KR101258321B1

KR101258321B1 - 모래를 이용한 건축용 판재 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR101258321B1
Application number: KR1020100058942A
Authority: KR
Inventors: 서기원
Original assignee: 지엠이코리아 (주)
Priority date: 2010-06-22
Filing date: 2010-06-22
Publication date: 2013-04-25
Also published as: WO2011162458A1; KR20110138824A

Abstract

본 발명은 해사(海沙)나 강사(江沙)와 같이 비교적 활용도가 낮은 모래에 소정의 첨가제를 혼합하여 건축자재를 제조하고 이를 이용함으로써, 자원 활용성을 높여 원가절감을 이룸과 동시에 친환경적인 제품을 제공할 수 있도록 한 모래를 이용한 건축용 판재 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 모래 100중량부, 수산화나트륨 0.5중량부, 물 10중량부로 구성된 모래조성물을 제조하는 제1공정; 장석 55중량부, 이산화규소 12중량부, 스포듀민 20중량부, 석회석 8중량부, 고령토 5중량부로 구성된 첨가제 조성물을 제조하는 제2공정; 상기 모래 조성물과 첨가제 조성물을 혼합하는 제3공정; 상기 제3공정을 통해 생성된 첨가제가 혼합된 모래조성물을 진공 압출기를 이용하여 일정한 형태의 판재로 프레스 성형하는 제4공정; 상기 성형된 판재를 건조하는 제5공정; 및 상기 성형된 판재를 소성시켜주는 제6공정을 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

Description

모래를 이용한 건축용 판재 및 이의 제조방법{Building board using sand and manufacturing method thereof}

본 발명은 모래를 이용한 건축용 판재 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해사(海沙)나 강사(江沙)와 같이 비교적 활용도가 낮은 모래에 소정의 첨가제를 혼합하여 건축자재를 제조하고 이를 이용함으로써, 자원 활용성을 높여 원가절감을 이룸과 동시에 친환경적인 제품을 제공할 수 있도록 한 모래를 이용한 건축용 판재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

주지한 바와 같은 모래는, 2∼0.2mm 사이의 모래를 조사, 0.2∼0.02mm 사이의 모래를 세사라고 한다. 광물조성에 따라 석영이 많은 석영사, 유색 광물이 많은 흑사, 회록석이 많은 녹사 등으로 나누기도 한다. 성인이나 퇴적장소에 따라 산사, 강사, 해사, 사구사, 화산회사 등으로 나눈다.

강사는 토목 ㅇ건축 재료로 중요하며, 콘크리트용 모래로는 석영사가 좋다. 모래가 교결하여 암석화한 것이 사암이다. 모래는 실트(silt:0.02∼0.002mm), 점토(0.002mm 이하)와 함께 토양을 조성하는데, 모래는 점토와는 달리 양분을 보유 ㅇ공급하지 않는다. 반면에 기계적으로 식물을 받치고, 틈이 있으므로 공기나 물이 잘 통과한다.

세토(細土) 중 모래 함량이 85% 이상인 토양을 사토라고 하며, 이것은 다시 모래 함량이 90∼95% 이상인 사토와 85∼95%의 양질사토로 나누어지며, 조사가 50% 이상인 것을 조사토, 조양질사토 등으로 나눈다.

본 발명은 상기한 모래 들 중, 해사(海沙)나 강사(江沙), 또는 흙이나 황토성분 등 이물질(염분 및 분순물)이 많은 잔사토 등과 같이 건축 시멘트 배합용으로도 적합하지 않고, 기타 활용도가 낮은 모래를 재활용하기 위한 연구 끝에 발명한 것이다.

본 발명은 상기한 배경하에서 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 해사(海沙)나 강사(江沙)와 같이 비교적 활용도가 낮은 모래에 소정의 첨가제를 혼합하여 건축자재를 제조하고 이를 이용함으로써, 자원 활용성을 높여 원가절감을 이루고, 동시에 친환경적인 제품을 제공할 수 있도록 한 모래를 이용한 건축용 판재 및 이의 제조방법을 제공하는 것에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 모래 100중량부, 수산화나트륨 0.5중량부, 물 10중량부로 구성된 모래조성물을 제조하는 제1공정; 장석 55중량부, 이산화규소 12중량부, 스포듀민 20중량부, 석회석 8중량부, 고령토 5중량부로 구성된 첨가제 조성물을 제조하는 제2공정; 상기 모래 조성물과 첨가제 조성물을 혼합하는 제3공정; 상기 제3공정을 통해 생성된 첨가제가 혼합된 모래조성물을 진공 압출기를 이용하여 일정한 형태의 판재로 프레스 성형하는 제4공정; 상기 성형된 판재를 건조하는 제5공정; 및 상기 성형된 판재를 소성시켜주는 제6공정을 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 상기 제3공정과 제4공정 사이에는 상기 제3공정을 통해 제조된 첨가제가 혼합된 모래조성물에 소량의 전분을 혼합하여 주는 전분 혼합 공정이 더 포함된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 상기 제5공정과 제6공정 사이에는 상기 제5공정을 통해 성형된 판재의 표면을 유약 처리하는 표면처리공정이 더 포함된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 상기 제6공정 이후에는 소성 완료된 판재의 표면을 연마하는 공정이 더 포함된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 모래 100중량부, 수산화나트륨(NaOH) 0.5중량부, 물 10중량부로 구성되는 모래 조성물과, 장석 55중량부, 이산화규소 12중량부, 스포듀민(Spodumene) 20중량부, 석회석 8중량부, 고령토(Kaolin) 5중량부로 구성되는 첨가제 조성물을 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명은, 해사(海沙)나 강사(江沙)와 같이 비교적 활용도가 낮은 모래에 소정의 첨가제를 혼합하여 건축자재를 제조하고 이를 이용함으로써, 자원 활용성을 높여 원가절감을 이룸과 동시에 친환경적인 제품을 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 모래를 이용한 건축용 판재의 제조방법을 나타내는 공정수순,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 모래를 이용한 건축용 판재의 실제제품 사진이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 모래를 이용한 건축용 판재의 제조방법을 나타내는 공정수순이다.

도시된 바와 같이, 본 발명 모래를 이용한 건축용 판재의 제조방법은,

모래조성물을 제조하는 제1공정(10)과, 첨가제 조성물을 제조하는 제2공정(20)과, 상기 모래 조성물과 첨가제 조성물을 혼합하는 제3공정(30)과, 판재를 성형하는 제4공정(40)과, 성형된 판재를 건조하는 제5공정(50)과, 성형된 판재를 소성시켜주는 제6공정(60)을 포함한다.

이를 상세히 설명하면,

먼저, 상기 모래조성물을 제조하는 제1공정(10)은,

상기 모래 조성물을 제조하기 위한 공정으로, 상기 모래조성물은, 모래 100중량부, 수산화나트륨(NaOH) 0.5중량부, 물 10중량부를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 모래는, 모래 중 강사나 해사 또는 잔사토-여기서 잔사토는 흙이나 황토성분 등 이물질(염분 및 불순물)이 많아 시멘트에 배합되거나 기타 활용도가 낮은 모래-로 구성된다.

또한, 제조방법은, 상기 모래, 수산화나트륨 및 물을 상기의 비율로 소정의 혼합기에 투입한 후, 약 20분간 혼합하여 준다.

상기 수산화나트륨(NaOH)은 고온 소성 시 모래에 함유된 규사성분의 융점을 낮추어 신속하게 용해되도록 하여주고, 동시에 규사질의 유리질 성분이 모래입자 사이에 잘 융착되도록 하는 역할을 수행한다.

다음으로, 상기 첨가제 조성물을 제조하는 제2공정(20)은,

상기 첨가제 조성물을 제조하기 위한 공정으로, 상기 첨가제 조성물은 장석 55중량부, 이산화규소 12중량부, 스포듀민(Spodumene) 20중량부, 석회석 8중량부, 고령토(Kaolin) 5중량부를 포함하여 구성된다.

상기 첨가제 조성물은, 상기 모래조성물과 혼합 시 경도를 증가시키고, 팽창계수를 저하시키며, 모래 사이의 유기질에 대한 연성을 높여주고, 유리질 성분으로 모래 판재의 뼈대 역할을 수행하게 된다.

상기 모래 조성물과 첨가제 조성물을 혼합하는 제3공정(30)은,

상기 제1공정(10)에서 생성된 모래 조성물과 제2공정(20)에서 생성된 첨가제 조성물을 소정의 혼합기에 투입한 후 약 20분간 혼합(mixing)하여, 상기 모래조성물과 첨가제 조성물이 서로 잘 혼합되도록 하여주는 공정이다.

상기 판재를 성형하는 제4공정(40)은,

상기 제3공정(30)을 통해 생성된 첨가제가 혼합된 모래조성물을 진공 압출기를 이용하여 일정한 형태의 판재로 프레스 성형하는 공정이다.

상기 성형된 판재를 건조하는 제5공정(50)은,

상기 제4공정(40)을 통해 성형된 판재를 일정 시간 건조시켜 수분을 증발시키는 공정으로, 상기 성형된 판재를 건조대차 등에 적재한 후, 건조실을 통해 건조작업을 수행하게 된다.

상기 성형된 판재를 소성시켜주는 제6공정(60)은,

상기 건조공정(50)을 통해 건조된 모래 성형품 판재를 1,200~1,300℃ 온도로 소성시켜 건축용 판재로 경화시켜주는 공정이다.

도 2는 상기 제6공정(60)을 통해 생성된 본 발명 건축용 판재의 실제 제품 사진이다.

또한 본 발명에 따르자면, 상기 모래조성물의 제조하는 제1공정(10) 이전에는 모래원료를 선별하는 공정(11)이 더 포함될 수 있다.

상기 모래원료를 선별하는 공정(11)은, 해사나 강사, 또는 잔사토의 입하상태(함수율, 외관색상, 입도 등)와, 소성성질(수축율, 흡수율, 소성색상, 열간 연화 등)을 관찰하고, 기 사용분 또는 한도견본과 원료상태를 확인하여 양질의 모래를 선별한다.

또한, 모래 조성물과 첨가제 조성물을 혼합하는 제3공정(30)과, 판재를 성형하는 제4공정(40) 사이에는 상기 제3공정(30)을 통해 제조된 첨가제가 혼합된 모래조성물에 소량의 전분을 더 혼합하여 주는 전분 혼합 공정(31)이 더 포함될 수 있다.

이는 상기 제3공정(30)을 통해 제조된 혼합 모래조성물에 점성을 부여하여 이후 판재 가공 시 성형이 용이하도록 하기 위함이다.

또한 상기 성형된 판재를 건조하는 제5공정(50)과 판재를 소성시켜주는 제6공정(60) 사이에는 표면처리공정(51)이 더 포함될 수 있다.

상기 표면처리공정(51)은 소성공정(60) 전에 판재에 유약 등을 발라 표면 처리하여 제품의 질이 향상되도록 하기 위함이다.

또한 상기 제6공정(60)인 소성공정 이후에는 소성 완료된 판재의 표면을 연마하는 공정(61)과, 소정의 크기로 재단하는 재단공정(62)이 더 포함된다.

도 3은 상기 표면연마 공정(61)을 통해 생성된 본 발명 건축용 판재의 실제 제품 사진이다.

따라서 본 발명에 따른 모래를 이용한 건축용 판재는, 모래 100중량부, 수산화나트륨(NaOH) 0.5중량부, 물 10중량부로 구성되는 모래 조성물과, 장석 55중량부, 이산화규소 12중량부, 스포듀민(Spodumene) 20중량부, 석회석 8중량부, 고령토(Kaolin) 5중량부로 구성되는 첨가제 조성물을 포함하여 된 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 모래를 이용한 건축용 판재의 제조공정을 상세히 설명한다.

먼저, 해사나 강사, 또는 잔사토의 입하상태(함수율, 외관색상, 입도 등)와, 소성성질(수축율, 흡수율, 소성색상, 열간 연화 등)을 관찰하여 기 사용분 또는 한도견본과 원료상태를 확인하여 모래 원료를 선별한다.(11공정)

그리고 상기 선별된 모래 원료를 이용, 모래 100중량부, 수산화나트륨(NaOH) 0.5중량부, 물 10중량부의 비율로, 혼합기에 투입한 후, 20분 동안 교반 혼합하여 모래 조성물을 제조한다.(제1공정)

다음으로, 첨가제 조성물을 제조하는데, 이는 장석 55중량부, 이산화규소 12중량부, 스포듀민 20중량부, 석회석 8중량부, 고령토(Kaolin) 5중량부의 비율로 제조한다.(제2공정)

그리고 상기 제조한 모래 조성물과 첨가제 조성물을 혼합기에 투입한 후 약 20분간 혼합하여, 첨가제가 포함된 모래 조성물을 제조 완료한다.(제3공정)

이때, 상기 제3공정을 통해 제조된 첨가제가 혼합된 모래조성물에 소량의 전분을 더 투입하여 혼합시켜 준다.(31공정)

그리고 난 후 첨가제가 혼합된 모래조성물을 일정한 형태의 틀에 넣고 진공 압출기를 이용하여 판재로 프레스 성형한다.(제4공정)

상기 제4공정(40)을 통해 성형된 판재를 건조대차 등에 적재한 후, 건조실로 이송시켜 일정시간 동안 건조시켜 준다.(제5공정)

상기 건조 공정 이후에는 건조된 판재에 유약 등을 발라 표면 처리하여 준다.(51공정)

이후, 표면 처리된 판재를 소성대차 등에 적재한 후, 소성실로 이송하여 1,200~1,300℃ 온도로 소성시켜 준다.

상기 소성작업이 완료되면 완성된 판재의 표면을 연마하고, 필요한 크기로 재단하여 제품을 출하하게 된다.(61,62공정)

10: 제1공정 20: 제2공정
30: 제3공정 40: 제4공정
50: 제5공정 60: 제6공정

Claims

모래 100중량부, 수산화나트륨 0.5중량부, 물 10중량부로 구성된 모래조성물을 제조하는 제1공정;
장석 55중량부, 이산화규소 12중량부, 스포듀민 20중량부, 석회석 8중량부, 고령토 5중량부로 구성된 첨가제 조성물을 제조하는 제2공정;
상기 모래 조성물과 첨가제 조성물을 혼합하는 제3공정;
상기 제3공정을 통해 생성된 첨가제가 혼합된 모래조성물을 진공 압출기를 이용하여 일정한 형태의 판재로 프레스 성형하는 제4공정;
상기 성형된 판재를 건조하는 제5공정; 및
상기 성형된 판재를 소성시켜주는 제6공정을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 모래를 이용한 건축용 판재의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제3공정과, 제4공정 사이에는 상기 제3공정을 통해 제조된 첨가제가 혼합된 모래조성물에 소량의 전분을 혼합하여 주는 전분 혼합 공정이 더 포함된 것을 특징으로 하는 모래를 이용한 건축용 판재의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제5공정과 제6공정 사이에는 상기 제5공정을 통해 성형된 판재의 표면을 유약 처리하는 표면처리공정이 더 포함된 것을 특징으로 하는 모래를 이용한 건축용 판재의 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제6공정 이후에는 소성 완료된 판재의 표면을 연마하는 공정이 더 포함된 것을 특징으로 하는 모래를 이용한 건축용 판재의 제조방법.
모래 100중량부, 수산화나트륨(NaOH) 0.5중량부, 물 10중량부로 구성되는 모래 조성물과, 장석 55중량부, 이산화규소 12중량부, 스포듀민(Spodumene) 20중량부, 석회석 8중량부, 고령토 5중량부로 구성되는 첨가제 조성물을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 모래를 이용한 건축용 판재.