KR101921562B1 - 차열 블록 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

차열 블록 100 중량부에 있어서, 다공성 골재 60 내지 70 중량부; 제 1 충전재 5 내지 10 중량부; 제 2 충전재 5 내지 10 중량부; 및 알칼리 활성화제 1 내지 10 중량부;를 포함하는 것인, 차열 블록에 관한 것이다.

Description

차열 블록 및 이의 제조 방법 {HEAT INSULATIING BLOCK AND PREPARING METHOD THEREOF}
본원은 차열 블록 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
기후변화로 인해 전 지구적으로 지표의 온도가 상승하고 있으며, 특히 인구가 밀집되어 있는 도시지역은 주변지역과 비교하여 온도가 더 높은 도시 열섬 현상을 보이고 있다.
특히, 도시지역의 토지는 아스팔트나 콘크리트와 같은 불투수층으로 형성되어 있어 태양에너지를 흡수할 뿐만 아니라 물을 저장하는 기능을 제대로 수행하지 못하여 도시지역의 온도를 상승시키고 있다.
본원의 배경이 되는 기술인 한국등록특허공보 제 10-1136118호는 보투수성 폴리머 시멘트 모르타르 조성물, 이를 이용한 경계석 블록 및 그 제조방법에 관한 것이다. 그러나, 상기 등록 특허는 보수성을 가진 폴리머에 전처리를 하지 않아 강우를 흡수하여 블록체 내부의 공극을 채워 투수능을 저하시키고 균열을 발생시킬 수 있다.
본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차열 블록 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들에 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제 1측면은, 차열 블록 100 중량부에 있어서, 다공성 골재 60 내지 70 중량부; 제 1 충전재 5 내지 10 중량부; 제 2 충전재 5 내지 10 중량부; 및 알칼리 활성화제 1 내지 10 중량부;를 포함하는 것인, 차열 블록을 제공한다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 다공성 골재는 고로 슬래그, 인공 골재, 강자갈, 규사, 쇄석 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 차열 블록의 상층은 입도가 5 mm 내지 10 mm인 다공성 골재로 형성되되, 상기 차열 블록의 하층은 입도가 10 mm 내지 20 mm인 다공성 골재로 형성되는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 다공성 골재가 접합됨으로써 공극이 형성되는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 공극의 크기는 0.1 mm 내지 10 mm인 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1 충전재는 보텀 애쉬, 플라이 애쉬, 도자기 조각, 고로슬래그, 레드머드, 메타카올린 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 산업 부산물을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 2 충전재는 보수성 물질을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본원의 일 구현예에 따르면, 상기 보수성 물질은 고흡수성 수지 및/또는 액상실리콘 고무를 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 2 충전재의 평균입자 크기는 100 μm 내지 500 μm이고, 다공성 구조를 가지며, 상기 다공성 구조의 공극은 10 μm 내지 50 μm인 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 2 충전재는 강온(降溫)조건 하에서 냉각 처리한 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 2 충전재를 강온조건 하에서 냉각 처리함으로써 흡수팽윤 성능이 조절되는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 알칼리 활성화제는 가성 알칼리, 비규산질성 약산성염, 규산염, 알루민산염, 알루미늄규산염, 비규산염, 물 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 차열 블록 상에 형성된 반사층을 추가 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 제 2측면은 제 2 충전재를 강온 조건 하에 냉각 처리 하는 단계; 상기 차열 블록 100 중량부에 있어서, 다공성 골재 60 내지 70 중량부; 제 1 충전재 5 내지 10 중량부; 상기 전처리된 제 2 충전재 5 내지 10 중량부; 및 알칼리 활성화제 1 내지 10 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 상기 혼합물을 금형에 투입하는 단계; 상기 혼합물을 양생시키는 단계; 및 상기 양생된 차열 블록을 금형에서 탈형시키는 단계;를 포함하는, 차열 블록의 제조 방법을 제공한다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 탈형된 차열 블록 상에 반사층을 코팅하는 단계;를 추가 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 강온 조건은 -5℃/h 내지 -10℃/h 범위 내에서 온도가 감소하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 다공성 골재는 고로 슬래그, 인공 골재, 강자갈, 규사, 쇄석 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1 충전재는 보텀 애쉬, 플라이 애쉬, 도자기 조각, 고로슬래그, 레드머드, 메타카올린 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 산업 부산물을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 2 충전재는 보수성 물질을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 2 충전재의 평균입자 크기는 100 μm 내지 500 μm이고, 다공성 구조를 가지며 상기 다공성 구조의 공극은 10 μm 내지 50 μm인 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 알칼리 활성화제는 가성 알칼리, 비규산질성 약산성염, 규산염, 알루민산염, 알루미늄규산염, 비규산염, 물 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 본원에 따른 차열 블록은 다공성 골재를 접합시킴으로써 상기 다공성 골재 사이에 공극이 형성되어 강우 발생시 우수를 지하로 침투시키는 투수 역할과 동시에 보수의 역할을 수행할 수 있다. 또한 보수되었던 물이 상기 공극을 통해 살수효과가 나타면서 효과적으로 블록의 온도를 낮출 수 있다. 또한, 상기 차열 블록의 상층의 공극의 크기가 상기 차열 블록의 하층의 공극의 크기보다 작음으로써 상기 차열 블록의 보수성이 증가할 수 있다.
본원에 따른 차열 블록은 산업 부산물 및 알칼리 활성화제를 사용함으로써 시멘트를 대체하여 친환경적인 차열 블록을 수득할 수 있다.
종래의 차열 블록에서 보수성을 위해 고흡수성 수지와 같은 보수성 물질을 혼합하는 경우, 강우 시, 차열 블록이 물을 흡수할 때 상기 보수성 물질이 팽창하여 차열 블록에 균열을 일으키거나 투수 성능을 저하시키고 수분의 증발을 억제시키는 문제점이 있다. 하지만 본원에 따른 차열 블록은 본원에 따른 제 2 충전재가 다공성 구조를 가짐으로써, 물을 흡수할 때 내부적으로 팽창하여 상기 차열 블록에 균열을 일으키지 않아 차열 블록의 투수 성능 및 수분의 증발을 유지할 수 있다.
본원에 따른 제 2 충전재는 강온 조건 하에서 냉각 처리함으로써 강도가 높아져 상기 제 2 충전재가 수분을 흡수할 때 일정 부피 이상으로 팽창하지 않아 강우 시 본원에 따른 차열 블록에 균열이 발생하지 않는다.
본원에 따른 반사층은 태양의 복사에너지를 반사시켜 상기 차열 블록이 열 에너지를 흡수화하는 것을 최소화시킬 수 있다. 또한, 복사에너지를 흡수하지 않고 반사시키기 때문에 일몰 후 열 에너지를 방출하지 않아 열대야를 예방할 수 있다.
본원에 따른 차열 블록을 사용함으로써 표면 온도를 15℃ 이상 감소시킬 수 있다.
도 1은 본원의 일 구현예에 따른 차열 블록의 모식도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다.
그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 또한, 본원 명세서 전체에서, "~ 하는 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 의 기재는, "A 또는 B, 또는, A 및 B" 를 의미한다.
이하에서는 본원의 차열 블록 및 이의 제조 방법에 대하여 구현예 및 실시예와 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되는 것은 아니다.
본원의 제 1측면은, 차열 블록 100 중량부에 있어서, 다공성 골재 60 내지 70 중량부; 제 1 충전재 5 내지 10 중량부; 제 2 충전재 5 내지 10 중량부; 및 알칼리 활성화제 1 내지 10 중량부;를 포함하는 것인, 차열 블록에 관한 것이다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 다공성 골재는 고로 슬래그, 인공 골재, 강자갈, 규사, 쇄석 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본원의 일 구현예에 따른 차열 블록의 모식도이다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 차열 블록의 상층은 입도가 5 mm 내지 10 mm인 다공성 골재로 형성되되, 상기 차열 블록의 하층은 입도가 10 mm 내지 20 mm인 다공성 골재로 형성되는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 다공성 골재가 접합됨으로써 공극이 형성되는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 공극의 크기는 0.1 mm 내지 10 mm인 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 차열 블록의 상층의 공극의 크기는 0.1 mm 내지 3 mm로 형성되어 있고, 상기 차열 블록의 하층의 공극의 크기는 3 mm 내지 10 mm로 형성되어 있는 것 일 수 있다.
본원에 따른 차열 블록의 상층 및 하층의 골재 및 공극의 크기가 다름으로써 투수성의 조절이 용이할 수 있다.
상기 차열 블록의 상층의 공극의 크기가 상기 차열 블록의 하층의 공극의 크기보다 작음으로써 상기 차열 블록의 보수성이 증가할 수 있다. 즉, 강우 시, 상기 차열 블록의 하층에 고인 물이 상기 차열 블록의 상층의 공극이 작음으로써 물의 증발을 막아 상기 차열블록의 보수성이 증가할 수 있다.
상기 다공성 골재를 접합시킴으로써 상기 다공성 골재 사이에 공극이 형성되어 강우 발생시 우수를 지하로 침투시키는 투수 역할과 동시에 보수의 역할을 수행할 수 있다. 또한 보수되었던 물이 상기 공극을 통해 살수효과가 나타면서 효과적으로 블록의 온도를 낮출 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1 충전재는 보텀 애쉬, 플라이 애쉬, 도자기 조각, 고로슬래그, 레드머드, 메타카올린 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 산업 부산물을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제 1 충전재가 10 중량부를 초과하는 경우에는 강도가 저하될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 알칼리 활성화제는 가성 알칼리, 비규산질성 약산성염, 규산염, 알루민산염, 알루미늄규산염, 비규산염, 물 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 알칼리 활성화제를 이용하여 상기 제 1 충전재를 경화시킴으로써 시멘트를 대체할 수 있어 친환경적인 차열 블록을 수득할 수 있다.
상기 알칼리 활성화제는 상기 제 1 충전재의 활성화를 유도하고 경화시간을 단축시킬 수 있다.
상기 가성 알카리는 수산화나트륨, 탄산나트륨, 규산나트륨, 황산나트륨 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것 일 수 있다.
상기 알칼리 활성화제는 지오폴리머(geo-polymer)인 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 알칼리 활성화제가 10 중량부를 초과하는 경우에는 상기 차열 블록의 급결 및 발열이 나타날 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 2 충전재는 보수성 물질을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 보수성 물질은 고흡수성 수지 및/또는 액상실리콘 고무를 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 고흡수성 수지는 폴리아크릴 아마이드, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리비닐알콜, 젤라틴, 폴리사카라이드, 셀룰로오스계 폴리머, 키토산 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제 2 충전재가 10 중량부를 초과하는 경우에는 상기 공극을 채워 투수기능을 저하시킬 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 2 충전재의 평균입자 크기는 100 μm 내지 500 μm이고, 다공성 구조를 가지며, 상기 다공성 구조의 공극은 10 μm 내지 50 μm인 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
종래의 차열 블록에서 보수성을 위해 고흡수성 수지와 같은 보수성 물질을 혼합하는 경우, 강우 시, 차열 블록이 물을 흡수할 때 상기 보수성 물질이 팽창하여 차열 블록에 균열을 일으키거나 투수 성능을 저하시키고 수분의 증발을 억제시키는 문제점이 있다. 하지만 본원에 따른 차열 블록은 상기 제 2 충전재가 다공성 구조를 가짐으로써, 물을 흡수할 때 내부적으로 팽창하여 상기 차열 블록에 균열을 일으키지 않아 차열 블록의 투수 성능 및 수분의 증발을 유지할 수 있다. 상기 제 2 충전재의 평균 입자 크기가 500 μm를 초과하는 경우에는 상기 차열 블록의 공극을 채워 투수기능을 저하시킬 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 2 충전재는 강온(降溫)조건 하에서 냉각 처리한 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 강온 조건은 -5℃/h 내지 -10℃/h 범위 내에서 온도가 감소하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 강온(降溫)조건이란 온도가 일정한 속도로 감소하는 것이다. 구체적으로, 시간당 -5℃ 내지 -10℃의 온도가 감소하도록 냉각시키는 것이다.
상기 강온 조건 하에서 냉각 처리함으로써 상기 제 2 충전재의 강도가 높아지는 것 일 수 있다. 상기 제 2 충전재의 강도가 높아짐으로써, 상기 제 2 충전재가 수분을 흡수할 때 일정 부피 이상으로 팽창하지 않아 강우 시 상기 차열 블록에 균열이 발생하지 않는다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 2 충전재를 강온조건 하에서 냉각 처리함으로써 흡수팽윤 성능이 조절되는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제 2 충전재는 수분을 흡수하는 성분으로 인해 상기 차열 블록을 제조할 때 수분을 흡수하여 균질배합을 방해하고 상기 차열 블록의 강도를 저해할 우려가 있다. 하지만, 강온 조건 하에서 냉각 처리하는 것을 통해서 상기 제 2 충전재의 흡수팽윤 성능이 조절될 수 있다.
상기 흡수팽윤 성능이란, 상기 제 2 충전재가 수분을 흡수할 때 팽창되는 부피를 조절할 수 있는 것이다. 구체적으로, 상기 제 2 충전재는 상기 강온 조건 하에서 냉각처리를 함으로써, 강도가 높아져 수분을 흡수할 때 일정 부피 이상으로 팽창하지 않을 수 있다.
상기 제 2 충전재 상에 표면처리를 하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제 2 충전재는 가류조제, 연화제, 가교제, 가소제, 혼화제 및 이들의 조합으루 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제 2 충전재는 가교제를 추가 포함함으로써, 강도가 높아지는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제 2 충전재는 상기 강온 조건 하에서 냉각 처리를 함으로써, 물을 흡수할 때 겔(gel)화 하거나 액화되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 차열 블록 상에 형성된 반사층을 추가 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 반사층은 태양의 복사에너지를 반사시켜 상기 차열 블록이 열 에너지를 흡수화하는 것을 최소화시킬 수 있다. 또한, 복사에너지를 흡수하지 않고 반사시키기 때문에 일몰 후 열 에너지를 방출하지 않아 열대야를 예방할 수 있다.
본원에 따른 차열 블록을 사용함으로써 표면 온도를 15℃ 이상 감소시킬 수 있다.
본원의 제 2측면에 따른 차열 블록의 제조 방법에 대하여, 본원의 제 1측면과 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 그 설명이 생략되었더라도 본원의 제 1 측면에 기재된 내용은 본원의 제 2 측면에 동일하게 적용될 수 있다.
본원의 제 2측면은 제 2 충전재를 강온 조건 하에 냉각 처리 하는 단계; 본원의 일 구현예에 따른 차열 블록 100 중량부에 있어서, 다공성 골재 60 내지 70 중량부; 제 1 충전재 5 내지 10 중량부; 상기 전처리된 제 2 충전재 5 내지 10 중량부; 및 알칼리 활성화제 1 내지 10 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 상기 혼합물을 금형에 투입하는 단계; 상기 혼합물을 양생시키는 단계; 및 상기 양생된 차열 블록을 금형에서 탈형시키는 단계;를 포함하는, 차열 블록의 제조 방법을 제공한다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 탈형된 차열 블록 상에 반사층을 코팅하는 단계;를 추가 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 강온 조건은 -5℃/h 내지 -10℃/h 범위 내에서 온도가 감소하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 강온 조건 하에서 냉각 처리함으로써 상기 제 2 충전재의 강도가 높아지는 것 일 수 있다. 상기 제 2 충전재의 강도가 높아짐으로써, 상기 제 2 충전재가 수분을 흡수할 때 일정 부피 이상으로 팽창하지 않아 강우 시 상기 차열 블록에 균열이 발생하지 않는다.
상기 제 2 충전재는 가류조제, 연화제, 가교제, 가소제, 혼화제 및 이들의 조합으루 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제 2 충전재는 가교제를 추가 포함함으로써, 강도가 높아지는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 다공성 골재는 고로 슬래그, 인공 골재, 강자갈, 규사, 쇄석 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 1 충전재는 보텀 애쉬, 플라이 애쉬, 도자기 조각, 고로슬래그, 레드머드, 메타카올린 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 산업 부산물을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 2 충전재는 보수성 물질을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 보수성 물질은 고흡수성 수지 및/또는 액상실리콘 고무를 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 고흡수성 수지는 폴리아크릴 아마이드, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리비닐알콜, 젤라틴, 폴리사카라이드, 셀룰로오스계 폴리머, 키토산 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제 2 충전재가 10 중량부를 초과하는 경우에는 상기 공극을 채워 투수기능을 저하시킬 수 있다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 제 2 충전재의 평균입자 크기는 100 μm 내지 500 μm이고, 다공성 구조를 가지며, 상기 다공성 구조의 공극은 10 μm 내지 50 μm인 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본원의 일 구현예에 따르면, 상기 알칼리 활성화제는 가성 알칼리, 비규산질성 약산성염, 규산염, 알루민산염, 알루미늄규산염, 비규산염, 물 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본원의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
[실시예]
폴리아크릴산-폴리비닐알코올 그래프트 고분자를 제 2 충전재로서 사용하였고, 상기 폴리아크릴산-폴리비닐알코올 그래프트 고분자를 -7℃/h의 강온 조건 하에서 -30℃까지 냉각하고, -30℃의 온도에서 10시간 동안 방치하였다.
고로 슬래그 골재 70 중량부, 도자기 조각 10 중량부, 수산화나트륨 2 중량부, 및 상기 냉각 처리한 폴리아크릴산-폴리비닐알코올 그래프트 고분자 10 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하였다. 상기 혼합물을 금형에 투입하였다. 상기 혼합물을 금형 내에서 양생하였다. 상기 양생된 혼합물을 금형에서 탈형시켜 차열 블록을 제조하였다.
[비교예]
고로 슬래그 골재 70 중량부, 도자기 조각 10 중량부, 수산화나트륨 2 중량부, 및 폴리아크릴산-폴리비닐알코올 그래프트 고분자 10 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하였다. 상기 혼합물을 금형에 투입하였다. 상기 혼합물을 금형 내에서 양생하였다. 상기 양생된 혼합물을 금형에서 탈형시켜 차열 블록을 제조하였다.
[실험예]
상기 실시예에서 제조된 차열블록의 특성을 확인하였고, 그 결과를 표 1로서 나타내었다.
차열 블록의 보수성을 시험하기 위하여 일본 인터록킹 블록 포장기술협회의 중량측정법에 규정한 방법에 따라 시험을 실시하였다.
차열 블록의 흡수성을 비교하기 위하여 일본 인터록킹 블록포장기술협회의 물의 흡수 높이 측정법에 따라 시험을 실시하였다.
차열 블록의 압축강도 및 인장강도를 시험하기 위하여 각각 KSF 2408 및 KSF 2423에 규정한 방법에 따라 시험을 실시하였다.
실시예 비교예
보수량 (g/cm2) 0.20 0.15
흡수량 (%) 79 60
압축강도 (kgf/cm2) 378 265
인장강도 (kgf/cm2) 46 27
상기 표 1에 나타난 결과에 따르면, 실시예에 따라 제조된 차열 블록은 비교예에 따라 제조된 차열 블록에 비하여 보수량, 흡수량, 압축강도, 및 인장강도가 모두 우수한 것으로 확인할 수 있다. 이는 폴리아크릴산-폴리비닐알코올 그래프트 고분자를 강온 조건 하에서 냉각 처리함으로써 상기 폴리아크릴산-폴리비닐알코올 그래프트 고분자의 보수성은 유지하면서 강도는 강해져 수분 흡수에 따른 팽창이 크게 나타나지 않아 우수한 보수성과 강도를 동시에 가지는 차열블록을 제조할 수 있는 것이다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (21)

  1. 차열 블록 100 중량부에 있어서,
    다공성 골재 60 내지 70 중량부;
    제 1 충전재 5 내지 10 중량부;
    제 2 충전재 5 내지 10 중량부; 및
    알칼리 활성화제 1 내지 10 중량부;를 포함하고,
    상기 제 2 충전재는 보수성 물질을 포함하고,
    상기 제 2 충전재는 강온(降溫)조건 하에서 냉각 처리한 것인,
    차열 블록.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다공성 골재는 고로 슬래그, 인공 골재, 강자갈, 규사, 쇄석 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것인, 차열 블록.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 차열 블록의 상층은 입도가 5 mm 내지 10 mm인 다공성 골재로 형성되되, 상기 차열 블록의 하층은 입도가 10 mm 내지 20 mm인 다공성 골재로 형성되는 것인, 차열 블록.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 다공성 골재가 접합됨으로써 공극이 형성되는 것인, 차열 블록.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 공극의 크기는 0.1 mm 내지 10 mm인 것인, 차열 블록.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 충전재는 보텀 애쉬, 플라이 애쉬, 도자기 조각, 고로슬래그, 레드머드, 메타카올린 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 산업 부산물을 포함하는 것인, 차열 블록.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 보수성 물질은 고흡수성 수지 및/또는 액상실리콘 고무를 포함하는 것인, 차열 블록.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 충전재의 평균입자 크기는 100 μm 내지 500 μm이고, 다공성 구조를 가지며, 상기 다공성 구조의 공극은 10 μm 내지 50 μm인 것인, 차열 블록.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 충전재를 강온조건 하에서 냉각 처리함으로써 흡수팽윤 성능이 조절되는 것인, 차열 블록.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 알칼리 활성화제는 가성 알칼리, 비규산질성 약산성염, 규산염, 알루민산염, 알루미늄규산염, 비규산염, 물 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것인, 차열 블록.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 차열 블록 상에 형성된 반사층을 추가 포함하는 것인, 차열 블록.
  14. 제 2 충전재를 강온 조건 하에 냉각 처리 하는 단계;
    제 1 항 내지 제 6 항, 제 8 항 내지 제 9 항 및 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 차열 블록 100 중량부에 있어서, 다공성 골재 60 내지 70 중량부; 제 1 충전재 5 내지 10 중량부; 상기 전처리된 제 2 충전재 5 내지 10 중량부; 및 알칼리 활성화제 1 내지 10 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계;
    상기 혼합물을 금형에 투입하는 단계;
    상기 혼합물을 양생시키는 단계; 및
    상기 양생된 차열 블록을 금형에서 탈형시키는 단계;를 포함하고,
    상기 제 2 충전재는 보수성 물질을 포함하는 것인,
    차열 블록의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 탈형된 차열 블록 상에 반사층을 코팅하는 단계;를 추가 포함하는 것인, 차열 블록의 제조 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 강온 조건은 -5℃/h 내지 -10℃/h 범위 내에서 온도가 감소하는 것인, 차열 블록의 제조 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 다공성 골재는 고로 슬래그, 인공 골재, 강자갈, 규사, 쇄석 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것인, 차열 블록의 제조 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 충전재는 보텀 애쉬, 플라이 애쉬, 도자기 조각, 고로슬래그, 레드머드, 메타카올린 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 산업 부산물을 포함하는 것인, 차열 블록의 제조 방법.
  19. 삭제
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 충전재의 평균입자 크기는 100 μm 내지 500 μm이고, 다공성 구조를 가지며 상기 다공성 구조의 공극은 10 μm 내지 50 μm인 것인, 차열 블록의 제조 방법.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 알칼리 활성화제는 가성 알칼리, 비규산질성 약산성염, 규산염, 알루민산염, 알루미늄규산염, 비규산염, 물 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택된 물질을 포함하는 것인, 차열 블록의 제조 방법.
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