KR101580537B1 - 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 - Google Patents

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임정근
류영석
박희곤
이지환
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한밭대학교 산학협력단
(주)케미우스코리아
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Abstract

본 발명은 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산업부산물(폴리실리콘 슬러지 등)을 이용하여 건설재료의 경제성을 확보하고 시멘트를 전혀 사용하지 않아 이산화탄소 저감에 기여할 수 있는 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널에 관한 것이다.
본 발명에 따른 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널은 무시멘트 경량패널 심재 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 65~95 중량부, 폴리실리콘 슬러지 1~20 중량부, 제지애시 1~20 중량부, 펄라이트 1~20 중량부, 수산화나트륨 1~20 중량부, 배합수 20~60 중량부를 포함하며, 상기 폴리실리콘 슬러지는 밀도 1.75g/㎤ 이고, 분말도 100,000~140,000㎠/g 인 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 심재 조성물을 타설 후 양생을 거쳐 제조되는 심재와; 무시멘트 경량패널 표면재 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 65~95 중량부, 폴리실리콘 슬러지 1~10 중량부, PVA 섬유 0.5~4 중량부, 수산화나트륨 1~20 중량부, 배합수 20~60 중량부를 포함하며, 상기 폴리실리콘 슬러지는 밀도 1.75g/㎤ 이고, 분말도 100,000~140,000㎠/g 인 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 표면재 조성물을 타설하는 과정에서 후레이 평직의 직조에 아크릴 바인더 코팅이 되어 있는 드라이비트용 메시로 구성된 섬유시트 1~3장을 매립한 후 양생을 거쳐 제조되어 상기 심재의 양쪽 외면에 결합되는 한 쌍의 표면재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널{Non cement lightweight panel using polysilicon sludge}
본 발명은 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산업부산물(폴리실리콘 슬러지 등)을 이용하여 건설재료의 경제성을 확보하고 시멘트를 전혀 사용하지 않아 이산화탄소 저감에 기여할 수 있는 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널에 관한 것이다.
일반적으로 콘크리트, 조적 등의 습식 벽체 구조에 비해 중량을 낮추고 시공성과 확장성을 높이기 위한 목적으로 각종 건식 벽체 구조가 많이 사용되고 있다.
이러한 건식 벽체는 주로 외벽보다는 내벽, 내력벽보다는 비내력벽에 이용되어 왔으나 근래에는 강성과 방수성능 등을 향상시킨 재료의 개발로 외벽이나 내력벽으로도 활용되고 있다.
건식화된 경량패널로는, 샌드위치 패널, EPS 시멘트 복합패널, ALC 패널 또는 석고보드 복합패널 등이 사용되고 있다.
특히, 샌드위치 패널과 EPS 시멘트 복합패널은 경량이며 단열성능면에서 우수하지만, 가연재료를 사용하기 때문에 화재에 취약하고 화재 진압이 어렵다는 단점이 있다.
또한, ALC 패널이나 석고보드 복합패널은 무기재료로 구성되어 있어 불연재이고 내화성능이 우수하지만 강도가 매우 취약하여 운반이나 설치 시 충격에 의한 파손 우려가 매우 높다.
이러한 문제를 해결하기 위한 기술의 일예가 하기 문헌 1,2에 개시되어 있다.
먼저, 하기 특허문헌 1에는 테두리는 금속판 하우징을, 내부는 스치로폴폼을 포함하는 내장재를 금속판 하우징 내에 내장시키고, 하우징의 폭방향 양단에는 요철이 있어 상호 끼움 결합되는 경량판넬을 제조함에 있어서, 화산재 분말 60~70중량%, 수용성본드 30~40중량% 비율로 혼합하여 바인딩 첨가물(A)을 구비하는 제1과정; 상기 바인딩 첨가물(A)과 일정 길이로 절단한 건초를 60~80중량% 대 20~40 중량% 비율의 혼합물(B)로 혼합하는 제2과정; 제2과정의 혼합물(B)을 건초에 포함된 수분함량이 20-30% 인 건초 보드 형태로 건조하는 제3과정; 제3과정의 건초보드형 건조물을 판넬 크기로 절단하여 경량판넬의 스티로폼 대신 내장하는 제4과정을 순차 수행하고; 화산재는 화산암을 분쇄기(Roll Crusher)에서 분쇄하여 25~42메쉬 입도로 분쇄한 것을 사용함을 특징으로 하는 친환경 샌드위치 경량 건축판넬의 제조방법에 대해 개시되어 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 기술은 시공과정이 매우 복잡하고, 건초로 이루어짐에 따라 열에 취약하다는 문제점이 있었다.
또한, 하기 특허문헌 2에는 연화온도가 750℃ 이상이고 용융온도가 900℃ 이상인 팽창유리골재 53 내지 65 중량%, 천연시멘트 8 내지 15 중량%, 보조시멘트 5 내지 10 중량%, 물유리 또는 유화처리된 실리케이트, 실라카졸, 아크릴 에멀젼, 에틸렌비닐아세테이트, 클로로프렌, 스티렌-아크릴 공중합체 및 아크릴-에틸렌비닐아세테이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제 5 내지 10 중량% 및 물 10 내지 15 중량%를 포함하는 경량패널 조성물을 압축 및 양생하여 제조되는 불연성 경량패널에 대해 개시되어 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 기술은 이산화탄소의 주발생원인 시멘트를 기반으로 하고 있으며, 생산성 확보를 위해 별도의 고온 양생(오토클레이브)공정이 요구되어 제조단가가 크게 높아지는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허공보 제10-0624231호(2006.09.07 등록) 대한민국 등록특허공보 제10-1154427호(2012.06.01 등록)
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 시멘트를 대체하여 산업부산물(폴리실리콘 슬러지 등)을 이용함으로써 이산화탄소의 발생을 방지하여 친환경적인 성능 부여가 가능하며, 제조 과정에서 별도의 발포제 사용, 고온 소성과정 및 오토클레이브 양생 등이 생략되기 때문에 경제적인 비용절감 효과를 얻을 수 있는 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 모든 재료가 무기재료로 구성되기 때문에 내화성은 물론 내수성 및 단열성이 우수하고 초기 강도발현이 우수한 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널은, 무시멘트 경량패널 심재 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 65~95 중량부, 폴리실리콘 슬러지 1~20 중량부, 제지애시 1~20 중량부, 펄라이트 1~20 중량부, 수산화나트륨 1~20 중량부, 배합수 20~60 중량부를 포함하며, 상기 폴리실리콘 슬러지는 밀도 1.75g/㎤ 이고, 분말도 100,000~140,000㎠/g 인 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 심재 조성물을 타설 후 양생을 거쳐 제조되는 심재와; 무시멘트 경량패널 표면재 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 65~95 중량부, 폴리실리콘 슬러지 1~10 중량부, PVA 섬유 0.5~4 중량부, 수산화나트륨 1~20 중량부, 배합수 20~60 중량부를 포함하며, 상기 폴리실리콘 슬러지는 밀도 1.75g/㎤ 이고, 분말도 100,000~140,000㎠/g 인 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 표면재 조성물을 타설하는 과정에서 후레이 평직의 직조에 아크릴 바인더 코팅이 되어 있는 드라이비트용 메시로 구성된 섬유시트 1~3장을 매립한 후 양생을 거쳐 제조되어 상기 심재의 양쪽 외면에 결합되는 한 쌍의 표면재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
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상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널은 시멘트를 이용하지 않고 산업부산물 만을 이용함으로써 이산화탄소 배출량 저감 및 친환경성이 부여되는 효과가 있다.
또한, 별도의 발포제 및 고온 소성, 오토클레이브 양생 등이 생략되어 건식의 경량패널을 제조할 수 있어 시간 및 비용 절감의 효과가 있다.
또한, 경량성, 내구성, 내수성, 내화성, 단열성이 우수하여 건식의 경량패널로서 건축물의 비내력벽, 사무실 칸막이벽 및 리모델링 공사, 지하이중벽 등의 활용범위가 넓은 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널의 휨강도 시험 결과를 도시한 그래프.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널의 내화성 시험 결과를 도시한 시험성적서.
본 발명에 따른 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널은, 무시멘트 경량패널 심재 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 65~95 중량부, 폴리실리콘 슬러지 1~20 중량부, 제지애시 1~20 중량부, 펄라이트 1~20 중량부, 수산화나트륨 1~20 중량부, 배합수 20~60 중량부를 포함하며, 상기 폴리실리콘 슬러지는 밀도 1.75g/㎤ 이고, 분말도 100,000~140,000㎠/g 인 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 심재 조성물을 타설 후 양생을 거쳐 제조되는 심재와; 무시멘트 경량패널 표면재 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 65~95 중량부, 폴리실리콘 슬러지 1~10 중량부, PVA 섬유 0.5~4 중량부, 수산화나트륨 1~20 중량부, 배합수 20~60 중량부를 포함하며, 상기 폴리실리콘 슬러지는 밀도 1.75g/㎤ 이고, 분말도 100,000~140,000㎠/g 인 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 표면재 조성물을 타설하는 과정에서 후레이 평직의 직조에 아크릴 바인더 코팅이 되어 있는 드라이비트용 메시로 구성된 섬유시트 1~3장을 매립한 후 양생을 거쳐 제조되어 상기 심재의 양쪽 외면에 결합되는 한 쌍의 표면재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
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이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하기로 한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 심재 조성물
본 발명의 일 실시예에서, 무시멘트 경량패널 심재 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 65~95 중량부, 폴리실리콘 슬러지 1~20 중량부, 제지애시 1~20 중량부, 펄라이트 1~20 중량부, 수산화나트륨 1~20 중량부, 배합수 20~60 중량부를 포함하는 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 심재 조성물을 제공한다.
상기 고로슬래그는 고로, 파이넥스(finex)용융로 등 용광로에서 쇳물을 제조하면서 생성되는 산업부산물을 말한다.
고로슬래그의 주요 화학성분은 SiO2, Al2O3, CaO 및 MgO가 94~97%를 차지하고 있다. 이중 MgO는 포틀랜드 시멘트에 5%를 초과하면 유리마그네시아가 생성되어 이상팽창의 원인이 되지만, 고로슬래그 미분말의 경우에는 15%정도 포함하고 있어도 해가 없다고 알려져 있으며, 대체로 9%이하의 함유율을 가지고 있다.
본 발명의 고로슬래그는 밀도 2.91g/㎤, 분말도 4,460㎠/g 인 3종 고로슬래그를 사용하였다.
본 발명에서 사용된 고로슬래그의 화학성분은 표 1에 기재된 바와 같다.
구분 화학성분(%)
CaO SiO2 Al2O3 MgO MnO SO3 Fe2O3 P2O₃ TiO₂
함량 41.10 35.80 13.87 3.60 0.33 2.36 0.52 0.02 1.20
이러한 고로슬래그는 65~95 중량부 함유되는 것이 바람직하며, 65 중량부 미만이면 강도 및 내구성이 저하되고, 95 중량부를 초과하면 경화체 내에 공극형성이 불가능해진다.
상기 폴리실리콘 슬러지는 태양전지용으로 솔라 셀 기판을 만드는데 사용되는 주원료인 폴리실리콘의 제조공정으로부터 발생되는 부산물로서, SiO2, CaO가 주성분으로 이루어져 있다.
고순도 다결정 분자구조인 폴리실리콘 슬러지는 다량의 수분을 함유하고 있는 케이크 상태로 발생되기 때문에 건조 후 별도의 분말화 과정을 거쳐 밀도 1.75g/㎤, 분말도 100,000~140,000㎠/g 인 것을 사용하였다.
상기 폴리실리콘 슬러지는 수산화나트륨과 반응하면 경화체 내에 독립된 수소기체를 발생시키므로 경화체 내에 수많은 공극을 형성하여 경량패널의 밀도를 저감시킬 수 있다.
본 발명에서 사용된 폴리실리콘 슬러지의 화학성분은 표 2에 기재된 바와 같다.
구분
 화학성분(%)
CaO SiO2 Al2O3 MgO SO3
함량 45.16 46.60 0.57 0.69 0.16
이러한 폴리실리콘 슬러지는 1~20 중량부 함유되는 것이 바람직하며, 1 중량부 미만이면 경화체 내에 공극형성이 불가능해지고, 20 중량부를 초과하면 경화체 내에 과다한 공극으로 균열 유발 및 강도가 저하된다.
상기 제지애시는 제지공정 중 정선처리 과정에서 발생되는 제지슬러지를 소각처리 하여 발생되는 것으로서, 폴리실리콘 슬러지와 마찬가지로 수산화나트륨과 반응하면 경화체 내에 연속된 수소기체를 발생시키므로 경화체 내에 수많은 공극을 형성하여 경량패널의 밀도를 저감시킬 수 있다.
이때, 제지애시는 밀도 2.70g/㎤, 분말도 3,600㎠/g 인 것을 사용하였다.
상기 제지애시는 1~20 중량부 함유되는 것이 바람직하며, 1 중량부 미만이면 경화체 내에 공극형성이 불가능해지고, 20 중량부를 초과하면 경화체 내에 과다한 공극으로 균열 유발 및 강도가 저하된다.
상기 펄라이트는 진주암을 가공 후 입자의 팽창으로 내부에 기공이 발생되며, 본래 부피의 10~20배로 팽창하는 물질로서 보습력이 뛰어나며 경량(밀도 0.04~0.20g/㎤)이기 때문에 작업이 용이하고 단열성, 화학적 안정성, 무독성, 내화성, 통기성, 흡음성 등이 매우 뛰어난 재료이다. 상기 펄라이트를 사용함으로써 경량패널의 밀도를 저감시킬 수 있다.
상기 펄라이트는 1~20 중량부 함유되는 것이 바람직하며, 1 중량부 미만이면 경량화가 불가능해지고, 20 중량부를 초과하면 강도 저하 및 유동성이 저하된다.
상기 수산화나트륨은 분말형의 순도 98%인 것을 사용하였고 밀도 2.13g/㎤인 것을 사용하였다.
상기 수산화나트륨은 주결합재인 고로슬래그와 반응할 경우 잠재수경성인 고로슬래그의 피막을 파괴하여 수경성을 갖게 하고, 경화 및 강도를 발현할 목적으로 사용하였으며, 폴리실리콘 슬러지 및 제지애시에 포함된 규소 성분과 반응할 경우 수소기체를 발생시켜 경화체 내에 공극을 형성하고 결과적으로 경화체의 밀도를 저감시킬 수 있다.
상기 수산화나트륨은 1~20 중량부 함유되는 것이 바람직하며, 1 중량부 미만이면 경화가 되지 않고 유동성이 저하될 뿐만 아니라 응결시간이 지연되고, 20 중량부를 초과하면 과다한 응결을 촉진시키고 경화 후 시험체 균열 및 백화현상을 유발시킨다.
상기 배합수는 20~60 중량부 함유되는 것이 바람직하며, 20 중량부 미만이면 유동성이 저하되고 경화체 내의 공극 형성이 불량해지고, 60 중량부를 초과하면 강도 저하 및 재료 분리를 유발한다.
폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 표면재 조성물
본 발명의 다른 실시예에서, 무시멘트 경량패널 표면재 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 65~95 중량부, 폴리실리콘 슬러지 1~10 중량부, PVA 섬유 0.5~4 중량부, 수산화나트륨 1~20 중량부, 배합수 20~60 중량부를 포함하는 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 표면재 조성물을 제공한다.
상기 고로슬래그는 65~95 중량부 함유되는 것이 바람직하며, 65 중량부 미만이면 강도 및 내구성이 저하되고, 95 중량부를 초과하면 폴리실리콘 슬러지 미사용 시 강도가 저하된다.
상기 폴리실리콘 슬러지는 1~10 중량부 함유되는 것이 바람직하며, 1 중량부 미만이면 강도가 저하되고, 10 중량부를 초과하면 균열 유발 및 강도가 저하된다.
상기 PVA 섬유는 원료인 폴리비닐 알코올이 수산기를 함유하여 친수성이 우수하고 내약품성, 내후성능이 우수하며 연소 시 유독가스를 발생시키지 않는 특징을 갖고 있다. 상기 PVA 섬유는 직경 40㎛, 길이 12mm이며, 인장파단강도는 1600MPa이고, 탄성계수는 38900MPa인 것을 사용하였다.
상기 PVA 섬유는 0.5~4 중량부 함유되는 것이 바람직하며, 0.5 중량부 미만이면 휨강도가 저하되고, 4 중량부를 초과하면 유동성 저하 및 작업성이 불량해진다.
상기 수산화나트륨은 1~20 중량부 함유되는 것이 바람직하며, 1 중량부 미만이면 경화가 되지 않고 유동성이 저하될 뿐만 아니라 응결시간이 지연되고, 20 중량부를 초과하면 과다한 응결을 촉진시키고 경화 후 시험체 균열 및 백화현상을 유발시킨다.
상기 배합수는 20~60 중량부 함유되는 것이 바람직하며, 20 중량부 미만이면 유동성이 저하되고 경화체 내의 공극 형성이 불량해지고, 60 중량부를 초과하면 강도 저하 및 재료 분리를 유발한다.
이하, 본 발명의 실시예들을 더욱 구체적으로 제시하며, 이들 실시예들에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 심재 제조
[실시예 1]
모르타르 믹서에 무시멘트 경량패널 심재 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 92 중량부, 폴리실리콘 슬러지 8 중량부, 제지애시 9 중량부를 투입한 후 저속으로 60초 동안 건비빔을 실시한 후 수산화나트륨 10.5 중량부를 투입하고 24시간 동안 안정시킨 배합수 48 중량부를 넣어 중속으로 60초 동안 비빈 후 펄라이트 10 중량부를 넣고 고속으로 60초 동안 비벼 총 180초로 비빈 후 토출하여 성형몰드에 채우고 일정시간동안 기건 양생하여 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 심재를 제조하였다.
[실시예 2]
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 고로슬래그 92 중량부, 폴리실리콘 슬러지 10 중량부, 제지애시 10 중량부, 펄라이트 8 중량부, 수산화나트륨 9.5 중량부, 배합수 50 중량부로 하여 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 심재를 제조하였다.
[실시예 3]
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 고로슬래그 92 중량부, 폴리실리콘 슬러지 12 중량부, 제지애시 11 중량부, 펄라이트 12 중량부, 수산화나트륨 11.5 중량부, 배합수 52 중량부로 하여 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 심재를 제조하였다.
[실시예 4]
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 고로슬래그 92 중량부, 폴리실리콘 슬러지 14 중량부, 제지애시 12 중량부, 펄라이트 14 중량부, 수산화나트륨 12.5 중량부, 배합수 54 중량부로 하여 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 심재를 제조하였다.
[비교예 1]
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 고로슬래그 92 중량부, 보통포틀랜드 시멘트 15 중량부, 배합수 55 중량부로 하여 경량패널 심재를 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 4에 따른 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 심재의 조성물 성분 및 함량은 다음의 표 3에 기재된 바와 같다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1
고로슬래그 92 92 92 92 92
폴리실리콘 슬러지 8 10 12 14
보통포틀랜드 시멘트
15
제지애시 9 10 11 12
펄라이트 10 8 12 14
수산화나트륨 10.5 9.5 11.5 12.5
배합수 48 50 52 54 55
[시험예 1]
상기와 같은 조성으로 제조된 실시예 1 내지 4에 따른 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 심재에 대하여 다음과 같은 시험을 실시하였으며, 상기 표 3에 기재된 실시예 1 내지 4와 비교예 1에 대한 평가항목은 표 4에 기재된 바와 같다.
평가항목 시험 및 평가방법
압축강도(MPa) KS F 2459
밀도(g/㎤) KS F 2459
내수성(80% 이상 강도 발현) KS F 4914
상기 표 4에 따른 평가항목에 대한 시험결과는 표 5에 기재된 바와 같다.
평가항목 시험결과
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1
압축강도 5.2 5.1 5.1 5.0 4.3
밀도 0.79 0.78 0.78 0.76 1.5
내수성 100 100 100 100 98
상기 표 5에서와 같이, 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 심재의 압축강도 측정 결과, 재령 3일 5.2MPa로 나타났으며 재령 28일 6.23MPa로 목표 강도값인 6MPa보다 높은 강도를 발현하였다. 이와 같이, 밀도 0.8g/㎤이하의 매우 경량인 시험체가 6MPa이상의 강도를 발현한 것은 SiO2, CaO가 주성분인 폴리실리콘 슬러지의 사용으로 인하여 낮은 밀도에서도 6MPa이상의 압축강도를 발현한 것으로 판단된다.
또한, 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 심재의 밀도를 측정한 결과, 목표 밀도값인 0.8g/㎤보다 동등 이하의 수준인 0.79g/㎤을 만족하였다. 이는 폴리실리콘 슬러지와 제지애시의 첨가로 수소기체가 발생하여 경화체 내에 공극을 형성하고 경량재료인 펄라이트의 첨가로 낮은 밀도를 나타내고 경량성을 확보한 것으로 판단된다.
또한, 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 심재의 내수성 시험결과, 실시예 1 내지 4의 실험체가 120%이상의 강도를 발현하며 아주 우수한 내수성을 확보하는 것을 나타내었고 이는 무기재료로 구성된 본 발명(폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 심재)의 경우 수분이 존재하는 조건에서는 오히려 강도가 우수해지는 것을 나타내고 있다.
폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 표면재 제조
[실시예 5]
한편, 모르타르 믹서에 무시멘트 경량패널 표면재 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 92 중량부, 폴리실리콘 슬러지 8 중량부를 투입한 후 저속으로 60초 동안 건비빔을 실시한 후 수산화나트륨 7 중량부를 투입하고 24시간 동안 안정시킨 배합수 43 중량부를 넣어 중속으로 60초 동안 비빈 후 PVA 섬유 2 중량부를 넣고 고속으로 60초 동안 비벼 총 180초로 비빈 후 토출하였다. 비빔이 완료된 결합재를 성형몰드에 부피 1/2~1/4로 채운 후 섬유시트를 각각 1장씩 삽입하여 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 표면재를 제조하였다. 이때, 상기 섬유시트는 드라이비트용 메시로서, 후레이 평직의 직조에 아크릴 바인더 코팅이 되어 있는 것을 사용하였다.
폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 제조
[실시예 6]
최종 결과물인 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널은 상기 실시예 1 내지 4에 기재된 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 심재와, 상기 실시예 5에 기재된 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 표면재의 결합에 의해 제조하였다. 이때, 두께 100mm 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널의 경우 심재는 80mm, 표면재는 10mm의 두께로 구성되었다.
[시험예 2]
상기 실시예 6에 의해 제조한 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널을 KS F 2048에 의거하여 휨강도를 측정하고, KS F 2257-8을 준용하여 내화성을 측정하였다.
도 1에서와 같이, 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널의 휨강도 시험 결과, 재령 7일 8.6MPa로 목표 휨강도인 8MPa이상의 강도를 발현하였으며, 재령 28일에서는 10.8MPa로 목표 휨강도 이상의 높은 강도를 발현하였다. 이는 적정량의 폴리실리콘 슬러지의 사용으로 강도가 증진되었고 PVA 섬유와 섬유시트 등의 보강으로 높은 휨강도를 발현한 것으로 판단된다.
도 2 및 도 3에서와 같이, 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널의 내화성 시험 결과, 모든 성능기준을 만족하였으며 이는 무기재료로 구성되어 있는 본 발명의 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널은 내화성이 아주 우수하다는 것을 알 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 무시멘트 경량패널 심재 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 65~95 중량부, 폴리실리콘 슬러지 1~20 중량부, 제지애시 1~20 중량부, 펄라이트 1~20 중량부, 수산화나트륨 1~20 중량부, 배합수 20~60 중량부를 포함하며, 상기 폴리실리콘 슬러지는 밀도 1.75g/㎤ 이고, 분말도 100,000~140,000㎠/g 인 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 심재 조성물을 타설 후 양생을 거쳐 제조되는 심재와;
    무시멘트 경량패널 표면재 조성물 100 중량부에 대하여, 고로슬래그 65~95 중량부, 폴리실리콘 슬러지 1~10 중량부, PVA 섬유 0.5~4 중량부, 수산화나트륨 1~20 중량부, 배합수 20~60 중량부를 포함하며, 상기 폴리실리콘 슬러지는 밀도 1.75g/㎤ 이고, 분말도 100,000~140,000㎠/g 인 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널 표면재 조성물을 타설하는 과정에서 후레이 평직의 직조에 아크릴 바인더 코팅이 되어 있는 드라이비트용 메시로 구성된 섬유시트 1~3장을 매립한 후 양생을 거쳐 제조되어 상기 심재의 양쪽 외면에 결합되는 한 쌍의 표면재를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리실리콘 슬러지를 이용한 무시멘트 경량패널.
  6. 삭제
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101948232B1 (ko) * 2017-09-15 2019-05-09 주식회사 하우이씨엠 무시멘트 결합재를 이용한 경량패널의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조되는 경량패널
CN109734411A (zh) * 2019-02-28 2019-05-10 河北科技大学 一种耐水性镁基胶凝材料的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940014243A (ko) * 1992-12-28 1994-07-18 다까시 이시가와 내화.단열패널
JP2001139362A (ja) * 1999-11-09 2001-05-22 Hazama Gumi Ltd 無機質建材用組成物、及びそれを用いた現場施工法、並びに無機質建材
KR100624231B1 (ko) 2005-05-24 2006-09-13 이상첨 친환경 샌드위치 경량 건축판넬 제조방법
KR20120036554A (ko) * 2010-10-08 2012-04-18 건국대학교 산학협력단 내화 및 단열 성능이 우수한 친환경 내화재 조성물
KR101154427B1 (ko) 2009-12-30 2012-06-15 주식회사 한양엔티 불연성 경량 패널 조성물 및 이를 이용한 불연성 경량 패널
KR101205506B1 (ko) * 2012-01-20 2012-11-27 (주)에이엠에스 엔지니어링 산업부산물을 활용한 친환경 무기결합재 조성물

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940014243A (ko) * 1992-12-28 1994-07-18 다까시 이시가와 내화.단열패널
JP2001139362A (ja) * 1999-11-09 2001-05-22 Hazama Gumi Ltd 無機質建材用組成物、及びそれを用いた現場施工法、並びに無機質建材
KR100624231B1 (ko) 2005-05-24 2006-09-13 이상첨 친환경 샌드위치 경량 건축판넬 제조방법
KR101154427B1 (ko) 2009-12-30 2012-06-15 주식회사 한양엔티 불연성 경량 패널 조성물 및 이를 이용한 불연성 경량 패널
KR20120036554A (ko) * 2010-10-08 2012-04-18 건국대학교 산학협력단 내화 및 단열 성능이 우수한 친환경 내화재 조성물
KR101205506B1 (ko) * 2012-01-20 2012-11-27 (주)에이엠에스 엔지니어링 산업부산물을 활용한 친환경 무기결합재 조성물

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101948232B1 (ko) * 2017-09-15 2019-05-09 주식회사 하우이씨엠 무시멘트 결합재를 이용한 경량패널의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조되는 경량패널
CN109734411A (zh) * 2019-02-28 2019-05-10 河北科技大学 一种耐水性镁基胶凝材料的制备方法
CN109734411B (zh) * 2019-02-28 2021-06-11 河北科技大学 一种耐水性镁基胶凝材料的制备方法

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