KR102032644B1 - 기하학적 구조의 경량 인조 현무암 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수평 단면이 다각형인 기둥형 돌담 블록으로서, 적어도 셋 이상의 측면과 현무암 질감의 상면이 있는 콘크리트 재질의 제1층과, 상기 제1층의 하부에 형성되며, 상기 제1층과 동일한 구조의 측면이 있는 경량기포 콘크리트 재질의 제2층과, 상기 제1층 및 제2층 사이에 형성되어 두 층을 일체화시키며, 콘크리트 재질과 경량기포 콘크리트 재질이 혼합되어 있는 교반층으로 구성되는 기하학적 구조의 경량 인조 현무암을 제공한다. 본 발명에 따르면, 돌담 블록의 운반과 시공이 용이하며, 천연 현무암과 유사하게 자연스러운 돌담의 이미지를 구현할 수 있고, 고도의 기술력이 없이도 다양한 문양의 돌담을 쉽게 시공할 수 있다.

Description

기하학적 구조의 경량 인조 현무암 및 그 제조방법 {LIGHT WEIGHT ARTIFICIAL BASALT WITH GEOMETRIC STRUCTURE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 경량 인조석에 관한 것으로서, 상세하게는 운반과 시공이 용이하면서도 강도와 내구성이 우수한 기하학적 구조를 갖는 경량 인조 현무암의 제조방법을 제안한다.

목재 및 금속과 더불어 석재는 오래전부터 건축 자재로 널리 사용되어 왔다. 특히 자연에서 채취되는 천연 골재와 현대 건축에서 널리 활용되는 콘크리트 등의 인조석은 풍화에 견디면서 강도가 뛰어나 다양한 건축물에 활용되고 있다.

제주도에는 화산활동에 의해 만들어진 검은 현무암이 지천으로 널려있고 제주 땅은 '돌밭'이라고 부를 정도로 밭과 마을, 묘지, 목장, 심지어 바다까지 돌이 많다. 따라서 제주에서는 돌로 만든 다양한 생활문화가 존재하고 있으며, 가옥을 축성할 때 벽채나 계단 등에 많이 사용되었으며, 경계를 구분하고 가축의 침입을 방지하거나 바람을 막는데도 돌이 사용되어 왔다.

한편, 제주도는 전역에 걸쳐 수많은 돌담이 존재하는데 이러한 돌담은 세계적으로도 그 유례를 찾기 힘들 정도이고, 돌담을 쌓은 장소 혹은 형태에 따라 올레담과 울담, 측담, 밭담, 산담, 원담, 잣담, 성담 등이 다양하게 발달되어 왔다. 돌담은 문화관광부가 실시한 100대 민족문화 상징으로 선정했으며 농촌 자원개발 연구소에서 실시한 보전가치가 높은 농촌경관자원평가서에서도 18개 경관자원 분야에서 전통가옥과 전통마을쉼터에 이어 3번째로 선정되었을 뿐만 아니라 최근에는 제주 밭담이 세계중요농업유산으로 지정된 바 있다.

기존에 현무암 돌담을 시공하는 방법은 도 1a에 도시된 바와 같이 자연에서 채취한 자연석을 형태를 고려하면서 위로 축성하여 시공해왔다. 이 경우 자연스러운 돌담이 시공될 수 있는 장점이 있으나, 불규칙한 자연석들을 상호 조화롭게 결합되도록 하는데 많은 노력이 필요하며 수십년의 경험을 가진 숙련자가 아니면 견고한 돌담을 축성하기가 매우 어려웠다. 한편, 도 1b에 도시한 바와 같이, 자연석을 가공하여 여러 사이즈의 사각형 모양으로 제조한 후 이들을 조합하여 축성하는 경우도 있다. 그러나 이 경우에도 가공된 자연석의 끼움 맞춤이 상당히 어렵고, 축성 과정에 많은 시간이 요구되기 때문에 여전히 고도로 숙련된 석공에 의하여 돌담을 쌓을 수 밖에 없는 실정이다. 또한, 가공된 원석의 경우 기존의 밭담이나 울담 등에서 볼 수 있는 자연미가 사라지게 되고, 각진 자재로 쌓은 인공 돌담의 이미지가 강하기 때문에 제주의 전통 돌담의 가치가 퇴색되는 단점이 있다. 또한, 자연석을 이용한 시공 방법은 보존하여야 할 가치가 있는 자연스러운 돌담을 허물어 재료를 확보해야 하기 때문에 무분별한 자연의 훼손을 야기하게 되고, 이로 인하여 제주의 수많은 돌담이 제대로 보존되지 못하고 급속히 파괴되는 문제가 있다.

이러한 단점을 해결하기 위해 본 발명자는 정형화되지 않은 돌담을 축성할 수 있고 천연 현무암과 유사한 외양 및 질감을 지니면서 숙련자가 아니더라 쉽게 축성 및 돌담 시공이 가능하도록 퍼즐형 돌담 블록(등록특허 10-1771430호)을 제안한 바 있다. 제안된 돌담 블록은 기하학적 형태의 블록들을 조합하여 자연미를 담은 돌담을 축성하기에는 용이하지만, 콘크리트 재료를 사용하여 인조 현무암을 제조할 경우 무게가 상당하여 운반이 어렵고 시공 현장에서 작업자의 작업 효율을 떨어뜨릴 수밖에 없다.

따라서 인조석을 사용하여 제주 전통의 돌담을 보다 경제적으로 축성하기 위해서는 강도의 저하가 크지 않으면서도 충격에 대한 내구성이 유지되면서 경량화된 돌담 블록이 요구된다.

본 발명은 전술한 기술적 배경하에서 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 운반과 시공이 용이하도록 경량화된 인조석 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 자연석의 축성과 유사하게 불규칙한 패턴의 돌담 축성이 가능한 기하학 구조의 인조 현무암을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 돌담 시공 시 고도의 기술이 필요치 않고 시공이 용이하면서 충격에 대한 내구성이 유지되는 기하학 구조의 인조 현무암을 제공하는 것이다.

기타, 본 발명의 또 다른 목적 및 기술적 특징은 이하의 상세한 설명에서 보다 구체적으로 제시될 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 수평 단면이 다각형인 기둥형 돌담 블록으로서, 적어도 셋 이상의 측면과 현무암 질감의 상면이 있는 콘크리트 재질의 제1층과, 상기 제1층의 하부에 형성되며, 상기 제1층과 동일한 구조의 측면이 있는 경량기포 콘크리트 재질의 제2층과, 상기 제1층 및 제2층 사이에 형성되어 두 층을 일체화시키며, 콘크리트 재질과 경량기포 콘크리트 재질이 혼합되어 있는 교반층으로 구성되는 기하학적 구조의 경량 인조 현무암을 제공한다.

또한, 본 발명은 다각형 기둥 형태의 내부 공간을 갖는 몰드를 준비하고, 상기 몰드 내부에 배합된 콘크리트를 투입하여 제1층을 형성하고, 제1층의 상부 표면에 경량기포 콘크리트를 도포하고, 상기 도포된 경량기포 콘크리트와 제1층의 상부면을 교반하여 경계층을 형성하고, 상기 경계층 위에 상기 제1층보다 두껍게 경량기포 콘크리트를 투입하여 제2층을 형성하고, 상기 경계층을 포함하여 제1층 및 제2층을 양생하고, 양생이 완료된 후 몰드를 제거하여 돌담 블록을 완성하는 단계를 포함하는 기하학적 구조의 경량 인조 현무암 제조방법을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1층의 콘크리트는 물-시멘트비는 20 ~ 30%의 범위이고 시멘트 중량 대비 잔골재 600% ~ 700%, 시멘트 중량 대비 현무암 색상의 착색재를 3 ~ 4%의 범위로 하여 배합된 콘크리트이고, 상기 경량기포 콘크리트는 중량비로 시멘트 27 ~ 32wt%, 모래 57 ~ 62wt%, 물 5.5 ~ 15.9wt%, 기포제를 포함하는 약품 0.1 ~ 0.5wt% 을 배합한다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 제1층이 형성되는 몰드의 바닥면은 현무암 문양이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 몰드에 콘크리트를 투입하여 제1층을 형성하고, 제1층 상면에 경량기포 콘크리트를 소량 도포하고 교반하여 경계층을 형성한 후, 나머지 경량기포 콘크리트를 몰드에 투입하여 제2층을 형성한 다음, 양생을 거쳐 인조 현무암 돌담 블록을 완성된다. 제조된 돌담 블록은 제1층과 제2층 사이에 경계면이 아닌 교반에 의한 경계층이 형성되어 이질적인 두 재료의 물성 차이에도 불구하고 강도가 우수하면서도 중량이 감소된 돌담 블록을 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 돌담 블록의 운반과 시공이 용이하며 천연 현무암과 유사하게 자연스러운 돌담의 이미지를 구현할 수 있고, 고도의 기술력이 없이도 다양한 문양의 돌담을 쉽게 시공할 수 있다. 이에 따라 저렴한 공사비로 단시간에 제주 전통의 돌담을 축성할 수 있다.

도 1a 및 1b는 기존의 돌담을 보인 사진
도 2는 본 발명의 경량 인조 현무암 제조 공정도
도 3a 및 3b는 인조 현무암 돌담 블록의 제조를 위한 몰드
도 4a 내지 4d는 경량 인조 현무암을 제조하는 각 단계를 도시한 단면도
도 5는 제조된 인조 현무암의 경계층을 보인 사진
도 6a 및 6b는 비교예에 따라 제조된 돌담 블록을 보인 사진
도 7은 인조 현무암 돌담 블록에 가해지는 충격을 보인 모식도
도 8은 인조 현무암 돌담 블록에 충격을 가한 결과 형성된 크랙을 보인 사진

본 발명은 경량화된 인조 현무암 돌담 블록을 제안한다.

이러한 돌담 블록은 기존의 천연 현무암과 색상, 질감이 유사하면서도 운반과 시공이 편리하도록 중량이 크게 감소된 것으로 강도는 시공 및 축성 이후에도 적절하게 유지되어, 천연 현무암을 대체하여 돌담 등의 건축물로 활용될 수 있다.

본 발명에 따른 돌담 블록은 기본적으로 수평 단면이 다각형인 기둥형 구조를 가지며, 돌담 블록의 측면은 적어도 셋 이상을 포함하여 수평 단면이 삼각형, 사각형, 육각형 등으로 형성될 수 있다. 또한, 돌담 블록의 적어도 일면, 바람직하게는 기둥 구조의 상면 또는 하면은 현무암 질감 및 색상이 부여되어 육안으로 관찰할 때 천연 현무암과 동일한 시각적 효과를 제공한다.

구체적으로 본 발명의 돌담 블록은 현무암 재질의 상면이 있는 콘크리트 재질의 제1층과, 상기 제1층의 하부에 형성되며 상기 제1층과 동일한 구조의 측면이 있는 경량기포 콘크리트 재질의 제2층과, 상기 제1층 및 제2층 사이에 형성되어 두 층을 일체화시키며, 콘크리트 재질과 경량기포 콘크리트 재질이 혼합되어 있는 교반층으로 구성된다.

이러한 기하학적 구조의 경량 인조 현무암은 기존의 인조석에서 시멘트를 포함하는 콘크리트 재질만을 사용하던 것과 달리 경량기포 콘크리트(Autoclaved Lightweight Concret : ALD) 재질을 함께 이용한다. 경량기포 콘크리트는 발포제에 의해 콘크리트 속에 무수한 기포를 골고루 독립적으로 분산시켜 중량을 가볍게 한 콘크리트로서, 알루미늄 분말 등 자체적으로 발수성이 강한 기포제를 혼입해서 제조한다. 경량기포 콘크리트는 표준비중이 0.5로 일반 콘크리트보다 4 ~ 5배 가벼워 구조비용의 절감과 함께 내진설계, 고층건물에도 유리하며, 단열성능이 일반 콘크리트의 10배로 에너지 절감효과가 크고, 무기질의 소재는 불에 타지 않고 화재시에도 유독가스가 전혀 발생되지 않는 완벽한 내화성을 갖고 있을 뿐만 아니라, 가공성이 뛰어나 일반 목재용 공구로도 쉽게 자를 수 있으며 정밀시공이 가능하고, 무공해 및 무독성으로 친환경 소재로 인정받고 있다.

그러나 수분에 약하고 표면이 마모되기 쉬우며 인장강도가 약하다는 단점이 있다. 따라서 경량기포 콘크리트만으로는 인조석을 제조하는데 한계가 있고 더욱이 외부에 노출되어 비바람을 견디고 지속적으로 큰 하중을 견뎌야하는 돌담 등의 재료로 활용되기는 어렵다.

본 발명에서는 기존의 콘크리트 재질로 인조 현무암을 구성하는 한편, 경량기포 콘크리트 재질을 적절히 혼용하고 두 이질적인 재료간의 결합을 효과적으로 제어하여 경계면에서의 강도 저하 등을 보완한 새로운 인조 현무암을 제공한다.

도 2는 본 발명의 경량 인조 현무암 제조 공정도로서, 기본적으로 본 발명의 인조 현무암은 다각형 기둥 형태의 내부 공간을 갖는 몰드에 인조석 재료를 순차적으로 투입하여 하나의 구조체로 양생하는 과정을 통해 제조된다.

먼저, 콘크리트층을 배합하고(단계 S110), 상기 몰드 내부에 배합된 콘크리트를 투입하여 제1층을 형성한다(단계 S120). 그 다음, 상기 제1층의 상부 표면에 경량기포 콘크리트를 부분 투입하여 경량기포 콘크리트를 제1층 상부 표면에 도포한다(단계 S130). 이후 상기 도포된 경량기포 콘크리트와 제1층의 상부면을 교반하여 경계층을 형성한다(단계 S140). 그 다음, 상기 경계층 위에 상기 제1층보다 두껍게 경량기포 콘크리트를 투입하여 제2층을 형성한다(단계 S150). 각 재료의 투입이 완료된 후, 상기 경계층을 포함하여 제1층 및 제2층을 양생한다(단계 S160).

양생이 완료된 후 몰드를 제거하게 되면 기하학적 구조의 경량 인조 현무암 돌담 블록이 완성된다.

이러한 인조 현무암 돌담 블록의 제조에 있어서, 몰드의 형태와 구조가 매우 중요하다. 도 3a 및 3b는 인조 현무암 돌담 블록의 제조를 위한 몰드의 일례를 보인 것이다. 몰드(100)는 상면이 개방되고 내부가 비어 있는 기둥형 구조로 형성되며, 내측면(110)은 사각형 평면이 적어도 셋 이상을 포함하여 몰드의 수평 단면이 다각형이 되도록 한다. 본 실시예에서는 몰드의 내측면이 총 6개의 사각면을 포함하여 육각 단면 구조의 기둥 구조물을 제조할 때 사용될 수 있다. 또한, 상기 몰드는 바닥면(120)이 현무암 문양이 형성되어 있고, 이를 통해 인조 현무암의 제1층의 표면이 현무암 문양으로 제조된다.

몰드의 형태와 더불어 본 발명에 따른 인조 현무암은 각 층을 구성하는 재질, 배합비, 투입 내지 적층 순서, 각 층의 투입에 따른 경계면의 제어 방법 등이 매우 중요하다. 이러한 사항에 대해 경량 인조 현무암을 제조하는 각 단계를 도시한 도 4a 내지 4d를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

다각형 기둥 모양의 몰드를 준비하고, 콘크리트 재료를 배합하여 몰드에 콘크리트를 투입함으로써 제1층(210)을 먼저 형성한다(도 4a). 제1층은 전체적인 강도를 유지하면서도 표면에 몰드의 바닥면 형태가 전사되어 현무암 표면 형태가 만들어진다. 1층의 콘크리트 재질 및 구체적인 배합비는 다음과 같다. 물-시멘트비는 20 ~ 30%의 범위로 하며, 시멘트 중량 대비 잔골재 600% ~ 700%, 혼화재와 공기량은 0%, 시멘트 중량 대비 현무암 색상의 착색재를 3 ~ 4%의 범위로 하여 각 재료를 혼합한다. 이 경우, 잔골재는 세척사와 부순골재를 중량비로 1:1 ~ 1:3의 범위로 사용할 수 있다.

경량 인조 현무암 제조 과정에서 제1층을 구성하는 콘크리트 재료를 몰드에 투입하고, 곧바로 제2층을 구성하는 경량기포 콘크리트 재료를 모두 투입하지 않은 채, 먼저 제1층의 상부 경계면에 소량의 경량기포 콘크리트 재료를 투입하여 얇은 경량기포 콘크리트 도포층(220a)을 형성한다(도 4b). 도포층의 두께는 예를 들어 0.1 ~ 2.5 cm 정도의 범위로 형성하며, 각 층의 적층 시간 및 부분적인 양생 등을 고려하여 가급적 빠른 시간 내에 진행하는 것이 좋다.

도포된 경량기포 콘크리트는 제1층의 상부면과 부분적으로 교반하면서 경계층(300)을 형성시킨다(도 4c). 경계층은 제1층과 제2층의 경계면을 확장시키면서 두 층간의 결합을 견고히 하고, 양생 과정에서 두 층이 구조적으로 일체화되는데 영향을 주게 된다. 경계층의 두께(S)는 도포층의 두께와 관련되는데 인조 현무암의 전체 부피에 따라 달라질 수 있으며, 약 0.2 ~ 5cm의 범위로 형성할 수 있다.

이후 교반된 경계층 상면에 경량기포 콘크리트 재료를 투입하여 경량기포 콘크리트층(220b)을 형성하고(도 4d), 전체적으로 총 3층의 구조를 이루도록 하였다.

상기 도포층과 제2층은 동일한 재질의 경량기포 콘크리트로서, 구체적인 배합비는 다음과 같다. 중량비로 시멘트 27 ~ 32wt%, 모래 57 ~ 62wt%, 물 5.5 ~ 15.9wt%, 기포제를 포함하는 약품 0.1 ~ 0.5wt% 을 혼합하여 사용한다. 본 실시예에서는 약품으로 FOAMCREAT SWS - 330 (안정화제), FOAMCREAT F-500 (기포제), FOAMCREAT SW-400 (감수분산제)를 3:1:1 의 중량 비율로 혼합하여 사용하였다.

본 발명에 따른 인조 현무암 제조 시 제1층에 해당하는 콘크리트층과 제2층에 해당하는 경량기포 콘크리트층은 상호 비중의 차이로 인하여 몰드에 투입하는 순서가 매우 중요하다.

경량기포 콘크리트층을 먼저 투입하고 이후 콘크리트층을 투입하게 되면 비중 차이로 인하여 양생 과정에서 경량기포 콘크리트층과 콘크리트층이 뒤섞일 수 있으며, 경계면의 교반층이 무너지게 되어 강도가 저하되거나 최종 구조물에 크랙이 잔존할 수 있다. 또한, 완성된 블록에 충격이 가해지거나 기온 변화로 인한 열팽창 및 수축이 반복될 경우 경계면에서의 접합력이 저하되어 시간이 지날수록 전체적인 강도가 취약해지는 문제가 발생할 수 있다.

제1층의 두께(W)와 제2층의 두께(L)는 경계층의 두께(S) 보다 크게 하되 각 층의 두께는 전체적인 인조 현무암의 부피와 강도 등을 고려하여 결정하며, 가급적 제1층보다 제2층의 두께를 크게 하는 것이 최종 제품의 운반과 시공 측면에서 바람직하다. 예를 들어 제1층의 경우 5 ~ 10 cm의 범위로 형성할 경우, 제2층은 8 ~ 30 cm의 범위로 형성할 수 있다. 제2층이 제1층보다 과도하게 두껍게 형성되면 수분이나 외부 충격에 대한 내구성이 떨어져 돌담 축성을 위한 인조석으로 활용되는데 문제가 있을 수 있기 때문에 제1층의 두께의 3배를 초과하지 않는 것이 바람직하다.

몰드에 각 재료들을 투입하여 각각의 층이 수직적으로 구분된 상태가 완료된 후에는 양생을 진행한다. 양생은 상온에서 진행할 수 있으며, 필요에 따라 가온을 통해 약 50℃의 온도가 유지되도록 한 상태로 진행할 수 있다. 본 발명의 일실시예에서 양생은 24시간 동안 진행하였다. 양생이 완료된 후 몰드를 제거하고 제1층과 제2층이 하나의 구조물로 일체화된 인조 현무암을 완성하였다.

두 층의 경계를 비교하기 위해 제1층은 현무암 색상이 발현되도록 착색제를 혼합하여 제조하였다. 도 5는 제조된 인조 현무암의 경계층을 보인 사진으로서, 제1층과 제2층의 재질이 다른 차이에도 불구하고 완벽하게 결합되어 기하학적 구조로 일체화된 경량 인조 현무암 블럭이 제조되었다. 두 층의 경계면에서 교반에 의해 형성한 경계층으로 인하여 제1층과 제2층의 경계면이 균일하지 않고 울퉁불퉁하게 형성된 것을 볼 수 있다.

본 실시예에서는 도포층의 두께를 0.5 cm로 하고 교반에 의한 경계층을 1cm로 유지한 결과, 양생 과정에서 비중 차이에 의해 교반층의 재질이 다소 분리되어 경계층이 아닌 경계면과 유사하게 된 것을 확인하였다. 도포층의 두께를 달리하고, 교반 시간을 달리하거나 교반 후 경계층의 부분적인 양생 후 제2층을 형성하게 되면 경계층의 두께나 성분 등이 변화될 것으로 예상된다.

완성된 인조 현무암 돌담 블록의 각종 물성을 확인하고 일반 콘크리트 재질 및 경량기포 콘크리트 재질의 인조석과 비교하기 위하여 동일한 몰드를 사용하여 콘크리트 인조석과 경량기포 콘크리트 인조석을 별도로 제조하였다. 도 6a 및 6b는 비교예에 따라 제조된 돌담 블록을 보인 사진으로서, 콘크리트 재질의 인조석은 구분을 위해 현무암과 유사한 색상이 발현되도록 착색제를 사용하였고(도 6a), 경량기포 콘크리트 인조석은 착색제를 사용하지 않았는데 강도가 취약하여 몰드 분리 시 현무암 문양의 표면이 부분적으로 탈루된 것을 확인하였다(도 6b).

본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 각 인조석의 물성을 조사하여 겉보기 균열, 무게, 비중, 압축강도에 대해 표 1에 나타내었다.

	본 발명	비교예1(콘크리트)	비교예2(경량기포 콘크리트)
겉보기 균열	제2층 표면에 일부 균열	균열 없음	균열 다수 발생
무게(kg)	12	19	7
비중 테스트	가라 앉음	가라 앉음	물에 뜸 (0.8)
압축강도(kgf)	8500	15120	4800

본 발명의 실시예에 따른 인조 현무암은 비교예의 인조석과 비교할 때 강도와 무게가 운반과 시공 측면에서 적절한 수치를 얻었고, 제1층과 제2층의 성분 배합 및 각 층의 두께를 조절함으로써 더욱 안정적인 강도값과 무게 감소를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

실제 시공 현장에서 돌담 블록의 강도는 운반 시 부주의로 낙하하거나 시공된 상태에서 바닥으로 떨어졌을 때 제품이 파괴되는 것과 관련된다. 도 7은 인조 현무암 돌담 블록에 가해지는 충격을 보인 모식도로서, 블록이 부주의로 낙하될 경우 블록의 여러 방향에서 외력이 작용하게 된다. 이 경우, 경량기포 콘크리트 재질의 제2층은 표면의 마모가 발생될 수도 있지만, 제1층(210)과 제2층(220)의 경계면(B)에서의 충격이 가장 클 것으로 예상될 수 있다. 그러나 본 발명의 인조 현무암 돌담 블럭은 전술한 교반에 의한 경계층으로 인하여 경량기포 콘크리트층과 콘크리트층 사이의 경계면이 강도가 취약하지 않고 충격에 대한 내구성도 우수한 것을 확인하였다.

도 8은 인조 현무암 돌담 블록에 충격을 가한 결과 형성된 크랙을 보인 사진으로서, 제조된 돌담 블록을 1m 높이에서 자유낙하시키는 방식으로 블록에 크랙이 발생할 때까지 수차례 강도 테스트를 한 결과를 보인 것이다. 경량기포 콘크리트층에서 콘크리트층을 가로지르는 수직 방향의 크랙이 발생한 것을 볼 수 있으나(붉은원) 경량기포 콘크리트층과 콘크리트층 사이의 경계면에서는 크랙이 발생하지 않아 경계면의 접착력과 강도가 우수한 것을 알 수 있다.

이러한 결과는 돌담 블록을 구성하는 제1층과 제2층의 재질이 다른 차이에도 불구하고 경계면의 교반층으로 인하여 두 층이 완벽하게 결합되고 일체화된 구조물로 완성된 것에 기인하는 것으로 판단된다. 한편, 경량기포 콘크리트층으로 모래를 사용하지 않고 시멘트와 기포제만 배합한 경우에는 제1층과 제2층의 경계면에서 크랙이 발생하여 경량기포 콘크리트층 배합 시 모래가 포함되는 것이 바람직함을 확인하였다.

본 발명에 따른 인조 현무암 돌담 블록은 건축물 벽체나 담은 물론, 법면 보호용 블록, 조경용, 하천 복원용제 등에 다양하게 사용할 수 있을 것이다. 특히 돌담 축성에 소요되는 과도한 비용과 장기간의 시공으로 인한 경제적 부담을 크게 완화시킬 수 있다.

본 발명의 인조 현무암 돌담 블록은 실제 현무암을 모방한 자연적인 표면의 외관을 가지면서 다양한 규격으로 형성된 돌담 블록을 조합하여 자연석 돌담과 동등한 수준의 외관과 크기의 다양성을 지닌 돌담을 축성할 수 있다. 따라서, 자연 돌담의 인위적인 훼손을 억제할 수 있는 현실적인 대안을 제공하는 한편, 제주환경에 자연 친화적인 분위기에 일조할 수 있고 사라져 가는 문화 유산적 가치가 있는 제주 돌담의 보존에 일조할 수 있을 것이다.

이상에서 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명에서 제시한 기술적 사상, 구체적으로는 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있을 것이다.

100: 몰드 110:몰드 내측면
120:몰드 바닥면 210:큰크리트층(제1층)
220:제2층 220a: 경량기포 콘크리트 도포층
220b:경량기포 콘크리트층 300:경계층

Claims (3)

1. 다각형 기둥 형태의 내부 공간을 갖는 몰드를 준비하고,
   상기 몰드 내부에 배합된 콘크리트를 투입하여 제1층을 형성하고,
   제1층의 상부 표면에 0.1 ~ 2.5cm 범위로 경량기포 콘크리트를 도포하고,
   상기 도포된 경량기포 콘크리트와 제1층의 상부면을 교반하여 0.2 ~ 5cm 범위의 경계층을 형성하고,
   상기 경계층 위에 상기 제1층보다 두껍게 경량기포 콘크리트를 투입하여 제2층을 형성하고,
   상기 경계층을 포함하여 제1층 및 제2층을 양생하고,
   양생이 완료된 후 몰드를 제거하는 단계를 포함하며,
   상기 제1층의 콘크리트는 물-시멘트비는 20 ~ 30%의 범위이고 시멘트 중량 대비 잔골재 600% ~ 700%, 시멘트 중량 대비 현무암 색상의 착색재를 3 ~ 4%의 범위로 하여 배합된 콘크리트이고, 상기 경량기포 콘크리트는 중량비로 시멘트 27 ~ 32wt%, 모래 57 ~ 62wt%, 물 5.5 ~ 15.9wt%, 기포제를 포함하는 약품 0.1 ~ 0.5wt% 을 배합하며,
   상기 몰드는 상면이 개방되고 내부가 비어 있는 기둥형 구조물로서 내측면은 사각형 평면이 적어도 셋 이상을 포함하여 수평 단면이 다각형인 것을 특징으로 하는
   기하학적 구조의 경량 인조 현무암 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1층이 형성되는 몰드의 바닥면은 현무암 문양이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기하학적 구조의 경량 인조 현무암 제조방법.
   
3. 수평 단면이 다각형인 기둥형 구조물로서,
   적어도 셋 이상의 측면과 현무암 질감의 상면이 있는 콘크리트 재질의 제1층과,
   상기 제1층의 하부에 형성되며, 상기 제1층과 동일한 구조의 측면이 있는 경량기포 콘크리트 재질의 제2층과,
   상기 제1층 및 제2층 사이에 형성되어 두 층을 일체화시키며, 콘크리트 재질과 경량기포 콘크리트 재질이 혼합되어 있는 0.2 ~ 5cm 범위의 교반층으로 구성되며,
   상기 제1층의 콘크리트는 물-시멘트비는 20 ~ 30%의 범위이고 시멘트 중량 대비 잔골재 600% ~ 700%, 시멘트 중량 대비 현무암 색상의 착색재를 3 ~ 4%의 범위로 하여 배합된 콘크리트이고, 상기 경량기포 콘크리트는 중량비로 시멘트 27 ~ 32wt%, 모래 57 ~ 62wt%, 물 5.5 ~ 15.9wt%, 기포제를 포함하는 약품 0.1 ~ 0.5wt% 을 배합한 것을 특징으로 하는
   기하학적 구조의 경량 인조 현무암.
   
   

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