KR102018847B1 - 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 제조방법 및 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭 - Google Patents

폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 제조방법 및 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐 섬유를 함유하면서도 콘크리트 블럭의 규정을 만족하는 콘크리트 블럭을 제조할 수 있는 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 제조방법, 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 준비하는 단계; 폐 섬유를 분쇄하는 단계; 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합하는 단계; 혼합된 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 블럭 틀에 채우는 단계; 및 설정된 조건의 환경에서 콘크리트 블럭을 양생시키는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합하는 단계에서 시멘트:모래:석분의 설정된 배합비를 기준으로 함유되는 폐 섬유의 부피만큼 모래 및 석분의 부피를 차감하는 방식으로 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합할 수 있다.

Description

폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 제조방법 및 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭{CONSTRUCTING METHOD FOR BLOCK CONTAINING WASTE-FIBER AND BLOCK THEREOF}
본 발명은 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 제조방법 및 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐 섬유를 함유하면서도 콘크리트 블럭의 규정을 만족하는 콘크리트 블럭을 제조할 수 있는 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 제조방법 및 콘크리트 블럭에 관한 것이다.
일반적으로, 콘크리트는 시멘트, 모래, 자갈 등을 물과 함께 혼합하여 제조하는 토목 및 건축의 재료로서, 철근 등과 결합하여 건축물을 구성하는 토목 및 건축의 주재료이다.
상기 철근과 결합된 철근 콘크리트 이외에도 콘크리트로 구성된 블럭은 건축물을 구성하는 재료로 널리 사용되고 있다. 그런데, 콘크리트의 함유 물질인 시멘트는 제조하는 과정에서 환경오염을 야기하는 적지 않은 부산물을 발생시킨다. 따라서, 현대의 건축물이 환경오염을 야기하는 것이 불가피하다. 이러한 이유로 건축물과 환경오염의 상관관계에 대한 관심 및 환경오염을 줄이는 토목 및 건축의 재료를 개발하려는 노력이 증가하고 있다. 이와 같은 관점에서 콘크리트의 함유 물질 중 시멘트의 비율을 감소시키거나 환경오염을 야기하는 시멘트의 부산물 또는 기타 산업 및 공업 현장에서 발생되는 환경오염 물질을 콘크리트에 함유시키는 친환경적인 콘크리트의 개발이 활발해지고 있다.
한편, 국내의 섬유산업 및 섬유공업 현장에서 발생되는 폐 섬유의 양은 매년 증가하고 있다. 예를 들어, 2016년 서울을 기준으로 생산되는 폐 섬유의 양은 2,500,000 톤에 이른다. 하지만, 폐 섬유의 재활용률은 현재 10% 미만으로 매우 미비한 실정이다. 또한, 2000년 이후부터 국내 기준으로 폐 섬유의 매립이 전면 금지됨에 따라 소각만이 유일한 처리방법이 됨에 따라 막대한 폐 섬유의 처리비용이 요구됨과 동시에 소각으로 인한 2차 환경오염이 야기된다. 이러한 폐 섬유를 콘크리트 블럭의 제조에 이용한다면, 최근에 관심이 높아지고 있는 신 재생에너지 산업에 적합할 뿐만 아니라, 상술한 다양한 문제를 해소할 여지가 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 폐 섬유를 함유하면서도 콘크리트 블럭의 규정을 만족하는 콘크리트 블럭을 제조할 수 있는 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 제조방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 제조방법, 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 준비하는 단계; 폐 섬유를 분쇄하는 단계; 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합하는 단계; 혼합된 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 블럭 틀에 채우는 단계; 및 설정된 조건의 환경에서 콘크리트 블럭을 양생시키는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합하는 단계에서 시멘트:모래:석분의 설정된 배합비를 기준으로 함유되는 폐 섬유의 부피만큼 모래 및 석분의 부피를 차감하는 방식으로 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합할 수 있다.
상기 시멘트:모래:석분의 설정된 배합비는 부피의 1:0.85:2 비일 수 있다.
상기 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합하는 단계에서 폐 섬유의 함유량은 1종 이형 콘크리트 블럭을 제조하는 것을 전제로 0 초과 60 이하 그램(g)의 범위 내일 수 있다.
상기 시멘트는 KS L 5201 규정에 따른 포틀랜드 시멘트일 수 있다.
상기 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합하는 단계에서 물/시멘트 비를 35%로 고정할 수 있다.
상기 폐 섬유는 면 및 폴리에스테르로 구성될 수 있다.
상기 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합하는 단계에서 상기 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유의 전체 부피를 일정하게 유지하면서 폐 섬유의 함유량이 증가되면, 전체의 단위 용적당 무게는 감소될 수 있다.
상기 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합하는 단계에서 1종 이형 콘크리트 블럭을 제조하는 것을 전제로 물/시멘트 비를 35%로 고정할 때, 상기 폐 섬유의 함유량이 20g이면, 시멘트:모래:석분의 배합비는 495.96g:327.04g:769.51g일 수 있다.
상기 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합하는 단계에서 1종 이형 콘크리트 블럭을 제조하는 것을 전제로 물/시멘트 비를 35%로 고정할 때, 상기 폐 섬유의 함유량이 40g이면, 시멘트:모래:석분의 배합비는 495.96g:299.44g:704.56g일 수 있다.
상기 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합하는 단계에서 1종 이형 콘크리트 블럭을 제조하는 것을 전제로 물/시멘트 비를 35%로 고정할 때, 상기 폐 섬유의 함유량이 60g이면, 시멘트:모래:석분의 배합비는 495.96g:271.83g:639.60g일 수 있다.
상기 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합하는 단계에서 1종 이형 콘크리트 블럭을 제조하는 것을 전제로 물/시멘트 비를 35%로 고정할 때, 상기 폐 섬유의 함유량에 따라 변화되는 모래 및 석분의 함유량은 차감되는 부피만큼을 각각의 중량 차감으로 환산한 데이터에 의해 결정될 수 있다.
상기 데이터는 부피에 비중을 곱하는 계산을 통해 얻어질 수 있다.
상기 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합하는 단계에서 상기 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유의 전체 부피를 일정하게 유지하면서 폐 섬유의 함유량이 증가되면, 전체의 흡수율은 증대될 수 있다.
KS F 4004 규정에 의거한 1종 이형 콘크리트 블럭이 제조될 수 있다.
상기 폐 섬유의 함유량이 0 초과 60 이하 그램(g)의 범위 내인 조건에서 제조된 콘크리트 블럭은 유해 물질이 환경 기준치보다 낮을 수 있다.
상기 폐 섬유를 분쇄하는 단계에서 폐 섬유는 건조된 상태로 분쇄될 수 있다.
상기 블럭 틀은 KS F 4004 규정에 의거한 1종 이형 콘크리트 블럭의 크기에 대응되는 틀이 적어도 하나 이상 형성된 형상으로 제작될 수 있다.
상기 블럭 틀은 원목을 재료로 하며, 상기 혼합된 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 블럭 틀에 채우는 단계에서 블럭 틀이 수분을 흡수하는 것을 방지하도록 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유 모르타르와 상기 블럭 틀의 경계면에는 차단막이 부착될 수 있다.
상기 설정된 조건의 환경에서 콘크리트 블럭을 양생시키는 단계에서 상기 설정된 조건은 적정 온도 및 적정 습도이며, 콘크리트 블럭을 양생시키는 장소는 밀폐될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 콘크리트 블럭에 폐 섬유가 함유됨에 따라 콘크리트 블럭의 원재료 사용량이 감소하고, 콘크리트 블럭의 생산원가가 절감될 수 있다.
또한, 콘크리트 블럭의 폐기 시에 소각함으로 인해 부수적인 환경오염의 개선이 기대됨과 동시에 폐 섬유의 소각으로 인한 2차 환경오염이 시차적으로 분산됨에 따라 대기 오염을 포함하는 실질적인 환경오염을 줄일 수 있다.
나아가, 콘크리트 블럭에 폐 섬유가 함유됨에 따라 콘크리트 블럭이 경량화되어 자중이 감소되며, 경제성 및 시공성능을 보장하는 최적의 배합비를 확보하여 기존의 콘크리트 블럭을 대체 가능한 차세대 친환경 콘크리트 블럭로 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 제조방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 블럭 틀을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 No. 1 배합비를 기준으로 하는 콘크리트 블럭의 폐 섬유 함유량에 따른 압축 강도의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 No. 2 배합비를 기준으로 하는 콘크리트 블럭의 폐 섬유 함유량에 따른 압축 강도의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 No. 3 배합비를 기준으로 하는 콘크리트 블럭의 폐 섬유 함유량에 따른 압축 강도의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 No. 1 배합비를 기준으로 하는 콘크리트 블럭의 폐 섬유 함유량에 따른 흡수율의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 No. 2 배합비를 기준으로 하는 콘크리트 블럭의 폐 섬유 함유량에 따른 흡수율의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 No. 3 배합비를 기준으로 하는 콘크리트 블럭의 폐 섬유 함유량에 따른 흡수율의 변화를 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 콘크리트 블럭이란 콘크리트 소재로 제작되는 콘크리트 제품을 의미할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 제조방법을 제안하기에 앞서 폐 섬유를 함유하면서도 KS F 4004 콘크리트 블럭의 규정을 만족하는 콘크리트 블럭을 제조하기 위해 시공성능 및 경제성을 확보하면서도 KS F 4004 콘크리트 블럭의 규정에 따른 압축강도, 기건 비중 및 흡수율 등을 만족하는 최적의 배합비를 산출하도록 실험을 실시하였다.
이하, 최적의 배합비를 산출하기 위한 상기 실험의 과정을 우선적으로 설명한다.
먼저, 여러 번의 실험을 통한 다양한 배합비 중 아래의 표 1의 세가지 배합비가 폐 섬유를 함유하면서도 KS F 4004 콘크리트 블럭의 규정을 만족하는 콘크리트 블럭을 생산할 수 있는 가능성을 보였다. 또한, EDS(Energy Dispersive Spectroscopy)가 장착된 SEM(Scanning Electron Microscope) 시험을 수행함으로써 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 특성을 규명하였으며, 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 환경 유해성 평가를 통하여 환경에 무해함을 증명하였다.
표 1) 콘크리트 블럭의 시멘트:모래:석분 배합비
Figure 112019009127317-pat00001
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 블럭의 제조 시에 사용되는 원재료는 시멘트, 모래, 석분, 및 물로 구성된다. 여기서, 시멘트는 KS L 5201 규정에 따라 국내에서 제조되는 포틀랜드 시멘트를 사용하였고, 모래 및 석분은 국내에서 유통되는 일반적인 모래 및 석분을 사용하였다. 아래의 표 2는 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 블럭의 제조 시에 사용되는 원재료 중 시멘트의 특성을 보여주고, 표 3은 모래 및 석분의 특성을 보여준다.
표 2) 시멘트의 특성
Figure 112019009127317-pat00002
표 3) 모래 및 석분의 특성
Figure 112019009127317-pat00003
이러한 특성을 갖는 원재료들을 물/시멘트 비(W/C)를 35%로 고정하고, 폐 섬유의 함유량을 달리하면서 혼합하여 콘크리트 블럭을 제조하는 실험을 수행하였다(표 4, 표 5, 표 6 참조). 이 때, 배합비에 따른 각 원재료들의 중량을 산정하는 기준은 통상적인 1종 이형 콘크리트 블럭(190*90*57mm)을 제조하는 것으로 한다. 여기서, 사용되는 폐 섬유는 면 및 폴리에스테르로 구성된다. 또한, 폐 섬유의 함유량을 증가시키면서 함유된 폐 섬유의 부피만큼 모래 및 석분의 부피를 차감하는 방식으로 실험이 진행되었다. 이와 같은 관점에서 콘크리트 블럭의 전체 부피를 일정하게 유지하면서 폐 섬유의 함유량이 증가되면, 폐 섬유가 모래 및 석분보다 상대적으로 작은 비중을 갖기 때문에 콘크리트 블럭의 전체 중량은 감소된다.
아래의 표 4는 표 1의 No. 1 배합비를 기준으로 하는 배합표이다.
표 4) No. 1 배합표
Figure 112019009127317-pat00004
여기서, 표 4의 Test number 1을 예로 들면, 부피의 비인 No. 1 배합비 1:0.85:2를 중량 비로 환산하는 과정은 원재료 각각의 비중을 곱하는 것이다. 따라서, 1*3.15:0.85*2.65:2*2.65 = 495.96:354.65:834.47가 된다.
아래의 표 5는 표 1의 No. 2 배합비를 기준으로 하는 배합표이다.
표 5) No. 2 배합표
Figure 112019009127317-pat00005
아래의 표 6는 표 1의 No. 3 배합비를 기준으로 하는 배합표이다.
표 6) No. 3 배합표
Figure 112019009127317-pat00006
이처럼 물/시멘트 비(W/C)를 35%로 고정하고, 1종 이형 콘크리트 블럭(190*90*57mm)을 제조하면서 No. 1 배합비를 기준으로 하여 폐 섬유의 함유량을 0으로부터 20g씩 증가시킨 6개의 콘크리트 블럭, No. 2 배합비를 기준으로 하여 폐 섬유의 함유량을 0으로부터 20g씩 증가시킨 6개의 콘크리트 블럭, 및 No. 3 배합비를 기준으로 하여 폐 섬유의 함유량을 0으로부터 20g씩 증가시킨 6개의 콘크리트 블럭을 각각 No. - Test number 형식으로 표현하고, 18개 각각의 콘크리트 블럭에 대해 KS F 4004 규정을 만족하는지 시험하였다.
아래의 표 7은 표 4, 표 5, 및 표 6의 배합비에 따라 제조된 18개의 콘크리트 블럭에 대한 압축강도 시험 결과를 보여준다.
표 7) 압축강도 시험 (단위: MPa)
Figure 112019009127317-pat00007
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 No. 1 배합비를 기준으로 하는 콘크리트 블럭의 폐 섬유 함유량에 따른 압축 강도의 변화를 나타낸 그래프이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 No. 2 배합비를 기준으로 하는 콘크리트 블럭의 폐 섬유 함유량에 따른 압축 강도의 변화를 나타낸 그래프이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 No. 3 배합비를 기준으로 하는 콘크리트 블럭의 폐 섬유 함유량에 따른 압축 강도의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3 내지 도 5에 도시되고 표 7에 나타난 바와 같이, 폐 섬유의 함유량이 증가할수록 대체적으로 압축 강도가 감소한다. 한편, KS F 4004 규정에 의거한 1종 이형 콘크리트 블럭의 최소 압축강도는 13N/mmㅂ이다. 따라서, No. 1, 2, 3의 각 배합비를 기준으로 폐 섬유의 함유량이 적은 콘크리트 블럭조차 상기 최소 압축강도를 만족하지 못할 경우, 시험의 의미가 없는 일부의 시험은 생략하였다. 상기 18개의 콘크리트 블럭에 대한 압축강도 시험 결과, No. 1 배합비에서 1-1, 1-2, 1-3, 1-4의 콘크리트 블럭이 상기 최소 압축강도를 만족한다. 반면, No. 2 및 No. 3 배합비에서는 폐 섬유가 함유될 경우에 상기 최소 압축강도를 만족하는 콘크리트 블럭이 존재하지 않는다. 따라서, No. 1 배합비만이 폐 섬유를 이용한 콘크리트 블럭의 생산이 가능함을 알 수 있다.
아래의 표 8은 표 4, 표 5, 및 표 6의 배합비에 따라 제조된 18개의 콘크리트 블럭에 대한 흡수율 시험 결과를 보여준다.
표 8) 흡수율 시험 (단위: %)
Figure 112019009127317-pat00008
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 No. 1 배합비를 기준으로 하는 콘크리트 블럭의 폐 섬유 함유량에 따른 흡수율의 변화를 나타낸 그래프이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 No. 2 배합비를 기준으로 하는 콘크리트 블럭의 폐 섬유 함유량에 따른 흡수율의 변화를 나타낸 그래프이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 No. 3 배합비를 기준으로 하는 콘크리트 블럭의 폐 섬유 함유량에 따른 흡수율의 변화를 나타낸 그래프이다.
아래의 표 9은 표 4, 표 5, 및 표 6의 배합비에 따라 제조된 18개의 콘크리트 블럭에 대한 기건 비중 시험 결과를 보여준다.
표 9) 기건 비중 시험 (단위: %)
Figure 112019009127317-pat00009
표 7의 시험 결과에 따라 No. 1 배합비만이 폐 섬유를 이용한 콘크리트 블럭의 생산이 가능함을 확인하였으나, 상기 18개의 콘크리트 블럭 모두에 대해 표 8의 흡수율 시험 및 표 9의 기건 비중 시험을 수행한 결과, 도 6 내지 도 8에 도시되고 표 8 및 표 9에 나타난 바와 같이, 콘크리트 블럭은 폐 섬유의 함유량이 증가할수록 향상되는 성능을 가짐을 확인하였다.
자세히 설명하면, KS F 4004 규정에 의거한 1종 이형 블럭의 최소 흡수율은 7%인데, 상기 18개의 콘크리트 블럭은 모두 상기 최소 흡수율을 만족하며, 폐 섬유의 함유량이 증가할수록 흡수율은 증대됨을 알 수 있다. 또한, 표 9의 기건 비중 시험 결과에 따라 폐 섬유의 함유량이 증가할수록 단위 용적당 무게가 감소됨을 알 수 있다. 다시 말해, 상기 최소 압축강도를 만족하는 1-1, 1-2, 1-3, 1-4 중 폐 섬유를 함유한 1-2, 1-3, 1-4의 콘크리트 블럭은 압축강도에 대한 성능을 확보하면서도 흡수율 및 기건 비중에 대한 성능이 종래의 콘크리트 블럭보다 향상된 것이다.
이러한 1-2, 1-3, 1-4의 콘크리트 블럭은 환경 유해 기준까지도 만족한다.
아래의 표 10은 상기 18개의 콘크리트 블럭 중 상기 최소 압축강도를 만족하는 5개의 콘크리트 블럭의 유해성 평가를 보여준다.
표 10) 유해성 평가
Figure 112019009127317-pat00010
결과적으로, 본 발명의 실시예에 따라 콘크리트 블럭의 원재료(시멘트:모래:석분)의 배합비가 No. 1 배합비(1:0.85:2)인 경우에 폐 섬유를 60g까지 함유시켜 KS F 4004 규정을 만족하는 콘크리트 블럭의 제조가 가능함이 증명되었고, 본 발명의 실시예에 따른 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 유해 물질이 환경 기준치보다 낮음이 입증되었다.
위 실험결과와 데이터를 기반으로 콘크리트 블럭 또는 콘크리트 제품을 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따라 상기 1-2, 1-3, 1-4의 콘크리트 블럭을 제조하는 방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 제조방법의 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 블럭 틀을 보여주는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 제조방법은 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 준비하는 단계(S100), 폐 섬유를 분쇄하는 단계(S110), 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합하는 단계(S120), 블럭 틀의 준비하는 단계(S130), 혼합된 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 블럭 틀에 채우는 단계(S140), 설정된 조건의 환경에서 콘크리트 블럭을 양생시키는 단계(S150)를 포함한다.
상기 S100 단계에서 준비되는 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유는 상술한 표 2의 포틀랜드 시멘트, 표 3의 국내에서 유통되는 일반적인 모래 및 석분, 그리고 면 및 폴리에스테르로 구성된 폐 섬유이다.
상기 S110 단계에서 폐 섬유는 건조된 상태로 분쇄되는 것이 바람직하며, 분쇄하는 방법은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, 당업자)에 의해 용이하게 구현될 수 있다.
상기 S120 단계에서 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유는 상기 1-2, 1-3, 1-4의 콘크리트 블럭을 제조하는 배합비와 같이, No. 1 배합비(1:0.85:2)를 기준으로 0 초과 60 이하 그램(g)의 범위 내에서 폐 섬유를 함유시키면서 함유된 폐 섬유의 부피만큼 모래 및 석분을 차감하는 배합비로 혼합된다. 여기서, 상기 폐 섬유의 함유량에 따라 변화되는 모래 및 석분의 함유량은 차감되는 부피만큼을 각각의 중량 차감으로 환산한 데이터에 의해 결정된다. 이러한 데이터가 상술한 실험들을 반복하면서 당업자에 의해 얻어질 수 있음은 자명하다. 또한, 시멘트, 모래, 및 석분을 배합 믹서 등을 이용하여 혼합하고, 교반기 등을 이용하여 재료의 분리를 최소화하는 방법은 당업자에게 자명하며, 이 때에 폐 섬유를 함께 혼합하는 것이다.
상기 S130 단계에서 준비되는 블럭 틀은 원목을 재료로 하며, KS F 4004 규정의 블럭 규격인 1종 이형 콘크리트 블럭(190*90*57mm)의 크기에 대응되는 복수개의 틀이 형성된 형상으로 제작된다(도 2 참조).
상기 S140 단계에서 혼합된 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유 모르타르를 블럭 틀에 채울 때에는 원목을 재료로 하는 블럭 틀이 수분을 흡수하는 것을 방지하도록 모르타르와 블럭 틀의 경계면에 비닐테이프와 같은 차단막이 부착된다.
상기 S150 단계에서 설정된 조건은 적정 온도(상온 20-3℃ 내지 20+3℃) 및 적정 습도이며, 설정된 조건의 환경을 유지하기 위해 콘크리트 블럭을 양생시키는 장소는 밀폐된다. 또한, 적정 습도를 유지하기 위하여 가습기 등이 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 콘크리트 블럭에 폐 섬유가 함유됨에 따라 콘크리트 블럭의 원재료 사용량이 감소하고, 콘크리트 블럭의 생산원가가 절감될 수 있다. 또한, 콘크리트 블럭의 폐기 시에 소각함으로 인해 부수적인 환경오염의 개선이 기대됨과 동시에 폐 섬유의 소각으로 인한 2차 환경오염이 시차적으로 분산됨에 따라 대기 오염을 포함하는 실질적인 환경오염을 줄일 수 있다. 나아가, 콘크리트 블럭에 폐 섬유가 함유됨에 따라 콘크리트 블럭이 경량화되어 자중이 감소되며, 경제성 및 시공성능을 보장하는 최적의 배합비를 확보하여 기존의 콘크리트 블럭을 대체 가능한 차세대 친환경 콘크리트 블럭로 활용될 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

Claims (19)

  1. 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 준비하는 단계;
    면 및 폴리에스테르로 구성된 폐 섬유를 분쇄하는 단계;
    시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합하는 단계;
    혼합된 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 블럭 틀에 채우는 단계; 및
    설정된 조건의 환경에서 콘크리트 블럭을 양생시키는 단계;
    를 포함하되,
    상기 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합하는 단계에서 시멘트:모래:석분의 설정된 배합비를 기준으로 함유되는 폐 섬유의 부피만큼 모래 및 석분의 부피를 차감하는 방식으로 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합하는 것을 특징으로 하는 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시멘트:모래:석분의 설정된 배합비는 부피의 1:0.85:2 비인 것을 특징으로 하는 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합하는 단계에서 폐 섬유의 함유량은 1종 이형 콘크리트 블럭을 제조하는 것을 전제로 0 초과 60 이하 그램(g)의 범위 내인 것을 특징으로 하는 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합하는 단계에서 물/시멘트 비를 35%로 고정하는 것을 특징으로 하는 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 제조방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합하는 단계에서 상기 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유의 전체 부피를 일정하게 유지하면서 폐 섬유의 함유량이 증가되면, 전체의 단위 용적당 무게는 감소되는 것을 특징으로 하는 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 제조방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합하는 단계에서 1종 이형 콘크리트 블럭을 제조하는 것을 전제로 물/시멘트 비를 35%로 고정할 때,
    상기 폐 섬유의 함유량이 20g이면, 시멘트:모래:석분의 배합비는 495.96g:327.04g:769.51g인 것을 특징으로 하는 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 제조방법.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합하는 단계에서 1종 이형 콘크리트 블럭을 제조하는 것을 전제로 물/시멘트 비를 35%로 고정할 때,
    상기 폐 섬유의 함유량이 40g이면, 시멘트:모래:석분의 배합비는 495.96g:299.44g:704.56g인 것을 특징으로 하는 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 제조방법.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합하는 단계에서 1종 이형 콘크리트 블럭을 제조하는 것을 전제로 물/시멘트 비를 35%로 고정할 때,
    상기 폐 섬유의 함유량이 60g이면, 시멘트:모래:석분의 배합비는 495.96g:271.83g:639.60g인 것을 특징으로 하는 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 제조방법.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합하는 단계에서 1종 이형 콘크리트 블럭을 제조하는 것을 전제로 물/시멘트 비를 35%로 고정할 때,
    상기 폐 섬유의 함유량에 따라 변화되는 모래 및 석분의 함유량은 차감되는 부피만큼을 각각의 중량 차감으로 환산한 데이터에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합하는 단계에서 상기 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유의 전체 부피를 일정하게 유지하면서 폐 섬유의 함유량이 증가되면, 전체의 흡수율은 증대되는 것을 특징으로 하는 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 제조방법.
  12. 제3항에 있어서,
    상기 폐 섬유의 함유량이 0 초과 60 이하 그램(g)의 범위 내인 조건에서 제조된 콘크리트 블럭은 유해 물질이 환경 기준치보다 낮은 것을 특징으로 하는 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 제조방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 폐 섬유를 분쇄하는 단계에서 폐 섬유는 건조된 상태로 분쇄되는 것을 특징으로 하는 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 제조방법.
  14. 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 준비하는 단계;
    상기 폐 섬유를 분쇄하는 단계;
    시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합하는 단계;
    혼합된 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 블럭 틀에 채우는 단계; 및
    설정된 조건의 환경에서 콘크리트 블럭을 양생시키는 단계;
    를 포함하되,
    상기 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합하는 단계에서 시멘트:모래:석분의 설정된 배합비를 기준으로 함유되는 폐 섬유의 부피만큼 모래 및 석분의 부피를 차감하는 방식으로 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합하고,
    상기 블럭 틀은,
    KS F 4004 규정에 의거한 1종 이형 콘크리트 블럭의 크기에 대응되는 틀이 적어도 하나 이상 형성된 형상으로 제작되고,
    원목을 재료로 하며, 상기 혼합된 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 블럭 틀에 채우는 단계에서 블럭 틀이 수분을 흡수하는 것을 방지하도록 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유 모르타르와 상기 블럭 틀의 경계면에는 차단막이 부착되는 것을 특징으로 하는 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 제조방법.
  15. 삭제
  16. 제1항에 있어서,
    상기 설정된 조건의 환경에서 콘크리트 블럭을 양생시키는 단계에서 상기 설정된 조건은 적정 온도 및 적정 습도이며, 콘크리트 블럭을 양생시키는 장소는 밀폐되는 것을 특징으로 하는 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭의 제조방법.
  17. 시멘트, 모래, 석분 및 폐 섬유를 포함하는 콘크리트 블럭에 있어서,
    상기 시멘트, 모래, 석분 및 폐 섬유는,
    시멘트:모래:석분의 설정된 배합비를 기준으로 함유되는 폐 섬유의 부피만큼 모래 및 석분의 부피를 차감하는 방식으로 시멘트, 모래, 석분, 및 폐 섬유를 혼합되고,
    상기 폐 섬유는,
    면 및 폴리에스테르로 구성되며 분쇄된 것임을 특징으로 하는 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 시멘트:모래:석분의 배합비는 1:0.85:2의 부피비이고,
    상기 폐 섬유는,
    상기 시멘트:모래:석분의 부피비에 상기 시멘트, 모래 및 석분 각각의 비중을 곱한 중량비를 기준으로 0초과 60미만의 중량비가 혼합되는 것을 특징으로 하는 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 폐 섬유는,
    20이상 60미만의 중량비가 혼합되는 것을 특징으로 하는 폐 섬유를 함유한 콘크리트 블럭.
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