KR101279960B1 - 부산물과 흙이 포함된 모르타르 및 그 모르타르로 제조된 수중투입물 및 그 모르타르로 제조된 호안블록 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부산물과 흙이 포함된 모르타르 및 그 모르타르로 제조된 수중투입물 및 그 모르타르로 제조된 호안블록에 관한 것으로, 인산석고 또는 상수 슬러지 중에서 선택한 분말 형태의 부산물 200 내지 500 중량부에 대해서, 10㎜ 이하 크기의 흙 150 내지 500 중량부, 모래 100 내지 350 중량부, 200 메시 이상의 황토분말 10 내지 50 중량부, 5㎜ 이하 크기의의 제오라이트 5 내지 30 중량부, 25㎜ 이하 크기의의 쇄석 500 내지 1000 중량부, 시멘트 180 내지 400 중량부, 속경성 고강도 혼화제 5 내지 20 중량부, 경화제 0.5 내지 2 중량부가 균일하게 혼합된 모르타르를 구성하거나, 상기 모르타르의 배합비 중에서 여타의 재료와 중량 배합비는 위에서와 같이 모두 동일하나, 25㎜ 이하의 쇄석 500 내지 1000 중량부에 대체하여, 25㎜ 이하 크기의 쇄석 350 내지 700 중량부와 40㎜ 이하 크기의 동슬래그 150 내지 300 중량부를 투입한 모르타를를 별도의 예로 구성된다.
상기와 같이 구비된 모르타르에 물을 혼합하여, 지반 보강용으로 사용하거나, 테트라포트, 인공어초, 인공해조장, 수질개선용 투입 블록을 아우르는 수중투입물 및 호안 블록의 제조에 사용되어, 토질 및 수질을 개선하고, 부산물의 처리 및 재활용이 용이한 것이다.

Description

부산물과 흙이 포함된 모르타르 및 그 모르타르로 제조된 수중투입물 및 그 모르타르로 제조된 호안블록{the mortar with soil and by-product and the input underwater therewith and the block for shore protection therewith}
본 발명은 부산물과 흙이 포함된 모르타르 및 그 모르타르로 제조된 수중투입물 및 그 모르타르로 제조된 호안블록에 관한 것으로, 본 발명에 적용되는 기본적인 부산물은 인산석고와 상수슬러지 중에서 선택적으로 적용되며, 이들 인산석고 또는 상수 슬러지 중에서 선택한 분말 형태의 부산물 200 내지 500 중량부에 대해서, 10㎜ 이하의 흙 150 내지 500 중량부, 모래 100 내지 350 중량부, 200 메시 이상의 황토분말 10 내지 50 중량부, 5㎜ 이하의 제오라이트 5 내지 30 중량부, 25㎜ 이하의 쇄석 500 내지 1000 중량부, 시멘트 180 내지 400 중량부, 속경성 고강도 혼화제 5 내지 20 중량부, 경화제 0.5 내지 2 중량부가 균일하게 혼합된 모르타르를 구성한다.
또, 이와 달리 상기 모르타르의 배합비 중에서 여타의 재료와 중량 배합비는 위에서와 같이 모두 동일하나, 25㎜ 이하의 쇄석 500 내지 1000 중량부에 대체하여, 25㎜ 이하 크기의 쇄석 350 내지 700 중량부와 40㎜ 이하 크기의 동슬래그 150 내지 300 중량부를 투입한 모르타를를 별도의 예로 구성할 수 있다.
또한, 상기와 같은 중량배합비를 가진 모르타르에 투입되는 부산물이 인산석고가 적용된 모르타르일 경우에는, 인산석고가 포함된 모르타르로 제조된 수중투입물이 수중에서 황산이온을 발생하는 것을 방지하도록, 칼슘보충물 1 내지 5 중량부가 추가된 모르타르를 구성하도록 한다.
상기와 같은 중량배합비를 가진 모르타르에 물을 혼합하여, 지반 보강용으로 사용하거나, 테트라포드, 인공어초, 인공해조장, 수질개선용 투입 블록와 같은 수중투입물이나, 또는, 호안 블록의 제조에 사용되어, 토질 및 수질을 개선하고, 부산물의 처리 및 재활용이 용이한 것이다.
일반적으로 콘크리트는 시멘트가 물과 반응하여 굳어지는 수화반응을 이용하여 시멘트에 모래와 자갈, 골재 따위를 적당히 섞고 물에 반죽한 혼합물을 말하는 것으로, 만드는 방법이 간단하고 내구성이 커서 토목 공사나 건축의 주요 재료로 사용되며, 순수한 콘크리트는 인장력에 약하기 때문에, 주로 철근을 이용하여 보강하며, 이러한 콘크리트는 주택, 건물 등의 건축 구조물은 물론, 댐이나 도로포장·교량 등의 토목 공사는 물론, 개·관수로관이나 호안블록에 이용하거나, 또는, 테트라포트, 인공어초, 인공해조장 등과 같은 일정 강도를 가진 수중투입물에 사용되고 있다.
또한, 일반적으로 원석을 가공하면 부산물이 발생하는데, 예를 들어, 인광석을 이용해 비료를 제조하는 과정에서는 인산 석고라는 부산물을 발생하고, 또한, 수질을 정화하면서도 상수 슬러지와 같은 부산물이 발생한다.
그러나 종래 콘크리트의 경우 주재료가 시멘트를 사용하는데, 이들을 시공한 후에는 이들로부터 발생하는 시멘트의 독성(예를 라돈과 같은 기타 중금속)들이 배출하므로, 이러한 콘크리트가 호안블록이나 수중투입물로 사용되어, 강, 바다, 호수 등에 설치되거나 투입되면, 식물, 어류, 동물 등에 유해하고, 토양 및 수질 오염이 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 인산 석고나 상수 슬러지와 같은 부산물을 별도의 처리 없이 그대로 토양에 매립하거나 바다에 투기하면, 심각한 토양 오염과 해양 오염이 발생하는 문제점이 있고, 또한, 그러한 부산물을 폐기물 처리하는 것은 많은 비용이 소용되므로, 환경 오염을 발생하지 않으면서 재활용할 수 있는 방법이 요구된다.
따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자, 본 발명에 적용되는 기본적인 부산물은 인산석고와 상수슬러지 중에서 선택적으로 적용되며, 이들 인산석고 또는 상수 슬러지 중에서 선택된 분말 형태의 부산물 200 내지 500 중량부에 대해서, 10㎜ 이하 크기의 흙 150 내지 500 중량부, 모래 100 내지 350 중량부, 200 메시 이상의 황토분말 10 내지 50 중량부, 5㎜ 이하 크기의 제오라이트 5 내지 30 중량부, 25㎜ 이하 크기의 쇄석 500 내지 1000 중량부, 시멘트 180 내지 400 중량부, 속경성 고강도 혼화제 5 내지 20 중량부, 경화제 0.5 내지 2 중량부가 균일하게 혼합된 모르타르를 구성하여, 그 모르타르의 이용으로 부산물의 처리 및 재활용을 용이하게 한다.
또는, 이와 달리 상기 모르타르의 배합비 중에서 투입되는 여타의 재료와 중량 배합비는 모두 동일하나, 25㎜ 이하의 쇄석 500 내지 1000 중량부를 사용하는 대신에, 이에 대체한 재료로서 25㎜ 이하 크기의 쇄석 350 내지 700 중량부와 40㎜ 이하 크기의 동슬래그 150 내지 300 중량부를 투입하여 부산물과 흙이 포함된 모르타르의 실시 예로 구성할 수 있으며, 이에 따라 여타 부산물인 동슬래그의 활용도를 높이고, 이 모르타르의 이용으로 부산물의 처리 및 재활용을 더욱 용이하게 한다.
또한, 상기 모르타르에 물을 혼합하여, 지반 보강이 필요한 곳에 타설되어 지반을 보강하도록 하며, 또는, 다양하게 매립되어, 토질을 개선하고, 부산물의 폐기가 용이하도록 하며, 또는, 그러한 모르타르는 테트라포트, 인공어초, 인공해조장, 수질개선용 투입 블록와 같은 수중투입물의 제조에 사용되어, 호수나 바다 강 등에 투입되어, 수질을 개선하고 수중 환경을 개선하도록 하며, 호안 블록의 제조에 사용되어 활용도를 높이도록 한다.
아울러, 상기 실시 예 중에서 여타의 재료와 중량 배합비는 모두 동일하나, 투입되는 부산물이 인산석고가 적용된 모르타르일 경우에는 9㎜ 이하의 석회 분말, 9㎜ 패각류 껍데기 분쇄물 중에서 적어도 하나 선택한 칼슘보충물 1 내지 5 중량부가 추가되어, 인산석고가 포함된 모르타르로 제조된 수중투입물이 수중에서 황산이온을 발생하는 것을 방지하도록 한다.
이와 같이 본 발명에 적용되는 기본적인 부산물은 인산석고와 상수슬러지 중에서 선택적으로 적용되며, 이들 인산석고 또는 상수 슬러지 중에서 선택된 분말 형태의 부산물 200 내지 500 중량부에 대해서, 10㎜ 이하 크기의 흙 150 내지 500 중량부, 모래 100 내지 350 중량부, 200 메시 이상의 황토분말 10 내지 50 중량부, 5㎜ 이하 크기의 제오라이트 5 내지 30 중량부, 25㎜ 이하 크기의 쇄석 500 내지 1000 중량부, 시멘트 180 내지 400 중량부, 속경성 고강도 혼화제 5 내지 20 중량부, 경화제 0.5 내지 2 중량부가 균일하게 혼합된 모르타르를 구성하여, 그 모르타르의 이용으로 부산물의 처리 및 재활용이 용이한 효과가 있다.
이와 달리 상기 모르타르의 배합비 중에서 여타의 재료와 중량 배합비는 모두 동일하나, 투입되는 25㎜ 이하의 쇄석 500 내지 1000 중량부를 사용하는 대신에, 이에 대체한 재료로서 25㎜ 이하 크기의 쇄석 350 내지 700 중량부와 40㎜ 이하 크기의 동슬래그 150 내지 300 중량부를 투입하여도 부산물과 흙이 포함된 모르타르를 구성하고, 이 모르타르를 이용하여도 부산물의 처리 및 재활용이 용이한 동일한 효과가 있다.
또한, 상기 모르타르에 물을 혼합하여, 지반 보강이 필요한 곳에 타설되어 지반을 보강하도록 하며, 또는, 다양하게 매립되어, 토질을 개선하고, 부산물의 폐기가 용이하도록 하며, 또는, 그러한 모르타르는 테트라포트, 인공어초, 인공해조장, 수질개선용 투입 블록와 같은 수중투입물의 제조에 사용되어, 호수나 바다 강 등에 투입되어, 수질을 개선하고 수중 환경을 개선하며, 호안 블록의 제조에 사용되어 활용도가 높은 효과가 있다.
아울러, 상기 실시 예 중에서 여타의 재료와 중량 배합비는 모두 동일하나, 투입되는 부산물이 인산석고가 적용된 모르타르일 경우에는 9㎜ 이하의 석회 분말, 9㎜ 패각류 껍데기 분쇄물 중에서 적어도 하나 선택한 칼슘보충물 1 내지 5 중량부가 추가함으로써, 인산석고가 포함된 모르타르로 제조된 수중투입물이 수중에서 황산이온을 발생하는 것을 방지하는 효과가 있다.
본 발명은 부산물과 흙이 포함된 모르타르 및 그 모르타르로 제조된 수중투입물 및 그 모르타르로 제조된 호안블록에 관한 것으로, 기본적인 부산물은 인산석고와 상수슬러지 중에서 선택적으로 적용되며, 이들 인산석고 또는 상수 슬러지 중에서 선택된 분말 형태의 부산물 200 내지 500 중량부에 대해서, 10㎜ 이하 크기의 흙 150 내지 500 중량부, 모래 100 내지 350 중량부, 200 메시 이상의 황토분말 10 내지 50 중량부, 5㎜ 이하 크기의 제오라이트 5 내지 30 중량부, 25㎜ 이하 크기의 쇄석 500 내지 1000 중량부, 시멘트 180 내지 400 중량부, 속경성 고강도 혼화제 5 내지 20 중량부, 경화제 0.5 내지 2 중량부가 균일하게 혼합된 모르타르를 구성한다.
또, 이와 달리 상기 모르타르의 배합비 중에서 여타의 재료와 중량 배합비는 모두 동일하나, 투입되는 25㎜ 이하의 쇄석 500 내지 1000 중량부에 대체하여, 25㎜ 이하 크기의 쇄석 350 내지 700 중량부와 40㎜ 이하 크기의 동슬래그 150 내지 300 중량부를 투입한 모르타를를 별도의 예로 구성할 수 있다.

또한, 상기와 같은 중량배합비를 가진 모르타르에 투입되는 부산물이 인산석고가 적용된 모르타르일 경우에는, 인산석고가 포함된 모르타르로 제조된 수중투입물이 수중에서 황산이온을 발생하는 것을 방지하도록, 칼슘보충물 1 내지 5 중량부가 추가된 모르타르를 구성하도록 한다.

상기와 같은 중량배합비를 가진 모르타르에 물을 혼합하여, 지반 보강용으로 사용하거나, 테트라포드, 인공어초, 인공해조장, 수질개선용 투입 블록와 같은 수중투입물이나, 또는, 호안 블록의 제조에 사용되어, 토질 및 수질을 개선하고, 부산물의 처리 및 재활용이 용이한 것이다.
본 발명에 따른 부산물과 흙이 포함된 모르타르를 설명하고, 이어 그 모르타르로 제조된 수중투입물 및 그 모르타르로 제조된 호안블록을 순차로 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명에 적용되는 기본적인 부산물은 인산석고와 상수슬러지 중에서 선택적으로 적용되며, 이들 부산물을 적용한 모르타르의 배합비는 크게 보아서 두 가지 실시예를 가진다.
먼저, 제 1실시 예에 따른 모르타르의 구체적인 배합비를 살펴보면,
인산석고 또는 상수 슬러지 중에서 선택된 분말 형태의 부산물 200 내지 500 중량부에 대해서,10㎜ 이하 크기의 흙 150 내지 500 중량부, 모래 100 내지 350 중량부, 200 메시(mesh) 이상의 황토분말 10 내지 50 중량부, 5㎜ 이하 크기의 제오라이트 5 내지 30 중량부, 25㎜ 이하 크기의 쇄석 500 내지 1000 중량부, 시멘트 180 내지 400 중량부, 속경성 고강도 혼화제 5 내지 20 중량부, 경화제 0.5 내지 2 중량부가 균일하게 혼합되어 모르타르를 구성한다.
또한, 앞서 설명한 제 1실시 예에 따른 모르타르 배합비 중에서, 기본적인 배합비에 사용되는 부산물이 인산석고가 적용된 모르타르일 경우에는, 9㎜ 이하의 석회 분말, 9㎜ 패각류 껍데기 분쇄물 중에서 적어도 하나 선택한 칼슘보충물 1 내지 5 중량부가 추가되며, 이는 인산석고가 포함된 모르타르로 제조된 수중투입물이 수중에서 투입된 다음 황산이온을 발생하는 것을 방지하기 위하여 추가 배합되는 것이다.
상기 제 1실시 예에 따른 모르타르의 실제 배합 예시를 살펴 보면, 인산석고 또는 상수 슬러지 중에서 선택된 분말 형태의 부산물 200 내지 500㎏, 흙 150 내지 500㎏, 모래 100 내지 350㎏, 황토분말 10 내지 50㎏, 제오라이트 5 내지 30㎏, 쇄석 500 내지 1000㎏, 시멘트 180 내지 400㎏, 속경성 고강도 혼화제 5 내지 20㎏, 경화제 0.5 내지 2㎏가 균일하게 혼합된 형태의 모르타르의 배합비를 가지며,
제 1실시 예에서 적용되는 기본적인 분말 형태의 부산물이 인산석고일 경우에는, 칼슘보충물 1 내지 5㎏가 더 추가되어 모르타르를 구성하며, 이들 제 1실시 예에서 기본적인 부산물의 종류에 따른 모르타르의 배합비 및 배합 예시를 서로 구분하여 다음 [표 1], [표 2]에 나타내었다.
[부산물이 상수슬러지인 경우의 예]
배합물 배합비
( 중량부)		 배합 중량
(㎏)		 비고
부산물 상수슬러지 200 ∼ 500 200 ∼ 500 분말 형태
흙 150 ∼ 500 150 ∼ 500 10㎜ 이하의 마사토가 바람직함
모래 100 ∼ 350 100 ∼ 350 세사 사용이 바람직함
황토분말 10 ∼ 50 10 ∼ 50 200 메시 이상 크기
제오라이트 5 ∼ 30 5 ∼ 30 5㎜ 이하의 크기
쇄석 500 ∼ 1000 500 ∼ 1000 25㎜ 이하 크기
시멘트 80 ∼ 400 80 ∼ 400 분말형태
속경성 고강도 혼화제 5 ∼ 20 5 ∼ 20 분말형태
경화제 0.5 ∼ 2 0.5 ∼ 2 분말형태

[부산물이 인산석고인 경우의 예]
배합물 배합비
( 중량부)		 배합 중량
(㎏)		 비고
부산물 인산석고 200 ∼ 500 200 ∼ 500 분말 형태
흙 150 ∼ 500 150 ∼ 500 10㎜ 이하의 마사토가 바람직함
모래 100 ∼ 350 100 ∼ 350 세사 사용이 바람직함
황토분말 10 ∼ 50 10 ∼ 50 200 메시 이상 크기
제오라이트 5 ∼ 30 5 ∼ 30 5㎜ 이하의 크기
쇄석 500 ∼ 1000 500 ∼ 1000 25㎜ 이하 크기
시멘트 80 ∼ 400 80 ∼ 400 분말형태
속경성 고강도 혼화제 5 ∼ 20 5 ∼ 20 분말형태
경화제 0.5 ∼ 2 0.5 ∼ 2 분말형태
칼슘보충물 석회 분말, 또는 패각류 분쇄물 중에서 적어도 하나 선택 1 ∼ 5 1 ∼5 9㎜ 이하의 크기이며 추가 배합함
다음으로, 제 2실시 예에 따른 모르타르의 구체적인 배합비를 살펴보면, 인산석고 또는 상수 슬러지 중에서 선택된 분말 형태의 부산물 200 내지 500 중량부에 대해서, 10㎜ 이하 크기의 흙 150 내지 500 중량부, 모래 100 내지 350 중량부, 200 메시(mesh) 이상의 황토분말 10 내지 50 중량부, 5㎜ 이하 크기의 제오라이트 5 내지 30 중량부, 25㎜ 이하 크기의 쇄석 350 내지 700 중량부, 40㎜ 이하 크기의 동슬래그 150 내지 300 중량부, 시멘트 180 내지 400 중량부, 속경성 고강도 혼화제 5 내지 20 중량부, 경화제 0.5 내지 2 중량부가 균일하게 혼합되어 모르타르를 구성한다.
위에서 언급한 제 2 실시 예는 제 1 실시 예와 대동소이한 구성으로 이루어져 있으나, 가장 특징적인 점은 25㎜ 이하의 쇄석 500 내지 1000 중량부를 사용하는 대신에, 이에 대체한 재료로서 25㎜ 이하 크기의 쇄석 350 내지 700 중량부와 40㎜ 이하 크기의 동슬래그 150 내지 300 중량부를 대체 투입한 점에 있으며, 이에 따라 쇄석을 대신하여 대체 투입되는 부산물인 동슬래그의 활용도를 높이고, 이 모르타르의 이용으로 부산물의 처리 및 재활용을 더욱 용이하게 한다.
또한, 위에서 설명한 제 2실시 예에 따른 모르타르 배합비 중에서, 기본적인 배합비에 사용되는 부산물이 인산석고가 적용된 모르타르일 경우에는 석회 분말이나 패각류 껍데기 분쇄물 중에서 적어도 하나 선택한 칼슘보충물 1 내지 5 중량부가 추가 배합되는 것은 상기 제 1실시 예에서 설명한 바와 동일한 것이다.
상기 제 2실시 예에 따른 모르타르의 구체적인 실제 배합 예시를 살펴 보면,
인산석고 또는 상수 슬러지 중에서 선택된 분말 형태의 부산물 200 내지 500㎏, 흙 150 내지 500㎏, 모래 100 내지 350㎏, 황토분말 10 내지 50㎏, 제오라이트 5 내지 30㎏, 쇄석 350 내지 700㎏, 동슬래그 150 내지 300㎏, 시멘트 180 내지 400㎏, 속경성 고강도 혼화제 5 내지 20㎏, 경화제 0.5 내지 2㎏가 균일하게 혼합된 형태의 모르타르의 배합비를 가지며,
제 2실시 예에서도 제 1실시 예에서와 마찬가지로, 기본적인 분말 형태의 부산물이 인산석고일 경우에는, 칼슘보충물 1 내지 5㎏가 더 추가되어 모르타르를 구성하며, 이들 제 2실시 예에서 기본적인 부산물의 종류에 따른 모르타르의 배합비 및 배합 예시를 서로 구분하여 다음 [표 3], [표 4]에 나타내었다.
[부산물이 상수슬러지인 경우의 예]
배합물 배합비
( 중량부)		 배합 중량
(㎏)		 비고
부산물 상수슬러지 200 ∼ 500 200 ∼ 500 분말 형태
흙 150 ∼ 500 150 ∼ 500 10㎜ 이하 크기의 마사토가 바람직함
모래 100 ∼ 350 100 ∼ 350 세사 사용이 바람직함
황토분말 10 ∼ 50 10 ∼ 50 200 메시 이상 크기
제오라이트 5 ∼ 30 5 ∼ 30 5㎜ 이하 크기의 크기
쇄석 350 ∼ 700 350 ∼ 700 25㎜ 이하 크기
동슬래그 150 ∼ 300 150 ∼ 300 40㎜ 이하 크기
시멘트 80 ∼ 400 80 ∼ 400 분말형태
속경성 고강도 혼화제 5 ∼ 20 5 ∼ 20 분말형태
경화제 0.5 ∼ 2 0.5 ∼ 2 분말형태

[부산물이 인산석고인 경우의 예]
배합물 배합비
( 중량부)		 배합 중량
(㎏)		 비고
부산물 인산석고 200 ∼ 500 200 ∼ 500 분말 형태
흙 150 ∼ 500 150 ∼ 500 10㎜ 이하 크기의 마사토가 바람직함
모래 100 ∼ 350 100 ∼ 350 세사 사용이 바람직함
황토분말 10 ∼ 50 10 ∼ 50 200 메시 이상 크기
제오라이트 5 ∼ 30 5 ∼ 30 5㎜ 이하 크기의 크기
쇄석 350 ∼ 700 350 ∼ 700 25㎜ 이하 크기
동슬래그 150 ∼ 300 150 ∼ 300 40㎜ 이하 크기
시멘트 80 ∼ 400 80 ∼ 400 분말형태
속경성 고강도 혼화제 5 ∼ 20 5 ∼ 20 분말형태
경화제 0.5 ∼ 2 0.5 ∼ 2 분말형태
칼슘보충물 석회 분말, 또는 패각류 분쇄물 중에서 적어도 하나 선택 1 ∼ 5 1 ∼5 9㎜ 이하의 크기,
부산물이 인산석고인 경우 추가 배합함
한편, 이렇게 제조한 모르타르는 적절한 양의 물과 혼합하여, 매립물, 지반 보강 등에 사용하거나, 또는, 내부에 철근이 보강된 블록 구조물, 예를 들어, 수중투입물, 호안블록 등으로 사용된다.
먼저, 물과 혼합된 모르타르는 지반 보강이 필요한 곳에 타설, 양생하면, 지반 보강에 필요한 적절한 강도를 가지므로 지반 보강에 이용하거나, 또는, 단위 크기로 만든 구조물을 매립하여 지반 보강으로 사용할 수 있으며, 이러한 지반 보강으로 사용은, 모르타르에 사용된 인산석고 또는 상수슬러지와 같은 부산물이나 패각류 분쇄물을 폐기 처리하기 위한 매립물로 이용할 수 있으므로, 토질을 오염시키지 않으면서 재활용이 용이하고, 매립 방법으로의 폐기 처리가 용이한 특징이 있으며, 아울러, 이러한 매립은 모르타르에 포함된 배합물의 특성으로 토질 개선에도 효과가 있다.
또한, 물과 혼합된 모르타르는 원하는 형태의 거푸집 내부에 철근을 배근하고, 물과 혼합된 모르타르를 타설 양생한 뒤에 거푸집을 탈형한 블록 구조물을 구성할 수 있는데, 이러한 블록 구조물은 테트라포트, 인공어초, 인공해조장, 수질개선용 투입 블록와 같은 수중투입물로 제작되어, 바다, 호수, 강 등의 수중에 투입하여 사용하면, 모르타르 배합물의 특징으로 수질을 개선하면서, 물고기나 해조류의 서식지로 사용되어 수중의 환경을 개선하며, 이러한 수중투입물도 모르타르에 사용된 인산석고 또는 상수슬러지와 같은 부산물이나 패각류 분쇄물을 수질을 오염시키지 않으면서, 해양에 필요한 시설물로 재활용할 수 있는 특징이 있다.
이와 마찬가지로, 모르타르를 이용하여 제조된 강가나 해안가 등에 설치하는 호안블록으로 사용되어, 수질이나 토질을 오염시키지 않으면서 적절한 강도를 유지하며 사용된다.
이외에도, 본 발명에 따른 모르타르는 적절한 양의 물과 혼합된 후에 양생하면 높은 강도를 가지므로, 도로포장에 이용되거나, 개·관수로관 등 다양하게 적용할 수 있다.
한편, 앞서 설명한 첫 번째 실시예에 따라 모르타르에 적용한 부산물 중, 인산석고를 적용한 모르타르로 제조된 수중투입물이 수중에서의 유해성을 확인하기 위하여, 이를 적용한 모르타르에 물을 혼합하여, 적절한 크기로 성형하고 양생한 시편으로 한국화학시험연구원에 의뢰하여 나온 수질 결과를 다음 [표 5]에 나타내었다.
시험 항목 단위 결과치 시험방법
수소이온농도(pH)
(20℃)		 - 9.7 KS│3206 : 2008
납(Pb) ㎎／ℓ 불검출 KS│3206 : 2008
카드늄(Cd) ㎎／ℓ 불검출 KS│3206 : 2008
비소(As) ㎎／ℓ 불검출 KS│3206 : 2008
수은(Hg) ㎎／ℓ 불검출 KS│3206 : 2008
구리(Cu) ㎎／ℓ 불검출 KS│3206 : 2008
크롬(Cr) ㎎／ℓ 불검출 KS│3206 : 2008
황산이온(SO4 -2) ㎎／ℓ 47.6 KS│3206 : 2008
위 [표 5]에 보인 바와 같이, 인산석고가 포함된 모르타르가 적용된 시편의 경우, 수소이온농도가 약한 알카리를 띄고 있고, 납, 카드늄, 비소, 수은, 구리, 크롬 등은 검출되지 않으므로, 수중 생태계에 영향을 미치지 않고, 인체에 무해한 특징이 있으며, 다만, 검출된 황산이온은 47.6 ㎎／ℓ으로, 수질 기준 200㎎／ℓ에 비해서 미량 검출되었다.
한편, 미량 검출되는 황산 이온의 경우, 수중(물속)에 많이 포함되어 있으며, 칼슘(Ca) 함량을 감소시키기 때문에, 이를 위해서, 모르타르에 석회 분말이나 패각류 분쇄물과 같은 칼슘보충물을 추가로 혼합하면, 수중투입물이 물속에 투입되어 황산이온의 발생을 억제한다.
참고로, 상기 모르타르에 사용된 배합물의 특징을 살펴보면, 우선, 인산석고는 인광석에서 비료 원료인 인을 추출하고 남은 부산물이며, 또, 상수슬러지는, 상수 처리장 나오는 부산물이며, 이러한 부산물들은 분말 형태로 모르타르에 포함된다.
또한, 흙은 일반적으로 구할 수 있는 것으로 사용하되, 흙 종류 중에서도, 10㎜ 이하 입자 크기를 가지는 마사토를 사용하는 것이 바람직한데, 상기 마사토(진사토, 眞砂土, 화강토, 또는, 풍화 화강토)는, 화강암이 풍화하여 모래로 변한 흙을 말하며, 친환경적인 특징이 있다.
그리고 모래는 세사를 사용하고, 시멘트는 통상의 시멘트를 사용하며, 쇄석은 돌을 잘게 부숴서 깨뜨린 것으로, 25㎜ 이하 입자 크기를 가지는 쇄석을 사용하며, 이러한 쇄석은 밀도를 높이고 강도를 높이는 특징이 있다.
그리고 동슬래그는 동의 제련 과정에서 발생하는 부산물(찌꺼기, 천연 광석에서 특정한 금속을 채치하고 남은 무기질 부산물)로, 이러한 동슬래그는 몇 가지 과정을 거쳐, 골재 대용으로 사용되도록 판매되고 있고, 이 동슬래그는 콘크리트 제품의 밀도와 강도를 높이는데 사용하고 있으며, 본 발명에 포함하는 동슬래그는 40㎜ 이하의 입자 크기를 사용하는 것이 바람직하다.
또, 황토분말은 황토를 200 메시 이상으로 분말화된 것을 사용하는데, 황토는, 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 철분, 마그네슘(Mg), 나트륨(Na), 카리 등 수많은 무기질이 함유된 미세입자로, 인체에 유익한 미네랄과 많은 약성이 있고, 원적외선을 다량 방사하며, 주위의 습도에 따라 쾌적한 습도를 유지해 주는 습도조절기능과 단열 및 축열로 열의 손실을 줄이는 단열 및 보온 기능이 있고, 오랜 기간 축적된 토양 미생물과 효소작용에 의한 항균·방충·탈취효과 및 오염 물질 제거 효과에 의한 공기정화기능 등을 가지는 특징이 있으며, 최근에 황토 분말은 진황토, 진노랑토, 핑크토, 자주색토, 쑥색토와 같은 다양한 색상이 출시되어 있으므로, 원하는 색상의 황토 분말은 모르타르에 포함시키면, 원하는 색상의 블록 구조물을 얻을 수 있다.
그리고 제오라이트 분말은, 5㎜ 이하의 입자 크기를 가지는 제오라이트로, 일반 제오라이트를 분말화하여 사용하며, 그 제오라이트(Zeolite, 불석-沸石)는 함수(含水) 알루미나 규산염 광물이며, 다공성으로 인한 비표면적이 커서 세공에 의한 중금속 흡착, 탈취 및 수분의 흡착 특성이 우수하며, 습도 조절 및 탈취의 특성을 나타내며 특히 중금속의 경우 수은, 아연, 카드뮴 등을 잘 흡착하며 암모니아에 대한 선택적 흡착성을 가지는 특징이 있다.
또, 속경성 고강도 혼화제는 모르타르와 물이 혼합될 때, 경화 속도를 높여 제조 시간을 단축하고, 양생 후에 강도를 높이는 특징이 있다.
또한, 경화제는 분말 형태의 토양 경화제를 사용하며, 그 토양 경화제는 흙을 강력하게 경화시키는 것으로, 통상의 토양 경화제를 사용하는데, 상기 경화제는 담수·해수를 가리지 않고 수중에서도 경화함은 물론 동결·고온에 강하며 산이나 알칼리에도 침식되지 않는 특징이 있으며, 그러한 경화제를 모르타르에 첨가하여, 인장 강도와 압축강도를 증가시키고, 경년강고화의 특성으로 시간이 흐르면서 강도는 증가하는 특징이 있다.
마지막으로, 부산물이 인산석고인 경우의 칼슘보충물 중에서, 석회 분말은 9㎜ 이하의 입자 크기를 가지도록 분말화 된 일반 석회이고, 패각류 껍데기 분쇄물은 굴이나 조개 등과 같은 패각류의 껍데기를 9㎜ 이하의 크기로 분쇄한 것이다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 분말 형태의 인산 석고로 된 부산물 200 내지 500 중량부에 대해서, 10㎜ 이하 크기의 흙 150 내지 500 중량부, 모래 100 내지 350 중량부, 200 메시 이상의 황토분말 10 내지 50 중량부, 5㎜ 이하 크기의 제오라이트 5 내지 30 중량부, 25㎜ 이하 크기의 쇄석 500 내지 1000 중량부, 시멘트 180 내지 400 중량부, 속경성 고강도 혼화제 5 내지 20 중량부, 경화제 0.5 내지 2 중량, 9㎜ 이하 크기를 가진 석회 분말이나 패각류 껍데기 분쇄물 중에서 적어도 하나 선택된 칼슘보충물 1 내지 5 중량부가 균일하게 배합되어 모르타르를 구성함으로써,
    이 모르타르로 제조되는 수중 투입물이 수중에서 황산 이온의 발생을 방지하도록 함을 특징으로 하는 부산물과 흙이 포함된 모르타르.
  3. 삭제
  4. 분말 형태의 인산 석고로 된 부산물 200 내지 500 중량부에 대해서, 10㎜ 이하 크기의 흙 150 내지 500 중량부, 모래 100 내지 350 중량부, 200 메시 이상의 황토분말 10 내지 50 중량부, 5㎜ 이하 크기의 제오라이트 5 내지 30 중량부, 25㎜ 이하 크기의 쇄석 350 내지 700 중량부, 40㎜ 이하 크기의 동 슬래그 150 내지 300 중량부, 시멘트 180 내지 400 중량부, 속경성 고강도 혼화제 5 내지 20 중량부, 경화제 0.5 내지 2 중량, 9㎜ 이하 크기를 가진 석회 분말이나 패각류 껍데기 분쇄물 중에서 적어도 하나 선택된 칼슘보충물 1 내지 5 중량부가 균일하게 배합되어 모르타르를 구성함으로써,
    이 모르타르로 제조되는 수중투입물이 수중에서 황산 이온의 발생을 방지하도록 함을 특징으로 하는 부산물과 흙이 포함된 모르타르.
  5. 테트라포트, 인공어초, 인공해조장, 수질개선용 투입 블록을 아우르는 수중투입물에 있어서,
    상기 수중투입물은 청구항 2항 또는 청구항 4항에 해당하는 부산물과 흙이 포함된 모르타르로 제조된 수중투입물.
  6. 호안블록에 있어서,
    이 호안블록은 청구항 2항 또는 청구항 4항에 해당하는 부산물과 흙이 포함된 모르타르로 제조된 호안블록.
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