KR101523998B1 - 침식방지기능을 가지는 녹화재 및 이를 이용한 원지반 녹화방법 - Google Patents

침식방지기능을 가지는 녹화재 및 이를 이용한 원지반 녹화방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 경사면, 하천 호안 등의 원지반에 취부되어 원지반을 녹화하는 녹화재 및 이를 이용한 녹화방법에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 토양을 포함하는 기반재와 셀룰로오스와 결속섬유를 포함하는 침식방지제와 물이 혼합되어 형성되며 상기 셀룰로오스는 기반재 100중량부에 대하여 0.3~0.8중량부가 혼합되고 상기 결속섬유는 0.06 내지 0.12중량부가 혼합되며 상기 결속섬유는 친수성을 가져, 네트, 철망 등을 사용하지 않고서도 하천 호안 등의 원지반을 효과적으로 녹화할 수 있는 침식방지기능을 가지는 녹화재 및 이를 이용한 원지반 녹화방법에 대한 것이다.

Description

침식방지기능을 가지는 녹화재 및 이를 이용한 원지반 녹화방법{Planting material having erosion preventive function and greening method of natural ground using the same}
본 발명은 경사면, 하천 호안 등의 원지반에 취부되어 원지반을 녹화하는 녹화재 및 이를 이용한 녹화방법에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 토양을 포함하는 기반재와 셀룰로오스와 결속섬유를 포함하는 침식방지제와 물이 혼합되어 형성되며 상기 셀룰로오스는 기반재 100중량부에 대하여 0.3~0.8중량부가 혼합되고 상기 결속섬유는 0.06 내지 0.12중량부가 혼합되며 상기 결속섬유는 친수성을 가져, 네트, 철망 등을 사용하지 않고서도 하천 호안 등의 원지반을 효과적으로 녹화할 수 있는 침식방지기능을 가지는 녹화재 및 이를 이용한 원지반 녹화방법에 대한 것이다.
도로건설이나 아파트단지 또는 공업단지 조성을 위한 토목공사 등으로 상당히 많은 수의 법면이 형성되는데, 이때 형성된 급경사면은 보는 사람으로 하여금 불안감을 갖게 할 뿐만 아니라 강우, 폭설 등에 의해 쉽게 경사면이 파괴되어 인적, 물적으로 손해가 발생한다. 또한, 국내 하천은 물에 의한 침식에 약하고 홍수 등에 의해 이차적인 자연재해가 발생하고 있다. 따라서, 미관상 효과와 안전 사고를 예방하기 위해 경사면, 하천 호안 등을 녹화하는데, 대표적으로 종자와 녹화재를 혼합하여 사용하는 방법이 널리 이용되고 있다.
아래 표시한 특허문헌을 참조하면, 종래 녹화토 조성물(녹화재)를 이용하는 방법은 암반이나 급경사지의 원지반의 경우 녹화토 조성물이 원지반에서 이탈하는 것을 방지하기 위해 별도로 능형철망, 바이오매트를 사용한다.
(특허문헌)
공개특허공보 제10-1999-0068391호(1999. 09. 06. 공개) "법면 녹화토 조성물 및 그를 이용한 녹화공법"
하지만, 종래 녹화토 조성물은 그 자체 및 원지반에 대한 결속력이 약하여 암반이나 급경사지의 원지반을 녹화하기 위해서는 별도의 철망, 매트 등을 필요로 하여 시공이 불편하였고, 특히 하천 호안 등에서 철망, 매트가 환경 오염을 일으키는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명은 네트, 철망 등을 사용하지 않고 경사면, 하천 호안 등의 원지반에 취부되어, 경제적이고 효과적으로 원지반을 녹화할 수 있는 침식방지기능을 가지는 녹화재 및 이를 이용한 원지반 녹화방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 셀룰로오스와 결속섬유가 혼합된 침식방지제가 기반재에 혼합되어 녹화재 자체 및 원지반에 대한 결속력이 강화되어 침식을 방지할 수 있어, 별도의 철망 등의 네트화 부재를 사용하지 않고서도 경사면, 하천 호안에도 적용할 수 있는 침식방지기능을 가지는 녹화재 및 이를 이용한 원지반 녹화방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 종래의 녹화재와 달리 친환경 소재로 제조되므로, 하천 호안에 적용시 수환경을 오염시키지 않는 침식방지기능을 가지는 녹화재 및 이를 이용한 원지반 녹화방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 친수성 및 특정 기계적 물성을 가지는 결속섬유가 특정 비율로 상기 기반재에 혼합 분산되므로, 원지반의 침식을 방지하면서도 식물성장에 적합한 환경을 조성할 수 있는 침식방지기능을 가지는 녹화재 및 이를 이용한 원지반 녹화방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해 구현된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 침식방지기능을 가지는 녹화재는 토양을 포함하는 기반재와, 상기 기반재 100 중량부에 대하여 0.3 내지 0.8 중량부가 혼합되는 셀룰로오스, 상기 기반재 100 중량부에 대하여 0.06 내지 0.12 중량부가 혼합되는 결속섬유를 포함하는 침식방지제를 포함하고, 상기 결속섬유는 6 내지 18의 길이(㎜), 600 내지 900의 인장강도(MPa), 0.8 내지 1.0의 밀도(g/㎥), 15 내지 25의 직경(㎛), 400 내지 500의 인성(MPa), 150,000 내지 200,000의 탄성계수((MPa)를 포함하며 친수성을 가지고, 상기 셀룰로오스와 상기 결속섬유가 물에 혼합되어 분산된 후 상기 셀룰로오스와 상기 결속섬유가 균일하게 분산된 물에 상기 기반재가 혼합되는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 침식방지기능을 가지는 녹화재에 있어서 상기 결속섬유는 폴리비닐알콜로 제조되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 침식방지기능을 가지는 녹화재에 있어서 상기 기반재는 토양 65 내지 75중량%, 첨가제 25 내지 35중량%를 포함하며, 상기 토양은 혼합토 65중량%, 마사토 15중량%, 부엽토 13중량%, 황토 7중량%를 포함하고, 상기 첨가제는 질석 23중량%, 피트모스 23중량%, 토탄 18중량%, 우드칩 18중량%, 목탄 18중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 침식방지기능을 가지는 녹화재를 이용한 원지반 녹화방법은 물이 저장된 탱크에 침식방지제를 구성하는 셀룰로오즈 분말과 결속섬유를 삽입하고 교반하여 상기 물에 셀룰로오즈와 결속섬유를 분산시키는 침식방지제 분산단계와; 상기 침식방지제 분산단계 후에 침식방지제가 분산된 물에 기반재를 삽입하여 교반하는 기반재 혼합단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 네트, 철망 등을 사용하지 않고 경사면, 하천 호안 등의 원지반에 취부되어, 경제적이고 효과적으로 원지반을 녹화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 셀룰로오스와 결속섬유가 혼합된 침식방지제가 기반재에 혼합되어 녹화재 자체 및 원지반에 대한 결속력이 강화되어 침식을 방지할 수 있어, 별도의 철망 등의 네트화 부재를 사용하지 않고서도 경사면, 하천 호안에도 적용할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 종래의 녹화재와 달리 친환경 소재로 제조되므로, 하천 호안에 적용시 수환경을 오염시키지 않는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 친수성 및 특정 기계적 물성을 가지는 결속섬유가 특정 비율로 상기 기반재에 혼합 분산되므로, 원지반의 침식을 방지하면서도 식물성장에 적합한 환경을 조성할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 녹화재를 나타내는 사진.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 녹화재를 이용한 녹화방법의 순서도.
도 3 내지 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 녹화재의 물성을 설명하기 위한 참고도.
이하에서는 본 발명에 따른 침식방지기능을 가지는 녹화재 및 이를 이용한 원지반 녹화방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대해 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 녹화재를 나타내는 사진으로, 도 1의 (a)는 녹화재가 시공된 후 일정 기간이 경과한 후의 단면도를 나타내는 사진이고 도 1의 (b)는 도 1의 (a)의 녹화재의 일부를 양측으로 잡아당긴 상태를 나타내는 사진이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 녹화재를 이용한 녹화방법의 순서도이고, 도 3은 실시예 및 비교예의 경도를 측정하는 방법을 설명하기 위한 참고사진이며, 도 4는 실시예 및 비교예의 수분함유량을 측정하는 방법을 설명하기 위한 참고사진이며, 도 5는 실시예 및 비교예의 내침식성(경사면)을 측정하는 방법을 설명하기 위한 참고사진이며, 도 6는 실시예 및 비교예의 내침식성(수중)을 측정하는 방법을 설명하기 위한 참고사진이고, 도 7은 실시예 및 비교예의 전단저항을 측정하는 방법을 설명하기 위한 참고사진으로 도 7의 (a)는 시료 사진이며 도 7의 (b)는 전단저항 측정장치의 사진이고 도 7의 (c)는 전단측정의 개요도이며, 도 8은 실시예 및 비교예의 투수성을 측정하는 방법을 설명하기 위한 참고사진으로 도 8의 (a)는 투수계수 측정장치의 사진이며 도 8의 (b)는 투수계수측정의 개요도이고, 도 9는 경사면 안정성을 측정에 사용되는 경사면과 경계조건을 나타내는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 침식방지기능을 가지는 녹화재는 기반재와 침식방지제와 물을 포함하며, 상기 기반재 100중량부에 대하여 침식방지제 0.36 내지 0.92중량부와 물 80 내지 120중량부가 혼합형성되어, 토양의 입단화가 조절되고 결속력이 강하여 경사면 취부시 네트의 설치 없이도 경사면의 침식을 효과적으로 방지할 수 있고, 오염물질을 배출하지 않아 친환경적이며, 토양 경도 등의 식물생육 환경요건을 최적으로 유지할 수 있는 특징이 있다.
상기 기반재는 토양을 주성분으로 하여 식물의 생장에 중추 역할을 하는 성분으로, 상기 기반재는 토양 65 내지 75중량%, 첨가제 25 내지 35중량%를 포함한다.
상기 토양은 초본, 목본의 생육에 사용되는 일반적인 흙이 사용될 수 있으며, 예컨대 혼합토 62 내지 66중량%, 마사토 12 내지 16중량%, 부엽토 12 내지 16중량%, 황토 6 내지 8중량%로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 혼합토는 유기물과 흙의 혼합물로서, 시중에서 일반적으로 판매되는 혼합토가 사용될 수 있다.
상기 마사토는 각종 암석의 풍화작용에 의해 생성되며 입자가 굵고 세균이 거의 없어 식물 종자의 발아에 용이하고 배수가 잘되는 특징이 있다.
상기 부엽토는 나뭇잎이나 작은 가지 등이 미생물에 의해 부패, 분해되어 생긴 흙을 말하며 배수가 좋고 수분과 양분을 많이 가지는 특징이 있다.
상기 황토는 다른 재료들 간의 결속력을 증대시키며, 원적외선을 발산하여 병해충의 발생을 억제하고, 종자의 발아나 발아된 식물이 성장을 촉진한다.
상기 첨가제는 식물생장에 필요한 영양분을 제공하고 토양의 성질을 개량하여 산성토양을 중화시키고 토양의 부패를 방지하고 병충해를 억제하는 성분으로, 예컨대 질석 20 내지 25중량%, 피트모스 20 내지 25중량%, 토탄 15 내지 20중량%, 우드칩 15 내지 20중량%, 목탄 15 내지 20중량%로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 질석은 이온교환 특성을 가지는 규산염 광물로, 식물의 생장을 촉진한다.
상기 피트모스는 다공질이며 공극률 60 내지 85%를 가지고 부피의 89%정도를 차지하는 수분세포를 가지고 있어, 물과 공기가 이상적인 비율로 함유되어 토양의 통기성 및 보수력을 향상시킨다.
상기 토탄은 수분 및 산소함유량이 높고 화학반응성이 좋으며 뛰어난 보수 및 보비력을 가지고, 건조 및 햇빛에 의한 토양의 균열을 방지하고, 수분과 양분을 공급하는 주요 재료로서 지속적으로 영양분을 공급하며, 재료 간 결속력을 증가시켜 토양의 유실을 감소시키며 토양의 적정경도를 유지시킨다.
상기 우드칩은 건설현장에서 발생하는 임목 폐기물을 파쇄하여 얻어지는데 일반 임목의 수간부 또는/및 부식산이 많은 뿌리를 파쇄하여 제조하며, 토양의 통기성을 향상시켜 토양 미생물의 번식을 증진시켜 식물의 생장을 촉진하고, 우드칩에는 호기성 세균 등의 미생물이 다량 존재하여 식물의 산소호흡을 도와 식물의 생장에 유리한 환경을 조성한다.
상기 목탄은 비중이 1.4∼1.9이며 1g당 표면적이 300㎡에 달할 정도로 표면적이 넓고 통기성, 투수성을 지니고 있으므로 수분이나 영양분을 흡수하였다가 서서히 배출하는 데 있어서 탁월한 기능을 하여, 토양의 물리성을 개선하고 토양 산성의 중화, 무기양분의 흡착과 보존 등 화학적인 효과와 유용 미생물의 증진을 촉진한다.
상기 침식방지제는 기반재를 구성하는 재료 간 및 원지반과의 결속력을 증대시키는 구성으로, 상기 기반재 100중량부에 대하여 셀룰로오스 0.3 내지 0.8중량부, 결속섬유 0.06 내지 0.12중량부가 사용된다.
상기 셀룰로오스는 식물체의 부산물을 건조하여 미세분말의 형태로 만든 것으로, 상기 셀룰로오스는 물과 수소결합하여 일부는 용해되고 일부는 겔(GEL)화 되므로, 기반재 및 종자와 즉시 결합하여 안정적인 식생 환경을 형성한다. 또한, 상기 셀룰로오스는 음전하를 뛰며 토양 내 금속이온과 반응, 결합하여 원지반과의 지지력과 결합력을 증대시키고, 상기 셀룰로오스 일부는 콜로이드화하여 장기적으로 보습효과와 점착력을 유지하며 장마나 강우시 녹화재가 유실되는 것을 방지한다. 상기 셀룰로오스가 상기 중량범위보다 적게 사용되는 경우 기반재를 이루는 재료간 및 원지반과의 결합력이 떨어지고, 상기 중량범위보다 많이 사용되는 경우 토양 경도가 증가하여 식물 생장이 저하된다.
상기 결속섬유는 기반재에 무작위의 방향성으로 고르게 분포하여, 즉 3차원 구조를 형성하고 구성체의 기능을 향상시켜 상기 녹화재에 가해지는 힘을 분산하여 상기 녹화재가 시공된 원지반이 침식되는 것을 방지한다. 상기 결속섬유는 일반적인 실의 형태를 가지며, 친수성, 0.8 내지 1.0의 밀도(g/㎥), 15 내지 25의 직경(㎛), 6 내지 18의 길이(㎜), 200 이상의 용해점(℃), 400 내지 500의 인성(MPa), 내산성, 내알칼리성, 600 내지 900의 인장강도(MPa), 150,000 내지 200,000의 탄성계수((MPa)를 가진다. 상기 결속섬유는 예컨대 친수성을 가지는 폴리비닐알콜(PVA) 섬유가 사용될 수 있다. 상기 결속섬유는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 녹화재 내에서 불규칙한 방향으로 서로 엉기면서 네트의 기능을 수행하는데, 물리적으로 상기 녹화재의 인장 강도와 결합력을 증가시켜 풍화, 마모, 충격 등에 의해 발생할 수 있는 녹화재 균열을 방지한다. 상기 결속섬유는 친수성을 가지므로, 화학적으로 수소반응을 통해 토양 내의 금속이온과 결합하여 토양의 지지력을 증대시키고, 토양을 입단구조화하여 통기성과 배수성을 향상시켜 식물생육 환경을 개선한다.
상기 결속섬유가 상기 중량범위보다 적게 또는 많이 사용되는 경우 녹화제의 침식방지기능이 저하된다. 상기 결속섬유가 상기 중량범위보다 많이 사용되는 경우에도 침식방지기능이 떨어지는 이유는 상기 결속섬유가 서로 접촉하게 되어 기반재와 접촉이 감소하기 때문인 것으로 보인다.
상기 물은 기반재에 침식방지제를 균일하게 혼합하기 위해 사용되는 구성으로, 상기 물에 침식방지제와 기반재가 혼합되어 녹화재가 형성되며 상기 녹화재가 원지반에 취부된 후에는 상기 녹화재에 포함되어 있는 물은 일정 양을 제외하고는 증발하게 된다.
상기 녹화재를 이용하여 원지반을 녹화하는 방법을 도 2를 참조하여 설명하면, 상기 녹화재를 이용한 녹화방법은 침식방지제 분산단계(S1), 기반재 혼합단계(S2), 종자 혼합단계(S3), 취부단계(S4) 등을 포함한다.
상기 침식방지제 분산단계(S1)는 물이 저장된 탱크(미도시)에 침식방지제를 구성하는 셀룰로오즈 분말과 결속섬유를 삽입하고 교반하여 상기 물에 셀룰로오즈와 결속섬유를 분산시키는 단계로, 상기 셀룰로오즈와 결속섬유는 친수성을 가지므로 일부가 녹아 물의 점도가 증가하게 된다.
상기 기반재 혼합단계(S2)는 상기 침식방지제 분산단계(S1) 후에 침식방지제가 분산된 물에 기반재를 삽입하여 교반하는 단계이다. 상기 기반재를 이루는 재료 들은 상기 셀룰로오스 및 결속섬유와 수소결합하고, 상기 셀룰로오스 및 결속섬유는 상기 기반재에 골고루 분산되므로, 결합력이 증가하게 된다.
상기 종자 혼합단계(S3)는 상기 기반재 혼합단계(S2) 후에 침식방지제와 기반재가 혼합된 물에 종자를 삽입하고 혼합하는 단계이다. 별도로 상기 종자 혼합단계(S3)를 두지 않고 상기 기반재 혼합단계(S2)에서 기반재와 종자를 함께 침식방지제가 분산된 물에 혼합하는 것도 가능하다.
상기 취부단계(S4)는 상기 종자혼합 단계(S3)에서 형성된 종자가 혼합된 녹화재를 분사노즐(미도시)을 이용하여 원지반에 취부하는 단계이다. 상기 분사노즐을 통해 원지반에 취부된 녹화재는 경화되어 견고하게 비탈면에 부착되게 된다. 상기 녹화방법은 침식방지제를 먼저 물에 분산시키는 이유는, 기반재를 물에 먼저 혼합하거나 기반재와 함께 침식방지제를 물에 혼합하는 경우 상기 침식방지제가 뭉쳐 균일하게 분산되지 못해 침식방지기능이 떨어지기 때문이다.
이하, 실시예를 통해서 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. 하지만, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1 내지 8, 비교예 1 내지 3 및 5>
1) 침식방지제 분산 - 표 1에 기재된 셀룰로오스와 결속섬유를 물에 삽입하여 분산시켰다.
2) 기반재 혼합 - 표 1에 기재된 기반재를 침식방지제가 분산된 물에 혼합하여 녹화재를 생성하였다.
<비교예 4>
표 1에 기재된 셀룰로오스, 결속섬유 및 기반재를 한꺼번에 물에 혼합하여 녹화재를 생성하였다.
[단위: 중량부]
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7
기반재 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000
물 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000
셀룰로오스 4 6 6 2 9 6 6
결속섬유 0.8 0.8 1.0 0.8 0.8 0.5 1.3
구분 실시예 8 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5
기반재 1000 1000 1000 1000 1000 1000
물 1000 1000 1000 1000 1000 1000
셀룰로오스 6 0 6 6 6 6
결속섬유 0.8 0.8 0 0.8
(PVA분말)		 0.8
 0.8
기반재는 혼합토 450, 마사토 100, 황토 50, 부엽토 100, 질석 75, 피트모스 75, 토탄 50. 우드칩 50, 목탄가루 50으로 이루어짐
실시예 1 내지 7, 비교예 1, 2 및 4는 0.92의 밀도(g/㎥), 20의 직경(㎛), 12의 길이(㎜), 250의 용해점(℃), 460의 인성(MPa), 750의 인장강도(MPa), 175,000의 탄성계수(MPa)를 가지는 PVA섬유가 사용됨
실시예 8은 0.92의 밀도(g/㎥), 20의 직경(㎛), 60의 길이(㎜), 250의 용해점(℃), 460의 인성(MPa), 750의 인장강도(MPa), 175,000의 탄성계수(MPa)를 가지는 PVA섬유가 사용됨
비교예 3에서는 결속섬유 대신에 PVA분말이 사용됨
비교예 5는 0.92의 밀도(g/㎥), 20의 직경(㎛), 12의 길이(㎜), 250의 용해점(℃), 460의 인성(MPa), 750의 인장강도(MPa), 175,000의 탄성계수(MPa)를 가지는 폴리에틸렌섬유가 사용됨
상기 실시예 1 내지 8과 비교예 1 내지 5에 의해 제조된 녹화재를 이용하여 경도, 수분함유량, 내침식성(경사면, 수중), 전단저항, 투수성, 경사면 안정성을 측정하였다.
1. 경도(mm) : 도 3에 도시된 바와 같이 녹화재가 삽입된 50㎝*50㎝*5㎝의 규격의 실험구를 설치하고, 30일이 지난 시점에서 경도계를 이용하여 경도를 측정하여 표 2에 표시하였다.
2. 수분함유량(%) : 도 4에 도시된 바와 같이 녹화재가 삽입된 50㎝*50㎝*5㎝의 규격의 실험구를 설치하고, 15일, 30일이 지난 시점에서 토양수분계를 이용하여 수분함유량을 측정하여 표 2에 표시하였다.
3. 내침식성-경사면 : 도 5에 도시된 바와 같이 종자가 혼합된 녹화재가 삽입되어 녹화된 50㎝*50㎝*5㎝의 규격의 실험구를 설치하고, 경사각, 수압을 변경하여 침식량(%, 실험구의 전체 표면면적에서 침식된 부분(녹화된 식물이 침식되어 없어진 부분)이 차지하는 표면면적의 비)을 측정하여 표 2에 표시하였다. 침식량이 클수록 내침식성이 저하되게 된다.
4. 내침식성-수중 : 도 6에 도시된 바와 같이 종자가 혼합된 녹화재가 삽입되어 녹화된 50㎝*50㎝*5㎝의 규격의 실험구를 설치하고, 경사각, 유속을 변경하여 침식량(%, 실험구의 전체 표면면적에서 침식된 부분(녹화된 식물이 침식되어 없어진 부분)이 차지하는 표면면적의 비)을 측정하여 표 3에 표시하였다. 침식량이 클수록 내침식성이 저하되게 된다.
5. 전단저항 : 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 황토로 이루어진 원지반 1.6cm에 녹화재를 2cm를 취부한 후 15일의 양생 기간을 거쳐 만든 시료를 도 7의 (b), (c)에 도시된 바와 같은 전단저항 측정장치를 이용하여 전단력(kPa)과 내부마찰각(°)을 측정하여 표 3에 표시하였다. 전단력과 내부마찰각이 적을수록 침식이 쉽게 된다.
6. 투수성(cm/sec) : 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 황토로 이루어진 원지반 1.6cm에 녹화재를 2cm를 취부한 후 15일의 양생 기간을 거쳐 만든 시료를 도 8에 도시된 바와 같은 투수계수 측정장치를 이용하여 투수계수(cm/sec)를 측정하여 표 3에 표시하였다. 투수계수가 적을수록 내부에 침투하는 물이 적게 됨을 의미한다.
7. 경사면 안정성 : 도 9에 도시된 바와 같은 경사면과 경계조건을 가지며, Bishop의 간편법을 이용하여 경사면 안정성(안전지수)을 측정하여 표 3에 표시하였다. 기본적인 해석 대상 비탈면의 높이(Hs)는 15m, 경사(θ)는 60°로 적용하였고, 실험시료는 원지반(황토) 10cm에 녹화재 5cm를 조성한 시료와 원지반(황토)만 적용한 시료로 조성하였으며, 적용 강우 강도는 22mm/h, 지속시간은 24시간으로 고정하였다. 안전지수에 대한 값이 적을수록 침식이 쉽게 된다.

경도(mm)		 수분함유량(%) 침식량(%)-경사면
15일 후 30일 후 경사각 60도
수압1.5Kg/㎡		 60도 2.5Kg/㎡ 30도
1.5Kg/㎡		 30도
2.5Kg/㎡
실시예 1 22.5 25 22 0 0 0 0
실시예 2 22.0 28 25 0 0 0 0
실시예 3 21.8 29 27 0 0 0 0
실시예 4 23.0 22 16 0 3 0 0
실시예 5 21.5 30 29 0 0 0 0
실시예 6 22.2 24 21 15 25 0 5
실시예 7 22.1 26 23 20 30 0 4
실시예 8 22.3 25 24 19 31 0 7
비교예 1 23.6 21 11 10 15 0 4
비교예 2 22.5 25 19 30 45 0 10
비교예 3 22.3 26 22 25 40 0 8
비교예 4 23.2 22 19 27 41 0 7
비교예 5 22.3 25 21 29 42 0 9

침식량(%)-수중 전단저항
투수계수(*104)
안전지수
경사각 60도
유속 1m/s		 60도
1.5m/s		 30도
1m/s		 30도
1.5m/s		 전단력 내부
마찰각
실시예 1 0 0 0 0 26 36 1.55 1.23
실시예 2 0 0 0 0 27 36 1.40 1.24
실시예 3 0 0 0 0 29 38 1.36 1.28
실시예 4 0 0 0 0 25 37 8.99 1.20
실시예 5 0 0 0 0 28 38 1.24 1.25
실시예 6 9 15 0 0 19 28 2.0 1.17
실시예 7 10 16 0 0 18 29 2.2 1.18
실시예 8 11 20 0 0 20 30 2.3 1.19
비교예 1 8 15 0 0 24 33 27.3 1.18
비교예 2 20 31 0 0 15 25 2.0 1.09
비교예 3 13 21 0 0 17 26 1.8 1.11
비교예 4 13 20 0 0 17 27 1.9 1.13
비교예 5 14 22 0 0 19 26 2.2 1.12
<시험결과의 평가>
1) 경도에 있어서, 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 5는 21.5~23.6의 값을 가져 셀룰로오스와 결속섬유를 첨가하여도 식물이 성장하기에 적합한 경도를 유지할 수 있음을 알 수 있다.
2) 수분함유량(30일 후), 투수계수에 있어서, 실시예 1 내지 3 및 5 내지 8은 각각 21~29, 1.24~2.3의 값을 가지나 비교예 1은 각각 11, 27.3의 값, 실시예 4는 각각 16, 8.99의 값을 가져, 셀룰로오스가 함유되지 않거나(비교예 1), 적정함유량보다 적게 셀룰로오스가 함유된 경우(실시예 4), 녹화재의 수분함유능력이 저하되고, 투수계수가 커서 내부로 유입되는 물의 양이 많아져 피막형성기능이 저하됨을 알 수 있다.
3) 경사면 침식량(경사각 60도, 수압 2.5Kg/㎡), 수중 침식량(경사각 60도, 유속 1.5m/s), 전단저항의 전단력, 전단저항의 내부마찰각, 안전지수에 있어서, 실시예 1 내지 5는 각각 0~3, 0, 25~29, 36~38, 1.20~1.28의 값을 가지나 비교예 2 내지 5는 각각 40~45, 20~31, 15~19, 25~27, 1.09~1.13의 값을 가져, 결속섬유가 들어가지 경우(비교예 2), 결속섬유 대신 PVA분말이 들어간 경우(비교예 3), 기반재를 침식방지제에 앞서 물에 혼합하는 경우(비교예 4), 결속섬유의 재료를 달리하는 경우(비교예 5), 내침식성(경사면, 수중), 전단저항, 경사면 안정성이 감소되어 쉽게 경사면이 붕괴 됨을 알 수 있다.
4) 경사면 침식량(경사각 60도, 수압 2.5Kg/㎡), 수중 침식량(경사각 60도, 유속 1.5m/s), 전단저항의 전단력, 전단저항의 내부마찰각, 안전지수에 있어서, 실시예 1 내지 5는 각각 0~3, 0, 25~29, 36~38, 1.20~1.28의 값을 가지나, 실시예 6 내지 8은 각각 25~31, 15~20, 18~20, 28~30, 1.17~1.19의 값을 가져, 결속섬유의 함유수치가 적정범위를 벗어나는 경우(실시예 6, 7), 결속섬유의 길이가 적정범위를 벗어나는 경우(실시예 8), 내침식성(경사면, 수중), 전단저항, 경사면 안정성이 감소되어 쉽게 경사면이 붕괴 됨을 알 수 있다.
5) 실시예 1 내지 3과 비교예 1을 대비하면, 경사면 침식량(경사각 60도, 수압 2.5Kg/㎡)은 0 : 15이고, 수중 침식량(경사각 60도, 유속 1.5m/s)은 0 : 15이고, 전단저항의 전단력은 26~29 : 24이고, 전단저항의 내부마찰각은 36~38 : 33이고, 안전지수는 1.23~1.28 : 1.18로, 결속섬유 이외에도 셀룰로오스의 적정함량에 따라 내침식성(경사면, 수중), 전단저항, 경사면 안정성이 증가 됨을 알 수 있다.
6) 실시예 1 내지 3과 비교예 2를 대비하면, 수분함유량(30일 후)은 22~27 : 19이고, 투수계수는 1.36~1.55 : 2.0으로, 셀룰로오스 이외에도 결속섬유의 적정함량에 따라 수분함유능력, 피막형성기능이 증가 됨을 알 수 있다.
이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (9)

  1. 토양을 포함하는 기반재와,
    상기 기반재 100 중량부에 대하여 0.3 내지 0.8 중량부가 혼합되는 셀룰로오스, 상기 기반재 100 중량부에 대하여 0.06 내지 0.12 중량부가 혼합되는 결속섬유를 포함하는 침식방지제를 포함하고,
    상기 결속섬유는 6 내지 18의 길이(㎜), 600 내지 900의 인장강도(MPa), 0.8 내지 1.0의 밀도(g/㎥), 15 내지 25의 직경(㎛), 400 내지 500의 인성(MPa), 150,000 내지 200,000의 탄성계수((MPa)를 포함하며 친수성을 가지고,
    상기 셀룰로오스와 상기 결속섬유가 물에 혼합되어 분산된 후 상기 셀룰로오스와 상기 결속섬유가 균일하게 분산된 물에 상기 기반재가 혼합되는 것을 특징으로 하는 침식방지기능을 가지는 녹화재.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 결속섬유는
    폴리비닐알콜로 제조되는 것을 특징으로 하는 침식방지기능을 가지는 녹화재.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기반재는 토양 65 내지 75중량%, 첨가제 25 내지 35중량%를 포함하며,
    상기 토양은 혼합토 65중량%, 마사토 15중량%, 부엽토 13중량%, 황토 7중량%를 포함하고,
    상기 첨가제는 질석 23중량%, 피트모스 23중량%, 토탄 18중량%, 우드칩 18중량%, 목탄 18중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 침식방지기능을 가지는 녹화재.
  8. 삭제
  9. 물이 저장된 탱크에 침식방지제를 구성하는 셀룰로오즈 분말과 결속섬유를 삽입하고 교반하여 상기 물에 셀룰로오즈와 결속섬유를 분산시키는 침식방지제 분산단계와; 상기 침식방지제 분산단계 후에 침식방지제가 분산된 물에 기반재를 삽입하여 교반하는 기반재 혼합단계;를 포함하며,
    상기 침식방지제는 제1항의 침식방지제이고, 상기 기반재는 제1항의 기반재인 것을 특징으로 하는 침식방지기능을 가지는 녹화재를 이용한 원지반 녹화방법.
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