KR101276095B1

KR101276095B1 - 흙포장용 무시멘트계 무기복합체 조성물과 제조방법 및 이를 이용한 흙포장공법

Info

Publication number: KR101276095B1
Application number: KR20120103236A
Authority: KR
Inventors: 권현오; 황무석; 성세경
Original assignee: (주)에프씨코리아랜드
Priority date: 2012-09-18
Filing date: 2012-09-18
Publication date: 2013-06-18

Abstract

본 발명은 흙포장용 무시멘트계 무기복합체 조성물과 제조방법 및 이를 이용한 흙포장공법에 관한 것으로, 그 목적은 습식 포장공법과 건식 포장공법의 장점을 구비하고, 단점을 보완하여 친환경적이면서도 편리한 시공성, 높은 내구성, 수려한 외관을 나타낼 수 있는 흙포장용 무시멘트계 무기복합체 조성물과 제조방법 및 이를 이용한 흙포장공법을 제공하는 것이다.
본 발명은 타설현장의 바탕면을 정리하고, 보조기층을 면다짐하는 다짐단계; 마사토 100 중량부에 대하여, 무기복합체 조성물 10∼20 중량부를 배합하여 펌프 이송 타설한 후 면정리하는 1차시공단계; 1차시공 후, 30∼60분 뒤에 표면마감 모르타르를 도포하고 면을 마감처리하는 2치시공단계를 포함하되,
상기 무기복합체 조성물은 고로수쇄 슬래그 파우더 100 중량부에, 지속형 알칼리 자극재 5∼20 중량부를 포함하고, 상기 지속형 알칼리 자극재는, 천연 산성백토 100 중량부에, 천연 무수석고 50 중량부, 소석회 5∼20 중량부, 수산화 나트륨 5∼10 중량부, 규산칼륨 5∼10 중량부, 칼슘 스테아레이트 0.5∼1.5 중량부를 혼합 분쇄하도록 되어 있다.

Description

흙포장용 무시멘트계 무기복합체 조성물과 제조방법 및 이를 이용한 흙포장공법{Inorganic composite for soil pavement, construction method of soil pavement using the composite}

본 발명은 흙포장용 무시멘트계 무기복합체 조성물과 제조방법 및 이를 이용한 흙포장공법에 관한 것으로, 흙포장도로의 형성시, 흙 고유성질을 유지하면서 우수한 압축강도를 구비하고, 중금속의 용출현상이 방지된 흙포장용 무시멘트계 무기복합체 조성물과 제조방법 및 이를 흙포장공법에 관한 것이다.

일반적으로 도로포장은 도로면을 보호 강화하고 평탄성을 높여 사람의 통행과 차량의 주행을 편하게 하기 위하여 처리된 노면구조물로서, 여러 층으로 이루어진 층구조이며, 표층부의 재질에 따라 역청계(아스팔트) 포장, 콘크리트계 포장 및 블록 포장으로 크게 분류된다.

근래에 들어 세계적으로 친환경 즉, 녹색산업이 주를 이루고 있으며 이는 건축분야에도 영향을 주어 도시 사막화의 주범이 되는 아스팔트, 시멘트를 대체하여, 환경 친화적이면서도 인체에 해를 끼치지 않는 흙을 이용한 포장공법이 도로, 공원, 운동장, 산책로, 보도 등의 조성에 널리 사용되고 있다.

상기 흙을 이용한 흙 포장공법은 기존의 골재 등을 이용한 아스팔트 콘크리트와 콘크리트 포장과는 달리 화강풍화토 등의 주변의 토사에 시멘트 또는 고화제 등을 이용하는 포장으로, 흙 포장은 비교적 하중이 적게 작용하는 자전거 도로, 주차장, 주택단지내의 도로, 농로, 산책로, 공원광장 등에 적용되고 있으며, 흙 포장의 주요재료는 포틀란트 시멘트를 주로 하여, 각종 첨가제가 사용한다.

종래에 사용되고 있는 흙포장 공법은 습식과 건식 두가지로 나뉘어 시공되고 있으며, 상기 습식 포장공법은 시멘트를 이용한 고화재와 혹은 일반시멘트를 사용하여 일반 콘크리트 배합에 일부 마사토 혹은 황토를 혼합하여 시공되며 시공이 편리하고 흙콘크리트 생산 또한 레미콘 플랜트를 이용함으로써 효율성이 좋으나, 시멘트의 특성상 장거리 운송이 불가능하고, 1종 시멘트를 다량 사용하여 환경성이 문제가 될 수 있으며 표면 강도가 낮아 차량 통행이나 동결융해 저항성이 아주 낮아 그 문제가 야기되고 있다. 또한, 건식 포장공법은 무흐름성 배합물을 현장에서 배합하여 사용함으로 강도가 높고, 내구성도 좋은 편이지만 현장혼합, 이송, 타설 시공하여야 하는 문제로 시공성이 나쁘고, 인력 포설로 인하여 시공비용이 높고, 표면의 겉마름으로 인하여 표면강도가 낮아 2차 표면강화제를 포설하는 등 시공 후에 2차 처리하고 있는 실정이다.

특히, 흙포장 시공방법에 사용되는 흙은 매우 다양한 성분을 함유하고 있는 비교적 작은 덩어리의 형태로 결속력이 현저히 떨어지는 재료이므로 이를 그대로 흙포장에 사용하기가 어려운 문제점이 있었다.

이와 같은 연유로 인하여, 종래의 흙을 이용한 포장공법에는 적은 비용으로 흙을 고화시킬 수 있고 사용이 간단하기 때문에 흙을 고화시키는 결합재로 포틀랜트 시멘트, 슬래그 시멘트, 플라이애시 시멘트 등의 시멘트류가 널리 사용되고 있다.

그러나 이러한 시멘트류는 동결 융해에 의한 내구성 저하, 건조수축에 의해 균열이 발생되고, 중금속이 용출될 위험성이 있으며, 상기 시멘트의 생산으로 인하여 막대한 CO₂ 가스가 발생되므로, 환경오염 및 대기오염을 일으키는 문제점이 있었다.

물론, 시멘트를 사용하지 않는 흙포장 공법에 대한 다양한 연구가 진행되고 있으나, 종래의 흙포장 공법은 환경보전 측면에서 상당한 효과가 있기는 하나, 흙 자체 점성 또는 부착력이 약해서 일정한 형태로 성형하기 어렵고, 강도 및 경도가 약하여 사용 중 깨지거나 크랙이 발생될 뿐 아니라, 물에 잘 풀리고, 시간이 지날수록 강도가 약해지는 단점이 있어서 도로용으로 활용하기에 적합하지 않은 제약이 있는 등 여러가지 문제점이 있었다.

공개특허공보 공개번호 10-2012-0067194(2012.06.25) 공개특허공보 공개번호 10-2010-0081785(2010.07.15) 등록특허공보 등록번호 10-1154280(2012.06.01) 등록특허공보 등록번호 10-1139089(2012.04.16)

본 발명의 목적은 우수한 내구성을 구비하고, 시멘트를 사용하지 않아 환경에 유해한 중금속 오염을 방지한 흙포장용 무시멘트계 무기복합체 조성물과 제조방법 및 이를 이용한 흙포장공법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 습식 포장공법과 건식 포장공법의 장점을 구비하고, 단점을 보완하여 친환경적이면서도 편리한 시공성, 높은 내구성, 수려한 외관을 나타낼 수 있는 흙포장용 무시멘트계 무기복합체 조성물과 제조방법 및 이를 이용한 흙포장공법을 제공하는 것이다.

본 발명의 무기복합체 조성물은 고로수쇄 슬래그 파우더 100 중량부에, 지속형 알칼리 자극재 5∼20 중량부를 포함하되,

상기 지속형 알칼리 자극재는, 천연 산성백토 100 중량부에, 천연 무수석고 50 중량부, 소석회 5∼20 중량부, 수산화 나트륨 5∼10 중량부, 규산칼륨 5∼10 중량부, 칼슘 스테아레이트 0.5∼1.5 중량부를 혼합 분쇄하도록 되어 있다.

본 발명은 고로수쇄 슬래그 파우더 100 중량부에, 지속형 알칼리 자극재 5∼20 중량부를 혼합하여 제조하되,

상기 지속형 알칼리 자극재는, 천연 산성백토를 천연 무수석고와 100 : 50 비율에 맞도록 혼합하고, 분쇄기에 투입하여 7000∼8000 ㎠/g 되도록 분쇄하여 1차분쇄물을 형성하는 1차분쇄단계;

수산화나트륨, 규산칼륨, 소석회, 칼슘 스테아레이트를 또다른 분쇄기에 투입하여, 3000∼4000 ㎠/g 되도록 분쇄하여 2차분쇄물을 형성하는 2차분쇄단계;

상기 1차 분쇄물과 2차 분쇄물을 혼합하여 분당 40회전 이하의 리브믹서기를 이용하여 10∼20분 혼합하는 혼합단계를 포함한다.

본 발명은 타설현장의 바탕면을 정리하고, 보조기층을 면다짐하는 다짐단계;

무기복합체 조성물과 마사토를 배합하여 펌프 이송 타설한 후면정리하는 1차시공단계;

1차시공 후, 30∼60분 뒤에 표면마감 모르타르를 도포하고 면을 마감처리하는 2치시공단계를 포함하되,

상기 무기복합체 조성물은 고로수쇄 슬래그 파우더 100 중량부에, 지속형 알칼리 자극재 5∼20 중량부를 포함하고,

본 발명의 무기복합체는 시멘트가 첨가되지 않지 않아 마사토와 혼합되어 흙포장층을 형성할 경우, 2차 용출이 없는 친환경성을 구비하며, 인체에 해를 미치지 않고 내구성이 강한 흙포장층을 형성할 수 있다.

본 발명의 무기복합체는 1종 포틀랜드 시멘트 보다 저렴한 산업부산물인 고로수쇄 슬래그와, 천연 산성백토를 포함한 지속반응형 알카리자극제에 의해 무기복합체가 형성되도록 되어 있어, 폐자원 재활용 효율을 증대시킬 수 있으며, 우수한 내화학적 특성 및 내구성을 구비하고 있어, 흙만을 이용하는 포장재가 쉽게 손상되는 것이 방지된다.

본 발명은 흙, 무기복합체, 알카리자극제의 배합에 의해 포졸란 반응을 향상시키고, 2차 용출의 원인인 중금속과 6가 크롬을 고정, 안정화하여 반영구적으로 토양환경오염을 막을 수 있으며, 장기적인 강도발현이 가능하다.

본 발명은 1종 포틀랜드 시멘트계의 경화재 보다 경화시간이 약 1.5배 정도 빨라 작업의 효율성이 좋다.

본 발명의 무기복합체는 마사토 등의 흙과 배합되어 우수한 내구성을 구비하므로, 진동이나 기타 압력에도 잘 견딜 수 있어, 지반 침하현상을 최소화 할 수 있으며, 이를 통해, 자동차의 통행이 가능한 도로, 산책로, 조경로 등에 적용될 수 있다.

본 발명의 무기복합체 조성물은 마사토와 혼합되어 레디믹스 콘크리트 상태로 장거리 운송이 가능하고 우수한 내구성을 구비할 수 있어, 흙포장시 습식과 건식의 장점을 포함하면서 단점을 보완하여 편리한 시공성, 높은 내구성, 수려한 외관을 구비할 수 있다.

본 발명은 흙포장층과 표면마감 모르타르에 무기복합체가 포함되도록 되어 있어, 흙포장층과 표면마감 모르타르의 부착성이 우수하여, 표면침식 저항성이 향상되고, 우수(Rainwater) 등에 의한 표층박리 현상을 감소시킬 수 있다.

본 발명은 흙의 특성을 그대로 유지하고, 습식포장과 건식포장의 장점을 모두 포함하면서, 편리한 시공성, 높은 내구성 및 수려한 외관을 구비할 수 있다.

본 발명은 무기복합체 및 마사토에 의한 하부(흙포장층)와, 표면마감 모르타르에 의한 상부를 개별 시공하도록 되어 있어, 표면 강도를 극대화시킬 수 있고, 차량 통행이 가능한 조경로에 적용할 수 있으며, 표층 개별 시공으로 인한 수려한 포장면의 연출이 가능하다.

본 발명의 표면마감 모르타르는 무기복합체를 함유하고 있어, 하부에 형성되는 흙포장층과의 부착력이 우수하고, 초기 반응성이 매우 빠르며, 조기에 조직이 치밀하게 되기 때문에 초기강도가 높고, 건조수축에 의한 균열발생이 최소화된다.

본 발명은 상온포장 시공이 가능하고, 신속한 고화처리가 가능하며 흙의 고유성질을 유지하면서 소정시간 내에 유효강도를 발휘할 수 있는 등 많은 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 무기복합체의 제조방법을 보인 블록예시도
도 2 는 본 발명에 따른 흙포장도로의 시공방법을 보인 블록예시도

본 발명의 무기복합체 조성물은 고로수쇄 슬래그 파우더와 산성백토를 함유하는 지속형 알칼리 자극제를 배합하여, 고로수쇄 슬래그 파우더의 잠재수경성과 산성백토의 포졸란 반응을 이용한 중합반응에 의해 장기강도를 향상시키고, 무수축성 및 초기 배합물이 보습성을 구비하도록 하여, 흙포장도로의 형성을 용이하게 할 수 있도록 되어 있다.

상기 지속형 알칼리 자극재는, 천연 산성백토 100 중량부에, 천연 무수석고 50 중량부, 소석회 5∼20 중량부, 수산화 나트륨 5∼10 중량부, 규산칼륨 5∼10 중량부, 칼슘 스테아레이트 0.5∼2.5 중량부를 혼합 분쇄하도록 되어 있다.

상기 고로수쇄 슬래그 파우더는 콘크리트용 고로슬래그 미분말 KS F 2563에 만족하는 공지의 것을 사용한다.

상기 지속형 알칼리 자극재는 고로수쇄 슬래그 파우더와 혼합되어 포졸란 반응 및 수화반응을 촉진시키기 위한 것으로, 천연 산성백토를 주성분으로 하여 천연 무수석고, 소석회, 수산화 나트륨, 규산칼륨 및 칼슘 스테이레이트를 포함하도록 되어 있다.

상기 천연 산성백토는 알루미나와 실리카 성분으로 이루어져 있으며, 무수축성과 포졸란 반응에 의한 강도증진 및, 보습성을 부여하기 위한 것으로, 상기 산성백토는 일반적으로 마그네시아 함량이 높고, 침상 또는 가는 원통형의 각섬석과 유사한 광물(attapulgite- type) 또는 몬모릴로나이트(montmorillonite type, 변종으로 오팔(opal) 또는 콜로이드 형태의 실리카가 함유되어 산출되기도 하지만 몬모릴로나이트를 주 광물로 하는 점토광물로, 이러한 산성백토는 실리카 성분과 알루미나 성분이 고로 슬래그의 반응 중에 석출되어 에트링자이트를 생성하여 초기 수화반응을 가속시킨다.

상기와 같은 산성백토는 외관상 벤토나이트와 거의 흡사하지만 벤토나이트보다 규산분이 많고, 벤토나이트보다 흡착력이 강하여 산성을 띄고 있으며, 이러한 산성백토의 pH 특성으로 인해 고로슬래그의 반응성이 떨어지는 문제점 즉, 고로슬래그는 알카리 자극으로 잠재수경성을 깨우는데 산성백토는 pH 낮아 그에 방해가 되는 요소가 될 수 있으므로, 본 발명은 수산화나트륨, 규산칼륨, 소석회를 알카리 회복 및 자극재로 사용하여 무기복합체의 전체적인 수화반응을 촉진시키도록 되어 있다.

상기 산성백토는 산성백토내의 알루미나 성분과 석고의 CaO, SO3 성분이 반응하여 에트링자이트를 생성하게 되므로, 별도의 팽창제 첨가 없이도 무수축성을 부여하게 된다.

또한, 상기 산성백토는 미세 다공질을 구비하고 있어, 보습성을 부여하며, 이와 같은 산성백토의 보습성은 수분을 오래동안 증발시키지 않고 가지고 있다가 천천히 내보내어 반응수로도 사용되는 특성을 구비하게 된다.

또한, 상기 산성백토는 잠재수경성에 의한 경화반응 및 포졸란 반응을 구비하면서, 무축성을 겸비하므로, 지속적인 반응을 통해 강도를 증진시킬 수 있다.

상기 천연 무수석고는 자연상태의 광물로, 고로수쇄 슬래그 파우더의 황산염 자극재 기능을 구비하여 조기강도를 발현시킨다.

상기 천연 무수석고는 주로 이수석고와 무수석고로 이루어져 있으며, 본 발명에서는 무수석고 함량 80wt% 이상의 것을 사용한다. 무수석고 함량이 80wt% 이상 일 때 SO₄ ² ^- 이온이 고로수쇄 슬래그 중의 Al₂O₃ 활성 성분에 흡착되어 에트링자이트의 생성과 함께 공극 중에 석출되므로 초기 수화반응이 가속화 된다. 그러나, 80wt% 미만일 경우 상대적으로 이수석고의 함량이 높아지게 되며, 이와 같이 이수석고의 함량이 높아지면 가용성 물질인 SO₄ ² ^- 이온이 20℃일때 무수석고에 비해 절반정도만 용출되므로, 초기 반응속도가 떨어지고 SO₄ ² ^- 이온 용출량 저하로 에트링자이트 생성량도 상대적으로 부족하게 되어 수축율이 높아지게 될 뿐 아니라, 저온의 조건에서 강도저하 현상이 발생된다.

상기 소석회(Ca(OH)₂), 수산화 나트륨(NaOH), 규산칼륨(K₂O-nSiO₂-xH₂O)은 강도발현을 안정적으로 하기 위한 알칼리 자극재로, 슬래그 입자표면에 형성된 산성피막을 수화초기부터 빠른 속도로 파괴되면서 입자내부에 포위되어 있던 Si 및 Al 이온을 용출시키며, 이러한 용출된 이온들의 수화반응은 초기에는 수화생성물의 빠른 확산에 의하여 활발히 진행되게 된다.

상기 소석회(Ca(OH)₂), 수산화 나트륨(NaOH), 규산칼륨(K₂O-nSiO₂-xH₂O)의 배합비율을 특별히 한정하는 것은 아니나, 소석회(Ca(OH)₂), 수산화 나트륨(NaOH), 규산칼륨(K₂O-nSiO₂-xH₂O)을 1：1：1 또는 1：1：2 의 중량비로 혼합 분쇄하여 제조하는 것이 바람직하다.

또한 소석회(Ca(OH)₂)와 천연 무수석고(CaSO₄)사이의 미량적 변화는 슬래그의 수화반응에 매우 민감한 영향을 미치므로 이들 사이의 배합이 적당할 경우에만 초기강도 및 장기 강도를 효과적으로 증진시킬 수 있다. 또 비율 및 조건이 맞지 않을 경우 초기강도는 저하로 강도발현 시기가 늦어지거나 초기강도만 높아져 장기적 내구성이 떨어질 수 있다.

상기 칼슘 스테아레이트는 수산화 나트륨과 규산 칼륨의 흡수성을 저하시키고, 보관성을 향상시켜 수산화 나트륨과 규산 칼륨에 의한 안정적인 강도발현이 유지되도록 하기 위한 것으로, 상기 수산화 나트륨과 규산 칼륨은 흡습성이 높아 재료 보관성이 떨어지는 현상이 있으며, 본 발명은 상기 수산화 나트륨과 규산칼륨의 입자에 칼슘 스테아레이트 성분을 코팅하여, 흡습성을 떨어뜨리고 보관성을 향상시키도록 되어 있다.

또한, 상기 칼슘 스테아레이트는 방수기능을 구비하고 있어, 칼슘 스테아레이트가 함유된 무기복합체는 방수성을 겸비하게 되며, 이를 이용하여 흙포장층의 형성할 경우, 내구성을 더욱 향상시킬 뿐 아니라, 동결융해저항성이 향상되게 된다.

또한, 상기 소석회, 수산화 나트륨, 규산칼륨, 칼슘 스테아레이트는 1：1：1∼2：0.2 의 중량비로 혼합 분쇄되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 무기복합체 조성물은 산성백토의 알루미나 성분과 천연무수석고의 SO₃ ^-2 가 에트링자이트 생성시키는 작용을 하며, 이는 산성백토의 포졸란 반응과 각각 반응하여 수밀성과 장기적 강도를 발현시킨다.

또한, 무기복합체 조성물은 수산화 나트륨이 물에 녹으면 아래 [반응식]에 따른 반응이 일어나며, 이러한 반응을 통하여 발열반응이 일어나 배합물의 온도를 높여 저온의 양생 조건에서도 수화반응을 높여줄 뿐 아니라, 고로슬래그 미분말의 유리질 피막을 파괴하여 주요 성분인 Ca, Si 이 물과 반응하는 수화반응에 의해 C-S-H 겔과 Ca(OH)₂를 생성시키고 더욱 알카리 환경을 조성하게 하여 중합반응이 촉진되게 된다.

[반응식] NaOH + H₂O → Na⁺ + OH^- + H₂O

또한, 본 발명은 무기복합체 조성물내의 규산 칼륨과 소석회 또한 상기 수산화 나트륨과 같은 역할을 하는 재료이나, 수산화 나트륨이 과다하게 포함되면 잉여 Na 이온과 CO₃ 가 반응하여 Na₂CO₃로 석출되어 백화의 원인이 되므로, 규사 칼륨과 소석회를 혼합 사용하여 부족한 알카리 성분을 충족하고 수산화 나트륨의 흡습성을 방해하여 보관성이 향상되도록 되어 있다.

이하, 상기와 같이 이루어진 본 발명에 따른 무기복합체의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에 따른 무기복합체의 제조방법을 보인 블록예시도를 도시한 것으로, 본 발명은 고로수쇄 슬래그 파우더 100 중량부에, 지속형 알칼리 자극재 5∼20 중량부를 혼합하여 제조하되,

상기 지속형 알칼리 자극재는, 천연 산성백토를 천연 무수석고와 100 : 50 중량비로 혼합하고, 분쇄기에 투입하여 7000∼8000 ㎠/g 되도록 분쇄하여 1차분쇄물을 형성하는 1차분쇄단계;

상기 1차분쇄단계 시, 1차분쇄물은 325번체 95% 이상 통과분을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 1차분쇄물이 너무 작게 분쇄되면 2차분쇄의 시간이 길어지거나 경도가 다른 혼합재의 과한 분쇄가 이루어져 가사시간이 짧아지게 되는 문제점이 발생될 수 있다.

상기 2차분쇄단계시, 수산화 나트륨과 규산칼륨은 3000∼4000 ㎠/g 되도록 분쇄하여야 하며, 3000 ㎠/g 미만으로 분쇄할 경우, 수산화 나트륨 및 규산칼륨의 표면에 칼슘 스테아레이트가 코팅되지 못하여, 수산화 나트륨 및 규산칼륨의흡수성이 높아지게 되며, 이로 인해 보관성 및 성능이 저하되는 문제점이 발생된다.

상기 혼합단계는 1차 분쇄물과 2차 분쇄물을 분당 40회전 이하의 리브믹서기를 이용하여 10∼20분 혼합한다. 이는 비중이 서로 다른 원료의 공기 중 분리현상을 방지하기 위한 것이다. 또한, 상기 1차 분쇄물과 2차 분쇄물은 10 : 0.5∼2 의 중량비율로 혼합하는 것이 바람직하다.

도 2 는 본 발명에 따른 흙포장도로의 시공방법을 보인 블록예시도를 도시한 것으로,

마사토 100 중량부에 대하여, 무기복합체 조성물 10∼20 중량부를 배합하여 펌프 이송 타설한 후 면정리하는 1차시공단계;

상기 1차시공단계는 무기복합체 조성물과 마사토를 혼합 시공하여 흙포장층을 형성하는 단계로, 상기 무기복합체 조성물과 마사토는 현장에서 배합되어 펌프 시공되거나, 레미콘 트럭에 의해 배합되면서 현장으로 이동되어 펌프시공될 수 있다.

상기 2차시공단계는 흙포장층에 표면마감 모르타르를 도포하여 표면처리하는 단계로, 1차 시공에 의해 흙포장층이 타설되기 시작한 후 약 30분∼60분 뒤에 표면마감 모르타르를 도포하여 자동 미장장치에 의해 빠르게 면마감처리를 한다.

상기 표면마감 모르타르는 분말타입으로 이루어져 있으며, 흙포장층의 블리딩수를 흡수하여 흙포장층과 일체화되도록 경화된다.

상기 표면마감 모르타르는 무시멘트계 무기복합체 조성물과 0.2∼1㎜의 입경을 가진 건조사(규사)가 1 : 1∼3 의 중량비율로 혼합된 혼합물 100 중량부에, 재유화형 분말 수지 1∼5 중량부, 4∼6㎜의 친수성 나이론 파이버 0.1∼0.5 중량부로 혼합한 것을 사용한다.

상기 재유화형 분말 수지는 비닐아세테이트/에틸렌의 화합물로, Tg ＝ 10℃의 것을 사용하며, 강도가 높아 표면경도를 높여주고 방수성을 높여 배합물의 내구성을 향상시킬 뿐 아니라, 하지면의 배합물 즉, 무기복합체 조성물과 마사토로 이루어진 흙포장층과의 부착성을 높이는 기능을 구비한다.

상기 친수성 나이론 파이버는 모르타르의 휨강도를 높여주고 미장성능을 높여 수려한 면을 연출할 수 있도록 도와주며, 파이버는 6㎜를 초과하는 길이를 사용할 경우, 휨강도는 높아지나 미장성능을 저하시켜 작업성이 나빠지게 되고, 길이 4㎜ 미만의 것을 사용할 경우, 휨강도가 저하되어 물리적 성능이 저하된다.

또한, 본 발명은 문양이 들어간 흙포장 도로를 조성할 경우, 표면마감 모르타르가 블리딩수를 모두 흡수하면 칼라이형제를 도포하고 문양틀을 설치하여 마감할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

실시예 1

압축강도 시험

[표1]에 따른 중량비율(중량부)에 따라 고로수쇄 슬래그 파우더와 지속형 알칼리 자극재를 혼합하고, 이에 대한 압축강도를 측정하였으며, 그 결과는 [표1]에 나타내었다. 이때, 공시체로는 5×5×5㎝ 사각형을 사용하였다.

또한, 상기 지속형 알칼리 자극재는 천연 산성백토 100 중량부에, 천연 무수석고 50 중량부를 첨가하고, 소석회 10 중량부, 수산화 나트륨 10 중량부, 규산칼륨 10 중량부, 칼슘 스테아레이트 2 중량부를 혼합 분쇄하였다.

[표1]

위의 [표1]에서와 같이, 본 발명에 따른 무시멘트계 무기복합체 조성물은 7일 강도가 모두 30 ㎫ 이상으로 매우 우수함을 알 수 있으며, 28일 압축강도는 모두 40 ㎫ 이상을 구비하고 있음을 알 수 있다.

실시예 2

장기강도 시험

실시예1의 시험체3에 따른 중량비율로 고로수쇄 슬래그와 지속형 알칼리 자극재가 혼합된 무시멘트계 무기복합체에 대하여, 장기 압축강도를 측정하였으며, 그 결과는 [표2]에 나타내었다. 이때, 공시체로는 5×5×5㎝ 사각형을 사용하였다.

[표2]

위의 [표2]에서와 같이, 시험체4(1종시멘트), 시험체5(슬래그시멘트) 및, 시험체6(본 발명의 무기복합체)의 압축강도를 대비할 경우, 1일 경과시 부터 큰 차이를 보일 뿐 아니라, 360일의 장기강도에 있어서도 큰 차이를 보이고 있음을 알 수 있다.

실시예 3

[표3]에 배합비율(중량부)에 의해 각각의 시험체를 형성하고, 이에 따른 압축강도를 측정하였으며, 그 결과는 [표3]에 나타내었다. 이때, 마사토는 함수율 10% 에 표준체 4번 통과분을 사용하였으며, 본 발명의 무기복합체는 실시예1의 시험체3에 따른 중량비율로 고로수쇄 슬래그와 지속형 알칼리 자극재가 혼합된 것을 사용하였다.

[표3]

위의 [표3]에서와 같이, 본 발명에 따른 시험체9 및 시험체10의 압축강도가 시멘트계 고화재를 사용한 시험체7 및 시험체8 에 비해 매우 우수함을 알 수 있다.

또한, 위의 [표3]에서와 같이, 본 발명에 따른 시험체 9 및 시험체 10 은 비중이 2.0 미만으로, 이는 일반 시멘트계 고화재를 사용한 시험체7 및 시험체8 의 비중이 2.1 보다 현저하게 작음을 알 수 있다.

즉, 일반 시멘트계 고화재의 경우 비중이 3.1∼2.9로, 이와 같이 비중이 높을 경우, 본 발명에 따른 무게 배합을 사용하게 되면, 포장체의 비중도 또한 높아지게 되어, 포장체의 열전도율이 높아지게 되며, 그렇게 되면 표면에 복사열 또한 높아져 여름철의 쾌적한 보행이 불가능해지는 문제점이 발생되나, 본 발명은 비중이 1.9로 쾌적한 보행이 가능하게 된다.

실시예 4

실시예 3 에 따른 시험체 7 내지 시험체 10 에 대하여, 폐기물 공정 시험법에 의한 용출시험을 하였으며, 그 결과는 [표4]에 나타내었다.

[표4]

위의 [표4]에서와 같이, 본 발명에 따른 시험체 9 및 시험체 10 의 경우, 6가 크롬을 포함한 중금속이 용출되지 않고 있음을 확인할 수 있다.

실시예 5

[표5]에 따라 배합(중량부)하여 표면마감 모르타르(시험체 11 내지 시험체 14)를 형성한 후, 이에 대한 압축강도를 측정하였으며, 그 결과를 [표5]에 나타내었다. 이때, 상기 무기복합체는 실시예1의 시험체3에 따른 중량비율로 고로수쇄 슬래그와 지속형 알칼리 자극재가 혼합된 것을 사용하였으며, 시험체 13 및 시험체 14 에는 무기복합체 이외에 각각 재유화형 분말수지 20 중량부 및, 친수성 나이론 파이버 2 중량부가 더 배합되어 있다.

[표5]

위의 [표5]에서와 같이, 본 발명에 따른 표면마감 모르타르의 시험체 13 및 시험체 14 의 압축강도가 재령 1일 경과시부터 재령 90일 경과시까지 시멘트계 고화재가 첨가된 표면마감 모르타르(시험체 11 및 시험체 12)에 비해 현저하게 높음을 알 수 있다.

상기 [표5]에 비중이 기재되어 있으나, 상기 비중이 의미하는 바에 대해서는 기재되어 있지 않습니다. 이에 대한 설명부탁드립니다.

실시예 6

흙포장층(실시예 3 의 시험체 10)의 표면에 표면마감 모르타르(실시예 5 의 시험체 13 및 시험체 14)를 마감처리하여, 시험체 17 및 시험체 18 을 형성한 후, 이에 대한 표면상태 및 표면마모율을 측정하였으며, 그 결과는 [표6]에 나타내었다. 시험체 15 및 시험체 16 은 실시예 3의 시험체 8 표면에 표면마감 모르타르(실시예 5 의 시험체 11 및 시험체 12)를 마감처리한 것이다. 또한, 상기 시험체는 가로, 세로, 높이 5㎝의 규브 시험체를 사용하였다.

[표6]

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims

고로수쇄 슬래그 파우더 100 중량부에, 지속형 알칼리 자극재 5∼20 중량부를 포함하되,
상기 지속형 알칼리 자극재는, 천연 산성백토 100 중량부에, 천연 무수석고 50 중량부, 소석회 5∼20 중량부, 수산화 나트륨 5∼10 중량부, 규산칼륨 5∼10 중량부, 칼슘 스테아레이트 0.5∼2.5 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 흙포장용 무시멘트계 무기복합체 조성물.
청구항 1 에 있어서;
상기 천연 무수석고는 무수석고 함량 80wt% 이상을 구비하는 것을 특징으로 하는 흙포장용 무시멘트계 무기복합체 조성물.
청구항 1 에 있어서;
소석회, 수산화 나트륨, 규산칼륨, 칼슘 스테아레이트는 1：1：1∼2：0.2 의 중량비로 혼합 분쇄되는 것을 특징으로 하는 흙포장용 무시멘트계 무기복합체 조성물.
고로수쇄 슬래그 파우더 100 중량부에, 지속형 알칼리 자극재 5∼20 중량부를 혼합하여 무기복합체 조성물을 제조하되,
상기 지속형 알칼리 자극재는, 천연 산성백토를 천연 무수석고와 100 : 50 중량비로 혼합하고, 분쇄기에 투입하여 7000∼8000 ㎠/g 되도록 분쇄하여 1차분쇄물을 형성하는 1차분쇄단계;
수산화나트륨, 규산칼륨, 소석회, 칼슘 스테아레이트를 또다른 분쇄기에 투입하여, 3000∼4000 ㎠/g 되도록 분쇄하여 2차분쇄물을 형성하는 2차분쇄단계;
상기 1차 분쇄물과 2차 분쇄물을 혼합하고 10∼20분 혼합하는 혼합단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 흙포장용 무시멘트계 무기복합체 조성물 제조방법.
타설현장의 바탕면을 정리하고, 보조기층을 면다짐하는 다짐단계;
마사토 100 중량부에 대하여, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항으로 이루어진 무기복합체 조성물 10∼20 중량부를 배합하여 펌프 이송 타설한 후 면정리하는 1차시공단계;
1차시공 후, 30∼60분 뒤에 표면마감 모르타르를 도포하고 면을 마감처리하는 2치시공단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 흙포장용 무시멘트계 무기복합체 조성물을 이용한 흙포장공법.
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