KR101137450B1 - 황토볼을 이용한 친환경 미장 시공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 황토볼을 이용한 친환경 미장 시공방법에 관한 것으로서, 정수장이나 일반 주택의 내벽면을 마감하는 미장재에서 유출되는 독성물질에 의한 피해를 줄이기 위하여 개발된 것으로;

황토를 수집하는 황토수집과정과, 수집된 황토가 미세입자를 가지도록 선별 또는 파쇄하는 황토선별과정과, 황토를 반죽하여 지름 0.2mm ~ 2mm의 크기를 가지는 구형의 황토볼로 성형하는 성형과정과, 성형된 황토볼을 고온에서 굽는 황토볼굽기과정의 일련의 과정으로 이루어지는 황토볼 제조단계와;

유기고분자화합물인 폴리머와 모래를 혼합하여 제조되는 폴리머몰타르 100 중량부와 상기 황토볼 5 ~ 15 중량부를 혼합하는 혼합단계와;

혼합된 폴리머몰타르를 내벽면에 분사하여 미장면을 형성하는 스프레이단계의 일련의 단계가 연속적으로 이루어짐을 특징으로 하는 황토볼을 이용한 친환경 미장 시공방법에 관한 것이다.

황토볼, 벽체, 미장

Description

황토볼을 이용한 친환경 미장 시공방법{The cleaner plastering method using a loess ball}

본 발명은 황토볼을 이용한 친환경 미장 시공방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게 설명하면 각종 유해한 물질을 제거하는 기능을 가지면서 인체에 유익한 원적외선 방사효과를 가진 황토볼을 이용하며 내벽면의 마감작업이 이루어지도록 하여 인체에 유익한 효과를 주기 위하여 개발된 황토볼을 이용한 친환경 미장 시공방법에 관한 것이다.

과거부터 현재까지 건축분야에서 가장 많이 사용되어왔던 재료는 시멘트라고 할 수 있다.

즉 건물의 경우 주요 골조를 제외하고는 벽체나 천정 등은 시멘트를 이용한 콘크리트나 벽돌로 이루어지며 벽면의 마감에도 또 시멘트 몰타르를 이용한 미장을 통하여 마감되는 것이 대부분이었다.

하지만 석회석이 주원료인 시멘트는 그 자체가 강한 알카리성이기 때문에 인체에 유해하면 또한 특수 시멘트를 제외하고는 물에 일부가 녹으면서 물을 오염시키는 원인이 되고 있다.

또한 시멘트의 경우 페기물을 재활용한 시멘트의 경우 제조과정이나 기타 경로로 인하여 구리, 납, 바륨과 같은 인체에 유해한 중금속이 함유된 것으로 나타나 수년전 국내에서도 큰 사회적인 이슈가 되기도 하였다.

때문에 일반적으로 새집증후군, 아토피 피부염 등의 증가의 원인으로 환경적인 문제를 지적하고 있으며 시멘트의 유독성도 영향을 미친다고 하겠다.

따라서 최근에는 인체에 직접적인 영향을 줄 수 있는 일반 가정의 실내벽면과 정수장 등에서는 마지막 미장에 의한 마감재로 시멘트의 독성을 중화시킬 수 있는 코팅제를 시멘트 몰타르와 혼합하여 사용하는 경우가 증가하고 있다.

하지만 이러한 코팅제의 경우 시멘트의 알카리성을 중화하거나 시멘트 냄새를 제거하는 등의 기능을 가진 화공약품이 포함된 수지류 또는 약품으로 이루어진 것이기에 독성은 중화되나 친환경적이지는 못한 재료이다.

따라서 아토피 피부염에 대한 예방이나 치료효과는 전무하고 오히려 어느 정도 아토피 발병 가능성을 가진 재료라고 할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 그 목적은 시멘트로부터 배출되는 독성물질의 피해를 줄일 수 있는 벽체의 내벽면 미장 시공방법을 개발하는 것에 있다.

또한, 인체 또는 생물학적으로 유익한 성분을 배출할 수 있는 친환경 미장 시공방법을 개발하는 것에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 황토를 수집하는 황토수집과정과, 수집된 황토가 미세입자를 가지도록 선별 또는 파쇄하는 황토선별과정과, 황토를 반죽하여 지름 0.2mm ~ 2mm의 크기를 가지는 구형의 황토볼로 성형하는 성형과정과, 성형된 황토볼을 고온에서 굽는 황토볼굽기과정의 일련의 과정으로 이루어지는 황토볼 제조단계와;

유기고분자화합물인 폴리머와 모래를 혼합하여 제조되는 폴리머몰타르 100 중량부와 상기 황토볼 5 ~ 15 중량부를 혼합하는 혼합단계와;

혼합된 폴리머몰타르를 내벽면에 분사하여 미장면을 형성하는 스프레이단계의 일련의 단계가 연속적으로 이루어짐을 특징으로 한다.

아울러, 상기 황토볼 제조단계의 성형과정은 황토 100 중량부에 점토 30 중량부를 혼합하여 적당량의 물을 첨가하여 반죽하는 과정과;

반죽된 황토를 직경 0.2 ~ 2mm의 면발의 형태로 다량 압출하는 과정과;

압출되어 배출되는 황토반죽을 일정간격으로 세절하는 과정과;

세절된 작은 황토반죽 덩어리들을 소폭 경사진 이동판을 따라 이동하도록 하되 이동판에 지속적인 진동을 주어 황토반죽 덩어리가 구형에 가까운 형상으로 성형되도록 하는 과정과;

성형된 작은 황토볼을 건조하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 상기 반죽된 황토를 직경 0.2 ~ 2mm의 면발의 형태로 다량 압출하는 과정에서는 단면이 사각의 형상을 가지도록 압출하고;

압출되어 배출되는 황토반죽을 일정간격으로 세절하는 과정에서는 정육면체에 가까운 형상이 되도록 세절하도록 함을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 미장을 위한 혼합제 자체를 인체에 무해한 황토볼과 폴리머몰타르를 혼합하여 사용함으로 그 자체가 인체나 대기나 물을 오염시키는 것을 방지할 뿐만 아니라 미장시공면 내측의 콘크리트에서 발생하는 독성물질을 차단하는 효과가 있다.

또한, 인체에 유익한 원적외선을 방사하는 황토볼을 다량 포함하여 인체에 이로운 영향을 주고 특히 새집 증후군이나 아토피의 예방효과가 있다.

이에 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 블록도로서, 본 발병은 크게 황토볼 제조단계(10)와 혼합단계(20)와 스프레이단계(30)로 이루어져 미장이 완료된다.

이때 황토볼은 이전에도 다양한 분야에서 응용되어 사용되어 왔으나 그 쓰임에 따라서 제조방법에는 차이가 있다.

본원의 경우 다른 분야와는 달리 건축의 재료로 사용되는 것이기에 황토볼의 강도는 상당한 수준의 것이 필요하게 되어 그 제조과정은 종래의 것과 비교가 되며, 또한 폴리머몰타르와 혼합하여 주로 모래와 같은 골재와 동일한 역할을 수행하지 않으면 미장층의 강도에 치명적인 영향을 주기 때문에 강도뿐만 아니라 물을 흡수하였을 경우에도 견고함을 유지하는 등 많은 조건을 필요로 하고 있다.

따라서 본 발명에서의 황토볼 제조단계(1)는 황토를 수집하는 황토수집과정(101)과, 수집된 황토가 미세입자를 가지도록 선별 또는 파쇄하는 황토선별과정(102)과, 황토를 반죽하여 작은 구형의 황토볼로 성형하는 성형과정(103)과, 성형된 황토볼을 고온에서 굽는 황토볼굽기과정(104)의 일련의 과정으로 이루어지도록 하였다.

상기 일련의 과정 중에서 가장 중요한 과정은 성형과정(103)과 황토볼 굽기과정(104)이라고 할 수 있다.

먼저 성형과정(103)에서 황토를 반죽하기 위해서 적당량의 물을 첨가하여 반죽을 하게 되는데 이때 점착성을 높이기 위하여 점토 혹은 세라믹 분말을 적당량 혼합할 수도 있으며, 모래나 작은 자갈과 같은 역할을 수행하면서 또 스프레이건에 의한 분사작업이 용이하게 이루어지도록 하기 위하여 지름이 0.2mm ~ 2mm의 크기를 가지도록 황토볼을 성형하도록 하였다.

또한 황토볼 굽기과정(104)는 도기 또는 옹기를 제조하는 것과 같이 고온에서 장시간 구워줌으로 성형되도록 한 것으로 황토의 특성상 1400℃에서 구울 경우 그 강도를 포함한 내구성에서 가장 뛰어난 결과를 얻을 수 있었다.

이렇게 제조된 황토볼은 유기고분자화합물인 폴리머를 함유하여 제조되는 폴리머몰타르와 상기 황토볼을 혼합하는 혼합단계(20)를 거치게 된다.

이때 폴리머(POLYMER)는 분자가 중합하여 생기는 고분자화합물로서, 시멘트 대신에 폴리머를 결합재로 사용한 것을 폴리머콘크리트, 플라스틱콘크리트 또는 레진콘크리트(resin concret)라고 하며 본 발명에서는 몰타르의 형태로 제조하여 폴리머몰타르라고 하였다.

이의 특징은 압축강도가 우수하고 방수성과 수밀성(水密性)이 좋으며 각종 산이나 알칼리, 염류에 강하고 내마모성이 우수하여 바닥재?포장재로 사용되는 것으로 일반 실내 벽면의 미장에도 적합하며, 방수성과 수밀성이 우수하기에 정수장 물탱크의 마감에도 적합하다고 할 수 있다.

이러한 폴리머몰타르에 황토볼을 혼합하게 되는데 그 비율은 폴리머몰타르 100 중량부에 황토볼 5 ~ 15 중량부를 혼합하는 것이 적당하다.

이때 상기 폴리머몰타르는 사용하는 곳에 따라 다양한 종류가 사용되고 있으며 본원에서는 건물의 내벽면이나 또는 정수장에서 사용되도록 하는 것으로 필수적 으로 방수의 기능을 하여야한다.

따라서 그 조성의 경우 천연고무라텍스 조성물 100중량부에 비이온계 유화제 2～5중량부, 아스팔트 10～30중량부, 초산비닐 수지 20～50중량부, 스티렌-부타디엔 고무 50중량부에 올레인산 또는 그 염을 0.5～1.5중량부와 아크릴수지 15~25중량부를 혼합하여 조성할 경우 방수의 기능을 가지면서 경화속도가 빨리 시공이 보다 용이해질 것이다.

또한 본원의 중요한 목적 중 하나가 친환경으로 인체에 무해하도록 하는 것으로 시멘트를 혼합한 형태의 폴리머몰타르보다는 시멘트를 거의 사용하지 않고 주로 수지 계열로 제조되는 몰리머몰타르를 사용하여 구현하는 것이 본원의 목적에 가장 부합된다고 할 수 있다.

이후 황토볼이 혼합된 폴리머몰타르를 내벽면에 분사하여 미장면을 형성하는 스프레이단계(30)를 수행하고 건조가 되면 미장 시공이 완료되는 것이다.

완성된 미장층의 경우 폴리머몰타르의 속에 황토볼이 다수 박혀있는 형상을 가지게 되어 독성물질을 중화 또는 해독하여 미장층 자체가 인체에 무해한 친환경적인 성질을 가지게 할 뿐만 아니라 미장층 내측의 보통 시멘트 콘크리트나 벽돌로 이루어진 벽면에서의 독성물질이 실내로 방출되는 것을 억제하는 역할을 하게 되는 것이다.

도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 황토볼의 성형과정을 나타낸 개념도로서, 도 2a는 상기 황토볼 제조단계(10)의 성형과정(103)은 황토(1) 100 중량부에 점토(2) 30 중량부를 혼합하여 적당량의 물을 첨가하여 반죽하는 과정과;

반죽된 황토를 직경 0.2 ~ 2mm의 면발의 형태로 다량 압출하는 과정과;

압출되어 배출되는 황토반죽을 일정간격으로 세절하는 과정을 나타내었다.

일반적으로 황토만으로 반죽을 할 경우에는 반죽이 용이하지 않고 이 후 굽는 작업에서도 크랙 또는 깨질 우려가 많기에 점토를 적당량 혼합하는 것이 바람직하다.

그 비율은 10:3 정도가 반죽이 용이하면서 황토의 성분이 최대한 많이 함유하도록 하는 최적의 양이었으나 이는 황토입자의 크기나 성질에 따라 차이가 있을 수 있다.

또한 상기 반죽된 황토를 압출기(3)에 의하여 압출을 할 경우 공기가 들어가지 않도록 압축하는 것이 바람직하며 이는 얇은 판의 형태로 가압하여 펼친 다음에 끝단에서 칼날에 의하여 단위의 가닥으로 자르는 공정으로 이루어지도록 하는 것이 가장 용이할 것이다.

또한 단위의 가닥을 일정 간격으로 세절하도록 하면 하나의 황토볼(4)을 이루는 덩어리가 완성되는 것이다.

도 2b는 세절된 작은 황토반죽 덩어리들을 소폭 경사진 이동판을 따라 이동하도록 하되 이동판에 지속적인 진동을 주어 황토반죽 덩어리가 구형에 가까운 형 상으로 성형되도록 하는 과정을 나타낸 개념도로서, 경사가 너무 급하면 황토반죽이 구형이 되지 않게 되므로 아주 미세한 경사각 즉 5°내외의 경사를 가지도록 하고 이동판(5)를 전후 및 좌우로 진동을 주도록 하면 경사진 이동판(5) 위를 불규칙하게 구르면서 조금씩 경사를 따라 아래로 이동하게 되어 구형으로 성형이 되는 것이다.

이때 구형을 이루도록 하기 위하여 가장 적합한 형상은 외주면의 원호를 따라 쉽게 굴러 떨어질 우려가 있는 원기둥이 아닌 정육면체를 포함한 정다면체일 것이며 압출과 세절하는 공정을 고려하면 정육면체가 가장 적합할 것이다.

따라서 상기 반죽된 황토를 직경 0.2 ~ 2mm의 면발의 형태로 다량 압출하는 과정에서는 단면이 사각의 형상을 가지도록 압출하고;

압출되어 배출되는 황토반죽을 일정간격으로 세절하는 과정에서는 정육면체에 가까운 형상이 되도록 세절하도록 함이 바람직하다.

물론 황토볼(4)이 꼭 구형이어야 하는 이유는 없다.

하지만 이후 고온에서 굽는 공정에서 모서리부분은 쉽게 파손될 우려가 있으므로 구형이 될 경우 이러한 손상 우려가 줄어들고 스프레이 건을 이용한 분사작업에도 황토볼이 끼어 오작동을 일으킬 확률이 적으므로 구형이 최적의 형상이라고 하겠다.

상기 스프레이단계(30)를 수행하기 위하여 미장할 면을 고압의 물을 이용하여 세척하는 세척과정이 필수적으로 이루어져야 하며 또한 미장작업을 할 시공면과 본원의 폴리머몰타르의 접합성이 현저히 약할 경우에는 그 표면에 양호한 접착을 위한 접착층을 형성하는 것이 바람직하며 보통 프라이머(primer)를 도포하는 것이 일반적이고 가장 용이할 것이다.

또한 고압으로 분사가 이루어지기 위하여 필요한 유동성을 확보하는 것이 필요하므로 황토볼과 폴리머몰타르를 혼합한 상태에서 물을 적정량 첨가하여 분사가 용이한 상태가 되도록 한 후 스프레이건을 이용하여 벽면에 구석구석 도포를 해준 다음 수평밀대 등을 이용하여 고르게 펴주도록 하여 매끈한 미장면을 형성하도록 한다.

이때 도포하는 두께는 2mm ~ 4mm가 가장 작업이 용이하면서 필요한 기능성을 확보할 수 있는 최적의 두께가 될 것이다.

또한 수평밀대 등을 이용하여 도포된 면을 고르게 펴주는 공정은 스프레이 작업 후 황토볼이 돌출되어 있을 경우 매끄러운 미장면이 형성되지 않으므로 매끈한 미장면이 필요한 경우에는 필수적으로 수행되어야할 공정이다.

이후 주변의 온도와 습도 및 바람 등의 조건에 따라 차이는 있지만 보통 수 시간 건조에 의하여 건조가 완료된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 블록도

도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 황토볼의 성형과정을 나타낸 개념도

<도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 황토

2 : 점토

3 : 압축기

4 : 황토볼

5 : 이동판

10 : 황토볼 제조단계

101 : 황토수집과정 102 : 황토선별과정

103 : 성형과정 104 : 황토볼굽기과정

20 : 혼합단계

30 : 스프레이단계

Claims (3)

1. 황토를 수집하는 황토수집과정(101)과, 수집된 황토가 미세입자를 가지도록 선별 또는 파쇄하는 황토선별과정(102)과, 황토를 반죽하여 지름 0.2mm ~ 2mm의 크기를 가지는 구형의 황토볼로 성형하는 성형과정(103)과, 성형된 황토볼을 고온에서 굽는 황토볼굽기과정(104)의 일련의 과정으로 이루어지는 황토볼 제조단계(10)와;

   유기고분자화합물인 폴리머와 모래를 혼합하여 제조되는 폴리머몰타르 100 중량부와 상기 황토볼 5 ~ 15 중량부를 혼합하는 혼합단계(20)와;

   혼합된 폴리머몰타르를 내벽면에 분사하여 미장면을 형성하는 스프레이단계(30)의 일련의 단계가 연속적으로 이루어짐을 특징으로 하는 황토볼을 이용한 친환경 미장 시공방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 황토볼 제조단계(10)의 성형과정(103)은 황토 100 중량부에 점토 30 중량부를 혼합하여 적당량의 물을 첨가하여 반죽하는 과정과;

   반죽된 황토를 직경 0.2 ~ 2mm의 면발의 형태로 다량 압출하는 과정과;

   압출되어 배출되는 황토반죽을 일정간격으로 세절하는 과정과;

   세절된 작은 황토반죽 덩어리들을 소폭 경사진 이동판을 따라 이동하도록 하되 이동판에 지속적인 진동을 주어 황토반죽 덩어리가 구형에 가까운 형상으로 성형되도록 하는 과정과;

   성형된 작은 황토볼을 건조하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 황토볼을 이용한 친환경 미장 시공방법.
3. 제 2항에 있어서, 상기 반죽된 황토를 직경 0.2 ~ 2mm의 면발의 형태로 다량 압출하는 과정에서는 단면이 사각의 형상을 가지도록 압출하고;

   압출되어 배출되는 황토반죽을 일정간격으로 세절하는 과정에서는 정육면체에 가까운 형상이 되도록 세절하도록 함을 특징으로 하는 황토볼을 이용한 친환경 미장 시공방법.

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