KR102061691B1 - 해조류 부착기질용 콘크리트 구조물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해조류 부착기질용 콘크리트 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세히는 해조류의 착생이 쉽고, 성장이 용이하며 성장 후 부착기가 단단하게 부착될 수 있어 강한 조류에도 해조류의 부착상태를 유지하여 해조류 포자의 착생부터 성장에까지 최적의 표면 부착기질 환경을 제공할 수 있는 해조류 부착기질용 콘크리트 구조물에 관한 것이다.
본 발명의 해조류 부착기질용 콘크리트 구조물은 원형, 사각형, 다각형 중에서 선택된 어느 하나의 기둥 또는 피라미드 형태인 콘크리트 재질의 블록몸체(10)와,
상기 블록몸체(10)의 상면과 측면에 등간격으로 형성되는 다수의 엠보싱돌기(11)와,
각 엠보싱돌기(11)들의 대각선방향으로 형성되는 다수의 오목홈(12)과,
상기 블록몸체(10)의 각 모서리를 따라 띠형태로 돌출되어 형성되는 보강돌부(13)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

해조류 부착기질용 콘크리트 구조물{Concrete structure for adhesion substrate of seaweeds}

본 발명은 해조류 부착기질용 콘크리트 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세히는 해조류의 착생이 쉽고, 성장이 용이하며 성장 후 부착기가 단단하게 부착될 수 있어 강한 조류에도 해조류의 부착상태를 유지하여 해조류 포자의 착생부터 성장에까지 최적의 표면 부착기질 환경을 제공할 수 있는 해조류 부착기질용 콘크리트 구조물에 관한 것이다.

농업기술 중에서 품종, 비료, 그리고 농업기계분야에 큰 발전이 있어서 농업은 혁명수준의 변화가 있으며, 해양분야에서는 어업장비의 발달로 남획에 의한 자원고갈 위험이 있을 정도로 어업기술도 발전을 했다.

그러나, 해조류 분야에서는 거친 바다환경과 해조류의 성장이 4년에서 5년의 장기간이 소요되는 점 등의 이유로 기술발전이 전혀 이루어지지 않았다.

특히, 해녀들이 해변의 톳, 모자반, 우뭇가사리, 미역, 감태 등의 채취 과정을 살펴보면 아주 오랜 옛날이나 지금이나 전혀 변화가 없다.

예를 들어 톳의 경우에도 조간대에서 서식하고 3월에서 5월 사이에 채취하는데 바위에 부착된 자연상태의 톳을 채취할 뿐 농업에서와 같이 경작을 하지 못한다.

해조류에 대해 살펴보면, 해조류의 구조는 간단하다.

감태, 곰피, 대황, 모자반, 미역, 다시마, 우뭇가사리, 톳 등과 같은 해조류는 뿌리 부분, 줄기 부분, 그리고 잎 부분으로 나뉘어져 있다.

감태를 예로 들면, 부착기, 줄기, 입사귀로 이루어져 있고 입사귀에서 포자낭군이 형성된다.

해조류의 부착기 부분은 섬유상가근(헛뿌리)으로서 바위 등에 붙어 몸을 지탱하는 역할을 한다. 즉, 육상식물의 뿌리와 같은 구조이고 동시에 앵커(anchor) 역할을 한다.

감태가 바위에 붙어있는 상태를 관찰해보면, 특히 부착기 부분을 중심으로 관찰을 하면, 부착기는 마치 사람의 손과 같은 형상을 하고 있고, 이 손과 같은 형상의 부착기가 바위 표면의 볼록한 부분을 단단히 잡고 있다.

물론 평편한 바위표면에 뿌리를 내린 감태도 관찰된다. 문제는 태풍과 같은 강한 파도가 발생할 때, 평편한 바위표면에 붙어 있는 감태는 쉽사리 탈락을 한다. 반대로 볼록한 엠보싱이 있는 바위표면에 부착한 감태는 탈락 빈도가 낮다.

지금까지, 해조류 경작을 시도하기 위해서 부착기질로 콘크리트 표면에 홈을 형성하거나, 다공성 콘크리트를 사용하거나, 로프를 이용하는 등의 방법이 제시되고 있으나 낮은 수준의 기술에 머물러 있으며, 그 이유는 해조류의 착생, 성장, 사멸 과정의 현상을 현장에서 정확히 관찰하고 분석하지 않았기 때문인 것으로 판단된다.

따라서, 해조류의 착생, 성장에 적합한 환경을 제공할 수 있는 구조물이 부족한 실정으로 해조류의 착생, 성장이 쉽고 성장이 용이하며, 성장 후 부착기가 단단하게 부착될 수 있는 구조물의 연구가 절실한 실정이다.

(특허문헌 0001) 국내등록특허공보 제10-0981259호(인공어초)

(특허문헌 0002) 국내등록특허공보 제10-1025559호(해저 생태계 복원을 위한 해조류 종묘 부착 이식기질과 그것들을 이용한 해중림 조성방법)

(특허문헌0003) 국내등록특허공보 제10-1368195호(갯녹음 복원용 해조류 착생 블럭 및 해중림 조성방법)

(특허문헌0004) 국내등록특허공보 제10-085996호(바둑판형상의 다공성 해중림초)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 콘크리트 구조물의 표면에 다수의 엠보싱돌기를 형성하여 해조류 포자가 쉽게 부착될 수 있고 부착된 포자들은 깊이를 갖는 엠보싱돌기들에 의해 어류의 섭식공격에 안전하고 패류의 접근, 진입, 이동이 어려워 포자의 성장에 용이하며, 포자의 성장후에는 부착기가 단단하게 붙잡을 수 있는 볼록한 엠보싱구조에 의해 부착상태를 용이하게 유지하여 강한 조류에도 해조류가 떠내려갈 염려가 없으므로 해조류 포자의 착생부터 성장에까지 최적의 표면 부착기질 환경을 갖는 해조류 부착기질용 콘크리트 구조물을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 해조류 부착기질용 콘크리트 구조물은 원형, 사각형, 다각형 중에서 선택된 어느 하나의 기둥 또는 피라미드 형태인 콘크리트 재질의 블록몸체(10)와,

상기 블록몸체(10)의 상면과 측면에 등간격으로 형성되는 다수의 엠보싱돌기(11)와,

각 엠보싱돌기(11)들의 대각선방향으로 형성되는 다수의 오목홈(12)과,

상기 블록몸체(10)의 각 모서리를 따라 띠형태로 돌출되어 형성되는 보강돌부(13)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 해조류 부착기질용 콘크리트 구조물은 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 어류의 섭식 공격에 안전하다.

해조류의 포자가 엠보싱돌기들 또는 엠보싱돌기에 형성된 수직돌기들 측면에 부착하는 경우, 어류의 접근이 어려워 어류의 섭식 공격으로부터 보호되기 때문이다.

둘째, 해조류를 먹이로 하는 패류의 접근, 진입, 이동이 어렵다.

패류는 넓적한 근육성 다리로 이동을 하기 때문에 표면이 매끄러운 경우 이동이 쉽다. 그러나 경사진 측면에 다수의 볼록한 엠보싱돌기가 있으면 엠보싱돌기를 이동해야 하는데 이동이 매우 어렵다.

셋째, 해조류의 부착이 용이하고 안정적인 부착상태 유지가 가능하다.

엠보싱돌기들 사이나 엠보싱돌기 표면에 형성된 수직돌기 측면에 해조류 포자가 부착하는 경우, 엠보싱돌기들 사이나 수직돌기 측면은 조류의 영향이 작아서 강한 조류가 발생해도 부착된 해조류 포자는 떠내려갈 염려가 없으며, 해조류 부착기가 볼록한 엠보싱돌기를 단단하게 붙잡아 부착상태가 안정적으로 오랫동안 유지될 수 있어 해조류 포자의 부착에서부터 성장에까지 최적의 표면 부착기질을 제공할 수 있다.

넷째, 인위적인 포자부착이 가능하다.

본 발명의 해조류 부착기질용 콘크리트 블록을 바다에 설치하기 전에 해조류포자액을 표면과 측면에 바르거나 침지시켜서, 강재로 포자를 엠보싱돌기 표면에 부착시킨 후 설치하기 때문에, 확실히 해조류 포자를 부착하게 되어, 농업에서와 같은 경작이 가능하다. 특히, 보강돌부가 있어서 해조류포자액이 외부로 흘러나가는 것을 막아준다.

도 1은 본 발명에 따른 해조류 부착기질용 콘크리트 구조물의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 해조류 부착기질용 콘크리트 구조물의 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 해조류 부착기질용 콘크리트 구조물의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 해조류 부착기질용 콘크리트 구조물의 엠보싱돌기에 해조류 부착기가 부착된 상태도.
도 5는 본 발명에 따른 해조류 부착기질용 콘크리트 구조물의 이중거푸집 단면도.
도 6은 해저에서 관찰한 해조류(감태) 부착기의 암반 부착상태 사진.

본 발명의 해조류 부착기질용 콘크리트 구조물은 원형, 사각형, 다각형 중에서 선택된 어느 하나의 기둥 또는 피라미드 형태인 콘크리트 재질의 블록몸체(10)와,

상기 블록몸체(10)의 상면과 측면에 등간격으로 형성되는 다수의 엠보싱돌기(11)와,

각 엠보싱돌기(11)들의 대각선방향으로 형성되는 다수의 오목홈(12)과,

상기 블록몸체(10)의 각 모서리를 따라 띠형태로 돌출되어 형성되는 보강돌부(13)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 엠보싱돌기(11)는 반구형 또는 상협하광의 다면체 형상이며 직경과 높이가 20~100mm이고, 상기 엠보싱돌기(11)의 외주면에는 둘레를 따라 다수의 수직돌기(110)가 등간격으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 블록몸체(10)의 상부면 중앙에는 고리(100)가 형성되며,

상기 오목홈(12)은 상광하협의 형상인 것을 특징으로 한다.

상기 블록몸체(10)는 혼화재로 실리카흄을 시멘트 중량대비 3~10중량%로 혼합하여 배합한 특수콘크리트인 것을 특징으로 한다.

상기 엠보싱돌기(11)는 강성이 큰 강재 또는 목재로된 판형상의 외부거푸집(21) 내측면에 스티로폴, 고무, 우레탄, 플라스틱, 종이 중에서 선택된 연성이 있는 재질이며 엠보싱돌기(11)의 형성을 위한 다수의 엠보싱홈(220)이 등간격으로 형성된 내부거푸집(22)을 밀착시킨 이중거푸집(20)을 사용하여 용이하게 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

먼저 어류의 해조류 섭식공격을 관찰하면, 어류들이 바위표면에 부착된 해조류 포자를 먹기 위해서 바위표면을 어류가 주둥이를 이용하여 마치 진공청소기처럼 빨아들이면서 진행한다. 이같은 방법으로 바위표면에 붙어있는 해조류 포자나 먹이를 흡입한다. 특히, 바위표면이 매끄럽고 평평한 경우 어류의 섭십공격은 매우 쉽다. 그러나 바위표면이 깊은 엠보싱이 다수 있으면 어류의 주둥이 공격이 어렵게 된다. 따라서 볼록한 엠보싱이 있는 바위 표면이 해조류의 부착성장에 매우 용이하다.

소라, 오분자기, 전복과 같은 패류들은 길고 오목하고 평평한 홈 사이로 이동하기를 선호하고 바위 표면에 부착된 해조류를 주 먹이로 한다. 패류의 이동은 바위의 표면이 평편할수록 이동이 쉽다. 그 이유는 넓적한 근육성 발을 이용하여 이동하기 때문이다.

그러나 표면에 다수의 볼록한 엠보싱이 있다면 엠보싱과 엠보싱 사이로 이동을 해야 하는데, 엠보싱의 간격이 좁은 경우에는 패류의 이동이 어렵게 된다. 특히, 경사진 측면에서의 엠보싱 표면을 이동하기에는 매우 어렵고, 패류의 접근이 어렵기 때문에 해조류의 포자가 부착하고 성장되는 과정에 패류의 공격으로부터 보호가 된다.

따라서 현장 관찰에 의하면 어류의 섭식 공격에 안전하고, 패류의 접근, 진입, 이동의 어려움, 해조류 포자가 쉽게 부착할 수 있고 단단하게 뿌리를 내릴 수 있는

볼록한 엠보싱이 있는 바위의 측면 대부분에 해조류가 부착되어 서식하는 것으로 관찰된다.(도 6참조)

본 발명은 해조류의 부착, 성장, 사멸 등의 과정을 현장에서 정밀 관찰하고 그 특성을 반영한 해조류의 부착기질용 콘크리트 구조물에 관한 것으로, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 블록몸체(10), 다수의 엠보싱 돌기(11), 다수의 오목홈(12), 보강돌부(13)로 구성된다.

상기 블록몸체(10)는 해저에 안정적으로 설치될 수 있게 원형, 사각형, 다각형 중에서 선택된 어느 하나의 기둥 또는 피라미드 형태이며 콘크리트 재질로 구성된다.

이때, 상기 블록몸체(10)는 장기강도가 좋으며 수산화칼슘과 강알칼리(pH) 용출을 억제하기 위해 제조시 혼화재로 실리카흄을 시멘트중량대비 3~10중량% 범위로 혼합하여 배합한 특수콘크리트로 제조하여 해상의 오염을 방지할 수 있게 한다.

일반적으로 보통콘크리트는 표면과 내부의 수산화칼슘 및 강알칼리(pH 13)가 최대 3년까지 장기간 용출된다. 1년까지는 용출의 양이 많고, 특히 제조 후 1달까지가 용출량이 가장 많아 해조류의 성장에 안좋은 영향을 주기 때문에 표면과 내부의 수산화칼슘 및 강알칼리 용출을 억제할 필요가 있으므로 혼화재로 실리카흄을 사용한 특수콘크리트로 블록몸체(10)를 제조한다.

상기 엠보싱돌기(11)는 해조류 부착기의 부착이 용이하도록 반구형 또는 상협하광의 다면체 형상으로 블록몸체(10)의 상부면과 측면부에 다수개가 등간격으로 밀집하게 배열되어 형성되며, 해조류의 부착기 부분의 크기는 보통 20~100mm의 범위이므로 상기 엠보싱돌기(11)의 직경과 높이는 20~100mm를 갖도록 돌출되어 형성되는 것이 바람직하다.

해조류는 부착기 특성상 블록몸체(10)의 표면을 단단히 붙잡고 있어야 하는데 각 엠보싱돌기(11)에 의해 블록몸체(10)의 비표면적이 매우 넓어지고 해조류 부착기와의 부착면적도 매우 높아져 도 4에 도시된 바와 같이, 해조류 부착기가 블록몸체(10)의 표면에서 떨어지지 않고 단단하게 부착상태를 유지할 수 있게 하며 각 엠보싱돌기(11)들의 사이로 부착된 해조류 포자들은 어류의 공격에 안전하고 패류의 접근이 쉽지 않아 해조류의 부착에서 성장까지 안정적인 환경을 제공할 수 있게 한다.

이때, 상기 각 엠보싱돌기(11)에는 외주면에 둘레를 따라 다수의 수직돌기(110)가 등간격으로 형성되어 모서리 역할을 하는 수직돌기(110)들이 엠보싱돌기(11)의 표면을 매끈하지 않고 거칠게 하여 해조류 포자의 부착을 용이하게 하고 수직돌기(110)의 측면 모서리들에 부착된 해조류 포자들은 강한 조류가 발생하여도 쉽게 떠내려가지 않게 하여 엠보싱돌기(11)가 해조류 포자의 부착에서부터 성장에까지 용이한 최적의 표면 부착기질을 제공할 수 있게 한다.

한편, 상기 엠보싱돌기(11)들은 블록몸체(10)의 표면에서 높이 20~100mm로 돌출되어 형성되어야 하나 제작시 일반적인 콘크리트 거푸집에 사용되는 단일의 강재거푸집을 이용할 경우 탈형과정에서 콘크리트 표면과 강재거푸집이 서로 달라붙어 거푸집 탈형이 안되거나 탈형시에 콘크리트 표면에 손상을 일으키게 되므로 20mm 이상의 깊이가 있는 엠보싱돌기(11)를 형성시키기 어려워 깊이 20mm 이상의 엠보싱돌기(11)가 형성되는 블록몸체(10)는 제작시 외부거푸집(21)과 내부거푸집(22)을 밀착시킨 이중거푸집(20)을 사용한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 외부거푸집(21)은 강성이 큰 강재 또는 목재로된 판형상이며, 상기 내부거푸집(22)은 상기 엠보싱돌기(11)들의 형성을 위한 다수의 엠보싱홈(220)이 등간격으로 형성되고 탈형이 용이하게 스티로폴, 고무, 우레탄, 플라스틱, 종이 중에서 선택한 연성이 있는 재질로 이루어지며, 상기 이중거푸집(20)은 상기 외부거푸집(21)의 내측면으로 상기 내부거푸집(22)을 밀착되게 부착시켜 제작된다.

따라서 상기 이중거푸집(20)을 이용하여 블록몸체(10)를 제작시 강성이 큰 외부거푸집(21)에 의해 내부의 콘크리트 압력을 견뎌 외부 변형을 막을 수 있고 연성의 재질이며 다수의 엠보싱홈(220)이 형성된 내부거푸집(22)에 의해 블록몸체(10)의 표면에 깊이를 갖는 다수의 엠보싱돌기(11)의 형성이 용이하고 거푸집의 탈형시에는 연성이 있는 재질의 내부거푸집(22)이 엠보싱돌기(11)의 손상을 방지할 수 있게 한다.

상기 오목홈(12)은 상기 블록몸체(10)에 형성된 각 엠보싱돌기(11)들의 사이에 형성되되, 상광하협의 형상이며 대각선방향으로 배치된 엠보싱돌기(11)들의 사이 공간에 형성되어 각 엠보싱돌기(11)의 깊이가 더욱 깊어질 수 있게 하여 해조류 부착기의 부착을 더욱 용이하게 할 수 있도록 한다.

상기 오목홈(12)은 엠보싱돌기(11)들의 사이에 형성되어 해조류 포자의 부착시 어류의 공격에 더욱 안전한 장소로 제공되고 강한 조류에도 조류의 영향을 받지 않아 해조류 포자가 조류에 휩쓸려 떠내려가는 막을 수 있게 한다.

상기 보강돌부(13)는 상기 엠보싱돌기(11)로 집중될 수 있는 하중과 응력집중을 막아 블록몸체(10)의 거푸집 탈형이나 운반과 같은 이동과정에서 외부 충격으로 엠보싱돌기(11)가 파손되는 것을 방지할 수 있도록 각 모서리를 따라 띠형태로 돌출되어 형성되며, 상기 보강돌부(13)는 상기 블록몸체(10)의 각 모서리에 돌출되어 형성되므로 블록몸체(10)의 상부면이나 측면부를 기준으로 직각이 아닌 사선방향으로 돌출되어 형성된다.

따라서, 상기 보강돌부(13)는 블록몸체(10)의 테두리를 안정적으로 모두 감싸 내측의 엠보싱돌기(11)들이 파손되지 않고 안전하게 보호될 수 있게 하는 동시에 상기 엠보싱돌기(11) 표면에 부착되는 포자액이 외부로 흘러나가는 것을 효과적으로 막아준다.(해조류 포자액을 엠보싱돌기(11)의 표면에 부어주면 10분~30분 경과 후 포자가 엠보싱돌기에 붙게되는데, 포자가 엠보싱돌기에 붙게되는 사이에 포자액이 외부로 흘러나가는 것을 보강돌기(13)가 막아주게 된다.)

한편, 상기 보강돌부(13)는 블록몸체(10)의 크기가 큰 대형사이즈로 제작될 경우 블록몸체(10)의 상부면 및 측면부 내부에 추가적으로 더 형성시킬 수 있다.

상기 엠보싱돌기(11), 오목홈(12), 보강돌부(13)가 형성되는 블록몸체(10)는 수중에 편리하게 운반하고 설치할 수 있게 강선 또는 로프로 이루어진 고리(100)가 블록몸체(10)의 상부면 중앙에 더 구성된다.

상기와 같은 본 발명의 해조류 부착기질용 콘크리트 구조물은 작은 형태의 소형부터 중량이 20톤이 되는 대형까지 다양한 크기로 제조할 수 있으며 기본적으로 해조류의 부착기질외에 적용분야는 다음과 같다.

첫째, 해조류의 종묘부착판으로 사용할 수 있어 해조류 경작이 용이하다.

둘째, 콘크리트 구조물의 형태가 큰 경우에는 해중림초로 사용가능해서 바다녹화에 적합하다.

셋째, 해조류 포자의 자연착생 및 인공착생 효율이 뛰어나기 때문에 투석사업 대체용으로 사용 가능하다.

넷째, 연산호와 같은 정착성 동물의 부착기질로도 활용 가능하다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명이 비록 한정된 실시 예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.

10-블록몸체
100-고리
11-엠보싱돌기
110-수직돌기
12-오목홈
13-보강돌부
20-이중거푸집
21-외부거푸집
22-내부거푸집

Claims (5)

1. 원형, 사각형, 다각형 중에서 선택된 어느 하나의 기둥 또는 피라미드 형태인 콘크리트재질의 블록몸체(10)와,
   상기 블록몸체(10)의 상면과 측면에 등간격으로 형성되는 다수의 엠보싱돌기(11)와,
   각 엠보싱돌기(11)들의 대각선방향으로 형성되는 다수의 오목홈(12)과,
   상기 블록몸체(10)의 각 모서리를 따라 띠형태로 돌출되어 형성되는 보강돌부(13)로 구성되며,
   상기 엠보싱돌기(11)는 반구형 또는 상협하광의 다면체 형상이며 직경과 높이가 20~100mm이고, 상기 엠보싱돌기(11)의 외주면에는 둘레를 따라 다수의 수직돌기(110)가 등간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 해조류 부착기질용 콘크리트 구조물.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 블록몸체(10)의 상부면 중앙에는 고리(100)가 형성되며,
   상기 오목홈(12)은 상광하협의 형상인 것을 특징으로 하는 해조류 부착기질용 콘크리트 구조물.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 블록몸체(10)는 혼화재로 실리카흄을 시멘트 중량대비 3~10중량%로 혼합하여 배합한 특수콘크리트인 것을 특징으로 하는 해조류 부착기질용 콘크리트 구조물.
5. 청구항 1항, 3항, 4항 중 어느 한항에 있어서,
   상기 엠보싱돌기(11)는 강성이 큰 강재 또는 목재로된 판형상의 외부거푸집(21) 내측면에 스티로폴, 고무, 우레탄, 플라스틱, 종이 중에서 선택된 연성이 있는 재질이며 엠보싱돌기(11)의 형성을 위한 다수의 엠보싱홈(220)이 등간격으로 형성된 내부거푸집(22)을 밀착시킨 이중거푸집(20)을 사용하여 용이하게 형성되는 것을 특징으로 하는 해조류 부착기질용 콘크리트 구조물.

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