)이 다량 방출되어 냄새가 난다. 그래뉼을 건식으로 그라인딩할 때에 고열의 마찰열이 발생한다. 에폭시나 우레탄이 달라붙어 황토석그래뉼 위로 올라오므로 광택 표면을 만들 수가 없다. 이 방법은 기존 금강석 바닥갈기 후에 바닥재 위에 얇게 미장하여서 에폭시나 우레탄 표면 코팅을 하여야 성공적으로 사용할 수가 있다. 분원발명처럼 그라인딩하여 황토석그래뉼의 표면이 광택을 띠면서 노출되는 것이 아니기 때문에 범용자재로 사용되기에는 한계가 있다. 난방이 되는 곳에는 사용할 수가 없다.

사이즈 또한 본 원 발명에서와 같이 0.5 ~ 6 mm 가 아닌 1~3, 3~8mm 를 둔 것은 파우더성격으로 에폭시나 우레탄과 혼합할 때에는 고가인 에폭시나 우레탄이 파우더를 적시면서 믹싱이 되기 때문에 많은 양의 에폭시나 우레탄이 소요되고 에폭시나 우레탄이 젖으면서 색상 또한 진한 갈색으로 변해서 진한 색상이 황토석의 아름다운 색상을 다 덮어버리기 때문에 아름다운 표면을 만들 수가 없다. 따라서 파우더가 포함되지 않은 일정한 크기의 균일한 황토석 그래뉼이 필요한 것이다.

반면, 본원발명의 0.5~6 mm 의 황토석사이즈는 0.5~1 mm 의 고운 분말성 그래뉼이 포함된 황토석 그래뉼로써 초속경시멘트와 혼합 시에 자체적으로 공극을 메꾸어 줄 때에 자동적으로 미세한 황토석파우더성 그래뉼과 초속경시멘트가 사이즈가 6mm 까지의 황토석 그래뉼과 그래뉼 사이에 자동적으로 섞여 들어가므로 큰 사이즈의 황토석그래뉼 사이에서 작은 사이즈의 황토석그래뉼이 초속경시멘트와 결합하여 작은 공간에서 자갈콘크리트 같은 역할을 하므로 용이하면서도 효과적인 압축강도를 한꺼번에 얻어내는 것이다. 이로 인해 본원발명의 황토석그래뉼 압축강도가 대리석강도인 50 N/㎟ 이상을 나타내는 것이다.

또한 0.5~6 mm 의 황토석그래뉼과 0.05mm 이하의 황토석파우더를 90중량%,10중량%로 섞어서 그래뉼몰탈혼합물을 만들므로 전체적으로 옅은 색깔의 황토석 색상을 나타내는데 이는 산업계에서 조색제의 비율이 5% 전후인 것과 맥락을 같이한다.

도 2b에서 보는 바와 같이 황토석은 퇴적암이므로 진한 갈색과 연한 갈색이 번갈아 나타나는 나무의 나이테 모양을 하고 있는데 그라인딩을 하면 황토석그래뉼의 진한 갈색과 연한 갈색이 번갈아 나타난다. 이 때 혼합된 상기 0.05mm 이하의 황토석파우더는 연한 갈색의 황토석그래뉼과 비숫한 색상이 되어 그 존재감이 없이 황토석그래뉼이 맞닿아서 어깨동무 하듯이 제품이 완성된다.

따라서, 도 1에서 보는 바와 같이 육안으로 보이는 표면적으로는 진한 갈색의 황토석그래뉼과 연한 갈색의 황토석그래뉼로만 이루어지게 보이고 0.05mm 이하의 황토석파우더와 초속경시멘트는 연한갈색을 띄고 서로 맞 닿은 황토석그래뉼과 황토석그래뉼 사이에서 아주 작은 면적에서 연한 갈색의 황토석 색상을 나타내므로 황토석그래뉼로만 이루어진 것 같은 아주 이름다운 색상을 가진 고품격의 제품이 완성된다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 황토석 그래뉼 몰탈를 건물 바닥에 시공하여 양생한 뒤 양생된 황토석 그래뉼 바닥면을 연마함에 있어 황토석 그래뉼 입자와 시멘트 입자가 빠져 나오지 않도록 견고한 부착강도를 유지할 수 있는 황토석 그래뉼을 이용한 광택 바닥재용 황토석그래뉼 몰탈 조성물 및 시공방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 바닥면에서 황토석 질감을 충분히 표출되도록 하고 표면광택이 우수한 고품질 황토석 바닥 제품을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 황토석을 건축자재로 활용함에 있어 물리적 성질이 건축자재로 사용하는데 다소 미흡한 황토석 물성을 바인더에 의해 보완할 수 있어 우수한 건축자재로 활용 폭을 넓힐 수 있고, 또한 황토석이 지닌 우수한 효능과 작용을 실생활 주거환경에 적극 활용할 수 있도록 하는 데 있다.

본 발명의 핵심 해결과제는 첫째로, 압축강도 50 N/㎟ 이상의 광택 황토석그래뉼바닥재의 조성물 범위를 찾는 것이고, 둘째는, 초기 그라인딩 과정에서 황토석그래뉼과 황토석그래뉼 사이에서 접착역할을 하다가 빠져나간 초속경 시멘트를 메꾸어 주고 다음 그라인딩 작업이 신속하게 이루어져야 한다. 이를 위해 물을 적게 넣어도 작업성이 좋으며 수축이 일어나지 않아서 2,3차 그라인딩 시에 표면만 살짝 그라인딩하여서 광택을 낼 수 있는 황토석파우더몰탈의 조성물을 찾아내야 한다.

본 발명에 따른 황토석 그래뉼을 이용한 그래뉼 몰탈 조성물의 구현수단은,

직경이 0.5mm에서 6mm인 황토석그래뉼 90중량%와 입경이 0.05mm 이하인 황토석파우더 10중량%를 혼합한 황토석 그래뉼혼합물 60～70중량%와 초속경시멘트 40～30중량%로 혼합된 황토석 몰탈 조성물로 미장을 한 후 10일 양생 후 1차 그라인딩을 실시하고, 1차 그라인딩 시 황토석 그래뉼과 그래뉼 사이에서 빠져나오는 초속경시멘트로 인한 공극을 초속경시멘트 98중량%와 감수제 폴리카본산 2중량%를 혼합한 시멘트혼합물 35~40중량%와 직경 0.05mm 이하 황토석파우더 65~60중량%를 혼합한 황토석파우더몰탈을 물에 혼합하여 전면적으로 슬러쉬 코팅 도포하여 공극을 메꾸어 주고 양생시킨 후 건식집진 그라인딩을 실시하여 광택 황토석 그래뉼몰탈 바닥재를 완성한다.

이때 파우더몰탈은 부분적으로 매우 적게 메꾸어주는 것이므로 압축강도 30 N/㎟ 이상이면 광택 그라인딩을 완료할 수 있다. 황토석파우더60% 시멘트혼합물 40중량% 이상은 시멘트가 너무 많아 제외한다. 또한 황토석파우더에 그래뉼이 있어 미세한 공극에 들어가지 못하고 또다시 그것이 스크래치를 일으키는 원인이 되면 안되기 때문에 0.05mm 이하의 아주 미세한 황토석파우더와 시멘트로 이루어져야 한다.

직경이 0.5mm에서 6mm인 황토석그래뉼 90중량%와 입경이 0.05mm 이하인 황토석파우더 10중량%를 혼합한 황토석 그래뉼혼합물 60～70중량%와 초속경시멘트 40～30중량%로 혼합된 황토석 그래뉼몰탈 조성물에 의해 구현되었고 그래뉼의 사이즈가 0.5~6mm 로 그래뉼이 동글동글하므로 완성된 바닥재는 그래뉼과 그래뉼이 완전히 어깨동무를 하듯이 붙어 있고 공극은 황토석 그래뉼과 그래뉼 사이에만 메꾸어 주듯이 있으므로 전체적으로 보면 황토석그래뉼로만 이루어진 아름다운 광택 바닥재가 완성되는 것이다.

황토석 그래뉼과 그래뉼 사이를 광택 황토석파우더몰탈로 메꾸어 주어서 1차 그라인딩 시에 빠져 나간 공극을 메꾸어 줌과 동시에 광택을 유지하여야 황토석그래뉼과 어울리면서 전체적으로 한 바닥인 대리석과 같은 모양이 나오는 것이다. 도 14에서 보는 바와 같이 초속경시멘트를 사용한 콘크리트 강도도 340~375 kg/㎠, 즉 34~37.5 N/㎟ 이다.

자갈과 모래가 포함된 초속경시멘트 콘크리트의 7일양생 압축강도도 36 N/㎟ 이하인데 황토석파우더에 초속경시멘트를 혼합하여 수축도 되지 않으면서 30 N/㎟ 이상인 압축강도를 낸다는 것은 발상 자체를 하기가 어려운 것이다. 황토석파우더 만으로 이러한 조성비를 찾아내는 것은 정말 놀라운 일이다. 황토석파우더 65~60%에 감수제 폴리카본산 2%를 혼합한 초속경시멘트혼합물 35~40중량%를 혼합하여 물을 혼합하여 슬러쉬 코팅하여 공극을 메꾸어 주고 양생시킨 후에 2,3차 그라인딩을 실시하여 광택 황토석그래뉼 바닥재를 완성하였다. 이 때 폴리카본산이 감수제 역할을 하여서 20%전후의 적은 물의 양으로도 공극을 메꾸어 줄 수 있게 작업성이 좋으므로 양생 후에 슬러쉬 코팅이 주저 앉지 않아서 2,3차 그라인딩 시에 적은 수의 그라인딩으로 고광택 마감 작업을 완성할 수 있다.

이 때 고압집진기를 장착한 건식그라인딩 연마기를 사용함으로써 친환경적인 공법으로 간편하게 광택 그라인딩 황토석 그래뉼 바닥재를 완성할 수 있다.

본 발명에 의하면, 황토석 그래뉼은 초속경 고강도 시멘트에 의해 견고히 고정시키어 10일 이상 양생시키면 건식 연마 시 그래뉼과 시멘트 입자가 이탈하는 문제가 거의 없어 연마 시 표면광택 작업이 용이하고 연마된 바닥 표면 전체가 황토석 그래뉼에 의해 커버되어 마치 황토석 원석을 절단한 판상체와 같은 질감을 나타내므로 고품질 바닥면을 제공할 수 있다.

또한 바닥면의 물리적 강도가 양생한 일반시멘트에 나타나는 물리적 특성을 훨씬 뛰어 넘는 대리석의 압축강도에 근접하는 특성을 형성할 수 있어 건축자재로서의 활용성이 매우 유용하다.

또한 본 발명은 황토석 입자는 황토석에서 발현되는 황토석의 효능과 작용은 원판석의 황토석에 비해 더 우수해지므로 바닥면을 난방배관이 설치된 바닥에 시공할 경우 난방비용을 크게 절약할 수 있는 난방용 실내 바닥재를 제공할 수 있을 뿐만 아니라 VOC, 아토피, 각종 피부염, 새집증후군과 같은 유해 주거환경을 개선할 수 있고 건물 바닥면이 요구하는 물성을 지니므로 유용한 건축자재로 적극 활용될 수 있을 것이다.

도 1a 및 도 2b는 본 발명에 따라 시공된 바닥 표면 확대 사진,
도 2a은 본 발명에 따라 시공된 바닥의 요부 확대 단면도,
도 2b은 본 발명에 따른 황토석 원석의 근접촬영 사진,
도 2c은 본 발명에 따른 황토석과 비교석 현미경 사진,
도 2d는 본 발명에 따라 시공된 초속경시멘트,황토석파우더,황토석그래뉼 몰탈혼합물의 오픈포어를 중심으로 접착을 설명한 단면도,
도 3a는 본 발명에 따른 시료 1-1의 압축강도 시험성적서,
도 3b은 본 발명에 따른 시료 1-2의 압축강도 시험성적서,
도 3c는 본 발명에 따른 시료 1-3의 압축강도 시험성적서,
도 3d은 본 발명에 따른 시료 1-4의 압축강도 시험성적서,
도 4a는 본 발명에 따른 시료 1-2, 1-3, 1-4의 부착강도 시험성적서,
도 4b는 본 발명에 따른 시료 1-1의 부착강도 시험성적서,
도 5는 본 발명에 따른 시료 1-1, 1-2, 1-3, 1-4의 내충격성 시험성적서,
도 6a는 본 발명에 따른 시료 2-1의 압축강도 시험성적서,
도 6b은 본 발명에 따른 시료 2-2의 압축강도 시험성적서,
도 6c는 본 발명에 따른 시료 2-3의 압축강도 시험성적서,
도 6d은 본 발명에 따른 시료 2-4의 압축강도 시험성적서,
도 7a은 본 발명에 대비되는 시료 3-1, 3-2, 3-3의 압축강도 시험성적서,
도 7b는 본 발명에 대비되는 시료 3-4의 압축강도 시험성적서,
도 8a는 본 발명에 따른 시료 4-1의 압축강도 시험성적서,
도 8b은 본 발명에 따른 시료 4-2의 압축강도 시험성적서,
도 8c는 본 발명에 따른 시료 4-3의 압축강도 시험성적서,
도 8d은 본 발명에 따른 시료 4-4의 압축강도 시험성적서,
도 8e은 본 발명에 따른 시료 4-5의 압축강도 시험성적서,
도 9a는 본 발명에 따른 시료 4-1의 부착강도 시험성적서,
도 9b은 본 발명에 따른 시료 4-2의 부착강도 시험성적서,
도 9d은 본 발명에 따른 시료 4-4의 부착강도 시험성적서,
도 9e은 본 발명에 따른 시료 4-5의 부착강도 시험성적서,
도 10a은 본 발명에 따른 시료 1-4의 원적외선 방출율 시험성적서 갑지,
도 10b는 본 발명에 따른 시료 1-4의 원적외선 방출율 그래프1,
도 10c는 본 발명에 따른 시료 1-4의 원적외선 방출율 그래프2,
도 11a은 본 발명에 따른 시료 1-2의 원적외선 방출율 시험성적서 갑지,
도 11b는 본 발명에 따른 시료 1-2의 원적외선 방출율 그래프1,
도 11c는 본 발명에 따른 시료 1-2의 원적외선 방출율 그래프2,
도 12a은 본 발명에 따른 시료 1-4의 탈취율 시험성적서 갑지,
도 12b는 본 발명에 따른 시료 1-4의 탈취율 그래프,
도 13a은 본 발명에 따른 시료 1-2의 탈취율 시험성적서 갑지,
도 13b는 본 발명에 따른 시료 1-2의 탈취율 그래프,
도 14는 기성 초속경시멘트 제조회사의 콘크리트 28일양생 압축강도 카다록.

이하, 본 발명에 따른 광택 바닥면을 제조하기 위한 황토석 그래뉼을 이용한 몰탈 조성물에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 황토석 그래뉼 몰탈 조성물의 물리적, 화학적 성질을 확인하기 위하여 본 발명의 황토석 그래뉼과 초속경시멘트를 혼합한 몰탈 조성물을 동일조건에서 동일 크기로 시료 1-1 내지 시료 2-4를 아래와 같이 준비하였다.

본 발명에 채용된 구성 물질 중 황토석 그래뉼은 암석형태로 채석된 것을 파쇄하여 사용한다.

본 발명에 따른 황토석 그래뉼 몰탈에 물을 첨가하여 황토석 그래뉼 몰탈을 제조하여 몰탈로 시료를 만들 때 물이 다른 조성물(황토석, 시멘트)에 영향을 미칠 수 있는 요소, 예를 들어 시료의 경화시간, 압축강도, 부착강도, 내충격성 등에 영향을 줄 수 있기 때문에 각 시료별 정확한 성능을 확인하기 위해 각 시료에 첨가하는 물의 량은 모두 일정한 비율로 고정하였다.

그리고 황토석 그래뉼의 혼합 비율이 증가하는 경우 원적외선이나 음이온 방사량이 증가하나, 시멘트의 압축강도, 부착강도 및 내충격성이 떨어지고, 반대로 시멘트가 황토석 그래뉼에 비해 상대적으로 더 많이 첨가될 경우 압축강도, 부착강도, 내충격성이 높아지고 원적외선이나 음이온 방사량은 감소하므로 본 발명에서는 황토석이 지닌 작용과 효능이 최대한 발현되도록 하면서 시멘트의 강도가 최대한 발현하도록 황토석 그래뉼과 시멘트의 혼합비율을 도출하되 바인더의 강도와 접착력을 강화하는데 포인트를 두고 있다.

입경이 0.5mm 에서 6mm 인 황토석 그래뉼과 입경이 0.05mm 이하인 황토석파우더를 사용하여 다음과 같은 시료를 제조한다. 초속경시멘트는 (주)유니온에서 제조하여 일반적으로 판매되는 초속경 시멘트를 사용하였다. 황토석 그래뉼 몰탈 100중량% 대비 물 20중량%로 혼합한 몰탈을 제조하였다.

시료 1-1은 황토석그래뉼 90중량%와 황토석파우더 10중량%를 혼합한 황토석 그래뉼혼합물 80중량%와 초속경시멘트 20중량%로 혼합된 황토석 그래뉼 몰탈를 제조한 뒤 황토석 그래뉼 몰탈 대비 물 20중량%로 혼합한 몰탈을 제조한 것이다.

시료 1-2는 황토석그래뉼 90중량%와 황토석파우더 10중량%를 혼합한 황토석 그래뉼혼합물 70중량%와 초속경시멘트 30중량%로 혼합된 황토석 그래뉼 몰탈를 제조한 뒤 황토석 그래뉼 몰탈 대비 물 20중량%로 혼합한 몰탈를 제조한 것이다.

시료 1-3은 황토석그래뉼 90중량%와 황토석파우더 10중량%를 혼합한 황토석 그래뉼혼합물 60중량%와 초속경시멘트 40중량%로 혼합된 황토석 그래뉼 몰탈를 제조한 뒤 황토석 그래뉼 몰탈 대비 물 20중량%로 혼합한 몰탈를 제조한 것이다.

시료 1-4는 황토석그래뉼 90중량%와 황토석파우더 10중량%를 혼합한 황토석 그래뉼혼합물 50중량%와 초속경시멘트 50중량%로 혼합된 황토석 그래뉼 몰탈를 제조한 뒤 황토석 그래뉼 몰탈 대비 물 20중량%로 혼합한 몰탈를 제조한 것이다.

시료 2-1은 황토석그래뉼 90중량%와 황토석파우더 10중량%를 혼합한 황토석 그래뉼혼합물 80중량%와 초속경시멘트90중량%,셀룰로오스10부피%인 초속경시멘트혼합물 20중량%로 혼합된 황토석 그래뉼 몰탈를 제조한 뒤 황토석 그래뉼 몰탈 대비 물 20중량%로 혼합한 몰탈을 제조한 것이다.

시료 2-2는 황토석그래뉼 90중량%와 황토석파우더 10중량%를 혼합한 황토석 그래뉼혼합물 70중량%와 초속경시멘트90중량%,셀룰로오스10부피%인 초속경시멘트혼합물 30중량%로 혼합된 황토석 그래뉼 몰탈를 제조한 뒤 황토석 그래뉼 몰탈 대비 물 20중량%로 혼합한 몰탈을 제조한 것이다.

시료 2-3은 황토석그래뉼 90중량%와 황토석파우더 10중량%를 혼합한 황토석 그래뉼혼합물 60중량%와 초속경시멘트90중량%,셀룰로오스10부피%인 초속경시멘트혼합물 40중량%로 혼합된 황토석 그래뉼 몰탈를 제조한 뒤 황토석 그래뉼 몰탈 대비 물 20중량%로 혼합한 몰탈을 제조한 것이다.

시료 2-4는 황토석그래뉼 90중량%와 황토석파우더 10중량%를 혼합한 황토석 그래뉼혼합물 50중량%와 초속경시멘트90중량%,셀룰로오스10부피%인 초속경시멘트혼합물 50중량%로 혼합된 황토석 그래뉼 몰탈를 제조한 뒤 황토석 그래뉼 몰탈 대비 물 20중량%로 혼합한 몰탈을 제조한 것이다.

이하에서 설명하는 시료 3-1 내지 시료 3-4는 상기한 시료 1-1 내지 시료 2-4와 대비하기 위해서 황토석 그래뉼과 일반 시멘트로 혼합한 몰탈의 시료로써 성분비는 다음과 같다.

시료 3-1은 황토석 그래뉼 50중량%와 일반 시멘트 50중량%로 혼합된 황토석 그래뉼 몰탈를 제조한 뒤 황토석 그래뉼 몰탈 대비 물 20중량%로 혼합한 몰탈를 제조한 것이다. 일반 시멘트는 쌍용시멘트에서 제조하여 일반적으로 판매되는 일반 포틀랜드 시멘트를 사용하였다.

시료 3-2는 황토석 그래뉼 60중량%와 일반 시멘트 40중량%로 혼합된 황토석 그래뉼 몰탈를 제조한 뒤 황토석 그래뉼 몰탈 대비 물 20중량%로 혼합한 몰탈를 제조한 것이다.

시료 3-3은 황토석 그래뉼 70중량%와 일반 시멘트 30중량%로 혼합된 황토석 그래뉼 몰탈를 제조한 뒤 황토석 그래뉼 몰탈 대비 물 20중량%로 혼합한 몰탈를 제조한 것이다.

시료 3-4는 황토석 그래뉼 80중량%와 일반 시멘트 20중량%로 혼합된 황토석 그래뉼 몰탈를 제조한 뒤 황토석 그래뉼 몰탈 대비 물 20중량%로 혼합한 몰탈를 제조한 것이다.

시료 4-1은 황토석 파우더 80중량%와 초속경시멘트 98중량%와 감수제 2중량%를 혼합한 초속경시멘트혼합물 20중량%로 혼합된 황토석 파우더몰탈을 제조한 뒤 황토석 파우더 몰탈 대비 물 20중량%로 혼합한 몰탈을 제조한 것이다.

시료 4-2는 황토석 파우더 70중량%와 초속경시멘트 98중량%와 감수제 2중량%를 혼합한 초속경시멘트혼합물 30중량%로 혼합된 황토석 파우더몰탈을 제조한 뒤 황토석 파우더 몰탈 대비 물 20중량%로 혼합한 몰탈을 제조한 것이다.

시료 4-3은 황토석 파우더 65중량%와 초속경시멘트 98중량%와 감수제 2중량%를 혼합한 초속경시멘트혼합물 35중량%로 혼합된 황토석 파우더몰탈을 제조한 뒤 황토석 파우더 몰탈 대비 물 20중량%로 혼합한 몰탈을 제조한 것이다.

시료 4-4은 황토석 파우더 60중량%와 초속경시멘트 98중량%와 감수제 2중량%를 혼합한 초속경시멘트혼합물 40중량%로 혼합된 황토석 파우더몰탈을 제조한 뒤 황토석 파우더 몰탈 대비 물 20중량%로 혼합한 몰탈을 제조한 것이다.

시료 4-5는 황토석 파우더 50중량%와 초속경시멘트 98중량%와 감수제 2중량%를 혼합한 초속경시멘트혼합물 50중량%로 혼합된 황토석 파우더몰탈을 제조한 뒤 황토석 파우더 몰탈 대비 물 20중량%로 혼합한 몰탈을 제조한 것이다.

본 발명에 따른 황토석 그래뉼 몰탈 조성물에 따른 시료 1-1 내지 시료 2-4와 시료 4-1 내지 시료 4-5, 본 발명에 대비되는 황토석 그래뉼 몰탈 조성물에 따른 시료 3-1 내지 시료 3-4의 테스트 항목과 시험방법은 아래와 같다.

(1) 압축강도 시험방법은 압축강도 시험기(TONI.300kN)를 사용하여 시험하였다. 몰탈를 안쪽치수 50×50×50 mm의 금속제 형틀을 사용하여 성형하고, 온도 20± 3℃, 습도 50중량%이상의 상태에서 24시간 양생한 뒤, 탈형한 후 10일 동안 몰탈을 대기 중에서 양생한다.

(2) 부착강도 시험방법

부착강도시험 방법은 KS F 4041 : 2004 시험방법으로 시험하였고, 몰탈를 안쪽치수 70×70×20 mm의 금속제 형틀을 사용하여 성형하고, 온도 20± 3℃, 습도 50중량% 이상의 상태에서 24시간 양생한 뒤, 탈형한 후 3일 동안 몰탈을 대기 중에서 양생한다.

(3) 내충격성 시험방법

내충격성 시험방법은 KS F 4001의 규정에 적합한 제품의 표면에 붙은 더러움, 부착물 등을 와이어 브러시, 천 등으로 제거해 3일 동안 양생실에서 양생한 시험용 밑판을 KS F 4041 : 2004 시험방법으로 시험하였다.

고강도황토석그래뉼몰탈 시험성적서

구 분	시험항목	결과치	시험방법
시료 1-1 〔그래뉼혼합물80중량%(황토석그래뉼90%, 황토석파우더10%), 초속경시멘트20중량%〕	압축강도(N/mm2)	27.4	1. 압축강도 시험방법: 압축강도시험기(TONI.300kN) 2. 부착강도 시험방법 KS F 4041 : 2004 3. 내충격성 시험방법: KS F 4041 : 2004 참고: 각 시료의 결과치는 시료별 3개의 시료에 의한 평균치임.
	부착강도(N/mm2)	1.50
	내충격성	이상 있음
시료 1-2 〔그래뉼혼합물70중량%(황토석그래뉼90%, 황토석파우더10%), 초속경시멘트30중량%〕	압축강도(N/mm2)	59.4
	부착강도(N/mm2)	2.20
	내충격성	이상 없음
시료 1-3 〔그래뉼혼합물60중량%(황토석그래뉼90%, 황토석파우더10%), 초속경시멘트40중량%〕	압축강도(N/mm2)	60.3
	부착강도(N/mm2)	2.03
	내충격성	이상 없음
시료 1-4 〔그래뉼혼합물50중량%(황토석그래뉼90%, 황토석파우더10%), 초속경시멘트50중량%〕	압축강도(N/mm2)	57.1
	부착강도(N/mm2)	2.73
	내충격성	이상 없음
시료 2-1 〔그래뉼혼합물80중량%(황토석그래뉼90%, 황토석파우더10%), 초속경시멘트혼합물20중량%(초속경90%+CEL셀룰로오스10부피%)〕	압축강도(N/mm2)	30.8
	부착강도(N/mm2)	-
	내충격성	-
시료 2-2 〔그래뉼혼합물70중량%(황토석그래뉼90%, 황토석파우더10%), 초속경시멘트혼합물30중량%(초속경90%+CEL셀룰로오스10부피%)〕	압축강도(N/mm2)	50.5
	부착강도(N/mm2)	-
	내충격성	-
시료 2-3 〔그래뉼혼합물60중량%(황토석그래뉼90%, 황토석파우더10%), 초속경시멘트혼합물40중량%(초속경90%+CEL셀룰로오스10부피%)〕	압축강도(N/mm2)	65.9
	부착강도(N/mm2)	-
	내충격성	-
시료 2-4 〔그래뉼혼합물50중량%(황토석그래뉼90%, 황토석파우더10%), 초속경시멘트혼합물50중량%(초속경90%+CEL셀룰로오스10부피%)〕	압축강도(N/mm2)	62.5
	부착강도(N/mm2)	-
	내충격성	-
시료 3-1 (그래뉼50중량%, 일반시멘트50중량%)	압축강도(N/mm2)	21.5
	부착강도(N/mm2)	-
	내충격성	-
시료 3-2 (그래뉼60중량%, 일반시멘트40중량%)	압축강도(N/mm2)	22.2
	부착강도(N/mm2)	-
	내충격성	-
시료 3-3 (그래뉼70중량%, 일반시멘트30중량%)	압축강도(N/mm2)	14.7
	부착강도(N/mm2)	-
	내충격성	-
시료 3-4 (그래뉼80중량%, 일반시멘트20중량%)	압축강도(N/mm2)	5.7
	부착강도(N/mm2)	-
	내충격성	-

고강도황토석파우더몰탈 시험성적서

구 분	시험항목	결과치	시험방법
시료 4-1 〔고강도황토석파우더 80중량%, 초속경시멘트혼합물 20중량%(초속경 시멘트98%,감수제2%〕	압축강도(N/mm2)	14.1	1. 압축강도 시험방법: 압축강도시험기(TONI.300kN) 2. 부착강도 시험방법 KS F 4041 : 2004 3. 내충격성 시험방법: KS F 4041 : 2004 참고: 각 시료의 결과치는 시료별 3개의 시료에 의한 평균치임.
	부착강도(N/mm2)	0.34
시료 4-2 〔고강도황토석파우더 70중량%, 초속경시멘트혼합물 30중량%(초속경 시멘트98%,감수제2%)〕	압축강도(N/mm2)	26.1
	부착강도(N/mm2)	1.15
시료 4-3 〔고강도황토석파우더 65중량%, 초속경시멘트혼합물 35중량%(초속경 시멘트98%,감수제2%)〕	압축강도(N/mm2)	31.1
	부착강도(N/mm2)
시료 4-4 〔고강도황토석파우더 60중량%, 초속경시멘트혼합물 40중량%(초속경 시멘트98%,감수제2%)〕	압축강도(N/mm2)	40.6
	부착강도(N/mm2)	1.11
시료 4-5 〔고강도황토석파우더 50중량%, 초속경시멘트혼합물 50중량%(초속경 시멘트98%,감수제2%)〕	압축강도(N/mm2)	45.9
	부착강도(N/mm2)	1.04

원적외선, 탈취율

	원적외선방사율	탈취율(%)
시료 1-4 (그래뉼50%/시멘트50%)	0.913	89
시료 1-2 (그래뉼70%/시멘트30%)	0.917	91
시험방법	KSF4041:2004	KSF4041:2004

도 3a 내지 도 9e에 도시된 시험 성적서는 압축강도와 부착강도는 시료를 3개씩, 내충격성은 시료를 2개씩 제작하여 시험한 성적서로서, 위 표 1의 시험성적서에 기재된 성적은 동일 시료에 대한 평균치이다.

위 [표 1]의 시험 성적서를 살펴보면, 압축강도는 도 3a~도 3d, 도 6a~도 6d, 도 7a~ 도7b 과 도 8a~도 8e에 나타난 바와 같다. 부착강도는 도 4a~ 도 4b ,도 9a~도 9e, 내충격성능은 도 5에 나타내었다.

도 3a ~ 도 3d에는 황토석그래뉼 혼합물 80~50 중량%와 초속경시멘트 20~50 중량%를 혼합한 몰탈의 압축강도를,

도 4a ~ 도 4b는 황토석그래뉼 혼합물 80~50 중량%와 초속경시멘트 20~50 중량%를 혼합한 몰탈의 부착강도를,

도 5는 황토석그래뉼 혼합물 80~50 중량%와 초속경시멘트 20~50 중량%를 혼합한 몰탈의 내충격시험 결과를

도 6a ~ 도 6d에는 황토석그래뉼 혼합물 80~50 중량%와 초속경시멘트90중량%에 셀룰로오스10부피%를 혼합한 초속경시멘트혼합물 20~50 중량%를 혼합한 몰탈을 10일간 양생시킨 몰탈의 압축강도를,

도 7a ~ 도 7b에는 황토석그래뉼 50~80 중량%와 일반시멘트 50~20 중량%를 혼합한 몰탈의 압축강도를 나타내었다.

도 8a ~ 도 8e는 황토석 파우더 80중량%와 초속경시멘트 98중량%와 감수제 2중량%를 혼합한 초속경시멘트혼합물 20중량%로 혼합된 황토석 파우더몰탈을 10일간 양생시킨 파우더몰탈의 압축강도이고,

도 9a ~ 도 9e는 황토석 파우더 80중량%와 초속경시멘트 98중량%와 감수제 2중량%를 혼합한 초속경시멘트혼합물 20중량%로 혼합된 황토석 파우더몰탈을 3일간 양생시킨 파우더몰탈의 부착강도이다.

도 3b ~ 도3d에서 시료 1-2 내지 시료 1-4인 그래뉼혼합물 70~50중량%, 초속경시멘트 30~50중량%일 때 압축강도 59.4, 60.3, 57.1 N/㎟로 도 7a ~ 도 7b의 시료 3-1 내지 시료 3-3인 그래뉼 50~70중량%, 일반시멘트 50~30중량%일 때 압축강도 21.5, 22.2, 14.7 N/㎟ 보다 월등히 높게 나타났다.

도 3a 에서 시료 1-1 인 그래뉼 80중량%, 초속경시멘트 20중량%일 때 압축강도 27.4 N/㎟로 도 7b에서 시료 3-4인 그래뉼 80중량%, 일반시멘트 20중량%일 때 압축강도 5.7 N/㎟ 보다는 높으나 일반 콘크리트 강도보다는 높지만 압축강도가 광택 그라인딩을 할 수 있을 정도로 아주 고강도는 아니다.

한편, 도 6a ~ 도 6d에서 초속경시멘트 혼합물 90중량%에 샐룰로오스 10부피%를 혼합한 초속경시멘트혼합물과 황토석그래뉼을 혼합한 몰탈의 압축강도를 보면, 30.8, 50.5, 65.9, 62.9 N/㎟이었다. 시료 1-1 내지 시료 1-4의 압축강도 27.4, 59.4, 60.3, 57.1 N/㎟과 같거나 약간 높은 압축강도를 나타낸다.

따라서 시료 1-2에서 시료 1-3의 조성비인 그래뉼 70~60중량%, 초속경시멘트 30~40중량% 이상인 시료에서 59.4, 60.3 N/㎟ 의 대리석 압축강도 만큼 상당히 높은 압축강도를 유지함을 알 수 있다. 이 때에 고압집진기를 장착한 다이어몬드 및 세라믹패드 건식 그라인딩을 실시하면 광택과 함께 고강도의 바닥면을 만들어 낼 수 있다.

시료 1-1, 시료 2-1의 조성비인 그래뉼혼합물 80중량%, 초속경시멘트 20중량%인 시료에서는 압축강도가 27.4 , 30.8 N/㎟이 나왔다. 이 압축강도는 콘크리트 강도 이상이기는 하지만 고강도를 요구하는 광택 건식 그라인딩에 필요한 50 N/㎟에는 못 미치는 관계로 본 발명의 조성 범위는 아니다.

시료 1-4,시료 2-4는 압축강도는 57.1, 62.5 N/㎟로 우수하나 황토석 그래뉼과 그래뉼이 어깨동무하듯이 맞닿아 있어야 하기 때문에 본 발명의 조성범위에서 제외되었다. 시멘트비율이 50%가 되면 그라인딩 시에 그래뉼과 그래뉼이 벌어져 원하는 모양이 나오지 않으며 대리석톤으로 아름답지가 않다.

시료 1-1 내지 시료 1-4의 부착강도는 도 4a, 도 4b에 나타난 바와 같다.

시료 1-2 내지 시료 1-4의 부착강도는 도 4a에서 확인되는 바와 같이 2.20, 2.03, 2.73 N/㎟ 로 거의 같게 높은 부착강도를 나타내고 시료 1-1의 부착강도는 도 4b에서 확인되는 바와 같이 1.5 N/㎟ 로 약간 낮으나 시멘트 부착강도 KS규격 0.8 N/㎟ 보다는 상당히 높은 수치임을 알 수 있다.

시료 1-2 내지 시료 1-4의 부착강도를 보면 초속경시멘트 함량이 50중량%에서 30중량%까지는 2.0 N/㎟ 이상으로 상당히 높다가 시료 1-1 초속경시멘트 함량이 20중량%에서 1.5 N/㎟ 로 떨어졌다. 초속경시멘트 함량이 30중량% 이상에서는 상당히 높은 물성을 보이다가 초속경시멘트 함량이 20중량%에서 물성이 점차 낮아지기 시작하는 것을 알 수 있다.

시료 1-1 내지 시료 1-4의 내충격성은 도 5에 나타난 바와 같다.

시료 1-2 내지 시료 1-4의 내충격성은 도 5에서 확인되는 바와 같이 아무 이상이 없었고 시료 1-1는 도 5에서 확인되는 바와 같이 내충격성에 이상이 있었다. 시멘트 함량이 20%인 경우에는 내충격성에 문제가 있는 것이다. 그러므로 본 발명의 조성 범위에 들어가지 않는다.

[표 3]의 원적외선, 탈취율에서 보는 바와 같이 시료 1-4 황토석그래뉼 50%,시멘트50%에서 원적외선 방사율은 0.913, 탈취율은 89%이고, 시료 1-2 황토석그래뉼 70%,시멘트30%에서 원적외선 방사율은 0.917, 탈취율은 91%이다. 따라서 원적외선방사율이나 탈취율은 모든 시료 구간에서 훌륭한 수치를 나타낸다. 따라서 압축강도와 부착강도가 만족되면 그 조성범위에서 제품구성범위를 정하면 된다.

위 시험성적 결과를 종합해 보면, 본 발명에 따른 황토석 그래뉼 몰탈 조성물의 유용한 조성비는 황토석 그래뉼혼합물 70～60중량%, 초속경시멘트 30～40중량%에서 압축강도, 부착강도 및 내충격성을 동시에 만족하는 물성을 얻을 수 있었는데, 이는 본 발명에서 해결하고자 하는 해결과제 중 바닥면을 건식 연마하는 과정에서 황토석 그래뉼과 경화된 시멘트 입자가 시공한 바닥면에서 빠지는 문제를 해결할 수 있는 핵심적 사항이다. 압축강도 50 N/㎟ 이상, 부착강도 2 N/㎟ 이상의 물리적 성능을 얻으므로 고압집진기를 장착한 건식 상태에서 광택 다이어몬드 및 세라믹패드 그라인딩이 가능하게 되었다.

즉, 황토석그래뉼 90중량%와 황토석파우더 10중량%를 혼합한 황토석 그래뉼혼합물 70～60중량%와 초속경시멘트 30～40중량%인 조성비의 황토석 그래뉼 몰탈을 제조하여 미장하고 10일 이상을 양생시킨 후 건식집진 다이어몬드 및 세라믹패드 그라인딩을 실시한다. 이 때 황토석 그래뉼과 그래뉼 사이에 있던 초속경시멘트가 일부 부분적으로 빠져 나와 공극이 생기게 되고 공극이 많이 생기면 계속해서 빠져 나오는 초속경 시멘트가 황토석그래뉼 표면 위로 올라 가서 스크래치를 내므로 더 이상 광택이 효율적으로 진행되지 않는다.

따라서, 1차 그라인딩 시 초속경시멘트가 빠져나온 자리인 공극을 메꾸어 주고 2,3차 그라인딩을 실시해야 한다. 초속경시멘트 98중량%와 감수제 폴리카본산 2중량%를 혼합한 시멘트혼합물 35~40중량%와 직경 0.05mm 이하 황토석파우더 65~60중량%를 혼합한 황토석파우더몰탈에 20중량%의 물을 첨가하여 믹싱한 후 공극 위에 전면적으로 슬러쉬코팅 도포하여 공극을 메꾸어 주고 양생시킨 후 건식집진 그라인딩을 실시하여 광택 황토석 그래뉼몰탈 바닥재를 완성한다.

황토석파우더몰탈을 전면적으로 도포하여 3일 이상 양생시켜 주면 시료 4-3 내지 4-4의 조성비인 황토석 파우더 65～60중량%, 초속경시멘트혼합물 35～40중량%에서 압축강도 30 N/㎟ 이상, 부착강도 1.1 N/㎟ 이상의 물성을 지니므로 고광택 그라인딩 작업 시 황토석 그래뉼과 접착제인 초속경 시멘트 입자가 빠져 나오지 않아 성공적으로 광택 황토석 질감을 지닌 바닥면을 완성할 수 있다.

본 발명자는 전술한 바와 같은 황토석그래뉼 90중량%와 황토석파우더 10중량%를 혼합한 황토석 그래뉼혼합물 70～60중량%, 초속경시멘트 30～40중량%에서 전술한 바와 같은 시험방법으로 세분한 시료들을 제조하여 시험한 결과, 압축강도와 부착강도, 내충격 강도가 우수하면서, 동시에 원적외선 방사율 및 탈취율 등이 이상적인 최적의 옵티멈 조건의 성적이 나타나는 것을 확인 할 수 있었다.

이상에서 설명한 바와 같이 제조된 황토석 그래뉼 몰탈의 시공방법을 설명한다.

먼저 제1단계로서, 황토석그래뉼 90중량%와 황토석파우더 10중량%를 혼합한 황토석 그래뉼혼합물 70～60중량%와 초속경시멘트 30～40중량%로 이루어진 황토석 그래뉼 몰탈에 몰탈 100% 대비 물 20중량%로 혼합한 몰탈을 바닥면에 미장하여 양생한다.

제2 단계로서, 건식집진포가 설치된 다이어몬드 및 세라믹패드 그라인딩머신을 이용하여 1차 광택그라인딩을 실시한다. 이 때 황토석 그래뉼과 그래뉼 사이의 초속경 시멘트가 일부 떨어져 나와 작은 공극이 생기게 된다.

제3 단계로서, 초속경시멘트 98%와 감수제 폴리카본산 2%를 혼합한 시멘트혼합물 35~40중량%와 직경 0.05mm 이하 황토석파우더 65~60중량%를 혼합한 황토석파우더몰탈에 몰탈 100중량% 대비 물 20중량%를 혼합하여 공극 위에 전면적으로 슬러쉬코팅 하여 도포하여 공극을 메꾸어 주고 양생시킨다. 이 때 사용된 황토석파우더몰탈의 압축강도는 30 N/㎟ 이상, 부착강도 1.1 N/㎟ 이상인 강력한 표면공극 메꿈용 콘크리트 강화제 역할을 수행한다.

제4단계로서, 양생된 표면을 건식집진포가 설치된 다이어몬드 및 세라믹패드 그라인딩머신을 이용하여 2,3차 광택그라인딩을 실시한다.

아래에 있는 [사진 2]는 본 발명의 표면 확대사진인데 황토석 그래뉼 만이 육안으로 보이고 있다. [사진 3]은 본 발명의 광택 연마한 표면의 사진으로 아름다운 모습을 보이고 있다.

[사진 2] [사진 3]

연마방식은 고압집진기가 장착된 상태에서 건식 연마기로 연마하되 초기에는 다이아몬드 컵으로 거친 연마를 수행하고 점차 고운 세라믹패드 연마를 하면서 표면에 광택을 낸다. 광택을 완성함으로써 목적하는 황토석 그래뉼 바닥 제품을 완성한다.

종래의 기술로 습식 금강석 연마가 건축에서 광범위하게 사용되어 왔으나 습식 그라인딩 과정에서 나오는 슬러지의 환경성 문제로 현재는 습식 그라인딩 현장 물갈기 작업이 거의 사라졌다. 그럼에도 현장 물갈기를 대체할 만한 기술이 있다면 바닥재가 일체화 시공되는 기술이므로 장기적으로 유지관리 시에 하자가 없어 다시 선호될 수 있는 기술이라 할 수 있다.

시공된 바닥면을 연마하면 도 2a에 도시된 바와 같이 황토석 그래뉼(10)의 표면이 연마되면서 바닥면 전체가 위 [사진 2],[사진 3]에서와 같이 시멘트는 보이지 않고 황토석 그래뉼만 보이는 분포의 천연 대리석 같은 질감이 표출된다. 도 2a에서 참조번호 20은 시멘트이고, 참조번호 100은 시공된 바닥이다.

(주)유니온에서 제조하여 일반적으로 시판되는 초속경시멘트 100%를 사용한 일반 콘크리트의 3일 강도는 340 kg/㎟(34N/㎟) 이고 28일 강도는 375 kg/㎟(37.5N/㎟) 이다. 국내에서는 유니온,쌍용시멘트에서 초속경시멘트를 제조하여 일반적으로 쓰는 범용 자재이다. 즉, 자갈콘크리트에 초속경시멘트를 사용하여 28일 양생시켜도 37.5 N/㎟ 밖에 나오지 않는데 직경 0.5~6mm의 황토석그래뉼혼합물에 초속경시멘트를 혼합하여 10일 양생시켰을 때에는 59.4~60.3 N/㎟의 놀라운 압축강도가 나오는 것이다. 따라서 대리석강도 이상이 나오기 때문에 건식집진 그라인딩으로 광택 황토석그래뉼 바닥재를 완성시킬 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 건물 바닥의 물리적 강도가 양생된 시멘트에서 나타나는 물리적 특성을 뛰어 넘는 대리석의 물성에 근접하는 특성을 형성할 수 있어 건축자재로서의 활용성이 매우 유용할 뿐만 아니라 황토석 입자는 황토원석 판재에서 발현되는 황토석의 효능과 작용과 같은 효과를 나타낸다.

따라서 본 발명을 난방배관이 설치된 바닥에 시공할 경우 난방비용을 크게 절약할 수 있는 난방용 실내 바닥재를 제공할 수 있을 뿐만 아니라 VOC, 아토피, 각종 피부염, 새집증후군과 같은 유해 주거환경을 개선할 수 있고 건물 바닥면이 요구하는 물성을 지니므로 유용한 건축자재로 적극 활용될 수 있을 것이다.

황토석 그래뉼 바닥재는 물기가 있어도 미끄럽지 않은 아주 중요한 특성을 가지고 있다. 따라서 교회, 학교, 아파트, 빌딩, 식당, 주방, 대형집회장소 등의 바닥재로 사용되면 아주 안전하게 사용할 수 있다. 또한 잡냄새를 제거하고 쾌적한 실내 환경을 유지하므로 지상 공간 뿐만 아니라 지하공간에 확실한 유용함을 제공한다.

10: 황토석 그래뉼
20: 초속경시멘트 및 황토석파우더몰탈
100: 바닥

Claims (2)

1. 입경이 0.5mm 에서 6mm 인 황토석그래뉼 90중량%와 입경이 0.05mm 이하인 황토석파우더 10중량%를 혼합한 황토석 그래뉼혼합물 70～60중량%와 초속경시멘트 30～40중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 건식집진 그라인딩을 이용한 광택용 황토석그래뉼몰탈 조성물.
2. 입경이 0.5mm 에서 6mm 인 황토석 그래뉼 90중량%와 입경이 0.05mm 이하인 황토석파우더 10중량%를 혼합한 황토석 그래뉼혼합물 70～60중량%와 초속경시멘트 30～40중량%로 이루어진 그래뉼몰탈에 몰탈 100중량% 대비 물 20중량%로 혼합한 황토석그래뉼몰탈을 특정 바닥면에 미장하여 양생하는 제1단계;
   건식집진포가 설치된 다이어몬드 및 세라믹패드 그라인딩 머신을 이용하여 1차 광택 그라인딩을 실시하는 제2단계;
   제2단계에서 생성된 공극을 초속경시멘트 98중량%와 감수제 폴리카본산 2중량%를 혼합한 초속경시멘트혼합물 35~40중량%와 직경 0.05mm 이하 황토석파우더 65~60중량%를 혼합한 고강도 황토석파우더몰탈에 몰탈 100중량% 대비 물 20중량%를 혼합하여 전면적으로 슬러쉬 코팅 도포하여 공극을 메꾸어 주고 양생시키는 제3단계;
   건식집진포가 설치된 다이어몬드 및 세라믹패드 그라인딩 머신을 이용하여 2,3차 광택 그라인딩을 실시하는 제4단계;
   로 이루어진 것을 특징으로 하는 건식집진 그라인딩을 이용한 광택용 황토석그래뉼몰탈 바닥재 시공방법.

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