KR101220994B1

KR101220994B1 - 흙을 주재로 하는 바인더 조성물을 이용한 투수성 포장재

Info

Publication number: KR101220994B1
Application number: KR20110023423A
Authority: KR
Inventors: 김영도; 손세구; 권은자; 신천희; 최규창; 최명재
Original assignee: 권은자; 장수산업 주식회사
Priority date: 2011-03-16
Filing date: 2011-03-16
Publication date: 2013-01-10
Also published as: KR20120105778A

Abstract

본 발명은 흙 투수 포장용 조성물을 이용한 투수성 포장재에 관한 것으로, 흙 10~30중량%, 산화마그네슘 15~50중량%, 고로슬래그 15~40중량%, 인산고토비료 5~10중량%, 화산토 10~40중량%, 규회석 5~10중량%로 구성되는 분말원료 100중량부와, 염화마그네슘 10~60중량%, 인산염 1~8중량%, 물(담수 또는 해수) 32~89중량%로 구성되는 액상원료 30~70중량부로 구성되는 흙을 주재로 하는 바인더 조성물 15~25중량%와, 2~8mm 입경의 부순 골재 75~85중량%로 구성되며, 본 발명에 의한 흙을 주재로 하는 바인더 조성물은 시멘트 미사용으로 인하여 시멘트 생산시에 발생되는 CO₂ 가스의 방출을 억제하여 대기오염을 줄일 수 있고, 시멘트 독성인 Cr⁶⁺등의 발생을 원천적으로 봉쇄할 수 있고, 환경오염을 유발하지 않고, 고로슬래그와 같은 산업부산물을 재활용할 수 있으며, 이를 이용하여 초기우수내의 비점오염원(유해중금속)을 걸러내는 것이 가능하므로 수환경을 보호하는 효과를 얻을 수 있다.

Description

흙을 주재로 하는 바인더 조성물을 이용한 투수성 포장재 {The water-penetration packing materials using the binder composition that has the main stuff for soil}

본 발명은 흙 투수 포장용 조성물을 이용한 투수성 포장재에 관한 것으로, 상세하기로는 시멘트를 사용하지 않고 흙과 고로슬래그와 같은 산업부산물을 사용하는 친환경적인 투수성 포장재에 관한 것이다.

친환경 포장재는 친환경 웰빙 문화와 더불어 삶의 질의 향상이라는 인식의 확대로 각 지자체를 중심으로 보기 좋은 포장소재에 관심이 집중되고 있다. 현재의 포장 소재는 도로면 보호와 더불어 평탄성 및 투수성 등은 기본으로 하고, 투수성을 겸비하면서 심미성(시각적 특성, 조경성)을 강조하고 있다. 또한 최근 각 지자체에서 시행하고 있는 생태환경 조성 사업의 일환으로 흙 포장은 많은 예산이 책정되어 있으며, 자전거 길, 산책길, 공원 및 문화재 시설의 주분에 주로 시공되고 있다.

흙 포장소재는 주로 흙과 무기성 바인더에 의해서 구성되며, 무기성 바인더는 주로 시멘트, 특수시멘트, 무기염이 포함된 시멘트, 지오폴리머 시멘트, 알칼리 활성시멘트 등이 포함되며, 롤러의 다짐방식이나 첨가제 등에 의해서 다양한 흙 포장용 조성물이 개발되고 있다.

그 예를 들면 다음과 같다. 특허 제438138호에는 천연의 흙과 시멘트와 고화재 조성의 범위를 한정하고, 입자의 크기 조절을 통하여 우수한 물성을 유도한 기술이 기재되어 있고, 특허 제625172호는 황토성분이 있는 점성토나 사질토에 제지슬러지, 상수슬러지, 석분토의 조성에 혼화재, 팽창제, 보수제 등을 첨가한 흙 혼합물과 시멘트와 골재를 첨가하고 여기에 다시 수지를 첨가하여 치밀화한 것이 기재되어 있다. 그러나, 상기와 같은 기술은 여전히 시멘트의 접착력에 의존하는 기술들이고, 환경문제 개선에도 효과가 거의 없는 것이다.

또한, 특허 제504987호에는 흙 포장 공사에 있어서 플라이 애쉬나 제지 슬러지 등의 혼화제와 시멘트 및 안료, 소석회, 실리카퓸으로 구성된 토양 강화 개선재가 기재되어 있고, 특허 제789877호, 제570958호, 제581227호, 제775360호 등과 같은 대다수의 흙 포장관련 특허들은 상기 설명한 바와 같이 시멘트에 첨가제 등을 통하여 기능을 향상시킨 포장기술이다.

또한 포장기술은 진보에 의해서 최근 투수기능과 보수기능과 같은 구조적 특성을 부여한 차세대 포장재에 이르고 있다. 특히 투수기능의 경우, 최근 서울시의 일부 지적의 침수문제로 획일적인 피복형 포장재에서 탈피하고 빗물의 홍수 대안용이나 지하생태계의 활성화, 주변 식물의 녹화촉진을 목적으로 하는 포장소재가 등장하게 되었다.

포장소재의 제조방법은 다양한 방법이 제시되고 있다. 특허 제0692143호에는 "시멘트 15-20중량%, 70vol% 이상이 4-5mm 크기인 규사: 75-80중량%, 안료: 4중량% 이하, 황토: 2-5중량%, 숯: 0.01-0.1중량%의 비율로 하층기본재료를 준비하고, 이들 기본재료와 물, 혼화재를 혼합하여 형틀에 투입하여 하층부를 형성하는 단계: 백시멘트: 15-20중량%, 70vol% 이상이 1-2.5mm 크기인 규사: 74-80중량%, 안료 : 7중량%이하, 황토: 1-5중량%, 숯: 0.01-0.1중량%의 비율로 상층기본재료를 준비하고, 이들 기본재료와 물, 혼화재를 혼합하여 상기 하층부의 상부에 투입하여 상층부를 형성하는 단계: 및 상기 상층부의 상부에 상부판을 덮은 후 가압하는 단계:를 포함하는 것을 특징으로 하는 것"이 기재되어 있다.

이 기술은 투수성만을 강조한 결과 일정시간 경과 후에 투수기능을 나타내는 구멍과 표면에 드러나 있는 시멘트와 안료와 황토 및 숯이 먼지와 유기오염물질과 접촉하여 표면에 붙게 되어 제품의 심미성이 크게 저하되어 투수성 제품의 교체주기를 단축시키는 문제가 있다.

또한, 특허 제89983호에는 "시멘트를 바인더로 하여 골재끼리 접합시킨 투수성 콘크리트 블록에 있어서, 블록의 표면 쪽을 연마한 것을 특징으로 하는 투수성 콘크리트 블록"이 기재되어 있으나, 시멘트의 사용량이 높기 때문에 pH가 높다는 문제가 있다.

특허 제689183호에는 "A) (a-) 시멘트, 및 입도 5 내지 13 mm인 골재를 믹서에서 건비빔한 후, 배합수를 투입하여 투수층 원재료를 혼합하는 단계; (a-) 시멘트, 및 입도 2.5 내지 5mm인 골재를 믹서에서 건비빔한 후, 배합수를 투입하여 마감층 원재료를 혼합하는 단계; 및 (a-) 투수층 원재료, 또는 마감층 원재료 중 어느 하나를 성형기에 투입하여 진동성형을 실시하고, 나머지 원재료를 상기 성형기에 추가 투입한 후 진동 가압하여 마감층의 표면에 양각부 및 음각부의 문양을 형성시키는 단계를 포함하는 블록 중간체를 제조하는 단계(단, 상기 투수층 원재료에 포함되는 골재의 입도는 마감층 원재료에 포함되는 골재의 입도보다 크다.); B) 상기 성형된 블록 중간체를 40 내지 80의 온도에서 증기 양생하는 단계; 및 C) 상기 양생된 블록 중간체의 양각부를 선택적으로 연마하는 단계를 포함하는 투수 콘크리트 블록의 제조방법"이 기재되어 있으나, 제품의 색상이 안료에 의존하기 때문에 매우 인위적이고 제품의 질이 현저히 떨어지며 휨강도가 규격에 미달되는 부분도 있고 표면광택제 사용으로 천연의 질감이 훼손됨은 물론 음각부와 양각부의 높이 차이가 있어 하이힐을 신을 경우 발목 부상을 유발하는 등의 문제점이 있다.

특허 제770152호에는 "다양한 색상의 천연 골재 70-90중량부, 고로슬래그 5-15중량부, 활성 플라이 애시 5-15중량부, 가성석회 2.5-7.5중량부로 혼합 구성되되, 골재의 상층부와 하층부는 각각 2-8mm와 13-40mm 골재 크기의 슬러리로 이루어진 것을 특징으로 하는 복층형 투수블록"이 기재되어 있으나 고온으로 양생하여야 제올라이트가 생성되기 때문에 에너지 소비가 높고, 활성 플라이 애시를 얻기 위해서 또 다른 열처리를 하여야 하기 때문에 경제적인 측면에서 경쟁력이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 시멘트를 사용함에 따라 발생하는 대기오염문제와 같은 환경적 문제를 해결함과 동시에, 시멘트를 사용하지 않아 친환경적이면서도 인체에 악영향을 미치지 않고 내구성이 강한 투수성 포장재를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 자연 환경 파괴를 최소화하는 투수성 포장재를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 투수성능을 포장기술에 부여하여 기존의 홍수에 의한 침수피해를 방지하고, 투수구조(다공구조)를 물이 지나는 과정에서 유해성 물질이 걸러지는 효과가 있는 친환경적인 투수성 포장재를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 Cd과 같은 초기 우수 내에 있는 비점오염원과 중금속을 흡착함으로써 깨끗한 물을 지하 생태계로 이동시킬 수 있는 구조를 지닌 친환경적인 투수성 포장재를 제공하는 것이다.

본 발명의 투수성 포장재는, 흙 10~30중량%, 산화마그네슘 15~50중량%, 고로슬래그 15~40중량%, 인산고토비료 5~10중량%, 화산토 10~40중량%, 규회석 5~10중량%로 구성되는 분말원료 100중량부와, 염화마그네슘 10~60중량%, 인산염 1~8중량%, 물(담수 또는 해수) 32~89중량%로 구성되는 액상원료 30~70중량부로 구성되는 바인더 조성물 15~25중량%와 직경 2~8mm의 부순 골재를 75~85중량%로 구성된다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

흙은 일반적으로 지표에서 얻어지는 붉은 색의 진흙(적점토)과 황토 등의 점질토와, 고령토, 백토, 마사토 등의 사질토 등이 사용가능하며, 토양의 종류는 특별히 한정되지는 않으나, 대체로 입자구성이 세립질 이하(0.8mm 이하) 55중량%와 과립의 입자가 45% 정도의 비율로 적당히 섞여있는 것이 바람직하다. 특히, 본 발명에서는 여러 정지 점토입자의 특성이 골고루 섞여 있는 각종 광산 활동시 발생되는 표토를 사용하는 것이 바람직하다. 표토류는 작은 흙 입자와 골재미분이 포함되어 있다.

적절한 사용량은 10~30중량%로, 이 범위 미만의 경우에는 흙의 함유량이 저하됨에 따라 버려지는 흙의 재활용의 효율성이 저하되고 흙의 고유한 성능으로 알려져 있는 흡착능력이 낮아져 목표로 하는 Cd의 흡착능력이 저하하는 문제점이 있으며, 이 범위를 초과하는 경우에는 흡착성능은 우수하나 흙의 많은 실트성분과 흙이 갖는 사면체와 팔면체의 층간구조에 의해 액상이 흡수되기 때문에 과량의 액상이 사용됨에 따라 경제성이 떨어지고, 특히 과량의 액상 사용과 흙의 가소성에 의해서 압축강도가 현저하게 낮아지며, 내수성의 결여로 강우시 포장소재의 입자이탈 등의 문제가 발생하게 된다.

본 발명에 사용되는 규회석은 특별히 제한되지는 않는다. 규회석은 침상모양의 입자로 본 발명에서 제안하는 흙 투수포장재의 휨성을 보강하는 보강재로 사용되었으며, 섬유상의 광물질의 대표적인 석면의 사용 금지에 따라 광물질의 침상을 띠는 물질의 하나인 규회석을 사용하였다. 섬유상의 물질로 사용 가능한 광물질은 해포석(세피오라이트), 세라믹 섬유(용사법), 유리섬유도 가능하며, 규회석과 해포석이 가장 바람직하다.

적절한 사용량은 5~10중량%이며, 이 범위 미만의 경우에는 강한 압축강도는 발현하나 섬유상의 부족으로 자동차나 오토바이 등에 의해서 포장면의 횡 혹은 종 축으로 길게 절단되는 문제가 발생할 수 있고, 이 범위를 초과하는 경우에는 압축 강도가 현저하게 낮아지고, 상대적으로 결합재의 양과 화산토를 비롯한 흙의 양이 작아지기 때문에 목표로 하는 흡착성능의 발현과 내수성의 문제점이 발생하게 된다.

본 발명에서 사용되는 화산토는 중금속의 흡착능력이 잘 알려진 보헤마이트(Al(OH)₃), 규석(quartz)과 석고(calcium sulfate hydrate)의 결정상으로 구성된 화산토로, 화학성분 조성상으로는 SiO₂와 Al₂O₃가 각각 40중량%와 20.2중량%, SO₃ 12.9중량%, CaO 11.9중량%로 구성되는 것이다. 포함된 결정상의 특성은 보헤마이트는 중금속의 흡착능력이 뛰어나고, 석고는 마그네슘계 복합물의 내수성을 향상시키는 역할로 작용한다.

적절한 사용량은 10~40중량%이며, 이 범위 미만의 경우에는 흡착성능이 부족한 문제점이 발생하게 되며, 이 범위를 초과하는 경우에는 과도한 사용에 의해 다른 원료들의 사용량이 감소하게 되어 압축강도가 급격하게 저하하여 목표로 하는 압축강도를 달성할 수가 없는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명에서 사용되는 산화마그네슘은 특별히 제한되지는 않으나, 돌로마이트로부터 추출한 산화마그네슘, 경소마그네시아, 바닷물로부터 추출한 수산화마그네슘을 열처리하여 얻어진 산화마그네슘이 사용 가능하며, 바람직하게는 경소마그네시아와 돌로마이트를 열처리하여 얻어진 산화마그네슘을 사용하는 것이다. 산화마그네슘의 순도는 높을수록 바람직하지만, 경제성 측면에서 볼 때 90%가 순도를 갖는 것이 적당하다.

산화마그네슘은 첨가되는 고로슬래그와 인산고토비료 그리고 염화마그네슘과 인산염으로 구성된 염소성 무기질 혼합용액의 투입에 의해서 상호 반응하여 무기질의 복합체를 형성하는 역할로 작용한다. 결합반응의 원리는 이온반응에 따르며, 보다 구체적인 예로는 마그네슘인산계 고화 원리를 따른다. 그러나 이전부터 사용되어 오던 마그네슘계 고화제들의 최대 약점은 내수성 즉, 물과 접촉하게 되면 바인더 생성물이 물과 반응해서 생성상이 변화하는 문제 때문에 물과 접촉된 부분에 사용이 제한되었으며, 실외의 사용용도 보다는 실내에 사용되어왔다. 첨가된 원료들에 의해서 결합되어 5Mg(OH)₂·MgCl₂8H₂O와 3Mg(OH)₂·MgCl₂8H₂O의 생성물을 생성시키고, 다시 고로슬래그를 염소성 무기질 혼합용액이 산성의 액성을 이용하여 이온 용탈시켜 CaO와 SiO₂와 화산토에 포함된 석고성분이 에트링자이트 겔을 생성하여 기존 마그네슘계 결합제의 문제점이었던, 내수성문제를 해결할 수 있다. 또한 이온 용탈된 Si 이온은 복합적으로 작용하는데, 하나는 앞서 설명한 에트링자이트 겔의 생성요인으로 작용하고, M-S-H(마그네슘 실리케이트 하이드레이트)를 생성한다.

적절한 사용량은 15~50중량%이며, 이 범위 미만의 경우에는 바인더 역할로 작용할 수 없을 만큼 매우 낮은 결합력을 나타내는 문제점이 발생하며, 이 범위를 초과하는 경우에는 결합강도는 강하게 작용하여 압축강도의 발현은 매우 우수하나 내수성이 떨어져 빗물의 접촉에 의해서 크랙발생 등의 균열 문제가 있으며, 상대적으로 다른 원료들의 사용량 감소로 인해 본 발명에서 목적으로 하는 중금속 흡착능력이 저하하는 문제점이 발생하게 된다.

인산고토비료는 일반적으로 농업용으로 판매되고 있는 인산질 비료의 하나이며, 인산, 고토(산화마그네슘), 석회, 규산, 유황으로 구성되며, 보다 구체적으로 용과린으로 알려진 인산질 비료를 들 수 있다. 인산고토비료는 수용성 인산기와 산화마그네슘, 석회, 규산 및 유황의 성분을 띠는 것으로 본 발명의 결합원리에 적합한 해당원소들을 포함하고 있으며, 이러한 다양한 이온들이 5Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O와 3Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O의 생성물이 물과의 접촉에 의해 Mg(OH)₂ 상전이 되는 것을 방해하여 내수성을 향상시키는 역할로 작용한다. 또한 비료를 사용하기 때문에 본원에 의해서 개발 생산된 제품의 폐기시에도 분쇄하여 토양의 비료로 활용할 수 있는 특징을 지닌다.

적절한 사용량은 5~10중량%이며, 이 범위 미만의 경우에는 5Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O와 3Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O의 생성물의 Mg(OH)₂로 전이되면서 크랙 및 균열이 발생하게 되며, 이 범위를 초과하는 경우에는 고가의 인산고토비료의 사용에 의한 경제성 결여와 첨가된 원료들의 반응을 방해하는 작용으로 강도하락의 문제점이 발생하게 된다.

고로슬래그는 고로에서 선철을 제조할 때 부산물로 생성되는 것으로, 특별히 제한되지는 않으나 분말도(Blaine) 7,000㎠/g인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

아래의 실시예에서는 (주)기초소재연구소로부터 생산 판매되는 7,000㎠/g인 것을 사용하였으며, 특히 화학성분상의 조성을 특별히 한정하는 것은 아니다. 고로슬래그의 화학조성은 흙 성분 조성과는 달리 SiO₂ + Al₂O₃ + CaO의 함량이 88.6중량%이고, 기타 미량 성분들이 11.4중량%를 차지하며, 고로슬래그는 바인더의 내수성을 향상시키고, 치밀화를 향상시킬 목적으로 사용하였다. 고로슬래그는 염소성 무기질 용액의 산성기에 의해서 피막이 파괴되고 이로부터 Si 이온과 Ca 이온 및 Al 이온 등이 용탈되고 이중 Ca 이온은 Ca(OH)₂을 생성하고, 이산화마그네슘, 인산고토비료 내에 존재하는 MgO가 Mg(OH)₂을 생성하여 제품의 액성을 약알칼리화하는 것에 의해서 용탈된 이온들이 재결합하여 에트링자이트와 C-S-H 겔을 생성시키고, M-S-H 겔을 생성시키는 역할을 하게 된다.

적절한 사용량은 15~40중량%이며, 이 범위 미만의 경우에는 마그네슘계 생성물의 내수성 향상 물질인 C-S-H 겔과 에트링자이트의 생성물 생성량이 부족하여 내수성이 약화되는 문제점 있으며, 이 범위를 초과하는 경우에는 마그네슘계 물질이 사용량이 감소하면서 강도하락이 일어나 포장재로서의 역할을 할 수 없는 문제점이 발생하게 된다. 또한 본 발명에서 목적으로 하고 있는 pH 10 이하의 액성 유지를 고로슬래그의 과다사용으로 달성할 수 없게 되는 문제도 있다.

염소성 무기질 용액은 염화마그네슘과 인산염이 사용된다. 염화마그네슘은 일반적으로 간수로 알려져 있으며, 화학식은 MgCl₂·5H₂O이며, 염화마그네슘은 본 발명의 결합재인 M-S-H 겔과 C-S-H 겔 및 5Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O와 3Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O 상의 생성에 지배적인 역할로 작용한다. 인산염은 염화마그네슘의 액성을 산성화함과 동시에 최종산물 중의 하나인 인산화합물을 생성시키는 역할로 작용하며, 인산염 중에서 산성을 띠는 H₃PO₄, KH₂PO₄, NaH₂PO₄, Na₂H₂P₂O₇, (NaPO₃)_5~9 등이 가능하며, 이러한 인산기에 의해서 이산화마그네슘, 규회석, 고로슬래그는 자극을 받으며, 각각 이온 용출되어 Mg² ⁺, Ca² ⁺ , Al³ ⁺, Si⁴ ⁺ 등으로 이온화되고, 이것과 첨가된 인산기가 반응하여 하이드록시 아파타이트계 인산칼슘화합물이 생성되며, 마그네슘이온과 알루미늄 이온 등은 하이드로탈사이트(Mg₄Al₂(OH)₁₂CO₃·3H₂O)를 생성시키는 작용할 한다.

염화마그네슘의 적절한 사용량은 10~60중량%로, 이 범위 미만의 경우에는 결합력이 낮아져서 바인더로서 작용할 수 없으며, 이 범위를 초과하는 경우에는 가격 상승에 의해 경제성이 떨어지며, 게다가 그 이상에서는 용액화가 어렵기 때문에 액상 제조를 할 수 없는 문제점이 발생하게 된다.

인산염의 적절한 사용량은 1~8중량%이며, 이 범위 미만의 경우에는 액상의 액성이 중성영역으로 되기 때문에 고로슬래그를 효과적으로 자극할 수 없고 이를 바탕으로 목적으로 하던 내수성을 기대할 수 없는 문제가 발생하며, 이 범위를 초과하는 경우에는 과도한 인산염의 사용으로 인산고토비료의 사용시와 마찬가지로 경제성이 떨어지게 된다. 최근 인산염은 가격은 극상승의 추세를 통하여 이를 이용하는 제품들의 원가를 상승시키고 있고, 현재 인산염의 가격 특히 산성을 띠는 인산염의 가격은 kg당 4500원 이상으로 책정되고 있기 때문에 바인더 가격 대비 소량 사용으로도 50% 이상의 비율을 차지하여 기타 바인더와의 경쟁력이 악화되는 문제점이 발생하게 된다.

물은 해수 또는 담수 중 어느 것을 사용할 수 있으며, 적절한 사용량은 32~89중량%이다.

앞의 분말상의 원료와 상기 액상 원료의 사용비는 100 : 30~70중량비가 적절하다. 더욱 바람직하게는 100 : 40 내지 60중량비가 좋다. 액상 원료의 사용량이 상기 범위 미만의 경우에는 성형할 수 없는 문제점이 발생하게 되며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 흐름성이 높아 몰드나 형틀에 원료를 넣었을 때 틈새로 흐르게 되거나 충진성형시 고체상과 액체상이 분리되는 문제점이 발생하게 되어 최종적으로는 압축강도의 저하로 연결되어 바람직하지 않다.

본 발명에 의한 흙을 주재로 하는 바인더 조성물은 시멘트 미사용으로 인하여 시멘트 생산시에 발생되는 CO₂ 가스의 방출을 억제하여 대기오염을 줄일 수 있고, 시멘트 독성인 Cr⁶⁺등의 발생을 원천적으로 봉쇄할 수 있고, 환경오염을 유발하지 않고, 고로슬래그와 같은 산업부산물을 재활용할 수 있으며, 이를 이용하여 초기우수내의 비점오염원(유해중금속)을 걸러내는 것이 가능하므로 수환경을 보호하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 3에 의해서 제조된 재령 28일 시편의 사진이다.

(실시예 1~5 및 비교예 1~2)

아래의 표 1과 같은 처방으로 아래의 실험방법으로 투수성 포장재를 얻었다. 얻어진 포장재의 물성은 아래의 표 2와 같았다. 28일 재령 시편의 사진은 도 1과 같았다.

* 실험방법

1) 원료 :

바인더; 산화마그네슘 20~50중량부, 고로슬래그 18~30중량부, 인산고토비료 6~10중량부, 화산토 10~40중량부, 규회석 6~10중량부

용액 1 조성 : 담수 100중량부에 염화마그네슘 73중량부, 인산염 3중량부

용액 2 조성 : 해수 100중량부에 염화마그네슘 73중량부, 인산염 3중량부

부순골재 2~8mm(밀도 2.79g/㎤, 흡수율 0.8%, 실적률 58%, 단위용적질량 1,583kg/㎥, 압축강도 92.0~1,13.2MPa)

2) 혼합 : 아스팔트 혼합기 분말 5분, 습식 2분

3) 성형 : φ100 × 200mm 큐브 공시체 몰드

4) 양생 : 30℃, over night

5) 배합

배합: 미네랄 바인더 15중량%~25중량%와 골재 75중량%~85중량%로 구성되는 고체상의 혼합물 100중량부에 대해서 액상(용액 1, 2 혹은 물)의 첨가량(예 실시예 1의 경우, 8.1중량부)

제조된 시편을 물과 부피비율 1 : 5의 비율로 물속에 함침한 후, 시편이 물에 풀어지거나 크랙이 나는 등의 육안으로 내수성을 확인하고, 이를 표면 건조하여 압축강도를 측정하여 물에 대한 시편의 저항성을 평가하였으며, 그 결과는 표 2에서와 같다. 미네랄 바인더를 이용한 포장재 조성물이 시멘트와 지오폴리머에 비하여 pH 값이 낮음을 확인 할 수가 있었고, 시멘트의 경우, 미네랄 바인더에 의해서 제조된 포장재 조성물의 압축강도가 휠씬 높게 나타났으며, 내수성 측정 결과 역시 우수한 특성을 발현하였음.

Claims

흙 10~30중량%, 산화마그네슘 15~50중량%, 고로슬래그 15~40중량%, 인산고토비료 5~10중량%, 화산토 10~40중량%, 규회석 5~10중량%로 구성되는 분말원료 100중량부와, 염화마그네슘 10~60중량%, 인산염 1~8중량%, 물(담수 또는 해수) 32~89중량%로 구성되는 액상원료 30~70중량부로 구성되는 흙을 주재로 하는 바인더 조성물 15~25중량%와, 2~8mm 입경의 부순 골재 75~85중량%로 구성되는 투수성 포장재.
제1항에 있어서, 흙은 진흙(적점토)과 황토 등의 점질토와, 고령토, 백토, 마사토 등의 사질토를 포함하는 것을 특징으로 하는 투수성 포장재.
제2항에 있어서, 흙은 입자구성이 세립질 이하(0.8mm이하) 55중량%와 과립의 입자가 45중량%의 비율로 적당히 섞여있는 것을 특징으로 하는 투수성 포장재.
제1항에 있어서, 화산토는 보헤마이트(Al(OH)₃), 규석(quartz)과 석고(calcium sulfate hydrate)의 결정상으로 구성된 화산토인 것을 특징으로 하는 투수성 포장재.
제1항에 있어서, 산화마그네슘은 돌로마이트로부터 추출한 산화마그네슘, 경소마그네시아, 바닷물로부터 추출한 수산화마그네슘을 열처리하여 얻어진 산화마그네슘을 포함하는 것을 특징으로 하는 투수성 포장재.
제1항에 있어서, 고로슬래그는 분말도(Blaine) 7,000cm²/g인 것을 특징으로 하는 투수성 포장재.
제1항에 있어서, 분말원료와 액상원료의 사용비가 100 : 40 내지 60중량비인 것을 특징으로 하는 투수성 포장재.