KR101127530B1

KR101127530B1 - 소석회를 이용한 다색성 점토벽돌 제조방법

Info

Publication number: KR101127530B1
Application number: KR1020090071555A
Authority: KR
Inventors: 한삼화
Original assignee: 주식회사 삼한 씨원
Priority date: 2009-08-04
Filing date: 2009-08-04
Publication date: 2012-03-23
Also published as: KR20110013872A

Abstract

본 발명은 황토 또는 고령토에 소석회(Calcium Hydroxide)를 첨가하여 습도조절, 악취제거, 단열 등의 기능과 소성온도 및 배합비율에 따라 각기 다른 색상을 발현하는 다색성 점토벽돌 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 벽돌 및 바닥벽돌의 제조방법은 벽돌의 주원료인 황토, 또는 고령토를 평균입경 0.85mm(20Mesh)의 입자로 분쇄한 것에 평균입경 150㎛(100Mesh)의 크기로 분쇄된 소석회 분말을 5, 10, 20, 30, 40 중량% 중에서 선택한 비율로 혼합하여 황토 또는 고령토는 첨가하는 소석회 비율에 따라 60, 70, 80, 90, 95 중량%가 되게 혼합하고, 물로 반죽하여 반죽물의 함수량이 15～20중량%가 되게 만든 것을 사이로에서 10～15일간 저장하여 숙성시킨 다음, 벽돌형상으로 만들기 위해 진공상태에서 2.0～3.0Kgf/cm²의 압력으로 압출성형하고, 압출 성형된 벽돌형상의 성형물을 입구온도 20±5℃와 출구온도 80±10℃의 건조실에서 최소 50시간, 최대 70시간 건조시킨 다음, 입구온도 300℃, 최고온도 1250℃의 터널 킬른(Tunnel Kiln) 온도에서 최소 36시간～최대 56시간 산화 또는 후레싱 소성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다색성 건축용 벽돌 및 바닥벽돌 제조방법이다.

소석회, 황토, 고령토, 단열, 다색, 습도조절.

Description

소석회를 이용한 다색성 점토벽돌 제조방법{Manufacturing method of clay brick of several colors using Calclum Hydroxide}

본 발명은 황토 또는 고령토에 소석회(Calclum Hydroxide)를 첨가하여 습도조절, 악취제거 및 단열 등의 기능과 소성온도 및 배합비율에 따라 각기 다른 색상을 발현하는 다색성 건축용 벽돌 및 바닥벽돌의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 황토는 전체 지표면의 약 10%를 차지하고 있으며, 특히 반 건조지역에 넓게 분포되어 있고 특히 우리나라의 황토는 중국대륙에서 수십 만년을 날아온 황사로 이루어져 있다.

이러한 황토는 다양한 황토 효소들의 작용에 의하여 독소제거, 분해력, 정화작용과 원적외선에 의한 열에너지를 발생시키는 광전효능 등으로 인해 예로부터 황토에 대한 효능 및 사용법에 대하여 많은 내용들이 전해오고 있다.

또한 소석회(Hydratedlime)는 국내 최대의 부존광인 석회석을 파쇄하고 소성 로에서 900～1250℃로 일정시간 가열하여 이산화탄소(CO₂)를 제거하고 분쇄된 생석회(Quicklime)를 물과 반응시켜 발열반응에 의한 2차 가공 제품으로 화학반응식은 CaO+H₂O = Ca(OH)₂이며, 주요 용도로는 소각로의 유해가스 제거, 피혁가공, 폐수정화, 건축자재 및 토질개량제 등에 사용된다.

또한 강한 알칼리성 덕분에 화학비료로 산성화된 토양을 중화시키는 중화제로 사용되고 있으며, 콘크리트 시멘트의 약 63%를 차지하고 있다.

상기와 같이 석회석을 가공하여 생산된 소석회는 온.습도 조절기능과 악취제거, 단열효과 등의 특성이 있을 뿐 아니라 1200～1400℃의 고온에서 소성을 하여도 석회석 본래의 특징을 유지하는 관계로 인하여 단열과 방음, 경량화, 내화구조제에 많이 활용하고 있는 친환경적인 건축자재이다.

본 발명은 지금까지의 점토벽돌(바닥벽돌 포함)의 색상은 원료성분중의 철 성분을 이용한 붉은색 계통과, 고령토를 이용한 아이보리(IVORY)색상이 주류를 이루고 있으며, 소성방식(후레싱)에 따라 붉은색 또는 아이보리에 다양한 색상을 갖는다.

간혹, 이산화 망간(MnO2), 이산화티탄(TiO2)등을 첨가하여 갈색(Brown), 노란색(Yellow)을 나타내기도 한다.

그러나 이산화 망간(MnO2)이나 이산화타탄(TiO2)등은 고가인 관계로 생산시 많은 제조원가 부담을 갖는 것이 현실이다.

따라서 생산시 제조원가의 부담을 감소하고, 배합비, 소성온도의 선택방식에 따라 다양한 색상을 나타내는 다색성 제품을 생산하고자 한다.

본 발명은 황토 또는 고령토에 소석회를 일정비율로 혼합하고 물로 반죽하여 숙성시킨 다음 진공상태에서 2.0～3.0Kgf/cm²의 압력으로 압출성형하고 입구온도 20±5℃와 출구온도 80±10℃의 건조실에서 최소 50시간에서 최대 70시간 건조시키고 입구온도 300℃ ～ 최고온도 1250℃의 터널 킬른(Tunnel Kiln)에서 최소 36시간～최대 56시간 산화 또는 후레싱 소성하여 제조하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 다색성 벽돌은 황토 또는 고령토에 소석회를 일정 비율로 혼합하여 소결시킨 것으로 소석회와 황토 및 고령토의 고유성분을 유지하고 있으므로 건축물에 사용할 경우 내부의 단열효과 및 온.습도조절, 악취제거 기능을 갖게 되고 바닥마감재로 사용시 고강도에 의한 파손방지와 공기정화, 우천시 정수기능의 효능도 기대할 수 있으며 특히 붉은색 일변인 점토벽돌을 소석회의 배합비율과 소성온도에 따라 다양한 색상을 발휘하는 다색성의 친환경 건축자재를 만들 수 있고 반 영구적으로 사용할 수 있는 이점이 있다.

본 발명에 의하면 요업 제품 생산 제조업체에서 많이 사용하는 고가의 착색제인 이산화망간(MnO₂)이 함유되어 발색되는 갈색내지 검정, 이산화티탄(TiO₂)이 함유되어 발색하는 노란색 등의 한정된 색상에서 벗어나 가격이 저렴하고 천연 부존자원의 생성물인 소석회를 이용하여 분홍색, 흰색, 회색, 연푸른색 등의 다양한 색상을 표출하여 건축물의 미적감각을 향상시킴과 동시에 소석회의 부가적인 기능인 유해가스 제거, 폐수 정화, 토질증진 등의 부가적인 기능도 낼수 있는 이점이 있다.

(실시예)

본 발명을 위한 구체적인 실시방법으로 평균입경 0.85mm(20Mesh)의 입자로 분쇄된 황토 또는 고령토중에서 선택한 소지에 평균입경 150㎛(100메시)되는 소석회를 5, 10, 20, 30, 40 중량%중에서 선택한 비율로 혼합하여 분쇄한 황토 또는 고령토는 첨가하는 소석회 비율에 따라 60, 70, 80, 90, 95 중량%가 되게 혼합하고, 함수량 15～20중량%가 되게 물로 반죽하여 10～15일간 숙성 후 진공 토련기에서 2.0～3.0Kgf/cm₂의 압력으로 압출 성형하여 105±5℃의 시험용 건조로에서 30시간 건조시킨 벽돌 형상의 건조품을 입구온도 300℃, 최고온도 1250℃의 110m 터널킬른(Tunnel Kiln)에서 40시간 소성하여 제조하고 물성을 측정하고 발색 상태를 관찰하였다.
상기에서 소석회는 5, 10, 20, 30, 40중량% 중에서 선택한 비율로 혼합하는 것은 분쇄한 황토 또는 고령토가 첨가하는 소석회 비율에 따라 60, 70, 80, 90, 95 중량%가 된다는 것을 의미한다.

실시 예에 따른 결과 비교표

① 평균입경 0.85mm(20Mesh)로 분쇄한 황토 소지에 소석회를 첨가한 함량별 색상 및 물성 결과 비교표

소석회 첨가비(%)		0	5	10	20	30	40
흡수율(%)		5.7	5.9	6.2	6.5	8.5	10.2
압축강도 (N/mm₂)		50.2	46.6	42.7	37.8	32.4	29.8
다색비교	산화
다색비교	후레 싱

② 평균입경 0.85mm(20Mesh)로 분쇄한 고령토에 소석회를 첨가한 함량별 색상 및 물성 결과 비교표

소석회 첨가비(%)		0	5	10	20	30	40
흡수율(%)		8.2	8.7	9.3	9.9	10.6	11.2
압축강도 (N/mm₂)		44.6	41.5	38.2	32.4	27.9	24.3
다색비교	산화
다색비교	후레싱

이상과 같은 소석회 배합비율에 따른 흡수율과 압축강도 시험 방법은 한국 산업 규격인 점토벽돌(KS L 4201 : 2008)의 흡수율 및 압축강도 시험방법의 기준에 의거 시험을 하였으며 참고로 KS L 4201의 규정을 다음과 같음

③ 벽돌의 품질

품질	종 류
품질	1종	2종	3종
흡 수 율(%)	10 이하	13 이하	15 이하
압축강도(N/mm²)	22.54 이상	20.59 이상	10.78 이상

④ 시험방법

(1) 흡수율 : 시료를 110±5℃의 공기 중탕 속에서 24시간 건조하여 실온까지 식힌 후 무게를 측정하고, 이것을 건조 무게 m₁(g)으로 한다. 이 시료를 즉시 20±5℃의 물 속에 24시간 담구어 둔다. 시료 상부와 수면 사이의 거리는 50~60mm한다. 이것을 물속에서 꺼내어 재빨리 젖은 헝겊으로 표면의 수분을 닦고, 즉시 무게를 달아 이것을 수분을 포함한 무게 m₂(g)로 한다.흡수율은 다음 식에 따라 계산하고 소수점 이하 첫째 자리에서 끝맺음한다.

여기에서 a : 흡 수 율 (%)

m ₁ : 건조 무게(g)

m ₂ : 수분을 포함한 무게(g)

(2) 압축강도 : 시료는 미리 110±5℃의 공기 중탕에서 건조하고, 24시간 후에 꺼내어 실온까지 방랭한다. 벽돌의 190×90mm의 면을 가압면으로 하고, 미리 시료마다 개구부를 포함하는 가압 면적 A(cm²)를 구한다.가압면에는 필요에 따라 종이 조각 등을 끼워 균일하게 가압한다. 가압 속도는 매초 0.49~0.98 N/mm₂로 하여, 시료가 파괴되었을 때의 최대 하중 WN을 측정한다. 압축강도는 다음 식에 따라 계산하고 KS A 3251-1에 따라 정수 자리로 끝맺음 한다.

여기에서 C : 압축 강도(N/mm²)

A : 개구부를 포함하는 가압 면적(mm²)

W : 최대 하중(N)

이상에서 설명한 바와 같이 평균입경 0.85mm(20Mesh)의 크기로 분쇄된 황토 또는 고령토 원료에 소석회를 5, 10, 20, 30, 40중량% 중에서 선택한 량으로 첨가하고 산화 또는 후레싱(환원) 소성방식으로 제조할 경우, 다양하게 발색되는 다색상태의 제품을 얻을 수 있고, 상기와 같이 제조된 점토벽돌은 품질 특성을 비교한 결과 물성은 한국 산업 규격인 KS 규정의 품질기준을 상위하고 있으며 또한 배합비율과 소성 조건의 구분에서 다양한 다색발현을 하므로 건축물의 미적 감각과 소비자의 소비욕구를 충족 시키고 나아가 매우 수려한 미관과 인간의 삶을 여유 있게 할 수 있다

Claims

평균입경 0.85mm(20Mesh)로 분쇄한 황토 또는 고령토에 평균입경 150㎛(100Mesh)로 분쇄한 소석회를 5, 10, 20, 30, 40중량% 중에서 선택한 비율로 혼합하여 황토 또는 고령토는 첨가하는 소석회 비율에 따라 60, 70, 80, 90, 95 중량%가 되게 하고 물로 반죽하여 반죽물의 함수량이 15～20중량%가 되게 만든 것을 사이로에서 10～15일간 저장하여 숙성시킨 다음 벽돌형상으로 만들기 위해 진공상태에서 2.0～3.0 kgf/m²의 압력으로 압출성형하고 압출성형된 벽돌형상의 성형물을 입구온도 20± 5℃와 출구온도 80±10℃의 건조실에서 최소50시간 최대 70시간 건조시킨 다음 입구온도 300℃ 최고온도 1250℃의 터널 킬른에서 최소36시간 최대 56시간 산화 또는 후레싱 소성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 소석회를 이용한 다색성 점토벽돌 제조방법