KR101334319B1 - 친환경 흙콘크리트 조성물 및 이를 이용한 포장방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘크리트 및 황토에 고화제 파우더, 화이버, 폐산화철이 함유된 보강용파우더를 혼합하여 친환경적 이면서도, 신속하고 안정된 강도 발현이 가능하며, 동결융해에 의한 내구년한을 반영구적으로 현저히 증가시킬 수 있으며, 콘크리트에 환경 친화적인 혼합물을 혼합하여, 환경 훼손과 공해를 미연에 방지하고, 초기 응결속도가 빠르고 안정적으로 이루어짐은 물론, 포장시 크랙, 균열등을 방지하면서 흙콘크리트의 보강 효과를 얻을 수 있으면서, 습식 공법에 적용하기 용이한 배합비를 갖는 흙콘크리트 조성물을 형성함으로써, 타설 작업이 용이하고 시공성을 향상시킬 수 있도록 하며, 별도의 포설 장비나 다짐 장비가 필요없이도 빠르고, 용이하게 흙콘크리트를 포장할 수 있도록한 친환경 흙콘크리트 조성물 및 이를 이용한 포장방법에 관한 것이다.
시멘트 10중량%, 모래 30중량%, 자갈 60중량%에 혼화제(混和劑)와 물이 혼합되는 콘크리트와, 상기 콘크리트 70~90중량%, 황토 5~15중량%, 보강용파우더 5~15중량%를 포함하되,
상기 보강용파우더는 고화제 파우더 94.5중량%, 화이버 0.5중량%, 폐산화철 5중량%를 포함하며,
상기 고화제 파우더는 Ca 35~55중량%, Mg 1~20중량%, 폐분, 석분, 소각회, 석탄회가 배합된 배합물 25~64중량%를 포함 하는 친환경 흙콘크리트 조성물과,
a) 상기 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 조성을 갖는 친환경 흙콘크리트를 준비하는 단계;
b) 포장 대상면에 형틀을 설치하는 단계;
c) 상기 형틀의 내부에 상기 a)단계에서 준비된 흙콘크리트를 포설하는 단계;
d) 상기 c)단계의 형틀의 내부에 포설된 흙콘크리트를 미장 또는 다짐하는 단계;
e) 상기 d)단계의 다짐작업이 완료된 흙콘크리트를 양생포로 덮어 양생하는 단계;
f) 상기 e)단계의 양생이 완료된 흙콘크리트 표면에 줄눈을 설치하는 단계;를 요지로 한다.

Description

친환경 흙콘크리트 조성물 및 이를 이용한 포장방법{AN NVIRONMENT-FRIENDLY SOIL CONCRETE COMPOSITE MATERIAL AND PAVING METHOD USING IT}

본 발명은 친환경 흙콘크리트 조성물 및 이를 이용한 포장방법에 관한 것으로 보다 상세하게로는, 콘크리트 및 황토에 고화제파우더, 화이버, 폐산화철이 함유된 보강용 파우더를 혼합하여 친환경적 이면서도, 신속하고 안정된 강도 발현이 가능하며, 동결융해에 의한 내구년한을 반영구적으로 현저히 증가시킬 수 있으며, 콘크리트에 환경 친화적인 혼합물을 혼합하여, 환경 훼손과 공해를 미연에 방지하고, 초기 응결속도가 빠르고 안정적으로 이루어짐은 물론, 포장시 크랙, 균열등을 방지하면서 흙콘크리트의 보강 효과를 얻을 수 있으면서, 습식 공법에 적용하기 용이한 배합비를 갖는 흙콘크리트 조성물을 형성함으로써, 타설 작업이 용이하고 시공성을 향상시킬 수 있도록 하며, 별도의 포설 장비나 다짐 장비가 필요없이도 빠르고, 용이하게 흙콘크리트를 포장할 수 있도록한 친환경 흙콘크리트 조성물 및 이를 이용한 포장방법에 관한 것이다.

일반적으로 알려져있는 콘크리트는 모래와 자갈을 시멘트에 혼합한 콘크리트를 건축소재로 사용하는 것이 대분분 이었다.

그러나, 모래, 자갈등과 같은 골재류의 채취가 환경 파괴의 주범으로 등장하고 있으며, 또한 골재류가 바닥난 상태에서 더 이상 상기와 같은 골재 위주의 콘크리트를 사용할 수 없는 한계에 이르렀다.

이에따라, 가장 흔하고 인류의 건강에 최적의 요소로 등장하고 있는 흙을 사용할 수 밖에 없게 되었으나, 이와같은 흙은 콘크리트와 잘 융합되지 않으며, 이와같은 특수성을 감안하여 화학적으로 용합이 가능하게 한 것이 흙콘크리트이다.

이와같은 흙콘크리트를 사용한 흙포장의 시공 시에는, 포장대상 흙의 밀도나 함수율과 같은 특성에 따라 흙콘크리트의 물성이 매우 열악한 상태로 포장되는 문제점이 있는 것이다.

한편, 종래의 흙콘크리트는 흙 자체의 다양한 특성이 전혀 반영되지 않아, 흙 중에 포함된 유기물과 미세한 흙 입자가 흙콘크리트의 경화 특성을 방해하여 강도 물성을 저해함으로써, 우기의 빗물에 의한 투수로 인하여 수분 팽윤현상이 발생하고, 이와같은 현상에 의해 시멘트 경화체의 미세공극을 팽창시키는 문제점이 발생하게 됨은 물론, 겨울철 동결융해 현상으로 이어져 흙콘크리트의 급격한 성능저하로 인해 장기 내구년한을 감소시켜 대부분 경우 3년이 경과할 시에 포장도로로서의 기능을 상실하는 문제점이 있는 것이다.

또한, 흙콘크리트의 포장 시공 후 일축압축강도가 느리게 증가하여, 동결융해 및 우기의 수분 팽윤현상 등으로 초기에 안정된 포장지반을 조성하지 못하는 문제점을 가지고 있다.

한편, 일반적 알려져있는 흙(황토)은 인체에 유익한 원적외선을 방출하는데, 이 원적외선은 혈액순환과 노폐물배출을 촉진하여 건강을 증진시키며, 또한 황토는 음이온을 방출하여 각종 오염으로부터 생활주변에 방출된 양이온을 흡착, 중화함으로써 생활환경을 쾌적하게 하고. 또한 이러한 황토는 보온 및 단열효과 뛰어나기 때문에 건축 및 토목재료로 많이 사용되고 있다.

그러나, 상기와 같은 황토 조성물은 자체 점성 또는 부착력이 약해서, 일정한 형태로 성형하기 어렵고, 강도 및 경도가 극히 취약하여 사용 중 쉽게 깨지거나 크랙이 발생될 뿐 아니라, 물에 잘 풀리고, 표면이 부스러지는 단점이 있어서 건축용으로 활용하기에는 적지 않은 문제점이 있었던 것이다.

다른 한편, 대한민국등록특허공보 제 10-457997호에는 황토 콘크리트 조성물이 개시되어 있다.

그 기술구성은, 일반시멘트 콘크리트 몰탈 제조시 사용되는 시멘트, 골재(잔골재, 굵은골재), 유동화제, 물로 조성되는 시멘트콘크리트 조성물에 황토 미세분말을 상기 시멘트중량에 대해서 5~30%를 혼합하여 마이크로 필러효과, 시멘트의 수산화칼륨과의 포졸란 반응에 의해 압축강도를 증진시키는 황토 조성물에 관한 것으로, 여기에서 황토에 대하여 건조온도와 입경에 따른 비표면적을 한정시킨 황토에 불과할 뿐, 통상의 시멘트조성물에 황토를 첨가하여 시멘트 콘크리트에 황토색상을 표출시킨 정도의 흙콘크리트라 할 수 있다.

또한, 최근에는 강도가 저하되지 않으면서도 수축저감제 및 섬유보강제에 의한 건조수축을 억제시켜 균열을 방지하고, 황토성분을 포함시켜서 자외선 및 복사열을 흡수 차단하는 기능을 발휘하는 친환경 황토 콘크리트가 대한민국 등록특허공보 제 10-1187633호에 알려져있다.

상기 친환경 황토 콘크리트는, 콘크리트 조성물 100중량부에 대하여, 결합제 조성물 5~8중량부, 수축저감제 0.2~0.8중량부, 섬유보강제 0.05~0.8중량부, 황토분 0.3~1.5중량부 및 혼화제 0.08~0.2중량부가 더 포함되어 이루어지되, 상기 결합제 조성물은 고화제 93~99중량% 및 토양안정제 1~7중량%가 혼합되어, 상기 수축저감제 및 섬유보강제에 의한 콘크리트 건조수축을 억제시켜 균열을 방지한다.

그러나, 상기와같은 친환경 황토 콘크리트의 경우, 콘크리트 내부에 수축저감제 및 섬유보강제를 포함하여 콘크리트의 균열을 억제한다 하더라도, 상기 콘크리트의 초기 신속하고, 안정적인 응결 강도유지가 어렵게 되며, 특히 미량의 황토 첨가에 의해 자외선 및 복사열을 흡수 차단등의 효과를 제대로 기대하기가 극히 어렵게 되는등 많은 문제점이 있는 것이다.

대한민국 등록특허공보 제 10-457997호 대한민국 등록특허공보 제 10-1187633호

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 개선시키기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 콘크리트 및 황토에 고화제 파우더, 화이버, 폐산화철이 함유된 보강용파우더를 혼합하여 친환경적 이면서도, 신속하고 안정된 강도 발현이 가능하며, 동결융해에 의한 내구년한을 반영구적으로 현저히 증가시킬 수 있는 흙콘크리트용 조성물을 제공하는데 있다.

또한, 콘크리트에 환경 친화적인 혼합물을 혼합하여, 환경 훼손과 공해를 미연에 방지하고, 초기 응결속도가 빠르고 안정적으로 이루어짐은 물론, 동결융해 저항성이 우수한 흙콘크리트용 조성물을 제공하는데 있다.

이에 더하여, 본 발명의 또 다른 목적은 습식 공법에 적용하기 용이한 배합비를 갖는 흙콘크리트 조성물을 형성함으로써, 타설 작업이 용이하고 시공성을 향상시킬 수 있도록 하며, 별도의 포설 장비나 다짐 장비가 필요없이 빠르고, 용이하게 흙콘크리트를 포장할 수 있는 흙콘크리트를 이용한 포장방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 친환경 흙콘크리트 조성물에 있어서,
시멘트 10중량%, 모래 30중량%, 자갈 60중량%에 혼화제(混和劑)와 물이 혼합되는 콘크리트와, 상기 콘크리트 70~90중량%, 황토 5~15중량%, 보강용파우더 5~15중량%를 포함하되,
상기 보강용파우더는 고화제 파우더 94.5중량%, 화이버 0.5중량%, 폐산화철 5중량%를 포함하며,
상기 고화제 파우더는 Ca 35~55중량%, Mg 1~20중량%, 폐분, 석분, 소각회, 석탄회가 배합된 배합물 25~64중량%를 포함 하는 것을 특징으로 하는 친환경 흙콘크리트 조성물을 마련함에 의한다.

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또한, 본 발명은 상기 시멘트와 모래, 자갈로 이루어진 콘크리트에 물과 함께 혼합되는 혼화제는 분산제, AE제, 감수제, 유동화제, 급결제가 혼합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 황토의 입경은 1mm 이하의 크기로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이에 더하여, 상기 보강용 파우더에 포함되는 화이버는, 섬유, 유리, 스틸, 탄소 화이버중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

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한편, 본 발명은 친환경 흙콘크리트 조성물을 이용한 포장방법에 있어서,

a) 상기 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 조성을 갖는 친환경 흙콘크리트를 준비하는 단계;

b) 포장 대상면에 형틀을 설치하는 단계;

c) 상기 형틀의 내부에 상기 a)단계에서 준비된 흙콘크리트를 포설하는 단계;

d) 상기 c)단계의 형틀의 내부에 포설된 흙콘크리트를 미장 또는 다짐하는 단계;

e) 상기 d)단계의 미장 또는 다짐작업이 완료된 흙콘크리트를 양생포로 덮어 양생하는 단계;

f) 상기 e)단계의 양생이 완료된 흙콘크리트 표면에 줄눈을 설치하는 단계;를 포함하여 포장하는 것을 특징으로 하는 친환경 흙콘크리트 조성물을 이용한 포장방법을 마련함에 의한다.

또한, 본 발명은 상기 e)단계의 흙콘크리트의 양생시, 일정량의 물을 살포기로 살포하는 것을 특징으로 한다.

본 발명인 친환경 흙콘크리트 조성물 및 이를 이용한 포장방법에 의하면, 콘크리트 및 황토에 고화제 파우더, 화이버, 폐산화철이 함유된 보강용 파우더를 혼합하여 친환경적 이면서도, 신속하고 안정된 강도 발현이 가능하며, 동결융해에 의한 내구년한을 반영구적으로 현저히 증가시킬 수 있으며, 콘크리트에 환경 친화적인 혼합물을 혼합하여, 환경 훼손과 공해를 미연에 방지하고, 초기 응결속도가 빠르고 안정적으로 이루어짐은 물론, 포장시 크랙, 균열등을 방지하면서 흙콘크리트의 보강 효과를 얻을 수 있는 우수한 효과가 있다.

이에 더하여, 습식 공법에 적용하기 용이한 배합비를 갖는 흙콘크리트 조성물을 형성함으로써, 타설 작업이 용이하고 시공성을 향상시킬 수 있도록 하며, 별도의 포설 장비나 다짐 장비가 필요없이도 빠르고, 용이하게 흙콘크리트를 포장할 수 있는 우수한 효과가 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

도 1은 본 발명에 의한 친환경 흙콘크리트 조성물을 이용한 포장방법을 설명하기 위한 플로우챠트.

이하, 본 발명인 친환경 흙콘크리트 조성물의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 친환경 흙콘크리트 조성물은, 시멘트 10중량%, 모래 30중량%, 자갈 60중량% 혼합된 콘크리트에, 상기 콘크리트를 쉽게 경화시키면서 강도를 향상시키는 혼화제(混和劑)와 물이 혼합되어 포장용 콘크리트를 형성하게 되며, 이때 상기 콘크리트 70~90중량%에 대하여, 황토5~15중량%, 보강용파우더 5~15중량%를 포함한다.

상기 시멘트, 모래, 자갈로 이루어진 콘크리트의 제조시 물과 함께 소량 혼합되는 혼화제는, 분산제, AE제, 감수제, 유동화제, 급결제가 혼합되어, 콘크리트의 경화반응을 촉진시키면서, 강도를 가일층 증대시킬 수 있도록 한다.

또한, 상기 콘크리트와 함께 황토, 보강용파우더가 함께 혼합되며, 이때 상기 콘크리트 70중량%에 대하여 황토가 15중량%이상 포함될 경우, 황토의 중량이 너무 많이 함유되어 흙콘크리트의 포장시 황토가 쉽게 박리(剝離)되어 이탈되거나, 콘크리트의 강도가 저하되는 현상이 발생되며, 상기 콘크리트 90중량%에 대하여, 황토 5중량% 이하로 포함될 경우에는, 미량의 황토 첨가에 의해 자외선 및 복사열을 흡수 차단등의 효과는 물론, 원적외선의 방출을 제대로 기대하기가 어렵게 되는데 기인하는 것으로, 상기 콘크리트 70~90중량%에 대하여, 황토 5~15중량%가 포함되는 것이 바람직하다.

이에 더하여, 상기 황토의 입경은 1mm 이하의 크기로 형성되어, 상기 콘크리트 및 보강용파우더 쉽게 혼합될 수 있도록 하면서, 포장작업시 표면이 매끄럽게 형성될 수 있도록 한다.

또한, 상기 콘크리트 및 황토와 함께 보강용파우더가 5~15중량%가 포함되며, 상기 보강용파우더가 5중량% 이하로 함유되면 흙콘크리트의 포장시 균열이 쉽게 발생하면서 강도가 저하되는 단점이 있으며, 상기 보강용 파우더가 15중량% 이상일 경우 상대적으로 콘크리트와 황토가 너무 적게 함유되어, 포장시 신속하고 안정된 강도 발현이 어렵게 되며, 동결융해에 의한 내구년한을 단축하게 됨은 물론, 원적외선 방출이 소량으로 발생하게 되는등의 단점이 있는 것으로, 상기 본 발명에서와 같이 콘크리트 70~90중량%에 대하여, 황토5~15중량%, 보강용파우더 5~15중량%를 함유하는 것이 바람직 하다.

바로 이때, 상기 보강용파우더는 고화제 파우더 94.5중량%, 화이버 0.5중량%, 폐산화철 5중량%를 포함하여, 상기 칼슘(Ca) 및 마그네슘(Mg) 성분의 고화크리스탈을 형성하여 강도 및 강성이 증대되는 효과를 얻을 수 있도록 하며, 이때 상기 고화제 파우더는 Ca 35~55중량%, Mg 1~20중량%, 폐분, 석분, 소각회, 석탄회 배합물 25~64중량%를 함유하게 된다.

또한 섬유, 유리, 스틸, 탄소 화이버중 어느 하나의 화이버를 통한 황토 콘크리트 포장물의 크랙, 균열등을 방지하면서 황토 콘크리트의 보강 효과를 얻을 수 있게 되고, 폐산화철 자체의 색상에 의해 황토 콘크리트 포장시 자연적인 흙 색상을 제공하면서, 철성분에 의한 보강효과를 얻을 수 있도록 하는 것이다.

한편, 상기와 같이 구성된 본 발명의 친환경 흙콘크리트 조성물을 이용한 포장방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 친환경 흙콘크리트 조성물을 이용한 포장방법을 설명하기 위한 플로우챠트로서, 본 발명은 먼저 a)단계에서 상기에서와 같은 조성을 갖는 친환경 흙콘크리트 조성물을 준비하게 되며, b)단계에서는 상기 a)단계에서 준비된 친환경 흙콘크리트를 포장할 포장 대상면에 알맞도록 형틀을 설치하게 된다.

한편, 상기 b)단계에서 포장 대상면에서 형틀을 설치하고자 하는 위치에 둔덕, 흙턱 등이 형성되어 형틀을 대신할 수 있는 지형이 이미 형성되어 있거나, 또는 별도의 형틀을 설치하지 않아도 되는 경우에는, 상기 형틀의 설치가 생략될 수 있는 것이다.

또한, c)단계에서 상기 b)단계에서 제작된 형틀의 내부에 상기 a)단계에서 준비된 흙콘크리트를 포설하게 되며, 상기 흙콘크리트의 포설작업이 완료되면 d)단계에서 상기 c)단계의 형틀의 내부에 포설된 흙콘크리트 조성물이 균일한 상태로 형틀 내부에 포설될 수 있도록 미장 또는 다짐 작업을 수행하게 되며, 상기 d)단계의 미장 또는 다짐작업이 완료될 경우, e)단계에서 상기 미장 또는 다짐작업이 완료된 흙콘크리트 조성물을 양생포로 덮어 일정시간 양생작업을 수행하여, 상기 포장되는 흙콘크리트 조성물이 굳게 양생될 수 있도록 한다.

이때, 상기 상기 e)단계의 흙콘크리트 조성물의 양생시, 일정량의 물을 양생포에 살포기로 살포하여, 습식 포장작업에 의해 타설 작업이 용이하고, 시공성을 가일층 향상시킬 수 있도록 한다.

이에 더하여, f)단계에서 상기 e)단계의 양생이 완료된 흙콘크리트 조성물 표면에 줄눈을 설치하여 마무리 작업을 수행하게 되며, 이때 상기 줄눈 마무리작업에 의해, 포장작업시 결점 있는 곳을 쉽게 발견할 수 있으며, 상기 흙콘크리트 포장물의 인접 이음새 역시 손쉽게 보수할 수 있게 되고 상기 줄눈 마무리작업을 도구를 사용해서 부드럽고, 오목한 마무리 표면이 되도록 하여, 우수한 줄눈 마무리는 장식의 효과를 얻을 수 있는 것이다.

Claims (7)

1. 친환경 흙콘크리트 조성물에 있어서,
   시멘트 10중량%, 모래 30중량%, 자갈 60중량%에 혼화제(混和劑)와 물이 혼합되는 콘크리트와, 상기 콘크리트 70~90중량%, 황토 5~15중량%, 보강용파우더 5~15중량%를 포함하되,
   상기 보강용파우더는 고화제 파우더 94.5중량%, 화이버 0.5중량%, 폐산화철 5중량%를 포함하며,
   상기 고화제 파우더는 Ca 35~55중량%, Mg 1~20중량%, 폐분, 석분, 소각회, 석탄회가 배합된 배합물 25~64중량%를 포함 하는 것을 특징으로 하는 친환경 흙콘크리트 조성물.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 시멘트와 모래, 자갈로 이루어진 콘크리트에 물과 함께 혼합되는 혼화제는 분산제, AE제, 감수제, 유동화제, 급결제가 혼합되는 것을 특징으로 하는 친환경 흙콘크리트 조성물.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 황토의 입경은 1mm 이하의 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 친환경 흙콘크리트 조성물.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 보강용파우더에 포함되는 화이버는, 섬유, 유리, 스틸, 탄소 화이버중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 흙콘크리트 조성물.
   
5. 삭제
6. 친환경 흙콘크리트 조성물을 이용한 포장방법에 있어서,
   a) 상기 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 조성을 갖는 친환경 흙콘크리트를 준비하는 단계;
   b) 포장 대상면에 형틀을 설치하는 단계;
   c) 상기 형틀의 내부에 상기 a)단계에서 준비된 흙콘크리트를 포설하는 단계;
   d) 상기 c)단계의 형틀의 내부에 포설된 흙콘크리트를 미장 또는 다짐하는 단계;
   e) 상기 d)단계의 미장 또는 다짐작업이 완료된 흙콘크리트를 양생포로 덮어 양생하는 단계;
   f) 상기 e)단계의 양생이 완료된 흙콘크리트 표면에 줄눈을 설치하는 단계;를 포함하여 포장하는 것을 특징으로 하는 친환경 흙콘크리트 조성물을 이용한 포장방법.
   
7. 제 6항에 있어서, 상기 e)단계의 흙콘크리트의 양생시, 일정량의 물을 살포기로 살포하는 것을 특징으로 하는 친환경 흙콘크리트 조성물을 이용한 포장방법.

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