KR101371378B1 - 동해 및 염화칼슘에 강한 인조화강석 보차도 경계블록 및 이의 제조방법 - Google Patents

동해 및 염화칼슘에 강한 인조화강석 보차도 경계블록 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선철을 전로에서 정련하여 불순물인 탄소, 인, 유황을 제거하는 과정 중에 고압가스 분사 및 급속공기냉각에 의한 용융상태의 제강슬래그를 재활용하여 중금속 검출이 안되는 제강슬래그볼(Precious Slag Ball)과 자정기능을 갖는 광촉매를이용하여 동해 및 중성화 등 기타원인에 의한 콘크리트의 열화를 방지하고, 오염물질 및 NOx, SOx, 악취가스 등의 분해 및 제거와 미생물에 대한 살균기능을 갖도록 한 동해 및 염화칼슘에 강한 인조화강석 보차도 경계블록 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 동해 및 염화칼슘에 강한 인조화강석 보차도 경계블록은 통상의 보차도 경계블록에 있어서, 상기 보차도 경계블록은 제강슬래그볼 75∼85중량%와, 포틀랜드시멘트 15∼25중량%로 이루어지는 혼합물 100중량부에 대하여 제1바인더수지로서의 우레탄 아크릴레이트 수지 및 제2바인더수지로서의 폴리메틸 메타크릴레이트 수지를 포함하는 바인더수지, 경화제, 모래, 충전제로 이루어지는 수지모르타르 8중량부를 혼합하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 동해 및 염화칼슘에 강한 인조화강석 보차도 경계블록 제조방법은 통상의 보차도 경계블록 제조방법에 있어서, 거푸집에 제강슬래그볼 75∼85중량%와, 포틀랜드시멘트 15∼25중량%로 이루어지는 혼합물 100중량부에 대하여 제1바인더수지로서의 우레탄 아크릴레이트 수지 및 제2바인더수지로서의 폴리메틸 메타크릴레이트 수지를 포함하는 바인더수지, 경화제, 모래, 충전제로 이루어지는 수지모르타르 8중량부를 혼합한 경계석 혼합물을 채운 후, 일정한 시간 양생 후 탈형하여 보차도 경계블록을 제조함을 특징으로 한다.

Description

동해 및 염화칼슘에 강한 인조화강석 보차도 경계블록 및 이의 제조방법{Boundary sidewalk and driveway block, and its manufacturing method}
본 발명은 동해 및 염화칼슘에 강한 인조화강석 보차도 경계블록 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 특히 선철을 전로에서 정련하여 불순물인 탄소, 인, 유황을 제거하는 과정 중에 고압가스 분사 및 급속공기냉각에 의한 용융상태의 제강슬래그를 재활용하여 중금속 검출이 안되는 제강슬래그볼(Precious Slag Ball)과 자정기능을 갖는 광촉매를 이용한 보차도 경계블록 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 인도와 차도를 구분하기 위하여 콘크리트로 이루어진 보차도 경계블록이 사용된다.
이러한 종래의 보차도 경계블록에 있어서, 번화가와 같이 차량 및 사람의 통행이 잦은 경우에는 콘크리트의 취성적 성질로 인하여 보차도 경계블록에 균열이 발생하거나 또는 동해 및 염화칼슘으로 인한 재료분리 등으로 보차도 경계블록이 파손되는 일이 빈번하게 일어나고 있다.
이렇게 보차도 경계블록에 균열이나 파손이 발생할 경우에는 도시의 미관을 해치는 것은 물론이고, 깨진 파편에 의한 사고의 위험성도 있어 보차도 경계블록을 교체해야만 하고, 이러한 보차도 경계블록의 교체는 정기적으로 이루어짐에 따라 그 유지 및 보수에 있어서 막대한 비용의 지출을 초래하고 있다.
한편, 경우에 따라서는 보차도 경계블록의 재료로서 화강암이나 대리석이 사용된다.
화강암이나 대리석의 경우 콘크리트에 비해서 그 내구성이 탁월하다는 장점이 있기는 하지만, 가격과 시공비가 고가이기 때문에 그 사용은 매우 제한적이다.
또한, 보차도 경계블록의 일반적인 재료로 사용되는 콘크리트는 가격의 면에서 화강암이나 대리석의 경우보다 유리하지만 내구성의 측면에서는 여러 가지 문제점이 있다.
콘크리트는 다공질이기 때문에 대기중의 수분을 흡수하고, 결빙점 이하의 온도에서는 흡수된 수분이 동결하는데 이렇게 콘크리트 내부의 공극수가 동결하면 체적이 약 9.1% 증대하기 때문에 팽창력이 발생하여 동결부의 주위에 응력 상태를 형성한다.
이러한 동결·융해의 반복은 콘크리트의 내구성을 저하시켜 균열을 발생시키거나 콘크리트의 파손을 가져온다.
한편, 경화된 콘크리트 내부로 대기중의 수분이나 이산화탄소가 침투하면 이들은 콘크리트 중의 수산화칼슘과 결합하여 탄산칼슘을 형성하고, 그 결과 콘크리트가 지닌 알칼리성이 점점 약화되면서 중성화 현상을 보이는데 이러한 중성화는 콘크리트의 강도 저하를 가져와 내구성을 감소시키는 주요한 원인이 된다.
또한, 종래에 있어서 보차도 경계블록의 재료로 사용되는 대리석, 화강암 및 콘크리트는 그 모두가 취성적 성질을 가진 것들이다.
따라서, 인도를 통행하는 사람들이나 차도를 주행하는 차량과의 충돌 등에 의해서 쉽게 균열을 보이거나 국부적으로 파손되는 등의 문제를 일으켜 도시의 미관을 해치는 것은 물론 정기적인 보수 공사가 요구되어 커다란 경제적 손실을 초래하고 있다.
이에, 상기한 문제점을 해결하기 위해 등록실용신안 제20-0378344호 보차도 경계블록이 제안되었다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 보차도 경계블록은 사각형의 일정한 단면형상을 가지며, 일측의 모서리는 곡선으로 형성되고, 전체적으로 직육면체의 형상을 가지는 중심체와, 상기 중심체의 표면 중 곡선으로 처리된 모서리의 양 측면에 형성된 우레탄으로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 종래의 보차도 경계블록은 콘크리트의 열화와 동결융해에 대해서는 일정한 효과가 있으나, 차량의 배기가스로 인한 오염물질 및 NOx, SOx, 악취가스 등의 분해와 제거 및 미생물에 대한 살균에는 취약한 문제점이 있다.
등록실용신안 제20-0378344호
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 선철을 전로에서 정련하여 불순물인 탄소, 인, 유황을 제거하는 과정 중에 고압가스 분사 및 급속공기냉각에 의한 용융상태의 제강슬래그를 재활용하여 중금속 검출이 안되는 제강슬래그볼(Precious Slag Ball)과 자정기능을 갖는 광촉매를 이용하여 동해 및 중성화 등 기타원인에 의한 콘크리트의 열화를 방지하고, 오염물질 및 NOx, SOx, 악취가스 등의 분해 및 제거와 미생물에 대한 살균기능을 갖도록 한 동해 및 염화칼슘에 강한 인조화강석 보차도 경계블록 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 동해 및 염화칼슘에 강한 인조화강석 보차도 경계블록은 통상의 보차도 경계블록에 있어서, 상기 보차도 경계블록은 제강슬래그볼 75∼85중량%와, 포틀랜드시멘트 15∼25중량%로 이루어지는 혼합물 100중량부에 대하여 제1바인더수지로서의 우레탄 아크릴레이트 수지 및 제2바인더수지로서의 폴리메틸 메타크릴레이트 수지를 포함하는 바인더수지, 경화제, 모래, 충전제로 이루어지는 수지모르타르 8중량부를 혼합하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 동해 및 염화칼슘에 강한 인조화강석 보차도 경계블록 제조방법은 통상의 보차도 경계블록 제조방법에 있어서, 거푸집에 제강슬래그볼 75∼85중량%와, 포틀랜드시멘트 15∼25중량%로 이루어지는 혼합물 100중량부에 대하여 제1바인더수지로서의 우레탄 아크릴레이트 수지 및 제2바인더수지로서의 폴리메틸 메타크릴레이트 수지를 포함하는 바인더수지, 경화제, 모래, 충전제로 이루어지는 수지모르타르 8중량부를 혼합한 경계석 혼합물을 채운 후, 일정한 시간 양생 후 탈형하여 보차도 경계블록을 제조함을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 동해 및 염화칼슘에 강한 인조화강석 보차도 경계블록 및 이의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명은 산업폐기물인 제강슬래그볼을 시멘트와 혼합하여 사용함으로써, 폐기물을 재활용할 수 있다.
둘째, 본 발명은 보차도 경계블록의 알칼리성을 중화시키는 이점이 있다.
셋째, 본 발명은 수지모르타르를 사용함으로써, 모래 입자들 사이가 탄성 또는 유연성이 있는 우레탄 아크릴레이트 수지로 결합되어 반복적인 하중에 의한 소정변형 및 온도변화에 의한 균열의 발생을 억제시킬 수 있다.
넷째, 본 발명은 광촉매를 사용함으로써, 오염물질 및 NOx, SOx, 악취가스 등의 분해 및 제거와 미생물에 대한 살균기능을 갖는 이점이 있다.
도 1은 종래의 보차도 경계블록을 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 동해 및 염화칼슘에 강한 인조화강석 보차도 경계블록을 도시한 사시도.
이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
[동해 및 염화칼슘에 강한 인조화강석 보차도 경계블록]
도 2는 본 발명에 따른 동해 및 염화칼슘에 강한 인조화강석 보차도 경계블록을 도시한 사시도이다.
이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 동해 및 염화칼슘에 강한 인조화강석 보차도 경계블록(S)은 통상의 보차도 경계블록에 있어서, 상기 보차도 경계블록은 제강슬래그볼 75∼85중량%와, 포틀랜드시멘트 15∼25중량%로 이루어지는 혼합물 100중량부에 대하여 제1바인더수지로서의 우레탄 아크릴레이트 수지 및 제2바인더수지로서의 폴리메틸 메타크릴레이트 수지를 포함하는 바인더수지, 경화제, 모래, 충전제로 이루어지는 수지모르타르 8중량부를 혼합하여 구성된다.
즉, 본 발명에 따른 동해 및 염화칼슘에 강한 인조화강석 보차도 경계블록(S)은 제강슬래그볼, 포틀랜드시멘트 및 수지모르타르가 혼합되어 이루어진 구조물이다.
여기서, 상기 제강슬래그볼은 제철소의 철 제조공정에서 발생되는 부산물로서 용융상태의 액상이며, 그 목적에 따라 냉각과정을 통해 고상화시킨 후, 파쇄공정을 거쳐서 양산된다.
이와 같은 제강슬래그가 파쇄되어 제조된 볼상태를 제강슬래그볼이라 하며, 그 용도에 따라 사용할 수 있다.
여기서, 상기 일반적인 제강슬래그볼은 타성분에 비해 CaO 성분이 많으며, 이 성분 중 free CaO는 물과 반응하여 다음과 같은 Ca(OH)2 생성물을 만들고, 이러한 과정에서 체적이 팽창된다.
free CaO + H2O → Ca(OH)2
따라서, 상기한 바와 같은 특성이 있는 제강슬래그볼을 보차도 경계블록에 활용하기 위해서는 제강슬래그볼 처리공정을 거치는데, 제강슬래그볼 처리방법은 에이징(aiging)공법으로 넓은 장소에 제강슬래그를 일정기간 방치하여 잠재 팽창성을 없앤 후, 사용한다.
한편, 상기 제강슬래그볼 75∼85중량%을 포틀랜드시멘트 15∼25중량%와 혼합하면 포틀랜드시멘트 량을 감소시킬 수 있어, 이동수분의 알칼리성이 감소되는 효과가 있다.
상기한 제강슬래그볼은 아래 표 1과 같다.
화학성분 T-Fe SiO2 CaO Al2O3 MgO MnO P2O5 TiO2
중량% 14∼22 10∼20 35∼47 2∼6 6∼9 3∼6 1∼2 1∼2
즉, 본원발명에 따른 동해 및 염화칼슘에 강한 인조화강석 보차도 경계블록은 포틀랜드시멘트를 제강슬래그볼로 대체함에 따라 포틀랜드시멘트의 사용량 감소로 알칼리성이 감소되는 작용효과가 있다.
한편, 상기 수지모르타르는 제1바인더수지와 제2바인더수지로 구성되는 바인더수지, 경화제, 모래, 충전제로 구성된다.
여기서, 상기 제1바인더수지인 우레탄 아크릴레이트 수지는 본 발명에 따른 보차도 경계블록의 내구성을 부여하고, 또한 모래 입자들을 서로 단단히 결합시키는 기능을 한다.
특히, 염분을 포함한 모래를 사용할 때는 염분의 화학작용으로 인해 강도의 저하가 초래될 수 있는데, 상기 우레탄 아크릴레이트 수지가 모래 내 염분을 흡수함으로써 염분의 화학작용이 일어나지 않게 되어 보차도 경계블록 강도 저하가 초래되지 않는다.
상기 우레탄 아크릴레이트 수지는 우레탄의 특성과 아크릴레이트의 특성을 모두 갖고 있는 하이브리드(hybride) 수지이다.
이러한 우레탄 아크릴레이트 수지는 일반적으로 우레탄 프리폴리머(urethane prepolymer)와 하이드록시 알킬 아크릴레이트와의 중합반응에 의해서 제조된다.
상기 우레탄 프리폴리머는 폴리올(polyol)과 이소시아네이트(isocyanate)의 중합 반응에 의해서 형성되며, 그 종류는 다양하다.
또, 상기 하이드록시 알킬 아크릴레이트의 예로는 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate), 2-하이드록시에틸메타크릴레이트(2-hydroxy ethylmethacrylate), n-부틸 아크릴레이트(n-butyl acrylate) 등이 있다.
이러한 우레탄 아크릴레이트 수지와 폴리메틸 메타크릴레이트 수지를 포함하는 바인더 수지의 함량은 수지모르타르 조성물 100 중량부에 대하여 약 20 ∼ 60 중량부 범위인 것이 적절하다.
만약, 바인더 수지의 함량이 20 중량부 미만이면 모래와 제대로 혼합되지 않아 모래 입자들을 제대로 결합시킬 수 없고, 바인더 수지의 함량이 60중량부 초과이면 경화 후 블리딩 현상이 일어날 수 있다.
본 발명에 따른 동해 및 염화칼슘에 강한 인조화강석 보차도 경계블록에서는 상술한 제1바인더수지인 우레탄 아크릴레이트 수지 이외에, 제2바인더수지로서 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate) 수지를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1바인더수지인 우레탄 아크릴레이트 수지와 제2바인더수지인 폴리메틸 메타크릴레이트 수지의 혼합비율은 약 10~60:90~40중량 비율로 사용되는 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이렇게 폴리메틸 메타크릴레이트를 우레탄 아크릴레이트와 혼합 사용함으로써, 보차도 경계블록의 강도를 향상시킬 수 있으면서 제조비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 동해 및 염화칼슘에 강한 인조화강석 보차도 경계블록에서 수지모르타르는 우레탄 아크릴레이트 수지와 폴리메틸 메타크릴레이트 수지 이외에, 동해 및 염화칼슘에 강한 인조화강석 보차도 경계블록의 강도 보강을 위해 제3바인더 수지로서 하이드록시 에틸 메타크릴레이트(hydroxyl ethyl methacrylate, HEMA) 수지 등을 추가하여 사용할 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 동해 및 염화칼슘에 강한 인조화강석 보차도 경계블록의 수지모르타르에서는 우레탄 아크릴레이트 수지가 3차원 망상구조를 갖도록 하기 위하여 경화제를 사용한다.
상기 경화제는 우레탄 아크릴레이트 수지의 경화 시간을 조절할 수 있다.
상기 경화제의 예로는 벤조일 퍼록사이드(benzoyl peroxide, BPO) 등과 같은 유기 과산화물(Organic Peroxide)이 있는데, 이에 한정되지 않는다.
특히, 상기 벤조일 퍼록사이드는 우레탄 아크릴레이트 수지의 경화가 잘 일어나도록 할 뿐만 아니라, 용제 내에서 열분해 되어 페닐 라디칼과 벤조에이트 라디칼을 생성하여 우레탄 아크릴레이트 수지의 중합을 개시하기도 한다.
상기 경화제는 대기온도 및 지표온도에 따라 그 사용 함량을 조절하는데, 예컨대 겨울에는 많은 양을 혼합하고, 여름에는 적은 양을 혼합하는 것이 바람직하다.
이러한 점을 고려하여, 상기 경화제의 함량은 수지모르타르 100 중량부에 대하여 2 ∼ 10 중량부 정도인 것이 적절하다.
만약, 경화제의 함량이 2 중량부 미만인 경우에는 경화가 제대로 일어나지 않을 수 있으며, 경화제의 함량이 10 중량부 초과인 경우에는 형성되는 보차도 경계블록의 물성이 저하될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 동해 및 염화칼슘에 강한 인조화강석 보차도 경계블록의 수지모르타르에서는 주요 성분을 이루는 물질로서 모래를 사용한다.
상기 모래는 그 입경이나 모래 입자의 거칠기에 따라 수지모르타르의 현장 작업시 작업성에도 영향을 미칠 수 있기 때문에, 수지모르타르가 이용되는 동해 및 염화칼슘에 강한 인조화강석 보차도 경계블록의 조건에 따라 적절한 입경이나 거칠기를 갖는 모래를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 모래 사이의 공극을 최대한 감소시키고, 모래 간의 맞물림 현상을 증대시켜 내구성을 증가시키기 위해, 입경이 상이한 모래 2종 이상을 혼합할 수 있다.
예컨대, 입경이 0.2 ∼ 0.4㎜ 범위인 모래와 입경이 0.4 ∼ 0.8㎜ 범위인 모래를, 1:1의 중량비율로 혼합할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 염분을 포함한 모래도 사용할 수 있다.
왜냐하면, 모래 내 염분을 상술한 우레탄 아크릴레이트 수지가 흡수할 수 있기 때문에 보차도 경계블록의 강도에 영향을 미치지 않는다.
다만, 이때 모래 내 염분의 함량은 모래 100 중량부를 기준으로 1 ∼ 20 중량부 범위인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 동해 및 염화칼슘에 강한 인조화강석 보차도 경계블록에서는 아랍 및 아프리카 지역(ex. 아랍에미레이트 연합 등)의 토양, 특히 사막지역의 모래를 사용할 수 있다.
여기서, 상기 아랍토양은 국내토양과 달리 SiO2와 CaCO3가 함유되어 있으며, 특히 SiO2가 많이 함유되어 있는 실리카 계열의 토양이다.
이러한 실리카 계열의 아랍토양, 특히 사막모래는 입자가 작아서 공극이 감소될 수 있어 보차도 경계블록의 강도를 증가시킬 수 있다.
예컨대, 본 발명에서 사용 가능한 사막 모래의 입경은 약 1 ∼ 1000 ㎛, 바람직하게는 약 3 ∼ 50㎛일 수 있다.
이렇게 입경이 작은 사막 모래의 경우, 모래 사이의 공극이 적어 공극을 채우는 충전제가 적게 사용될 수 있고, 또한 모래의 가격이 저렴하기 때문에, 보차도 경계블록의 제조비용이 감소될 수 있다.
한편, 상기 모래의 예로는 백사, 규사 등이 있다.
이 중 규사(silica sand)를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 규사는 석영의 알갱이로 이루어진 모래로, 산성암의 풍화로 인해 생기며, 그 화학조성은 주로 무수규산(無水硅酸) SiO2로 이루어져 있다.
이러한 모래가 수지모르타르 내에 너무 많은 양이 포함될 경우, 최종 보차도 경계블록의 공극이 증가하여 강도 저하를 초래할 수 있다.
이런 이유로, 본 발명에서는 모래를 수지모르타르 100 중량부에 대하여 약 10 ∼ 78 중량부 범위의 함량으로 포함하는 것이 적절하나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 충전제로는 예컨대 탈크나 탄산칼슘과 같은 미세 입자를 적절하게 배합하여 공극을 적절하게 감소시킨다.
여기서, 상기한 충전제에 의해서 미세 공극이 충전됨으로써, 보차도 경계블록의 강도가 높아질 수 있다.
이러한 충전제로는 탄산칼슘, 탈크와 같은 석분 등이 있다.
상기 탄산칼슘은 광물학적으로 방해석(CalCite), 즉 CaCO3를 주성분으로 형성된 광석으로서, CaO3 약 56%, CO2 약 44%를 함유하고 있으며, Al2O3, SiO2, Fe2O3 등 미량의 불순물을 함유하고 있다.
상기 탄산칼슘은 단순 물리적 가공으로 제조되는 중질 탄산칼슘과 화학적 재결정에 의해 제조되는 경질 탄산칼슘으로 구분된다.
이 중 물리적 성질 및 가공성이 우수하며, 가격이 저렴한 중질 탄산칼슘을 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 탄산칼슘의 입경은 특별히 제한되지 않는다.
다만, 입경이 너무 큰 탄산칼슘을 사용할 경우에는 모래 입자들 사이의 틈을 제대로 충전하지 못해 보차도 경계블록의 공극이 증가해서 보차도 경계블록의 강도가 낮아질 수 있다.
또한, 상기 틈에 탄산칼슘 대신 바인더수지가 충전됨으로써 다량의 바인더 수지가 사용될 수 있다.
따라서, 입경이 약 10 ∼ 80㎛ 범위인 탄산칼슘을 사용하는 것이 적절하다.
상기 탈크(Talc)는 물 분자를 함유하고 있는 규소와 마그네슘 분자가 결합하고 있는 함수규산마그네슘으로서, 그 화학조성은 Mg3Si4O3(OH)2이다.
이러한 탈크를 모래와 함께 혼합함으로써, 모래 입자들 사이에 존재하는 공극이 탈크에 의해 충전될 수 있어 보차도 경계블록의 강도가 높아질 수 있다.
상기 탈크의 입경은 특별히 한정되지 않으나, 보차도 경계블록의 강도 면을 고려하여 중간 정도의 입경을 갖는 탈크를 사용하는 것이 바람직하다.
예컨대, 약 50 ∼ 200㎛ 범위인 탈크를 사용하는 것이 적절하다.
이와 같은 충전제의 함량은 수지모르타르 조성물 100 중량부에 대하여 약 2 ∼ 50 중량부인 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않는다.
만약 충전제의 함량이 2 중량부 미만인 경우에는 모래 입자들 사이의 공극이 충전제에 의해 충전되지 못하여 보차도 경계블록의 강도가 저하될 수 있다.
한편, 충전제의 함량이 50 중량부 초과인 경우에는 모래 입자들 사이의 공극이 충전제에 의해서 너무 많이 막혀서 투수성이 불량해질 수 있다.
한편, 상술한 성분들 이외에, 본 발명의 수지모르타르에는 임의의 첨가제, 예컨대 경화촉진제, 표면 조정제, 점성조절제, 증점제, 산화 방지제, 자외선 방지제, 소포제 등을 추가로 함유할 수 있다.
이들 첨가제는 당해 기술분야에서 공지된 양으로 조성물에 첨가될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 보차도 경계블록에서는 바인더수지와 경화제의 경화를 촉진시켜 보차도 경계블록의 치밀도를 개선하기 위해 경화촉진제를 추가할 수도 있다.
상기 경화촉진제로는 디메틸 아세트아미드(dimethyl acetamide, DMA) 등을 사용할 수 있다.
상기 경화촉진제는 우레탄 아크릴레이트 수지 100 중량부에 대하여 4×10-4 ∼ 10×10-4 중량부 정도로 포함될 수 있다.
만약, 경화촉진제의 함량이 지나치게 적은 경우에는 보차도 경계블록의 경화가 작업조건에 따라 불충분하게 이루어져서 보차도 경계블록의 물성이 유지될 수 없으며, 함량이 지나치게 큰 경우에는 보차도 경계블록의 경화가 너무 급격히 일어나 보차도 경계블록의 수축이 발생될 수 있다.
상술한 성분들로 이루어진 수지모르타르는 당 업계에서 알려진 통상적인 방법에 의해서 제조될 수 있다. 예컨대, 수지모르타르는 제1바인더수지인 우레탄 아크릴레이트 수지, 경화제, 모래 및 충전제를 혼합함으로써 제조할 수 있다.
한편, 상기와 같이 제조된 보차도 경계블록에는 표면에 광촉매가 일정 두께 도포된다.
상기 광촉매는 Ti[OCH(Cl3)2]4와, (CH3)2 CHOH로 제조한 TiO2졸(sol) 0.57㏖/ℓ, C8H20O4Si와 (CH3)CHOH로 제조된 SiO2졸(sol) 0.44㏖/ℓ, Zn(C2H3O2)2로부터 제조한 ZnO 졸(sol) 0.50㏖/ℓ에 Ag, Zn, Cu 중에서 선택된 1종 이상의 금속이온을 담지하여, 이를 중량대비 TiO2졸(sol) 50%, SiO2졸(sol) 40%, ZnO졸(sol) 9%와 Ag, Zn, Cu 중에서 선택된 1종 이상의 금속이온 1%의 비율로 복합 처리한 것이다.
상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 광촉매는 광촉매의 광화학 반응에 의해 보차도 경계블록에 부착된 오염물질 및 NOx, SOx, 악취가스 등의 분해/제거와 미생물에 대한 살균기능이 있다.
즉, 상기한 광촉매는 광촉매 활성을 결정성이 우수한 이산화티탄(TiO2) 초미립자를 형성하고, Ag, Zn, Cu 중 1종 이상의 금속이온을 담지함으로써 자외선의 조사에 의해 가전자대에서 여기되어 전도대로 여기된 전자들이 가전자대의 정공에 이른 시간 내에 재결합되는 것을 억제하여 광화학 반응의 활성점을 최대로 지속시킴으로써 적은 양의 자외선 에너지량에서 광화학 반응이 충분함은 물론 금속이온에 의한 악취물질의 분해와 미생물의 살균 메커니즘에 의해 더욱 우수한 탈취효과, 방호효과 및 살균효과를 발현할 수 있다.
[보차도 경계블록 제조방법]
도 2는 본 발명에 따른 보차도 경계블록을 도시한 사시도이다.
이 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 보차도 경계블록 제조방법은 통상의 보차도 경계블록 제조방법에 있어서, 거푸집에 제강슬래그볼 75∼85중량%와, 포틀랜드시멘트 15∼25중량%로 이루어지는 혼합물 100중량부에 대하여 제1바인더수지로서의 우레탄 아크릴레이트 수지 및 제2바인더수지로서의 폴리메틸 메타크릴레이트 수지를 포함하는 바인더수지, 경화제, 모래, 충전제로 이루어지는 수지모르타르 8중량부를 혼합한 경계석 혼합물을 채운 후, 일정한 시간 양생 후, 탈형하여 보차도 경계블록을 제조하고, 상기 보차도 경계블록의 표면에 Ti[OCH(Cl3)2]4와, (CH3)2 CHOH로 제조한 TiO2졸(sol) 0.57㏖/ℓ, C8H20O4Si와 (CH3)CHOH로 제조된 SiO2졸(sol) 0.44㏖/ℓ, Zn(C2H3O2)2로부터 제조한 ZnO 졸(sol) 0.50㏖/ℓ에 Ag, Zn, Cu 중에서 선택된 1종 이상의 금속이온을 담지하여, 이를 중량대비 TiO2졸(sol) 50%, SiO2졸(sol) 40%, ZnO졸(sol) 9%와 Ag, Zn, Cu 중에서 선택된 1종 이상의 금속이온 1%의 비율로 복합 처리한 수용액 상태의 광촉매를 일정 두께 도포하여 제조한다.
즉, 본 발명에 따른 보차도 경계블록 제조방법은 거푸집에 혼합물 100중량부에 수지모르타르 8중량부를 혼합한 경계석 혼합물(M)을 채운 후, 양생시켜 보차도 경계블록을 제조한 후, 필요에 따라 상기 보차도 경계블록에 광촉매(P)를 일정두께 도포하여 최종적으로 보차도 경계블록(S)을 제조한다.
* 혼합물 제조
여기서, 상기 혼합물 제조는 선철을 전로에서 정련하여 불순물인 탄소, 인, 유황을 제거하는 과정 중에 발생되는 산업폐기물인 제강슬래그볼 75∼85중량%와, 일반 포틀랜드시멘트 15∼25중량%를 혼합하여 제조한다.
* 수지모르타르의 우레탄 아크릴레이트 수지의 제조
아디프산(adipic acid) 약 20중량부와 이소시아네이트(isocyanate) 약 25중량부를 반응기에서 열중합하여 우레탄 프리폴리머(urethane prepolymer)를 제조한다.
여기에, 메틸 메타크릴레이트 약 30중량부, 2-하이드록시 에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyl ethyl methacrylate) 약 25중량부 및 알코올 약 0.3중량부를 첨가한 후 열중합하여 우레탄 아크릴레이트 수지를 제조한다.
* 수지모르타르 제조
규사 5호(입경이 0.4~0.8㎜임) 약 50중량부와 규사 6호(입경이 0.2~0.4㎜임) 약 50중량부가 혼합된 모래 혼합물에, 충전제인 탄산칼슘 약 4중량부를 첨가하여 균일하게 혼합한다. 얻어진 혼합물에, 상기에서 제조된 우레탄 아크릴레이트 수지 약 20중량부와 경화제인 벤조일 퍼록사이드(BPO) 약 4중량부를 넣고, 균일하게 혼합하여 수지모르타르를 제조한다.
한편, 우레탄 아크릴레이트 수지 30중량부 대신에 우레탄 아크릴레이트 수지 10 중량부와 폴리메틸 메타크릴레이트 수지 10중량부를 사용하여 수지모르타르를 제조할 수 있다.
* 광촉매 제조
(1) 과산화수소 중 1종 이상과 반응시켜 각각의 졸(sol)을 제작하는 단계와 (2) 상기한 각각의 졸(sol)에 Ag, Zn, Cu 중 1종 이상의 금속이온을 담지하는 단계, 그리고 (3) 상기 금속이온을 첨가한 각각의 졸(sol)을 혼합하여 제조한다.
상기한 바와 같이 보차도 경계블록의 각 구성물질을 먼저 제조한 후, 일정한 형상을 갖는 거푸집에 분말 상태의 혼합물 100중량부에 대하여 액상의 수지모르타르 8중량부를 혼합한 경계석 혼합물(M)을 채운 후, 일정시간 양생시킨 후, 상기 거푸집을 탈형하여 보차도 경계블록을 제조한다.
이어서, 상기 보차도 경계블록(S)의 표면에 광촉매(P)를 침적도장(Dipp-Coat), 분무도장(Spray-Coat), 롤도장(Roll-Coat) 등의 방법으로 코팅한 후, 상기 코팅된 보차도 경계블록을 60~120℃에서 약 5분(min)간 건조하고, 150~300℃에서 약 20분(min)간 열처리하여, 보차도 경계블록(S)을 제작할 수 있다.
여기서, 상기한 광촉매 건조시간 및 열처리시간은 건조온도와 열처리온도에 따라 선택적으로 변경가능한 것이다.
한편, 상기 제작된 보차도 경계블록(S)의 표면을 필요에 따라 샌드브러쉬 등으로 연삭 처리할 수도 있고, 천연대리석 질감을 살리기 위하여 #400으로 광택 처리할 수도 있음을 밝혀둔다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 보차도 경계블록 및 이의 제조방법은 제강슬래그볼 75∼85중량%와, 포틀랜드시멘트 15∼25중량%로 이루어지는 혼합물 100중량부에 대하여 제1바인더수지로서의 우레탄 아크릴레이트 수지 및 제2바인더수지로서의 폴리메틸 메타크릴레이트 수지를 포함하는 바인더수지, 경화제, 모래, 충전제로 이루어지는 수지모르타르 8중량부를 혼합하여 구성되고, 상기 보차도 경계블록의 표면에 광촉매가 도포됨으로써, 산업폐기물을 재활용할 수 있고, 알칼리성을 중화시킬 수 있으며, 모래 입자들 사이가 탄성 또는 유연성이 있는 우레탄 아크릴레이트 수지로 결합되어 반복적인 하중에 의한 소정변형 및 온도변화에 의한 균열의 발생을 억제시킬 수 있으며, 오염물질 및 NOx, SOx, 악취가스 등의 분해 및 제거와 미생물에 대한 살균기능을 갖는 작용효과가 있다.
M: 경계석 혼합물 P: 광촉매
S: 보차도 경계블록

Claims (12)

  1. 통상의 보차도 경계블록에 있어서,
    상기 보차도 경계블록은 T-Fe 14∼22 중량%, SiO2 10∼20 중량%, CaO 35∼47 중량%, Al2O3 2∼6 중량%, MgO 6∼9 중량%, MnO 3∼6 중량%, P2O5 1∼2 중량%, TiO2 1∼2 중량%로 이루어진 제강슬래그볼 75∼85중량%와, 포틀랜드시멘트 15∼25중량%로 이루어지는 혼합물 100중량부에 대하여 제1바인더수지로서의 우레탄 아크릴레이트 수지 및 제2바인더수지로서의 폴리메틸 메타크릴레이트 수지를 포함하는 바인더수지, 경화제, 모래, 충전제로 이루어지는 수지모르타르 8중량부를 혼합하여 구성되고, 상기 우레탄 아크릴레이트 수지와 폴리메틸 메타크릴레이트 수지의 혼합 비율은 10~60:90~40중량 비율로 구성되고, 상기 경화제는 벤조일 퍼록사이드(benzoyl peroxide)로 구성되며, 상기 모래는 염분을 함유하는 실리카 계열의 사막모래로 구성되고, 상기 사막모래 100 중량부를 기준으로 염분의 함량은 1∼20 중량부로 구성되며. 상기 사막모래의 입경은 3∼50㎛로 구성되며, 상기 충전제는 입경이 10∼80㎛로 이루어진 탄산칼슘, 입경이 50∼200㎛로 이루어진 탈크 또는 이들 모두로 구성되며, 상기 수지모르타르에 경화촉진제로서 디메틸 아세트아미드(dimethyl acetamide: DMA)를 추가하며, 상기 보차도 경계블록의 표면에 Ti[OCH(Cl3)2]4와, (CH3)2 CHOH로 제조한 TiO2졸(sol) 0.57㏖/ℓ, C8H20O4Si와 (CH3)CHOH로 제조된 SiO2졸(sol) 0.44㏖/ℓ, Zn(C2H3O2)2로부터 제조한 ZnO 졸(sol) 0.50㏖/ℓ에 Ag, Zn, Cu 중에서 선택된 1종 이상의 금속이온을 담지하여, 이를 중량대비 TiO2졸(sol) 50%, SiO2졸(sol) 40%, ZnO졸(sol) 9%와 Ag, Zn, Cu 중에서 선택된 1종 이상의 금속이온 1%의 비율로 복합 처리한 광촉매가 일정 두께 도포됨을 특징으로 하는 동해 및 염화칼슘에 강한 인조화강석 보차도 경계블록.
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  7. 통상의 보차도 경계블록 제조방법에 있어서,
    거푸집에 T-Fe 14∼22 중량%, SiO2 10∼20 중량%, CaO 35∼47 중량%, Al2O3 2∼6 중량%, MgO 6∼9 중량%, MnO 3∼6 중량%, P2O5 1∼2 중량%, TiO2 1∼2 중량%로 이루어진 제강슬래그볼 75∼85중량%와, 포틀랜드시멘트 15∼25중량%로 이루어지는 혼합물 100중량부에 대하여 제1바인더수지로서의 우레탄 아크릴레이트 수지 및 제2바인더수지로서의 폴리메틸 메타크릴레이트 수지를 포함하는 바인더수지, 경화제, 모래, 충전제로 이루어지는 수지모르타르 8중량부를 혼합한 경계석 혼합물을 채운 후, 일정한 시간 양생 후 탈형하여 보차도 경계블록을 제조하고, 상기 우레탄 아크릴레이트 수지와 폴리메틸 메타크릴레이트 수지의 혼합 비율은 10~60:90~40중량 비율로 구성되고, 상기 경화제는 벤조일 퍼록사이드(benzoyl peroxide)로 구성되고, 상기 모래는 염분을 함유하는 사막모래로 구성되고, 상기 사막모래 100 중량부를 기준으로 염분의 함량은 1∼20 중량부로 구성되며, 상기 사막모래의 입경은 3∼50㎛로 구성되며, 상기 충전제는 입경이 10∼80㎛로 이루어진 탄산칼슘, 입경이 50∼200㎛로 이루어진 탈크 또는 이들 모두로 구성되며, 상기 수지모르타르에 경화촉진제로서 디메틸 아세트아미드(dimethyl acetamide: DMA)를 추가하며, 상기 보차도 경계블록의 표면에 Ti[OCH(Cl3)2]4와, (CH3)2 CHOH로 제조한 TiO2졸(sol) 0.57㏖/ℓ, C8H20O4Si와 (CH3)CHOH로 제조된 SiO2졸(sol) 0.44㏖/ℓ, Zn(C2H3O2)2로부터 제조한 ZnO 졸(sol) 0.50㏖/ℓ에 Ag, Zn, Cu 중에서 선택된 1종 이상의 금속이온을 담지하여, 이를 중량대비 TiO2졸(sol) 50%, SiO2졸(sol) 40%, ZnO졸(sol) 9%와 Ag, Zn, Cu 중에서 선택된 1종 이상의 금속이온 1%의 비율로 복합 처리한 광촉매가 일정 두께 도포함을 특징으로 하는 동해 및 염화칼슘에 강한 인조화강석 보차도 경계블록 제조방법.
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