KR101254099B1 - 경화제를 활용한 투수성 콘크리트 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

경화제를 활용한 투수성 콘크리트 조성물 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 경화제를 활용한 투수성 콘크리트 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 건설현장에서 발생하는 산업부산물인 건설폐잔토를 경화제로 재활용하여 시멘트 사용량을 줄이기 위한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 투수 콘크리트용 굵은 골재 1,450 ~ 1,800 중량부를 골고루 골재 이송벨트 상에 공급하여 이송시키면서 제2 경화제로서 건설폐잔토 40 ~ 160 중량부와 제1 경화제로서 시멘트 150 ~ 250 중량부를 일정하게 분배시켜 골재 이송벨트 상에 차례로 공급하여 골재 이송벨트 상에서 굵은 골재와 제2 경화제 및 제1 경화제를 혼합하여, 굵은 골재와 경화제가 혼합된 골재/경화제 혼합물을 골재 이송벨트를 통해 믹서로 투입하는 골재/경화제 혼합 이송 및 투입공정, 믹서에 물 45 ~ 165 중량부, 안료 5 ~ 15 중량부, 및 고성능 감수제로서 혼화제 9.5 ~ 20.5 중량부를 믹서에 투입하여, 골재/경화제 혼합물과 물/안료/혼화제를 혼합하는 물/안료/혼화제 투입 및 혼합공정을 포함하여 이루어지는 경화제를 활용한 투수콘크리트 혼합물 및 그 제조방법을 제공하여, 투수콘크리트가 가지는 단점을 보완하면서도 장기 강도의 증가 및 원가 절감을 통해 가격경쟁력을 높일 수 있게 한다.

Description

경화제를 활용한 투수성 콘크리트 조성물 및 그 제조방법{The water permeable concrete mixture using industrial by-products and manufacturing method thereof}
본 발명은 경화제를 활용한 투수성 콘크리트 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건설현장에서 발생하는 건설폐기물 중 5 mm 이하의 건식 슬러지를 경화제로 이용함으로써 시멘트 사용량을 줄이고 원가 절감을 통해 가격경쟁력을 높일 수 있는 경화제를 활용한 투수성 콘크리트 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 경제성장과 산업의 발전으로 삶의 질이 향상됨에 따라 공원, 보도, 산책로 등의 주거생활지역의 쾌적한 환경조성과 도심지역과 시가지 등의 우수유출 및 지하수위의 확보를 위하여 일반콘크리트가 아닌 투수성 콘크리트의 시공이 매년 증가되는 추세에 있다.
이러한 투수성 콘크리트는 제조 시 주재료인 시멘트의 사용 증가로 인하여 지구 온난화의 주요 요인인 이산화탄소가 다량 발생하고 있으며, 보통포틀랜드시멘트의 사용으로 시멘트의 수화반응시 상당한 열이 발생함으로써 지구의 이상기후가 빈번히 발생할 뿐만 아니라 해수의 온도가 상승하는 현상의 속도가 빨라지고 있는 실정이다.
또한 이러한 투수성 콘크리트는 제품의 특성상 높은 공극율을 갖고 있기 때문에 대기와 물에 콘크리트 조직이 항상 노출되어 있으며, 특히 동절기 제설제로 사용되는 염화칼슘(CaCl2)의 침투로 인한 손상에 취약하기 때문에 시멘트의 구성광물 중 염화칼슘과 반응하는 성분인 칼슘알루미네이트(C3A; 3CaOAl2O3)의 함량을 줄이기 위해 최근에는 고로슬래그 미분말, 플라이애시 및 실리카퓸을 다량 사용하는 2성분계 또는 3성분계 혼합시멘트를 적극 사용하고, 친환경적인 건설 소재를 혼입한 고내구성 친환경 투수성 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 투수성 포장이 개발되어 사용되기도 한다.
한편, 한국자원공사의 자료에 의하면 2006년도 국내의 건설폐기물 총 발생량은 61,679,000톤(t)으로, 2005년도의 49,241,000톤(t)에 비해 약 25.3% 증가하였으며, 이러한 건설폐기물 총 발생량이 증가함에 따라 큰 구성비를 차지하고 있는 폐콘크리트 역시 그 발생량이 40,258,000톤(t)으로, 2005년도의 28,655,000톤(t)에 비해 40.5% 증가하였다. 이처럼 건설폐기물은 매년 증가하는 추세에 있으며, 이에 따른 건설폐기물의 재활용률 또한 높아져 폐콘크리트의 경우 최대 90% 이상이 순환골재 등으로 생산되어 재활용되고 있다.
그러나 이러한 순환골재 생산과정에서는 재활용이 가능한 순환골재 뿐만 아니라, 5mm 이하의 건설폐잔토가 함께 발생하게 되며, 이러한 순환골재 생산과정에서 발생되는 5mm 이하의 건설 폐잔토는 폐콘크리트 총 처리량의 9% 이상이지만, 실질적으로 이에 대한 처리방안이 미미한 실정이다.
따라서, 현재 건설폐잔토로 인한 환경적 문제가 발생되고 있기 때문에 건설폐잔토를 활용할 수 있는 연구가 필수적으로 요구되고 있다.
국내등록특허 제10-0311988호 (등록일자: 2001.10.04)에는 일반 포틀랜트시멘트 대신 칼슘알루미네이트(C3A)가 적은 플라이애쉬(flyash) 또는 고로수쇄슬래그(高爐水碎slag)를 주 경화제로 사용하고, 경화 촉진제로서 고강도 조강시멘트를 사용하여 조기에 교통을 개방할 수 있게 하는 한편, 부자재로서 수지계 에멀젼과 감수제 등을 첨가하여 균질한 혼합 및 강도증진을 꾀할 수 있으며 콘크리트 조직을 대기와 물로부터 격리시켜 염화칼슘과의 유해 화학반응을 최소화한 투수성 콘크리트에 관한 기술이 공지되어 있다.
또한, 국내등록특허 제10-0557454호 (등록일자: 2006.02.24)에는 폐콘크리트 재생골재와 부순돌을 사용하고 결합재의 강도 특성과 내구성의 향상을 위하여 산업부산물인 플라이애시와 실리카퓸과 아크릴계 폴리머, 고무계 폴리머를 사용하며, 섬유 신소재인 보강용 강섬유와 폴리프로필렌섬유를 사용하여 막대한 량의 폐콘크리트 재생골재와 산업부산물의 자원재활용을 통한 에너지의 절약 및 도심지역의 강우에 의한 피해와 교통량의 증가에 따른 교통소음저감 및 지하수위의 저감기능을 갖는 고성능 투수성 폴리머 콘크리트의 제조에 관한 기술이 공지되어 있다.
또한, 국내등록특허 제10-0975671호 (등록일자: 2010.08.06)에는 시멘트의 사용으로 지구내의 증가추세로 있는 CO2 및 수화열을 저감하고 고강도·고내구성능 및 친환경성을 크게 향상시키기 위하여, 다량 부산되고 있는 고로슬래그 미분말, 플라이애시 및 실리카퓸 등의 산업부산물을 재활용한 혼합시멘트(저탄소 3성분계 혼합시멘트 또는 저탄소 2성분계 혼합시멘트), 기능성 진사토 또는 마사토, 경관명색용 안료, 친수성 단섬유 신소재, 복수의 무기계수용액을 포함하는 친환경 투수성 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 고내구성 친환경 투수성 포장의 제조방법에 관한 기술이 공지되어 있다.
그러나 상기의 종래 기술들에서도 5 mm 이하의 건설폐잔토의 처리방안은 여전히 효율적으로 해결되지 못하고 어려운 문제로 남아 있다.
KR 10-0311988 B1 2001.10.04 KR 10-0557454 B1 2006.02.24 KR 10-0975671 B1 2010.08.06
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 건설현장에서 발생하는 산업부산물인 건설폐기물 중 입경 0.1 ~ 5 mm 이하의 건식 슬러지를 경화제로 활용함으로써, 건축폐기물 등의 재활용을 통해 시멘트 사용량을 줄일 수 있으며 투수콘크리트가 가지는 단점을 보완하면서도 장기 강도의 증가 및 원가 절감을 통해 가격경쟁력을 높일 수 있는 경화제를 활용한 투수성 콘크리트 조성물 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 특징은, 투수 콘크리트용 굵은 골재 1,450 ~ 1,800 중량부, 제1 경화제 및 제2 경화제로 구성되는 경화제 190 ~ 410 중량부, 물 45 ~ 165 중량부, 및 안료 5 ~ 15 중량부를 혼합하여 이루어지는 경화제를 활용한 투수성 콘크리트 조성물이다.
상기 투수성 콘크리트 조성물은, 고성능 감수제로서 혼화제 9.5 ~ 20.5 중량부를 더 혼합하여 이루어질 수 있다.
상기 경화제는, 제1 경화제로서 시멘트 150 ~ 250 중량부, 제2 경화제로서 건설폐잔토 40 ~ 160 중량부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징은, 골재를 골재 이송벨트 상를 통해 믹서로 투입되도록 구성된 플랜트에서의 투수성 콘크리트 혼합물 제조방법에 있어서, 골재 이송벨트의 중간에, 제1 경화제로서 시멘트 150 ~ 250 중량부와 제2 경화제로서 건설폐잔토 40 ~ 160 중량부로 구성되는 경화제 190 ~ 410 중량부를 각각 일정하게 분배시켜 공급할 수 있는 하나 이상의 경화제 저장호퍼를 준비하는 경화제 준비공정, 투수 콘크리트용 굵은 골재 1,450 ~ 1,800 중량부를 골고루 골재 이송벨트 상에 공급하여 이송시키면서 제2 경화제로서 건설폐잔토 40 ~ 160 중량부와 제1 경화제로서 시멘트 150 ~ 250 중량부를 일정하게 분배시켜 골재 이송벨트 상에 차례로 공급하여 골재 이송벨트 상에서 굵은 골재와 제2 경화제 및 제1 경화제를 혼합하여, 굵은 골재와 경화제가 혼합된 골재/경화제 혼합물을 골재 이송벨트를 통해 믹서로 투입하는 골재/경화제 혼합 이송 및 투입공정, 믹서에 물 45 ~ 165 중량부, 안료 5 ~ 15 중량부, 및 고성능 감수제로서 혼화제 9.5 ~ 20.5 중량부를 믹서에 투입하여, 골재/경화제 혼합물과 물/안료/혼화제를 혼합하는 물/안료/혼화제 투입 및 혼합공정을 포함하여 이루어지는 경화제를 활용한 투수성 콘크리트 조성물 제조방법이다.
상기 경화제 준비공정에서 사용되는 경화제 저장호퍼는, 호퍼에 저장되는 경화제의 함수량을 일정하게 유지하고 잔분의 비상을 방지할 수 있도록 덮개가 구비된 경화제 저장호퍼 또는 실내에 위치된 경화제 저장호퍼 중의 어느 하나일 수 있으며, 그 하부에는 경화제를 균일하게 분배하여 이송벨트 상에 골고루 배출하기 위한 계량장치가 더 구비될 수 있다.
상기 본 발명의 각 실시 예에서 사용되는 안료는, 에폭시, 폴리에스테르, 아크릴, 초산비닐수지 중에서 선택되는 어느 하나의 수지계 에멀젼인 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 각 실시 예에서 사용되는 굵은 골재는, 골재 비중 1 ~ 3, 흡수율 05. ~ 3%, 마모율 10 ~ 40% 이하인 5 ~ 13 mm 의 입도를 가진 신재 골재 또는 순환 골재 중에서 선택되는 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명의 각 실시 예에서 사용되는 투수성 콘크리트 혼합물은, 물과 시멘트 비율(water/cement)이 30 ~ 45%인 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 각 실시 예에서 사용되는 시멘트는, 비중 4 이하인 보통 포틀랜트 시멘트, 또는 초기 강도 증가를 위한 조강 포틀랜트 시멘트 중에서 선택되는 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 본 발명의 각 실시 예에서 사용되는 건설 폐잔토는, 건설폐기물의 건식중간 처리과정에서 발생하는 0.1 ~ 5 mm 의 입도를 가진 순환 미분말인 것을 특징으로 한다.
상기 건설 폐잔토는, 2000㎛ 체의 통과 질량이 100%, 850㎛ 체의 통과 질량이 44 ~ 68%, 425㎛ 체의 통과 질량이 21 ~ 49%, 250㎛ 체의 통과 질량이 14 ~ 20%, 150㎛ 체의 통과 질량이 8 ~ 10%, 75㎛ 체의 통과 질량이 4 ~ 6%인 입도를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면 건설폐기물로 처리되는 0.1 ~ 5 mm 의 건설폐잔토를 시멘트와 혼합하여 경화제로 활용함으로써 투수콘크리트 제조에 사용되는 시멘트의 칼슘알루미네이트(C3A)의 함량을 낮출 수 있게 되므로 기존의 투수콘크리트보다 비중이 낮고 강도가 우수하며 백화현상 등을 억제할 수 있는 투수콘크리트의 제조를 가능하게 하며, 아울러 빗물의 통과를 용이하게 하여 지하수의 고갈 방지 및 식생 재배가 가능하게 되는 등의 많은 이점이 있다.
또한 본 발명은 기존 활용도가 적어 매립하게 되는 0.1 ~ 5 mm 의 건설폐잔토를 재활용할 수 있게 되므로, 매립으로 인한 넓은 토지의 비사용 문제 및 그에 따른 환경오염 문제를 해결할 수 있어서 환경보호에도 유리하며, 시멘트의 사용량을 줄여 원가 절감을 이룰 수 있게 되므로, 투수콘크리트의 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 투수 콘크리트 제조공정에서 골재 이송벨트 상에 경화제 투입을 위한 건설폐잔토 투입호퍼의 설치 예를 설명하기 위하여 예시한 개념도이다.
도 2는 본 발명에 의한 투수성 콘크리트 조성물 제조공정을 개략적으로 예시한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 경화제를 활용한 투수성 콘크리트 조성물 및 그 제조방법의 구성 및 동작을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 의한 투수성 콘크리트 조성물 제조공정에서 골재 이송벨트 상에 경화제 투입을 위해 설치되는 경화제 저장호퍼의 설치위치를 설명하기 위하여 예시한 개념도이고, 도 2는 본 발명에 의한 투수성 콘크리트 조성물 제조공정을 개략적으로 예시한 흐름도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 경화제를 활용한 투수성 콘크리트 조성물 제조방법은 다음과 같다.
<경화제 준비공정>
골재를 골재 이송벨트 상에 공급하고 골재 이송벨트의 종단에서 골재가 믹서로 투입되도록 구성된 플랜트에서, 도 1에 예시된 바와 같이 골재 이송벨트(10)의 중간에, 제2 경화제로서 건설폐잔토 40 ~ 160 중량부와 제1 경화제로서 시멘트 150 ~ 250 중량부를 각각 저장하는 하나 이상의 경화제 저장호퍼(20)를 각각 준비한다. 이때의 각 경화제 저장호퍼(20)는 그 내부에 저장되는 경화제의 함수량을 일정하게 유지하고 잔분의 비상을 방지할 수 있도록 덮개(21)가 구비된 경화제 저장호퍼 또는 실내에 위치된 경화제 저장호퍼로 준비하는 것이 바람직하다. 또한 각 경화제 저장호퍼(20)의 하부에는 골재 이송벨트 상으로 공급되는 경화제를 골고루 분배시켜 배출하기 위한 계량장치(22)가 더 설치될 수 있다. 이로써 각 경화제 저장호퍼(20)에서는 골재 이송벨트 상을 주행하는 굵은 골재 위에 수분 함수량이 일정하게 유지되는 경화제를 균일하게 분배하여 골고루 배출할 수 있게 된다.
<골재/경화제 혼합 이송 및 투입공정>
투수 콘크리트용 굵은 골재 1,450 ~ 1,800 중량부를 일정하게 분배시켜 골재 이송벨트(10) 상에 공급하여 이송시키면서, 제2 경화제로서 건설폐잔토 40 ~ 160 중량부를 경화제 저장호퍼(20) 하부의 계량장치(22)에서 일정하게 분배시켜 골재 이송벨트(10) 상에 공급하여 골재 이송벨트 상에서 굵은 골재와 제2 경화제를 혼합하고, 제1 경화제로서 시멘트 150 ~ 250 중량부를 일정하게 분배시켜 골재 이송벨트 상에 공급하여 골재 이송벨트 상에서 굵은 골재와 제2 경화제 및 제1 경화제를 혼합하여, 골재 이송벨트(10) 상에서 굵은 골재와 경화제가 혼합된 골재/경화제 혼합물을 믹서로 투입한다.
여기서 굵은 골재는, 콘크리트의 비중과 건조시 수축을 저감하고 보강재의 역할을 하는 것으로 본 발명에 사용하는 건설폐잔토가 대신할 수 없는 역할을 한다. 또한 굵은 골재는 골재 비중 1 ~ 3, 흡수율 1 ~ 3%, 마모율 10 ~ 40% 이하인 5 ~ 13 mm의 입도를 가진 신재 골재 또는 순환 골재 중에서 선택되는 어느 하나로 구성되는 것이 바람직하다. 굵은 골재는 1,450 중량부 미만으로 첨가되는 경우 투수콘크리트 혼합물의 표준배합을 만족시키기 어렵고, 1,800 중량부를 초과하여 첨가되는 경우 또한 혼합물의 입도를 맞추기 어려울 뿐만 아니라, 투수콘크리트의 품질을 만족시키기 위해 경화제가 많이 투입되어야 하므로 경제성을 확보하기가 곤란한 단점이 있고, 제품을 생산하여 포설하였을 경우 표면이 거칠어지는 단점이 있다. 또한, 골재 비중이 1 미만이거나 3을 초과하는 경우, 흡수율이 1% 미만이거나 3%를 초과하는 경우, 마모율이 10% 미만이거나 40%를 초과하는 경우을 갖는 굵은 골재로서, 입도가 5 mm 미만 또는 13 ㎜ 초과하는 골재가 투입되는 경우 투수콘크리트 혼합물의 표준배합 및 요구품질을 만족시키기 어려운 단점이 있다.
한편, 경화제는, 제1 경화제로서 시멘트 150 ~ 250 중량부, 제2 경화제로서 건설폐잔토 40 ~ 160 중량부를 사용하는 것이 바람직하며, 시멘트는 비중 4 이하인 보통 포틀랜트 시멘트, 또는 초기 강도 증가를 위한 조강 포틀랜트 시멘트 중에서 선택되는 어느 하나를 사용할 수 있고, 건설 폐잔토는 건설폐기물의 건식중간 처리과정에서 발생하는 0.1 ~ 5 mm 의 입도를 가진 순환 미분말인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 특히 건설 폐잔토는, 2000㎛의 체를 통과한 질량이 100%, 850㎛의 체를 통과한 질량이 44 ~ 68%, 425㎛의 체를 통과한 질량이 21 ~ 49%, 250㎛의 체를 통과한 질량이 14 ~ 20%, 150㎛의 체를 통과한 질량이 8 ~ 10%, 75㎛의 체를 통과한 질량이 4 ~ 6%인 입도를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 아래의 표 1에는 본 발명에 의한 투수 콘크리트를 제조하기 위한 바람직한 건설폐잔토의 입도범위 값을 예시하고 있다.
체크기 2.00 0.85 0.425 0.25 0.15 0.075
통과중량백분율(%) 100 44~68 21~39 14~20 8~10 4~6
아래의 표 2에는 에너지 분산형 X선 형광분석기를 통해 실시한 건설폐잔토와 잔골재, 및 시멘트의 성분을 비교한 결과를 나타내었다.
원소비율(%) 건설폐잔토 잔골재 시멘트
SiO2 42.76 46.29~62.18 21
Al2O3 11.02 13.90~19.65 5.46
TiO3 1.42 0.26~3.51 -
Fe2O3 7.87 4.25~13.59 3.45
MgO 3.57 0.10~8.69 2.61
CaO 16.39 1.02~10.32 62.27
Na2O 1.67 2.70~6.54 -
K2O 1.30 0.85~3.83 -
MnO 0.16 0.09~0.23 -
P2O5 0.26 0.10~0.29 -
SO3 - - 2.11
loss 0.83 0.25~10.97 0.89
total 99.42 99~100 98.50
상기 표 2의 분석결과로부터 시멘트의 주성분이 Ca0임을 알 수 있으며, 건설폐잔토에는 잔골재보다 더 많은 Ca0 성분을 포함하고 있어, 이는 잔골재보다는 건설폐잔토가 시멘트의 성분에 더 유사함을 의미한다. 따라서, 본 발명에 의해 투수 콘크리트 혼합물을 제조하는 경우 시멘트의 함량을 건설폐잔토에 포함된 CaO양 만큼 줄일 수 있음이 명확해지며, 건설폐잔토에 SiO2 성분도 잔골재에 상당하는 양만큼 포함되어 있어, 잔골재의 사용량도 줄일 수 있다.
한편, 제1 경화제인 시멘트는 150 중량부 미만으로 첨가되는 경우 투수 콘크리트의 안정도와 흐름치 및 강도가 낮아지는 단점이 있고, 250 중량부를 초과하여 첨가되는 경우 흐름값이 품질기준 이상으로 높아지게 되며, 가격 경쟁력이 저하되고 공극률 및 밀도에 나쁜 영향을 주는 단점이 있다. 또한 건설 폐잔토는 40 중량부 미만으로 첨가되는 경우 시멘트 사용량을 증가시킬 우려가 있으며 투수 콘크리트의 강도 발현이 어려운 단점이 있고, 160 중량부를 초과하여 첨가되는 경우 투수 콘크리트의 전체 비중을 낮출 수는 있으나 표준 배합 및 소요품질을 만족시키기 어려운 단점이 있고 투수 콘크리트량을 초과하여 포설이 어려운 단점이 있다.
<물/안료/혼화제 투입 및 혼합공정>
물 45 ~ 165 중량부, 안료 5 ~ 15 중량부, 및 고성능 감수제로서 혼화제 9.5 ~ 20.5 중량부를 믹서에 투입하여, 골재/경화제 혼합물과 물/안료/혼화제를 혼합한다. 상기 안료는 에폭시, 폴리에스테르, 아크릴, 초산비닐수지 중에서 선택되는 어느 하나의 수지계 에멀젼을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 혼화제는 고성능 감수제를 사용하여 물/시멘트 비율(w/c)을 낮추어 콘크리트의 장기적인 강도를 증진시킨다. 또한 이렇게 제조되는 투수콘크리트 혼합물은, 물과 시멘트 비율(water/cement)이 30 ~ 45%인 것이 바람직하다. 물이 45 중량부 미만으로 첨가되는 경우 흐름값이 기준치 이하로 낮아져 포설시 유동성의 부족으로 인해 균열 발생과 다짐이 매우 어려운 단점이 있고, 165 중량부를 초과하여 첨가되는 경우 흐름값이 기준치를 초과하는 단점이 있다. 한편, 안료가 5 중량부 미만으로 첨가되는 경우 은폐력을 충분히 확보하기 어려워 색상이 제대로 나오지 않는 단점이 있고, 15 중량부를 초과하여 첨가되는 경우 은폐력은 좋지만 다른 재료에 비해 비싼 안료의 사용으로 인해 경제성에 문제가 발생하는 단점이 있다.
고성능 감수제로서 혼화제가 9.5 중량부 미만으로 첨가되는 경우 시공성을 상승시키기 어렵고 물 투입량을 줄이기 어려워 초기 강도 및 장기 강도가 저하될 우려가 있으며, 20.5 중량부를 초과하여 첨가되는 경우 가격 경쟁력을 저하시키는 단점이 있다.
[ 실시예 ]
본 발명의 경화제를 활용한 투수성 콘크리트 조성물 및 그 제조방법의 실시 예를 통하여 본 발명의 우수성을 설명하고자 한다.
본 실시 예에서는 경화제로 사용하는 시멘트를 250 중량부 및 상기 건설폐잔토를 40 중량부, 5 mm 이상 13 mm 이하의 굵은 골재를 1600 중량부, 안료를 10 중량부, 및 혼화제를 상기 시멘트와 건설폐잔토 혼합량의 20.5 중량부를 혼합하고, 물을 87.5 중량부를 사용하여 투수성 콘크리트 조성물을 제조하였다.
제조방법은 먼저 5 mm 이상 13 mm 이하의 굵은 골재 1600 중량부를 골고루 분배하여 골재 이송벨트 상에 이송시키면서 중간에, 제1 경화제인 시멘트 250 중량부와 제2 경화제인 건설폐잔토 40 중량부를 각각 일정하게 분배시켜 상기 골재 이송벨트 상의 굵은 골재에 차례로 공급하여 골재 이송벨트 상에서 굵은 골재와 건설폐잔토 및 시멘트가 혼합되도록 하였고, 굵은 골재와 건설폐잔토와 시멘트가 골고루 혼합된 골재/경화제 혼합물을 골재 이송벨트를 통해 믹서로 투입한 후 다시 물 87.5 중량부, 안료 10 중량부, 및 고성능 감수제로서 혼화제 20.5 중량부를 믹서에 투입하고 혼합하여 제조된 투수성 콘크리트 혼합물로 투수콘크리트를 제조하였다.
상기의 비율로 제조된 투수콘크리트는 표 3과 같은 강도 및 공극률 및 비중을 나타내어, 기존의 투수성 콘크리트와 비교하여 높은 강도와 좋은 투수성을 나타내었다.
배합강도 슬럼프 배합강도재령일 공극률 투수계수
(cm/sec)		 투수콘 단위중량(t/m3)
18(mpa)이상 0~1cm 28일강도 8%이상 1*10- 2이상 2.0
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10 : 골재 이송벨트 20 : 경화제 저장호퍼
21 : 덮개 22 : 계량장치

Claims (8)

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  6. 골재를 골고루 골재 이송벨트 상에 공급하고 상기 골재 이송벨트의 종단에서 골재가 믹서에 투입되도록 구성된 플랜트에서의 경화제를 활용한 투수성 콘크리트 조성물 제조방법에 있어서,
    (a) 상기 골재 이송벨트의 중간에, 제1 경화제로서 시멘트 150~250 중량부와 제2 경화제로서 건설폐잔토 40~160 중량부로 구성되는 경화제 190~410 중량부를 각각 일정하게 분배시켜 공급할 수 있는 경화제 저장호퍼를 준비하는 경화제 준비공정;
    (b) 투수 콘크리트용 굵은 골재 1,450 ~ 1,800 중량부를 골고루 골재 이송벨트 상에 공급하여 이송시키면서 제2 경화제로서 건설폐잔토 40 ~ 160 중량부와 제1 경화제로서 시멘트 150 ~ 250 중량부를 일정하게 분배시켜 골재 이송벨트 상에 차례로 공급하여 골재 이송벨트 상에서 굵은 골재와 제2 경화제 및 제1 경화제를 혼합하여, 굵은 골재와 경화제가 혼합된 골재/경화제 혼합물을 골재 이송벨트를 통해 믹서로 투입하는 골재/경화제 혼합 이송 및 투입공정; 및
    (c) 물 45 ~ 165 중량부, 안료 5 ~ 15 중량부, 및 고성능 감수제로서 혼화제 9.5 ~20.5 중량부를 믹서에 투입하여, 골재/경화제 혼합물과 물/안료/혼화제를 혼합하는 물/안료/혼화제 투입 및 혼합공정;
    을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 경화제를 활용한 투수성 콘크리트 조성물 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 (a) 경화제 준비공정은 호퍼에 저장되는 경화제의 함수량을 일정하게 유지하고 잔분의 비상을 방지할 수 있도록 덮개가 구비된 경화제 저장호퍼 또는 실내에 위치된 경화제 저장호퍼를 준비하는 것을 특징으로 하는 경화제를 활용한 투수성 콘크리트 조성물 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 (b) 골재/경화제 혼합 이송 및 투입공정은,
    (b1) 투수콘크리트용 굵은 골재 1,450 ~ 1,800 중량부를 일정하게 분배시켜 상기 골재 이송벨트 상에 공급하는 공정;
    (b2) 제2 경화제로서 건설폐잔토 40 ~ 160 중량부를 일정하게 분배시켜 상기 골재 이송벨트 상에 공급하여, 상기 골재 이송벨트 상에서 굵은 골재와 제2 경화제를 혼합하는 공정; 및
    (b3) 제1 경화제로서 시멘트 150 ~ 250 중량부를 일정하게 분배시켜 상기 골재 이송벨트 상에 공급하여, 상기 골재 이송벨트 상에서 굵은 골재와 제2 경화제 및 제1 경화제를 혼합하는 공정;
    을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 경화제를 활용한 투수성 콘크리트 조성물 제조방법.
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