KR101298697B1 - 투수성 몰탈 조성물 및 이를 이용한 가로수 보호용 투수블록 - Google Patents

투수성 몰탈 조성물 및 이를 이용한 가로수 보호용 투수블록 Download PDF

Info

Publication number
KR101298697B1
KR101298697B1 KR1020120141585A KR20120141585A KR101298697B1 KR 101298697 B1 KR101298697 B1 KR 101298697B1 KR 1020120141585 A KR1020120141585 A KR 1020120141585A KR 20120141585 A KR20120141585 A KR 20120141585A KR 101298697 B1 KR101298697 B1 KR 101298697B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
water
mortar composition
cement
permeable
Prior art date
Application number
KR1020120141585A
Other languages
English (en)
Inventor
최방건
Original Assignee
최방건
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 최방건 filed Critical 최방건
Priority to KR1020120141585A priority Critical patent/KR101298697B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101298697B1 publication Critical patent/KR101298697B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/10—Clay
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B16/00—Use of organic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of organic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B16/04—Macromolecular compounds
    • C04B16/06—Macromolecular compounds fibrous
    • C04B16/0616—Macromolecular compounds fibrous from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B16/0625—Polyalkenes, e.g. polyethylene
    • C04B16/0633—Polypropylene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C04B18/061—Ashes from fluidised bed furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/0076—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials characterised by the grain distribution
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C11/00—Details of pavings
    • E01C11/22—Gutters; Kerbs ; Surface drainage of streets, roads or like traffic areas
    • E01C11/224—Surface drainage of streets
    • E01C11/225—Paving specially adapted for through-the-surfacing drainage, e.g. perforated, porous; Preformed paving elements comprising, or adapted to form, passageways for carrying off drainage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00241—Physical properties of the materials not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00284—Materials permeable to liquids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

투수성 몰탈조성물 및 이를 이용한 가로수 보호용 투수블록이 개시되어 있다.
개시된 투수성 몰탈조성물은, 골재, 시멘트, 물, 황토분말, 바텀애쉬, 금속인산염 바인더, 혼화제 및 단섬유를 포함하는 것이다.
개시된 가로수 보호용 투수블록은, 쇄석골재, 시멘트, 소성점토, 단섬유가 혼합되어 이루어진 하층; 및 상기 투수성 몰탈조성물로 이루어져 상기 하층 상에 일체로 적층되는 상층을 포함하는 것이다.

Description

투수성 몰탈 조성물 및 이를 이용한 가로수 보호용 투수블록{Permeable mortar composition and using a tree-lined block protection pitcher}
본 발명은 강성 및 투수성이 우수한 투수성 몰탈 조성물 및 이를 이용한 가로수 보호용 투수블록에 관한 것이다.
가로수는 도심의 보차도 면의 주변에 설치되어 보행자 및 운전자에게 조경적인 풍요로움을 제공하여 심리적 안정감을 제공하고 있으며, 일부 도심환경의 대기 및 수질의 오염정화 기능, 열성제어효과 등의 기능을 제공하고 있다. 그러나 가로수 주변부는 잡초발생 및 우수유입시 토양유출 등에 의한 생육 및 조경환경 악화현상과 보행인의 통행에 의한 훼손현상이 나타나게 된다.
이를 해결하기 위한 종래의 가로수 보호판은 망사형 주물, 망사형 플라스틱, 콘크리트 판 등이 개시되어 있는데, 이러한 종래의 가로수 보호판은, 보호판 사이 공간에 발생되는 잡초에 의한 가로수 생육환경저해, 우수시 토양유출에 의한 가로수 생육환경 파괴 및 가로수 주변부의 조경성 저하 현상을 나타내고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 주요 목적은 도로 및 인도에 식재되어 있는 가로수에 수분의 원활한 공급과 잡초제어를 통한 식생환경 제어기능 및 일정량의 우수를 지반에 침투시키는 침투기능을 가지는 투수성 몰탈 조성물 및 이를 이용한 가로수 보호용 투수블록을 제공하려는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따르면, 골재, 시멘트, 물, 황토분말, 바텀애쉬, 금속인산염 바인더, 혼화제 및 단섬유를 포함하는 투수성 몰탈조성물이 제공된다.
본 발명의 제2 관점에 따르면, 상기 투수성 몰탈조성물을 포함하는 가로수 보호용 투수블록이 제공된다.
본 발명의 제3 관점에 따르면, 쇄석골재, 시멘트, 소성점토, 단섬유가 혼합되어 이루어진 하층; 및 상기한 투수성 몰탈조성물로 이루어져 상기 하층 상에 일체로 적층되는 상층을 포함하는 가로수 보호용 투수블록이 제공된다.
과제해결수단에 따른 본 발명은 강성 및 투수성이 우수하여 본 발명에서 주안점을 두고 있는 가로수 보호용 투수블록에 적합하게 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 가로수 보호용 투수블록의 구성도이다.
이하, 본 발명에 따른 실시예들이 개시된다. 실시예들을 설명함에 있어서, 동일부호는 동일한 구성을 의미하고, 중복되거나 발명의 의미를 한정적으로 해석되게 할 수 있는 부가적인 설명은 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 생략될 수 있다.
구체적인 설명에 앞서, 본 명세서 상에 비록 단수적 표현으로 기재되어 있을지라도 국어 사용에 있어서 단수/복수를 명확하게 구분하지 않고 사용되는 환경과 당해 분야에서의 통상적인 용어 사용 환경에 비추어, 발명의 개념에 반하지 않고 해석상 모순되거나 명백하게 다르게 뜻하지 않는 이상 복수의 표현을 포함하는 의미로 사용된다. 또한 본 명세서에 기재되었거나 기재될 수 있는 '포함한다', '갖는다', '구비한다', '포함하여 이루어진다' 등은 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 구성요소 또는 그들 조합의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명에서 '조성물'은 원래 혼합물과 화합물의 의미를 포함하는 용어로써, 본 발명에 있어서 '바인더 조성물'의 '조성물'은 특별한 언급이 없거나 발명의 전체적인 내용에 반하지 않는 한, '혼합물'의 의미로 사용된다.
투수성 몰탈조성물
본 발명에 따른 투수성 몰탈조성물은, 골재, 시멘트, 물, 황토분말, 바텀애쉬, 금속인산염 바인더, 혼화제 및 단섬유를 포함한다.
상기한 각 조성물들의 바람직한 배합비(백분율)는 골재 38~67중량%, 시멘트 12~21중량%, 물 5~11중량%, 황토분말 1~4중량%, 바텀애쉬 7~15중량%, 금속인산염 바인더 4~8중량%, 혼화제 0.5~2중량%, 단섬유 3~8중량%로 배합될 수 있다.
보다 바람직하게는, 골재 52중량%, 시멘트 15중량%, 물 7중량%, 황토분말 2중량%, 바텀애쉬 11중량%, 금속인산염 바인더 5.2중량%, 혼화제 1.8중량% 및 단섬유 6중량%로 배합될 수 있다.
골재는 38~67중량%가 배합된다. 상기한 배합비는 소정의 강도를 유지하기 위한 최적 범위이며, 가장 바람직한 배합비는 52중량%이다.
상기 골재는 폐콘크리트 골재, 폐유리골재, 백운석 골재, 제강슬래그 골재 등을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 구성된다.
상기 폐콘크리트 골재는 부착된 몰탈 또는 시멘트 페이스트 채취 시에 얻어지는 토사 이외의 각종 불순물 등으로 이루어지며, 이를 본 발명의 투수성 몰탈조성물에 적용하기 위해서는 불순물 제거 처리 횟수를 4회 이상 실시하는 것이 바람직하며, 골재의 입도는 0.5~2mm로 하는 것이 바람직하고, 폐콘크리트 골재의 비중은 1.5~2.0인 것이 바람직하며, 흡수율은 4.0% 이하인 것이 바람직하고, 마모율은 19%이하인 것이 바람직하다. 상기한 폐콘크리트 골재는 입도가 0.5mm이하가 되면 동일 공극일때의 골재 강도가 약하기 때문에 0.5mm이상이 되어야 하고, 충분한 공극을 확보하려면 골재의 입도를 10mm이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
상기 폐유리골재는 판유리, 병유리 등을 분쇄하여 용도에 맞게 입도 조절된 것이 사용된다. 폐유리골재의 주요 구성 물질은 규소질로써 콘크리트와의 혼합이 용이한 재료이다. 폐유리골재의 입도는 0.5~2mm인 것이 바람직하며, 비중은 1.2~1.8인 것이 바람직하고, 흡수율은 4.5%이하인 것이 바람직하다. 마모율은 20%미만인 것이 바람직하다.
상기 백운석골재의 입도는 0.5~2mm, 비중은 2.5~2.8, 흡수율은 3.5~4인 것이 바람직하다
제강슬래그는 용융상태의 선철로부터 탄소, 규소 및 인 등의 불순물을 제거 또는 조정하는 정련공정에서 발생되는 것으로서, 자유석회의 양을 저감하는 일련의 에이징 공정을 통해 골재로서 사용이 가능하게 된다. 본 발명에 적용되는 제강슬래그의 입도는 0.5~2mm, 비중은 3.0~3.4인 것이 바람직하다.
상기한 골재들은 메쉬(mesh) 별로 체가름하여 근소한 오차만을 가진 단입도만으로 구성된다. 상기 근소한 오차만을 가진 단입도는 종래와 같이 0~5mm 전체의 넓은 입도 분포를 의미하는 것이 아니고, 1mm, 2mm, 3mm, 4mm, 5mm 등 반드시 단입도만을 선별하여 사용됨을 의미한다.
그리고, 메쉬는 국제표준채가름 규격이 있으므로, 근소한 오차의 단입도는 국제표준 메쉬별로 채가름된 것 중에서 하나의 채가름만 된 것을 의미한다. 즉, 상기의 근소한 오차만 가진 단입도는 4.75mm초과~5.0mm이하(4메쉬, 이하에서는 '초과' 및 '이하'의 단어는 생략함), 2.36~4.75mm(8메쉬), 1.70~2.36mm(12메쉬), 1.18~1.70mm(16메쉬), 0.9~1.18mm(20메쉬) 중 반드시 1개의 채로 가름된 단입도만을 의미한다.
한편, 본 발명의 골재는 폐골재를 재생한 재생모래를 사용할 수도 있다. 즉, 폐콘크리트로부터 획득한 골재를 채가름으로 단입도별로 선별하여 사용함으로써, 건축 폐자재의 재활용도를 높일 수 있다. 특히 재생모래를 사용하는 경우는 흡수율이 높아 보습과 식생 등의 효용도를 높일 수 있다. 즉, 광석을 파쇄하여 만든 일반적인 골재(모래)는 흡수율이 1~1.5 중량% 정도이지만, 재생모래는 미세한 크랙과 공극이 형성되어 있어 흡수율이 6~7 중량% 정도가 된다. 따라서 재생모래로 된 단입도 골재는 흡수율이 높기 때문에 가로수 보호용 투수블록은 물론 식생 호안 블록 등에도 유용하게 활용될 수 있다.
시멘트는 12~21중량%가 배합된다. 배합비가 12 중량%이하인 경우에는 강도 및 내구성, 동결융해 저항성 등이 취약해지고, 배합비가 21 중량%를 초과하는 경우에는 기능적인 측면이나 물성적인 측면에서 큰 영향을 미치는 것은 아니나 다른 조성물과의 균형적인 배합을 위해 상한값을 지정해 놓은 것이다. 가장 바람직한 배합비는 15중량%이다.
상기 시멘트는, 포틀랜드 시멘트, 조강시멘트, 백시멘트 등을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 구성될 수 있으나, 이와는 다르게 다른 시멘트의 혼합 및 선택도 가능하다. 여기서, 포틀랜드 시멘트는 KS에 규정된 포틀랜드 시멘트를 사용하는 것이 바람직하며, 중용열 포틀랜드 시멘트, 조강 포틀랜드 시멘트 등 어느 시멘트를 사용해도 고강도의 투수성 몰탈을 얻을 수 있다.
한편, 본 발명에서는 상기 시멘트를 혼합함에 있어서 시멘트의 사용량이 표준량보다 적은 빈배합으로 혼합하는 것이 바람직하다. 부배합일 경우 많은 시멘트 페이스트에 의하여 공극을 막아 투수성이 적어지고, 물과 시멘트비가 높으면 재료분리현상이 발생하여 공극이 줄어들 우려가 있기 때문에, 단입도별로 부배합보다 적정량의 물과 시멘트의 비율을 조절한 빈배합으로 혼합된다.
상기와 같은 단입도의 골재, 빈배합에 의한 투수성 몰탈은 단입도를 가지면서 배합됨으로서, 입자 서로 간의 일정한 공간을 확보하게 되어 공극률이 최대가 되고, 단입도 간의 많은 접점수로 시멘트 페이스트와 결합되는 접합점이 증가되어 재료의 강도가 향상된다.
부연하면, 투수 몰탈을 구성하는 알갱이 간의 접점수는 알갱이 간의 접합력에 큰 영향을 주는 인자이고, 투수 몰탈의 강도와 직접적인 연관을 가진다. 그리고 공극률은 투수 몰탈의 투수 및 배수 능력에 직접적인 영향을 주는 인자이다. 또한 공극을 통해 물이 흘러갈 때 지나게 되는 투수경로의 길이와 수 또한 투수능력에 영향을 준다. 따라서, 본 발명은 종래와 같이 굵은 골재와 세골재가 넓은 입도의 분포로 혼재되는 것을 지양하고, 세골재만의 단입도로 선별하여 사용됨으로써 강도와 투수율을 증대시키게 된다.
종래의 경우 굵은 골재가 사용되므로 공극이 크게 되어 투수력이 좋다고 생각될 수 있으나, 이는 알갱이 간의 접합력을 보강하기 위하여 접착제의 투입량이 증가되고, 또는 세골재로 충진되므로 공극이 메워져 오히려 굵은 골재의 사용은 투수력을 저하시키는 결과를 초래하게 된다. 뿐만 아니라 넓은 입도 분포의 세골재로 인하여 다짐 시공시 세골재가 밑으로 쳐져 공극을 메우게 되므로 투수력을 더욱 저하시키게 된다. 그러나, 본 발명은 상기한 바와 같이 단입도의 세골재만을 사용함으로써 투수 및 강도를 기존 대비 향상시킬 수 있게 된다.
아래의 표 1은 단입도 별로 가로, 세로 및 높이가 100mm, 100mm, 50mm인 시편을 제작하여, 이들의 알갱이수, 접점 수, 공극률, 투수 경로길이, 투수유량을 비교한 것이다.
알갱이 직경(mm) 알갱이 수 접점 수 공극률(%) 투수경로길이(mm)
1 610,125 3,630,750 36.11 58.29
3 75,985 448,408 36.34 58.07
6 22,431 131,251 36.58 57.86
9 9,428 54,692 36.81 57.64
10 4,809 27,654 37.05 57.43
11 2,773 15,802 37,28 57.21
12 1,739 9,825 37,52 56.99
13 1,161 6,497 37,76 56.78
14 812 4,503 37.99 56.57
15 590 3,239 38.23 56.35
상기에서와 같이, 10mm 이하의 단입도 세골재의 경우, 공극률은 유사하면서도 많은 접점수에 의한 강도의 증가를 꿰할 수 있게 된다.
물은 5~11중량%가 배합되며, 가장 바람직한 배합비는 7중량%이다.
상기 물의 배합량은 반죽성 및 시공성을 좋게 하고, 강도 발현성을 좋게 하기 위한 최적의 범위이다.
황토분말은 1~4중량%가 배합된다. 황토분말이 1 중량% 이하인 경우에는 배합의 효과가 미미하고, 4 중량% 이상인 경우에는 몰탈조성물을 응고시켰을 때 내구성이 떨어지게 되므로 배합비는 위의 범위로 제한한다. 가장 바람직한 배합비는 2중량%이다.
황토분말은, 통상 산화규소(SiO2), 산화알루미나(Al2O2) 외에 산화칼슘(CaO), 산화칼륨(K2O), 산화마그네슘(MgO), 산화나트륨(Na2O) 등이 고르게 분포된 것으로, 산소 친화력이 높고 물과 함께 있을 때는 산소 흡착력이 높아져 수중 용존산소량을 증가시키게 되어 가로수 보호소재로서 적합한 친환경 소재이다.
황토분말은 투수성 몰탈조성물에 그대로 혼합하여도 무방하나, 시멘트와 응집되면서 약간의 특성저하가 발생할 수 있음을 감안하여, 500~1200℃에서 소성하여 우수 등에 용해되지 않도록 한 황토알갱이 형태로 적용할 수도 있다. 이러한 황토 알갱이는 몰탈조성물에 혼합되면서 공극을 형성하게 되므로 투수력을 높이는 효과도 얻을 수 있다.
바텀애쉬는 7~15중량%가 배합된다. 바텀애쉬는 상기한 기본 골재의 사용량을 줄이는 대신 대체 투입되어 투수성 및 강도향상에 일조되는 골재의 일종으로서, 위 배합범위 이하로 배합되는 경우에는 그 효과가 미미하여 배합효과를 볼 수 없으며, 위 배합범위 이상으로 배합되는 경우에는 투수성은 좋으나 오히려 압축강도가 저하되는 결과를 가져오게 되므로 위 범위로 제한한다. 가장 바람직한 배합비는 11중량%이다.
상기 바텀애쉬는 석탄화력발전소의 보일러 저부의 호퍼에서 배출된 분립상 또는 괴상의 비정질의 무기질 성분으로서 소정의 입도를 소정의 입도 범위로 선별한(0.5~10mm) 것이며, 비중은 2.0~2.5, 건조중량은 710~1500kg/m3, 흡수율은 2.0~12.0% 정도로 광범위하고 가소성이 없으며 스펀지 모양의 다공성 구조나 유리상의 치밀한 조직을 나타낸다. 하기 표 2는 본 발명에서 적용되는 바텀애쉬의 화학조성을 나타낸 것이다.
성분 CaO Al2O3 SiO2 MgO Fe2O3 Na2O+K2O SO3
중량% 18.8 18.7 46.1 1.80 10.2 1.79 -
금속인산염 바인더는 4~8중량%가 배합된다. 가장 바람직한 배합비는 5.2중량%이다.
상기 금속인산염 바인더는 인산알루미늄(Al(H2PO4)3), 인산마그네슘(Mg(H2PO4)2), 인산칼슘(Ca(H2PO4)2)이 단독 또는 두가지 이상 혼합되어 사용된다.
상기 금속인산염 바인더는 금속인산염 85중량%, 첨가제 15중량%의 비율로 혼합된 재료를 수용액 상태로 제조하여 사용한다. 상기 첨가제가 15중량% 미만인 경우에는 경화 속도가 느리고 최종 제품의 강도가 저하되는 단점이 있으며, 15중량%를 초과하게 되면 제조비용의 증가로 경제적이지 못하다.
상기 첨가제는 규산소다, 산성 코로이날 실리카 및 수 분산성 수지(아크릴 수지, 알킬 알콕실 실란 화합물)등을 혼합하여 내열성, 내오염성, 내수성, 안정성 및 강한 접착성을 갖도록 한다.
혼화제는 0.5~2중량%가 배합되며, 가장 바람직한 배합비는 1.8중량%이다.
상기 혼화제는, 감수제 65~85중량%, 티오시안 나트륨 10~20중량% 및 슬럼프 유지제 5~15중량%를 포함할 수 있다.
상기 감수제는 몰탈의 시공성(workability)를 개선하기 위한 첨가물로서, 감수제를 사용하면 몰탈의 양을 줄일 수 있으며 내구성까지 개선되는 경우가 많다. 감수제를 65 중량% 미만 사용하면 감수제 사용량의 감소에 따라 동일한 유동성을 얻기 위한 혼화제의 사용을 증가시켜야 하며, 85 중량%를 초과하여 사용하면 상대적으로 상기 티오시안 나트륨의 사용량이 줄어들어 조강성 향상을 제한하게 된다.
상기 감수제는 리그닌계 감수제, 나프탈렌계 감수제, 멜라민계 감수제 중에서 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 티오시안 나트륨은 몰탈조성물의 조강성을 확보하기 위한 것으로서, 10 중량% 미만 사용하면 충분한 조강성을 얻을 수 없고, 20 중량%를 초과하여 사용하게 되면 조강성의 향상 폭이 둔화됨과 아울러 혼화제의 점성이 과도하게 증가하게 된다.
상기 슬럼프 유지제는 무수말레인산(maleic anhydride), 폴리에틸렌 글리콜(poly ethylene glycol), 메타아크릴산(methacrylic acid), 메틸 메타아크릴레이트(methyl methacrylate), 아크릴산(acrylic acid) 및 아크릴 아마이드로 이루어진 군에서 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
감수제와 티오시안 나트륨만을 함유하는 혼화제는 슬럼프 경시변화에 있어 슬럼프 로스가 크게 나타나므로, 이를 보완하기 위해 슬럼프 유지제를 첨가하여 사용하게 된다. 이러한 슬럼프 유지제를 5 중량% 미만 사용하면 조강성 향상이 미약하고, 15 중량%를 초과하면 몰탈의 조강성에 악영향을 주어 강도 발현이 늦어지게 된다.
단섬유는 3~8 중량%가 배합되며, 가장 바람직한 배합비는 6 중량%이다.
상기 단섬유는 그 길이가 5mm이하인 것이고, 그 이상인 것은 장섬유로 규정한다. 상기 단섬유는 폴리프로필렌 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리아미드 섬유 중 어느 하나 또는 2개 이상을 혼합하여 구성할 수 있다.
장섬유를 사용하는 경우, 즉 길이가 5mm이상인 섬유를 사용하는 경우, 몰탈조성물을 균일하게 혼합하는 것이 어렵고, 몰탈조성물의 구성 성분 간의 응집력이 떨어지며, 몰탈조성물을 블록형태로 몰딩하였을 때 외면으로 장섬유의 일부가 노출되어 제품의 품질이 저하된다.
단섬유(길이가 5mm이하인 것)는 동결융해 저항성을 부여하는 역할을 하며, 배합비가 3 중량% 미만이면 동결융해 저항성이 부족하고, 8 중량%를 초과하면 조성물 내에서 단섬유를 균일하게 혼합하는 것이 어려워지고 상대적으로 다른 조성물의 함량이 줄어들 수밖에 없으므로 본 발명에 따른 몰탈조성물로부터 기대되는 물성을 저하시킬 우려가 있다. 반면, 단섬유를 3~8 중량%를 배합하게 되면, 동결융해 저항성 및 투수성, 흡수성 등이 최적화된다.
가로수 보호용 투수블록
본 발명에 따른 가로수 보호용 투수블록은 상기한 투수성 몰탈 조성물을 포함한다.
상기 가로수 보호용 투수블록은 제품을 미리 성형한 후 현장에 설치하거나, 이와는 다르게 현장에서 직접 타설할 수도 있다. 미리 성형한 성형품의 경우, 설치의 용이성을 위해 2피스 이상으로 분할되게 성형하는 것이 바람직하다.
[실시예]
규격별로 선별된 바텀애쉬 및 일반 포틀랜드 시멘트의 함량비를 변화시키면서 골재, 물, 황토분말, 금속인산염 바인더, 혼화제 및 단섬유를 일정량 혼합하여, 투수성 몰탈조성물을 포함하는 투수블록을 성형하여 제조하였다. 이렇게 제조된 투수블록에 대하여 KS F 2405에 따라서 압축강도(30일 양생강도)를 측정하였고, 투수계수의 측정은 KS F 2322에 의한 방법으로 투수계수를 측정하였다.
실시예1, 2에서는 입도가 0.6mm이고 비중이 1.6인 폐콘크리트 골재가 사용되었고, 금속염바인더로서 인산알루미늄(85중량%)과 첨가제로 규산소다(15중량%)가 혼합되어 사용되었으며, 혼화제는 나프탈렌계 감수제(경기화학 제조, PNS(Poly Naphthalene Sulphonate)감수제) 70중량%, 티오시안 나트륨 18중량%, 및 슬럼프 유지제로서 무수말레인산 12중량%가 혼합되어 사용되었고, 단섬유는 길이가 3mm인 폴리프로필렌 섬유가 사용되었다.
실시예3, 4에서는 입도가 0.8mm이고 비중이 1.4인 폐유리 골재가 사용되었고, 단섬유는 길이가 4mm인 폴리에틸렌 섬유가 사용되었으며, 금속염 바인더와 혼화제는 실시예1, 2와 동일하게 사용되었다.
한편, 실시예1~4 및 비교예2에서의 바텀애쉬의 입도는 0.6mm이고, 비교예1, 2에서 사용된 혼화제는 실시예에서 사용된 혼화제와 동일하게 사용되었다.
가로수 보호용 투수블록 제조시험
구분
 배합비(각 성분의 단위: kg) 압축강도(kg/cm2)
 투수계수(cm/sec)
골재 시멘트
(포틀랜드시멘트)		 물 황토분말 바텀애쉬 금속인산염 바인더 혼화제 단섬유
실시예1 50 12 9 2 14 5.2 1.8 6 220 2.0×10-1
실시예2 54 13 7 2 11 5.2 1.8 6 235 2.0×10-1
실시예3 54 14 5 2 15 5.2 1.8 3 240 1.9×10-1
실시예4 52 15 7 2 11 5.2 1.8 6 250 1.9×10-1
비교예1 77 21 - - - - 2.0 - 190 1.1×10-1
비교예2 - 21 - - 77 - 2.0 - 180 1.6×10-1
가로수 보호용 투수블록(이하 '투수블록"이라 함)의 각 성분의 함량에 있어서, 골재 38~67중량%, 시멘트 12~21중량%, 물 5~11중량%, 황토분말 1~4중량%, 바텀애쉬 7~15중량%, 금속인산염 바인더 4~8중량%, 혼화제 0.5~2중량% 및 단섬유 3~8중량%를 만족하도록 투수블록을 제조하면(실시예1~4), 시멘트(포틀랜드 시멘트)의 배합비가 증가함에 따라 투수블록의 압축강도는 점차 증가하지만 투수성은 약간 감소한다. 그러나, 본 발명의 투수블록의 경우 포틀랜드 시멘트와 골재만으로 이루어진 비교예1 보다 투수블록의 압축강도 및 투수성 모두가 양호한 결과를 나타냄을 알 수 있다.
한편, 비교예2와 같이 천연골재를 바텀애쉬로 치환한 경우에는, 비교예1 보다 투수성은 좋아지나 압축강도는 실시예1~4에 비해 낮게 나타나게 된다. 따라서, 압축강도 및 투수성이 모두 양호하게 나타나게 하려면 실시예1~4와 같은 배합비를 가져야 한다.
또 한편, 본 발명에 따른 투수블록(10)은 상기한 투수성 몰탈조성물에 의한 단층으로 구성될 수 있으나, 이와는 다르게, 도 1에서와 같이, 상층(20)과, 상기 상층(20)의 하부에 적층되는 하층(30)으로 구성될 수 있다.
상기 상층(20)은 앞서 설명된 투수성 몰탈조성물(골재, 시멘트, 물, 황토분말, 바텀애쉬, 금속인산염 바인더, 혼화제 및 단섬유)로 이루어진다.
상기 하층(30)은 쇄석골재, 시멘트, 소성점토 및 단섬유가 혼합되어 이루어진다. 위 조성물의 바람직한 중량%는 쇄석골재 38~55중량%, 시멘트 12~22중량%, 소성점토 15~23중량% 및 단섬유 11~21중량%이다.
상기 쇄석골재는 큰 바위 등에서 깨져서 나온 날카로운 골재로 일반골재에 비해 강도가 높아서 강도증진에 유리한 골재로서, 이러한 강도발현에 유리하기 위해서는 38~55중량%가 배합되는 것이 효과적이다.
시멘트는 앞서 투수성 몰탈조성물에서 설명한 바와 같이, 포틀랜드 시멘트, 조강시멘트, 백시멘트 등을 1종 또는 2종 이상 혼합하여 구성될 수 있으나, 이와는 다르게 다른 시멘트의 혼합 및 선택도 가능하다. 여기서, 포틀랜드 시멘트는 KS에 규정된 포틀랜드 시멘트를 사용하는 것이 바람직하며, 중용열 포틀랜드 시멘트, 조강 포틀랜드 시멘트 등 어느 시멘트를 사용해도 고강도의 하층(30)을 얻을 수 있다.
소성점토는 점토를 소성시키고 분쇄하여 분말로 제조한 것이라면 크게 제한하지 않으나, 점토 폐기물을 분쇄하여 얻어진 분말, 예컨대, 점토블록, 점토벽돌, 점토기와 등의 제품을 분쇄하여 사용하게 되는데, 이는 폐자재를 재활용함으로써 자원을 효율적으로 이용할 수 있고, 소성 과정이 필요하지 않으므로 에너지 소비를 줄일 수 있다.
일반적으로 소성점토의 비중은 입도에 따라 약간의 차이는 있으나, 1.0 ~ 1.5로, 일반 골재에 비해 가볍기 때문에 이를 사용할 경우 투수블록의 전체 중량을 상당량 감량할 수 있다.
상기 소성점토는 1mm 초과 및 15mm 이하의 입도 범위에서 1mm초과의 입도 차이를 가지는 적어도 2개의 서로 다른 분말로 이루어질 수 있다. 소성점토가 15mm 초과의 입도를 가진 분말로 이루어지는 경우 점토블록의 성형과정에서 점토블록의 외면이 균일한 면으로 이루어지는 대신 울퉁불퉁해져 제품의 품질 및 심미성이 떨어지고 모서리 부분의 강도가 떨어지는 문제가 있으며, 소성점토가 1mm이하의 입도를 가진 분말로 이루어지는 경우 소성점토가 1mm 초과의 입도 차이를 가지는 적어도 2개의 서로 다른 분말로 이루어지는 경우에도 1mm이하의 입도를 가진 분말이 큰 공극을 메꿔서 작은 공극으로 만들어 버리기 때문에 투수성이 떨어지는 문제가 있다. 또한, 소성점도가 1mm 초과 및 15mm 이하의 입도를 가지는 분말로 이루어지더라도 1mm초과의 입도 차이를 가지는 적어도 2개의 서로 다른 분말로 이루어지는 것이 중요한데, 소성점토가 1mm 초과 15mm이하의 입도 범위에서 하나의 입도를 가지는 분말 또는 1mm이하의 입도 차이를 가지는 2개의 서로 다른 분말로 이루어지는 경우 충분한 공극이 형성되지 않아서 투수성이 떨어지는 문제점이 있다. 특히, 상기 소성점토는 1mm 초과 15mm 이하의 입도범위에서 1mm초과의 압도차이를 가지는 적어도 2개의 서로 다른 분말로 이루어지는 것이 바람직한데, 상기 조건을 만족하는 경우 상층(20)의 성형성 및 충분한 공극 형성을 통한 투수성을 동시에 극대화시킬 수 있다.
단섬유는 앞서 투수성 몰탈 조성물에서 설명된 바와 동일하므로 중복설명하지 않는다.
한편, 상기 하층(30)과 상층(20)의 두께비는 하층:상층=2:1.5인 것이 바람직한데, 이는 상층(20)의 두께가 1.5 이하이면 소성점토에 의한 경량성, 흡수성의 특징이 미미하고, 1.5 이상이면 소성점토에 의해 제품의 가격 경쟁력이 떨어지게 된다.
이러한 2층 구조의 투수블록은 형틀(미도시) 내에 하층(30)과 상층(20)을 적층시킨 후, 진동을 주면서 가압 성형하고, 증기 양생 단계 및 선택적으로 연마 또는 쇼트 블라스트(shot blast)를 거쳐서 완료된다.
이처럼 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.
10 : 투수블록 20 : 상층
30 : 하층

Claims (7)

  1. 골재 38~67중량%, 시멘트 12~21중량%, 물 5~11중량%, 황토분말 1~4중량%, 바텀애쉬 7~15중량%, 금속인산염 바인더 4~8중량%, 혼화제 0.5~2중량% 및 단섬유 3~8중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 투수성 몰탈조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바텀애쉬의 입도는 0.5~10mm인 것을 특징으로 하는 투수성 몰탈조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단섬유는 길이가 5mm이하로 된 짧은 길이의 섬유재로서, 폴리프로필렌 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리아미드 섬유 중 어느 하나 또는 2개 이상을 혼합하여 구성된 것을 특징으로 하는 투수성 몰탈조성물.
  5. 제1항의 투수성 몰탈조성물을 포함하는 가로수 보호용 투수블록.
  6. 쇄석골재, 시멘트, 소성점토, 단섬유가 혼합되어 이루어진 하층; 및
    제1항의 투수성 몰탈조성물로 이루어져 상기 하층 상에 일체로 적층되는 상층;을 포함하는 가로수 보호용 투수블록.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하층은, 쇄석골재 38~55중량%, 시멘트 12~22중량%, 소성점토 15~23중량% 및 단섬유 11~21중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 가로수 보호용 투수블록.
KR1020120141585A 2012-12-07 2012-12-07 투수성 몰탈 조성물 및 이를 이용한 가로수 보호용 투수블록 KR101298697B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120141585A KR101298697B1 (ko) 2012-12-07 2012-12-07 투수성 몰탈 조성물 및 이를 이용한 가로수 보호용 투수블록

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120141585A KR101298697B1 (ko) 2012-12-07 2012-12-07 투수성 몰탈 조성물 및 이를 이용한 가로수 보호용 투수블록

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101298697B1 true KR101298697B1 (ko) 2013-08-20

Family

ID=49220981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120141585A KR101298697B1 (ko) 2012-12-07 2012-12-07 투수성 몰탈 조성물 및 이를 이용한 가로수 보호용 투수블록

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101298697B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102021817B1 (ko) * 2018-11-06 2019-09-17 강인길 콘크리트 구조물의 유지 보수 방법
KR102126301B1 (ko) * 2020-01-29 2020-06-25 이현호 메틸메타크릴레이트계 혼성 폴리머 콘크리트 그레이팅 및 투수 콘크리트 적층 친환경 가로수 보호판 및 그 제조 또는 시공방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200342589Y1 (ko) * 2003-11-22 2004-02-18 정영하 자연석 투수 평판 블록
KR100918364B1 (ko) * 2009-02-09 2009-09-22 (주)서우 황토 레미콘을 이용한 경하중 및 자전거 겸용 도로의 시공 방법
KR20110030717A (ko) * 2009-09-18 2011-03-24 김송이 에코소일
KR101187633B1 (ko) * 2012-03-23 2012-10-08 주식회사 쏘일투 친환경 황토 콘크리트 및 시공방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200342589Y1 (ko) * 2003-11-22 2004-02-18 정영하 자연석 투수 평판 블록
KR100918364B1 (ko) * 2009-02-09 2009-09-22 (주)서우 황토 레미콘을 이용한 경하중 및 자전거 겸용 도로의 시공 방법
KR20110030717A (ko) * 2009-09-18 2011-03-24 김송이 에코소일
KR101187633B1 (ko) * 2012-03-23 2012-10-08 주식회사 쏘일투 친환경 황토 콘크리트 및 시공방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102021817B1 (ko) * 2018-11-06 2019-09-17 강인길 콘크리트 구조물의 유지 보수 방법
KR102126301B1 (ko) * 2020-01-29 2020-06-25 이현호 메틸메타크릴레이트계 혼성 폴리머 콘크리트 그레이팅 및 투수 콘크리트 적층 친환경 가로수 보호판 및 그 제조 또는 시공방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106045416B (zh) 一种绿色环保高强透水砖
KR101187633B1 (ko) 친환경 황토 콘크리트 및 시공방법
CN104119043B (zh) 一种用建筑垃圾为主要原料的道路铺筑材料及其制备方法
CN107226648B (zh) 一种金刚砂尾矿复合型砂基生态透水砖及其制备方法
KR101518443B1 (ko) 산업폐기물을 골재로 이용한 투수성 콘크리트 조성물 및 그 제품의 제조방법
CN108083706B (zh) 一种彩色透水混凝土及其制备方法
CN104086131B (zh) 将建筑垃圾与石灰石粉复合制得的道路铺筑材料及其制备方法
KR101038796B1 (ko) 바텀애쉬를 이용한 도로 포장용 투수성 조성물
KR100931008B1 (ko) 친환경 무기질바인더를 이용한 투수성 포장재 및 이를 이용한 시공방법
KR101066194B1 (ko) 바텀애시 보수성 블록 및 그의 제조방법
KR101298697B1 (ko) 투수성 몰탈 조성물 및 이를 이용한 가로수 보호용 투수블록
JP2005060159A (ja) 無機系廃棄物を活用した保水、透水性セラミックスブロック及びその製造方法
CN105174823A (zh) 一种沥青混凝土的填料及沥青混凝土
CN106400639A (zh) 一种透水砖路面及其施工工艺
TW201307247A (zh) 互鎖磚
JP4235019B2 (ja) 保水性ポーラスコンクリート成形体及びその製造方法
CN104692770A (zh) 用建筑垃圾复合钢渣制得的道路铺筑材料及其制备方法
CN104692771B (zh) 用建筑垃圾复合淤泥制得的道路铺筑材料及其制备方法
CN109384447B (zh) 一种露天煤矿坑中临建道路基层粉体固化剂及其使用方法
CN109809769A (zh) 一种增粘型高强透水特细砂混凝土
CN100390095C (zh) 环保彩色路面砖及其生产方法
KR101161420B1 (ko) 황토 조성물 및 이를 이용한 포장 공법
CN109056455A (zh) 一种海绵城市建设用透水型人行道板及铺装方法
CN104761216B (zh) 一种用建筑垃圾复合电炉渣的道路铺筑材料及其制备方法
KR20060131617A (ko) 폴리머 세립 재활용 투수 콘크리트 포장

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee