KR101416981B1 - 건축용 블록 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 벽돌, 보드블록 및 세면대 등과 같은 건축자재 전반에 적용될 수 있는 건축용 블록 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 산화규소, 산화알루미늄, 산화티탄, 산화철, 산화망간, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화나트륨, 산화칼륨 및 산화인으로 이루어지며, 상기의 성분으로 이루어진 혼합물 반죽을 성형틀에 투입하여 성형하고, 성형된 혼합물을 소성하여 제조된다.
상기의 과정을 통해 제조되는 건축용 블록 조성물은 고온의 소성과정을 진행해도 형태의 변화나 균열이 발생하지 않고, 우수한 항균력 및 기계적 강도를 나타낸다.

Description

건축용 블록 조성물 및 그 제조방법 {CONSTRUCTION BLOCK COMPOSITION AND MANUFACTURING METHOD THE SAME}
본 발명은 건축용 블록 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고온의 소성과정을 진행해도 형태의 변화나 균열이 발생하지 않고, 우수한 기계적 강도를 나타내는 건축용 블록 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래의 건축용 블록은 시멘트 블록 및 적벽돌 등이 주로 사용되었는데, 이러한 블록들은 건축물의 내부 및 외부 벽체에 적층되어 시공될 때, 외부벽체에는 별도의 단열재를 중공벽으로 설치하여야 하고 내측 및 외측으로는 마감 공정을 수행하는 과정을 통해 적용된다.
상기와 같은 과정을 통해 적용되는 종래에 시멘트 블록 및 적벽돌은 시공성이 저하되고 재질이 시멘트 모르타르로 형성되기 때문에 제조 단가가 높을 뿐만 아니라 건축물의 내구성을 저하시키는 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위하여 최근에는 스티로폼 입자를 콘크리트와 혼합하여 블록 자체의 무게를 줄이고 단열효과를 제공하는 경량의 단열블록이 제공되고 있으며, 경량 단열블록은 콘크리트와 스티로폼 입자가 상호간의 친화력이 약하므로 스티로폼 입자에 별도의 접착제를 도포한 다음 혼합하는 방식을 통해 제조되고 있다.
그러나, 상기의 경량 단열블록은 우수한 단열효과를 나타내지만 내충격성이 약하기 때문에, 쉽게 파손되는 문제점이 있으며, 콘크리트와 스티로폼 입자를 결속시키기 위해 별도의 접착제 성분이 사용되기 때문에, 제조비용이 고가인 문제점을 여전히 내포하고 있다.
본 발명의 목적은 고온에서 소성과정을 진행해도 형태의 변화나 균열이 발생하지 않고, 우수한 항균력과 기계적 강도를 나타내는 건축용 블록 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 제조과정이 단순하여 제조비용이 저렴하며, 유약성분이 코팅되어 부드러운 표면질감을 나타내는 건축용 블록 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 산화규소, 산화알루미늄, 산화티탄, 산화철, 산화망간, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화나트륨, 산화칼륨 및 산화인으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축용 블록 조성물을 제고함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 건축용 블록 조성물은 산화규소 73 내지 75 중량%, 산화알루미늄 19 내지 20 중량%, 산화티탄 0.5 내지 1 중량%, 산화철 0.3 내지 0.5 중량%, 산화망간 0.005 내지 0.015 중량%, 산화마그네슘 0.3 내지 0.5 중량%, 산화칼슘 0.1 내지 0.2 중량%, 산화나트륨 0.2 내지 0.4 중량%, 산화칼륨 4 내지 5 중량% 및 산화인 0.02 내지 0.04 중량%로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 건축용 블록 조성물은 산화규소 74 중량%, 산화알루미늄 19.66 중량%, 산화티탄 0.61 중량%, 산화철 0.43 중량%, 산화망간 0.001 중량%, 산화마그네슘 0.36 중량%, 산화칼슘 0.16 중량%, 산화나트륨 0.32 중량%, 산화칼륨 4.42 중량% 및 산화인 0.03 중량%로 이루어지는 것으로 한다.
또한, 본 발명의 목적은 산화규소, 산화알루미늄, 산화티탄, 산화철, 산화망간, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화나트륨, 산화칼륨 및 산화인을 혼합하는 혼합물제조단계, 상기 혼합물제조단계를 통해 제조된 반죽을 성형틀에 투입하여 성형하는 성형단계 및 상기 성형단계를 통해 성형된 혼합물을 소성하는 소성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 블록 조성물의 제조방법을 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 소성단계는 1200 내지 1300℃의 온도에서 10 내지 12 시간 동안 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 성형단계와 상기 소성단계 사이에는 상기 성형단계를 통해 성형된 혼합물을 가열하는 가열단계 및 상기 가열단계를 거쳐 경화된 혼합물의 표면에 유약을 도포하는 유약도포단계가 더 진행되는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 가열단계는 900 내지 1000℃의 온도에서 11 내지 13시간 동안 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 유약도포단계는 상기 가열단계를 거쳐 경화된 혼합물에 청화 또는 석간주로 이루어진 유약을 도포하거나 청화 또는 산화철로 문양을 넣어 유약 도포하여 1200 내지 1300℃의 온도에서 10 내지 12시간 동안 가열하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명에 따른 건축용 블록 조성물 및 그 제조방법은 고온에서 소성과정을 진행해도 형태의 변화나 균열이 발생하지 않고, 우수한 항균력과 기계적 강도를 나타내는 건축용 블록 조성물을 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.
또한, 제조과정이 단순하여 제조비용이 저렴하며, 유약성분이 코팅되어 부드러운 표면질감을 나타내는 건축용 블록 조성물의 제조방법을 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 건축용 블록 조성물의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 건축용 블록 조성물의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1을 통해 제조된 건축용 블록 조성물 건축용 블록조성물을 나타낸 사진이다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명에 따른 건축용 블록 조성물은 산화규소, 산화알루미늄, 산화티탄, 산화철, 산화망간, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화나트륨, 산화칼륨 및 산화인으로 이루어지며, 산화규소 73 내지 75 중량%, 산화알루미늄 19 내지 20 중량%, 산화티탄 0.5 내지 1 중량%, 산화철 0.3 내지 0.5 중량%, 산화망간 0.005 내지 0.015 중량%, 산화마그네슘 0.3 내지 0.5 중량%, 산화칼슘 0.1 내지 0.2 중량%, 산화나트륨 0.2 내지 0.4 중량%, 산화칼륨 4 내지 5 중량% 및 산화인 0.02 내지 0.04 중량%로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 산화규소는 본 발명에 따른 건축용 블록 조성물의 주재료가 되는 성분으로 73 내지 75 중량%가 함유되는데, 상기 산화알루미늄과 함께 바인더의 역할을 하여, 산화티탄, 산화철, 산화망간, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화나트륨, 산화칼륨 및 산화인 등의 성분을 결속시켜주는 역할을 한다.
상기 산화알루미늄은 19 내지 20 중량%가 함유되며 상기 산화규소와 함께 바인더의 역할을 하여, 산화티탄, 산화철, 산화망간, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화나트륨, 산화칼륨 및 산화인 등의 성분을 결속시켜주는 역할을 하는데, 이때 상기 산화알루미늄의 함량이 19 중량% 미만이면 건축용 블록 조성물을 경화하기 위해 진행되는 고온의 소성과정에서 블록조성물의 형태가 변형될 수 있으며, 상기 산화알루미늄의 함량이 20 중량%를 초과하게 되면 제조비용이 증가하게 된다.
상기 산화티탄은 0.5 내지 1 중량%가 함유되며, 본 발명에 따른 건축용 블록 조성물에 함유되어 항균력을 부여하는 역할을 하는데, 더욱 상세하게는 산화티탄 표면에 생성되는 O2, OH 및 H2O2 등의 활성산소가 산화티탄의 표면이나 근방의 세균 과 바이러스를 분해 및 사멸시키므로 항균력을 부여할 수 있다.
이때, 상기 산화티탄의 함량이 0.5 중량% 미만이면 항균력 부여효과가 미미하며, 상기 산화티탄의 함량이 1 중량%를 초과하게 되면 건축용 블록 조성물의 기계적 물성이 저하되며, 제조비용이 증가된다.
상기 산화철은 0.3 내지 0.5 중량%가 함유되며, 본 발명에 따른 건축용 블록 조성물의 기계적 강도를 향상시키는 역할을 하는데, 상기 산화철은 FeO, Fe3O4, Fe2O3, Fe-FeO, 및 FeO-Fe3O4 등이 사용될 수 있으나, Fe2O3를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 산화철의 함량이 0.3 중량% 미만이면 건축용 블록조성물의 강도향상 효과가 미미하며, 상기 산화철의 함량이 0.5 중량%를 초과하게 되면 제조비용이 증가하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 건축용 블록 조성물의 제조방법은 산화규소, 산화알루미늄, 산화티탄, 산화철, 산화망간, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화나트륨, 산화칼륨 및 산화인을 혼합하는 혼합물제조단계(S101), 상기 혼합물제조단계(S101)를 통해 제조된 반죽을 성형틀에 투입하여 성형하는 성형단계(S103) 및 상기 성형단계(S103)를 통해 성형된 혼합물을 소성하는 소성단계(S105)를 포함하여 이루어진다.
상기 혼합물제조단계(S101)는 산화규소, 산화알루미늄, 산화티탄, 산화철, 산화망간, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화나트륨, 산화칼륨 및 산화인을 혼합하는 단계로, 산화규소 73 내지 75 중량%, 산화알루미늄 19 내지 20 중량%, 산화티탄 0.5 내지 1 중량%, 산화철 0.3 내지 0.5 중량%, 산화망간 0.005 내지 0.015 중량%, 산화마그네슘 0.3 내지 0.5 중량%, 산화칼슘 0.1 내지 0.2 중량%, 산화나트륨 0.2 내지 0.4 중량%, 산화칼륨 4 내지 5 중량% 및 산화인 0.02 내지 0.04 중량%를 교반기에 투입하고 교반하여 혼합물을 제조하는 단계다.
상기 성형단계(S103)는 상기 혼합물제조단계(S101)를 통해 제조된 반죽을 성형틀에 투입하여 성형하는 단계로, 상기 혼합물제조단계(S101)를 통해 제조된 반죽을 벽돌, 보드블록 및 세면대 등에 적용되는 건축자재로 적용할 수 있도록 상기 혼합물을 성형틀에 투입하여 일정한 형상을 갖도록 하는 단계다.
이때, 상기 성형틀은 상기 혼합물제조단계(S101)를 통해 제조된 반죽을 벽돌, 보드블록 및 세면대 등에 적용할 수 있는 형태로 성형할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고 어떠한 것이든 사용가능하나, 금속재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 소성단계(S105)는 상기 성형단계(S103)를 통해 성형된 혼합물을 소성하는 단계로, 상기 성형단계(S103)를 통해 성형된 혼합물을 소성로에 투입하고, 1200 내지 1300℃의 온도에서 10 내지 12 시간 동안 소성하여 이루어지는데, 상기 혼합물에는 산화알루미늄이 19 내지 20 중량% 함유되어 있기 때문에, 1200℃ 이상의 고온에서 소성과정을 진행해도, 상기 성형단계(S103)를 통해 성형된 혼합물이 변형되지 않고 일정한 형상을 유지하게 된다.
또한, 상기 성형단계(S103)와 상기 소성단계(S105) 사이에는 상기 성형단계(S103)를 통해 성형된 혼합물을 가열하는 가열단계(S104) 및 상기 가열단계(S104)를 거쳐 경화된 혼합물의 표면에 유약을 도포하는 유약도포단계(S104-1)가 더 진행될 수도 있는데, 상기의 가열단계(S104)와 상기 유약도포단계(S104-1)가 더 진행되면, 부드러운 표면질감을 나타내는 건축용 블록 조성물을 제공할 수 있다.
이때, 상기 가열단계(S104)는 900 내지 1000℃의 온도에서 10 내지 13시간 동안 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 유약도포단계(S104-1)는 상기 가열단계(S104)를 거쳐 경화된 혼합물에 청화(靑華) 또는 석간주(石間朱)로 이루어진 유약을 도포하거나 청화 또는 산화철로 문양을 넣어 유약 도포하여 1200 내지 1300℃의 온도에서 10 내지 12시간 동안 가열하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 청화는 코발트가 주성분인 안료로 1200 내지 1350℃의 발색온도를 나타내며, 상기 석간주는 산화철을 주성분으로 하며, 산화철을 많이 포함한 붉은빛 흙에서 산출한 검붉은 안료로 발색온도가 약 1200 내지 1300℃를 나타낸다.
따라서, 상기 유약도포단계(S104-1)에서 가열온도가 1200℃ 미만이면 상기 청화나 석간주의 발색온도에 못미쳐 유약의 발색효율이 저하되며, 상기 가열온도가 1300℃를 초과하게 되면 제조공정의 효율성이 저하되며, 건축용 블록 조성물의 물성이 저하될 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 건축용 블록 조성물의 제조방법 및 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
<실시예 1>
산화규소 74 중량%, 산화알루미늄 19.66 중량%, 산화티탄 0.61 중량%, 산화철 0.43 중량%, 산화망간 0.001 중량%, 산화마그네슘 0.36 중량%, 산화칼슘 0.16 중량%, 산화나트륨 0.32 중량%, 산화칼륨 4.42 중량% 및 산화인 0.03 중량%를 교반기에 투입하고 250rpm의 속도로 30분 동안 교반하여 혼합물 반죽을 제조하고, 제조된 혼합물 반죽을 벽돌용 성형틀에 투입하여 벽돌모양으로 성형하고, 성형된 혼합물을 1250℃의 온도에서 11시간 동안 소성하여 건축용 블록 조성물을 제조하였다.
상기 실시예 1을 통해 제조된 건축용 블록 조성물을 촬영하여 아래 도 3에 나타내었다.
아래 도 3에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1을 통해 제조된 건축용 블록 조성물은 고온에서 소성과정을 진행해도 형태의 변화나 균열이 발생하지 않은 것을 알 수 있으며, 산화티탄과 산화망간 등이 함유되어 우수한 항균력을 나타내고, 산화철이 함유되어 우수한 기계적 강도를 나타낸다.
S101 ; 혼합물제조단계
S103 ; 성형단계
S104 ; 가열단계
S104-1 ; 유약도포단계
S105 ; 소성단계

Claims (8)

  1. 산화규소 73 내지 75 중량%, 산화알루미늄 19 내지 20 중량%, 산화티탄 0.5 내지 1 중량%, 산화철 0.3 내지 0.5 중량%, 산화망간 0.005 내지 0.015 중량%, 산화마그네슘 0.3 내지 0.5 중량%, 산화칼슘 0.1 내지 0.2 중량%, 산화나트륨 0.2 내지 0.4 중량%, 산화칼륨 4 내지 5 중량% 및 산화인 0.02 내지 0.04 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축용 블록 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 산화규소 73 내지 75 중량%, 산화알루미늄 19 내지 20 중량%, 산화티탄 0.5 내지 1 중량%, 산화철 0.3 내지 0.5 중량%, 산화망간 0.005 내지 0.015 중량%, 산화마그네슘 0.3 내지 0.5 중량%, 산화칼슘 0.1 내지 0.2 중량%, 산화나트륨 0.2 내지 0.4 중량%, 산화칼륨 4 내지 5 중량% 및 산화인 0.02 내지 0.04 중량%을 혼합하는 혼합물제조단계;
    상기 혼합물제조단계를 통해 제조된 반죽을 성형틀에 투입하여 성형하는 성형단계; 및
    상기 성형단계를 통해 성형된 혼합물을 소성하는 소성단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 블록 조성물의 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 소성단계는 1200 내지 1300℃의 온도에서 10 내지 12 시간 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축용 블록 조성물의 제조방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 성형단계와 상기 소성단계 사이에는 상기 성형단계를 통해 성형된 혼합물을 가열하는 가열단계; 및
    상기 가열단계를 거쳐 경화된 혼합물의 표면에 유약을 도포하는 유약도포단계;가 더 진행되는 것을 특징으로 하는 건축용 블록 조성물의 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 가열단계는 900 내지 1000℃의 온도에서 10 내지 13시간 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축용 블록 조성물의 제조방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 유약도포단계는 상기 가열단계를 거쳐 경화된 혼합물에 청화 또는 석간주로 이루어진 유약을 도포하거나 청화 또는 산화철로 문양을 넣어 유약 도포하여1200 내지 1300℃의 온도에서 10 내지 12시간 동안 가열하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축용 블록 조성물의 제조방법.
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