KR102186229B1 - 플라이애시와 섬유화된 볏짚을 이용한 고밀도 압출성형 시멘트 패널용 조성물, 이를 이용한 압출성형 시멘트 패널의 제작방법, 및 이에 의해 제작된 압출성형 시멘트 패널 - Google Patents

플라이애시와 섬유화된 볏짚을 이용한 고밀도 압출성형 시멘트 패널용 조성물, 이를 이용한 압출성형 시멘트 패널의 제작방법, 및 이에 의해 제작된 압출성형 시멘트 패널 Download PDF

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Abstract

본 발명은 압출성형 방식에 의하여 패널을 제작하되, 순환 유동층 보일러에서 부산물로 배출되는 플라이애시(fly ash)를 결합재로서 시멘트를 대체하여 사용함으로써 충분한 결합성을 유지하고 고밀도화를 달성하며 경제성을 향상시키고 다양한 단면을 가지는 판형 제품의 성형이 가능하게 하며, 더 나아가 해머밀을 사용하여 미세화시키는 것에 더하여 탈크 및 소듐 실리케이트를 이용하여 섬유화시킨 볏짚을 사용함으로써 추가적인 고밀도를 확보하면서 높은 휨강성을 유지할 수 있게 되는, "플라이애시와 섬유화된 볏짚을 이용한 고밀도 압출성형 시멘트 패널용 조성물, 이를 이용한 압출성형 시멘트 패널의 제작방법, 및 이에 의해 제작된 압출성형 시멘트 패널"에 관한 것이다.

Description

플라이애시와 섬유화된 볏짚을 이용한 고밀도 압출성형 시멘트 패널용 조성물, 이를 이용한 압출성형 시멘트 패널의 제작방법, 및 이에 의해 제작된 압출성형 시멘트 패널{Extruded Cement Panel Made with Rice Straw Cellulosic Fiber and Fly Ash, Manufacturing method and Composition for such Cement Panel}
본 발명은 압출성형 방식에 의하여 제작되는 압출성형 시멘트 패널과, 이의 제조에 사용되는 조성물, 그리고 이러한 조성물을 이용하여 압출성형 시멘트 패널을 제작하는 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 압출성형 방식에 의하여 패널을 제작하되, 순환 유동층 보일러에서 부산물로 배출되는 플라이애시(fly ash)를 결합재로서 시멘트를 대체하여 사용함으로써 충분한 결합성을 유지하고 고밀도화를 달성하며 경제성을 향상시키고 다양한 단면을 가지는 판형 제품의 성형이 가능하게 하며, 더 나아가 해머밀을 사용하여 미세화시키는 것에 더하여 탈크 및 소듐 실리케이트를 이용하여 섬유화시킨 볏짚을 사용함으로써 추가적인 고밀도를 확보하면서 높은 휨강성을 유지할 수 있게 되는, "플라이애시와 섬유화된 볏짚을 이용한 고밀도 압출성형 시멘트 패널용 조성물, 이를 이용한 압출성형 시멘트 패널의 제작방법, 및 이에 의해 제작된 압출성형 시멘트 패널"에 관한 것이다.
압출성형 시멘트 패널은 보통 포틀랜드 시멘트, 규석 미분말 및 모래를 물과 함께 혼합한 후 압출성형기를 통하여 판형태의 부재로 제조된 것으로서, 대한민국 등록특허 제10-0556259호 등에 의해 종래의 제조기술이 개시되어 있으며, 도 1에는 일반적인 압출성형 시멘트 패널의 제조과정에 대한 개략적인 흐름도가 도시되어 있다.
압출성형 시멘트 패널을 제조함에 있어서 결합재는 가장 핵심적인 역할을 한다. 압출성형 시멘트 패널의 제조과정에서는 복수회의 증기양생을 거치게 되는데, 빠른 시간 내에 수화반응이 충분히 이루어질 수 있어야 하므로, 압출성형 시멘트 패널의 제조에 이용되는 결합재는 수화에 필요한 충분한 CaO 공급원으로서 기능할 수 있어야 한다. 또한 압출성형 시멘트 패널은 금형을 이용하여 압출 성형되어 만들어지므로, 제작과정에서 보형성을 유지하여야 하므로, 이를 위해서는 빈 공극이 존재하지 않는 결합재를 사용하여야 하며, 특히 물과 반응시 일정한 점착성을 발휘하여 전체적으로 연질의 성형 재료가 만들어질 수 있는 결합재를 이용하여야 한다. 종래 기술에서는, 압출성형 시멘트 패널을 위한 결합재로서 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하였다. 그런데 보통 포틀랜드 시멘트는 가격이 고가이기 때문에 압출성형 시멘트 패널의 경제성을 확보하기가 어렵다는 단점이 있다.
한편, 압출성형 시멘트 패널의 인성(toughness)을 개선하기 위해서, 상기한 재료에 섬유를 더 추가하는 경우가 있다. 일반적으로 시멘트 제품에 사용되는 유리섬유의 사용을 고려할 수 있지만, 유리 섬유는 실질적으로 압출성형 시멘트 패널의 인성 개선에 효과적으로 작용하지 못하는 것으로 알려져 있다. 이에 대한 대안으로서 펄프를 사용하는 것을 고려할 수 있는데, 펄프의 경우 압출성형 시멘트 패널의 인성 개선을 기대할 수 있지만, 흡수율이 높아지는 문제점이 야기되는 바, 인성 개선을 위한 재료로서 펄프를 투입하는 것은 적절하지 않다.
대한민국 등록특허공보 제10-0556259호(2006. 03. 03. 공고)
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 압출성형 시멘트 패널을 제작함에 있어서, 수화에 필요한 충분한 CaO 공급원으로서 기능하고 압출 성형 과정에서 보형성의 유지가 가능하며 물과 반응시 일정한 점착성을 발휘할 수 있으면서도, 가격이 저렴하고 쉽게 조달할 수 있는 새로운 결합재를 사용함으로써, 압출성형 시멘트 패널의 경제성을 향상시킬 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 압출성형 시멘트 패널을 제작함에 있어서, 흡수율의 상승을 억제하면서도 인성(toughness) 개선 효과가 뛰어난 섬유를 사용함으로써, 물에 대한 저항력을 향상시키고 종래 기술의 한계를 극복할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는 플라이애시 25 내지 40중량%, 시멘트 28 내지 40중량%, 규석분 20 내지 35중량%, 섬유화된 절단 볏짚 0.5 내지 1.5중량%, 폴리프로필렌 섬유 0.4 내지 0.6중량%, 및 증점제 0.4 내지 0.7중량%를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압출성형 시멘트 패널 제조용 조성물이 제공된다.
또한 본 발명에서는 이러한 압출성형 시멘트 패널 제조용 조성물을 물과 혼합하여 압출성형하여 판부재 형태의 압출성형 시멘트 패널을 제작하는 방법이 제공되며, 더 나아가 본 발명에서는 이러한 방법에 의해 제작된 압출성형 시멘트 패널이 제공된다.
본 발명에서는 압출 성형 과정에서 보형성의 유지가 가능하며 물과 반응시 일정한 점착성을 발휘할 수 있으면서도, 가격이 저렴하고 쉽게 조달할 수 있는 순환 유동층 보일러에서 발생한 부산물인 플라이애시를 결합재를 결합재로서 시멘트를 대체하여 사용함으로써, 압출성형 시멘트 패널의 경제성을 크게 향상시키게 되는 효과가 발휘된다.
더 나아가 본 발명에서는 압출성형 시멘트 패널을 제작함에 있어서, 인성을 향상시켜 취성을 개선시키기 위하여 소듐 실리케이트와 탈크를 이용한 공정에 의하여 "섬유화"된 절단 볏짚"을 보강섬유로서 사용함으로써, 흡수율의 상승을 억제하면서도 인성(toughness)을 크게 개선시키며 물에 대한 저항력을 향상시켜서, 종래 기술의 한계를 극복할 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
도 1은 일반적인 압출성형 시멘트 패널의 제조과정에 대한 개략적인 흐름도이다.
도 2는 순환 유동층 보일러 발전소에서 플라이애시가 생산되는 것을 보여주는 개략도이다.
도 3은 5 내지 10mm의 길이로 절단된 볏짚을 보여주는 도면 대용 사진이다.
도 4는 소듐 실리케이트와 탈크를 사용하지 않고 볏짚만을 분쇄하여 분상화시킨 것을 보여주는 도면 대용 사진이다.
도 5는 본 발명에 따라 소듐 실리케이트와 탈크를 볏짚에 투입하여 분쇄하여 분상화시킨 것을 보여주는 도면 대용 사진이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 조성물은 압출성형에 의해 패널을 제작하기 위한 "고밀도 압출성형 시멘트 패널용 조성물"로서, 플라이애시 25 내지 40중량%, 시멘트 28 내지 40중량%, 규석분 20 내지 35중량%, 섬유화된 절단 볏짚 0.5 내지 1.5중량%, 폴리프로필렌 섬유 0.4 내지 0.6중량%, 및 증점제 0.4 내지 0.7중량%를 포함하여 구성된다.
본 발명의 조성물에서, 시멘트와 플라이애시는 단단하고 내구성이 있는 패널의 형성에 기여하는 "결합재"인데, 특히 시멘트는 패널의 강성을 부여하기 위한 수화 원료로서 CaO 및 SiO2의 공급원으로 기능하는 것으로서, 본 발명에서 시멘트는 28 내지 40중량%로 포함된다. 시멘트로는 보통 포틀랜드 시멘트를 사용할 수 있는데, 특히 시멘트의 분말도는 약 3,000㎠/g인 것이 바람직하다. 본 발명에서 시멘트 함유량은 양생 환경에 따라서 28 내지 40중량%의 범위 내에서 증감시킬 수 있는데, 기온이 낮은 겨울철의 경우, 시멘트 함유량은 28 내지 40중량%의 범위 내에서 다소 증가시키는 것이 바람직하며, 기온이 높은 여름철의 경우 시멘트의 함유량을 낮추어서 일정한 수화온도를 유지할 수 있게 하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 플라이애시는, 시멘트의 일부를 대체하여 패널의 강성을 부여하고 수화 원료인 CaO 및 SiO2의 공급원으로 기능하는 결합재로서 포함되는데, 본 발명에 사용되는 플라이애시는 순환 유동층 보일러 발전소에서 발생하는 것으로서, 분말도가 7,000㎠/g 또는 그 이상인 고분말도(高粉末度)의 것이 사용된다. 도 2에는 순환 유동층 보일러 발전소에서 플라이애시가 생산되는 것을 보여주는 개략도가 도시되어 있다. 본 발명에 사용되는 플라이애시는 이와 같이 높은 분말도를 가지고 있으므로 플라이애시의 비표면적이 증가하게 되고, 그에 따라 수화활성이 증가하게 되어 빠른 시간 내에 수화반응이 충분히 이루어지게 되는 장점이 발휘된다. 그러나 고분말도의 플라이애시가 과도한 량으로 함유되는 것은 적절하지 않다. 40중량%를 초과하는 량으로 플라이애시가 과도하게 함유되는 경우에는 비표면적이 지나치게 커지게 되어 마찰력이 증가하게 되며, 이러한 문제를 해소하려면 패널의 압출성형을 위하여 본 발명의 조성물을 물과 혼합할 때 물의 사용량이 과도하게 증가되고 그에 따라 성형에 어려움이 발생된다. 반면에 플라이애시의 함유량이 25중량% 미만일 경우에는, 시멘트 대체재로서 플라이애시를 사용함에 따른 경제성 향상의 효과가 미미하다. 따라서 본 발명에서 플라이애시의 함유량은 25 내지 40중량%로 제한된다.
유리산화칼슘은 수화팽창 물질로서, 장기적인 거동을 좌우하게 된다. 강제 양생을 통해서 수화를 촉진시킴에 있어서 유리산화칼슘이 적정량으로 함유되는 것이 강도증진에 매우 효과적이다. 본 발명에 사용되는 플라이애시로는 유리산화칼슘(free-CaO)이 플라이애시 전체 100중량%에서 약 6중량%로 함유된 것이 바람직한데, 이러한 유리산화칼슘 함유량을 가지는 플라이애시의 경우, 시멘트를 대체하는 결합재로서 강도증진에 매우 우수한 성능을 발휘하게 된다.
본 발명에서 미분말(微粉末)로 이루어진 규석분은 골재로서 사용되는 것으로서, 수화반응 단계에서 수화반응에 필요한 SiO2 공급원으로의 역할을 하게 된다. 전체 구성 재료 중에서 CaO 공급량과 SiO2의 함유량 적정 비율(CaO/SiO2의 비율)은 0.8 내지 1.02이다. 규석분의 함유량이 20중량% 미만이거나 또는 35중량%를 초과하는 경우, CaO와 SiO2간의 균형이 깨지면서 수화 활성이 저해된다. 따라서 본 발명에서 규석분은 20 내지 35중량%로 함유된다. 본 발명에서 규석분으로는 분말도 약 2,000㎠/g이고, SiO2의 함유량이 93% 이상의 것을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 조성물에는 "섬유화된 절단 볏짚"이 0.5 내지 1.5중량%로 함유된다. 볏짚은 패널의 강성과 인성을 개선하기 위한 보강섬유로서 기능하도록 포함되는 것으로서, 두께는 1mm 이하이고 5 내지 10mm의 길이를 가지도록 절단된 것이 바람직하다. 압출성형 시멘트 패널은 주로 비내력 벽체로 사용되는데, 이때 가장 중요시 되고 있는 물리적 항목은 휨강도이다. 일반적인 패널의 휨강도는 약 14MPa 정도이다. 압출성형 시멘트 패널을 제작할 때 미분말을 많이 사용할 경우, 일반적으로 취성이 약화되는 현상이 나타날 수 있다. 즉, 마치 유리처럼 약한 충격에도 패널이 파괴되는 현상이 발생할 수 있는 것이다. 패널의 인성 개선을 위한 보강섬유로서 종래에는 석면, 폴리프로필렌 섬유(Polypropylene Fiber), 유리섬유(Glass Fiber), 펄프(Pulp) 등이 제안되었는데 석면은 인체 유해성 등으로 인하여 현재 전혀 사용하지 않고 있으며, 유리섬유는 일반적으로 알칼리 저항성이 낮기 때문에 침식의 우려가 있고 습식 혼합시 섬유가 끊어지는 문제점이 발생하여 사용에 제약성이 있다. 특히, 유리섬유의 경우, 실질적으로 압출성형 시멘트 패널의 인성 개선에 효과적으로 작용하지 못하는 것으로 알려져 있다. 펄프의 경우 압출성형 시멘트 패널의 인성 개선을 기대할 수 있지만, 흡수율이 높아지는 문제점이 야기되는 바, 인성 개선을 위한 재료로서 펄프를 투입하는 것은 적절하지 않다.
본 발명에서는 이러한 문제점의 발생 없이 패널의 인성을 개선할 수 있도록, 인성이 우수한 볏짚을 보강섬유로서 사용한다. 특히, 본 발명에서는 단순히 볏짚을 절단하여 사용하는 것이 아니라, 아래에서 설명한 것처럼 "섬유화 처리"를 수행하여 만들어진 <섬유화된 볏짚>의 형태로 사용한다. 구체적으로 본 발명에서는 건조된 볏짚을 해머밀 등의 분쇄장비를 이용하여 두께 1mm 이하 및 길이 5 내지 10mm로 절단한 후, 절단된 볏짚에 소듐 실리케이트(Sodium silicate)와 분말의 탈크(Talc)를 투입하여 혼합하고 분쇄하여 분상화시키는 과정에 의해 볏짚을 섬유화 처리한다. 본 발명에서는 볏짚을 분쇄하여 섬유로서 분상화시키는 과정에서, 분말의 소듐 실리케이트와 분말의 탈크를 투입하여 <섬유화된 볏짚>을 만들고, 이렇게 <섬유화된 볏짚>을 압출성형 시멘트 패널의 제작에 보강섬유로서 사용하는 것이다. 도 3은 5 내지 10mm의 길이로 절단된 볏짚을 보여주는 도면 대용 사진이고, 도 4는 소듐 실리케이트와 탈크를 사용하지 않고 볏짚만을 분쇄한 것을 보여주는 도면 대용 사진이며, 도 5는 본 발명에 따라 소듐 실리케이트와 탈크를 볏짚에 투입하여 분쇄하여 분상화시킨 것을 보여주는 도면 대용 사진이다.
본 발명에서 소듐 실리케이트(Sodium silicate)는 볏짚 100중량부에 대해 0.5 내지 1.5중량부로 첨가된다. 즉, 볏짚의 중량이 100이라고 할 때 소듐 실리케이트의 중량이 0.5 내지 1.5가 되도록 첨가되는 것이다. 볏짚의 섬유화 처리에 있어서, 소듐 실리케이트는 볏짚 사용에 따른 흡수율의 상승을 억제하는 기능을 수행하게 된다. 절단된 볏짚에 분말의 소듐 실리케이트가 투입되면, 분말의 소듐 실리케이트가 용해되어 볏짚의 표면에 피막을 형성되고, 이러한 피막은 흡수율을 저감시키는 효과를 발휘하게 된다. 즉, 압출성형 시멘트 패널의 제작을 위하여 본 발명의 조성물이 물과 습식 혼합될 때, 소듐 실리케이트에 의한 피막은 볏짚에 물이 흡수되는 것을 차단하게 되며, 그에 따라 본 발명의 조성물을 이용하여 패널을 제작할 때 혼수량(혼합되는 물의 량)이 과다해지는 것을 방지할 수 있게 된다. 더 나아가 이와 같이 소듐 실리케이트의 물 흡수 억제 효과를 통해서, 양생에 의해 경화된 압출성형 시멘트 패널은 물에 대한 높은 저항력을 가지게 된다. 소듐 실리케이트의 함유량이 0.5중량부 미만일 경우에는 위와 같은 소듐 실리케이트에 의한 유리한 효과 발현이 미미하며, 반대로 1.5중량부를 초과할 경우 알칼리 활성이 과도하게 되어 제작된 압출성형 시멘트 패널에 백화현상이 발생할 수 있다.
한편, 볏짚의 섬유화 처리에 있어서 분말의 탈크는 볏짚 100중량부에 대해 1.0 내지 2.0중량부로 투입된다. 즉, 볏짚의 중량이 100이라고 할 때 탈크의 중량이 1.0 내지 2.0이 되도록 탈크가 투입되는 것이다. 탈크는 섬유의 윤활성 부여를 위하여 사용되는 것으로서, 탈크의 함유량이 1.0중량부 미만일 경우에는 윤활성 부여 효과가 미미하며, 반대로 2.0중량부를 초과할 경우에는 재료의 입자간의 지나친 윤활성 발현으로 인하여 압출성형 속도 제어에 어려움이 발생할 수 있다. 따라서 볏짚의 섬유화 처리에서 분말의 탈크는 볏짚 100중량부에 대해 1.0 내지 2.0중량부로 투입된다.
이와 같이, 본 발명에서는 볏짚을 분쇄하여 분상화시키는 과정에서, 소듐 실리케이트와 탈크를 이용하여 "섬유화 처리"함으로써, 시멘트, 플라이애시 등의 재료와 건식 및 습식의 혼합단계에서 볏짚의 흡수율을 낮춤과 동시에 윤활성을 부여하여, 섬유간의 얽힘과 정전기 발생을 방지하여 볏짚이 서로 엉키지 않게 하는 효과가 발휘되며, 더 나아가 볏짚을 이용하여 만들어지는 압출성형 시멘트 패널의 수분 저항력을 향상시킬 수 있게 된다. 따라서 수분 흡수성이라는 불리한 특성을 가지는 볏짚을 패널의 강성과 인성의 개선 및 보강을 위한 보강섬유로서 매우 효율적으로 사용할 수 있게 되며, 이를 통해서 고밀도 및 높은 강성과 인성을 발휘하는 압축성형 시멘트 패널을 제작할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 조성물에는 증점제가 0.4 내지 0.7중량%로 포함된다. 패널을 제작하기 위하여 압출성형을 수행함에 있어서는 소재의 윤활성 확보가 매우 중요하다. 압출과정에서 입자간의 마찰과 함께 스크류 및 금형에 계속적으로 마찰이 일어나기 때문에, 적정한 윤활성을 확보하여야만 목적하고자 하는 패널의 형상을 유지할 수 있다. 본 발명에서 증점제가 0.4중량% 미만으로 함유되면 윤활성이 지나치게 낮아지며, 반대로 0.7중량%를 초과하여 함유될 경우에는, 과도한 윤활성으로 인하여 제품의 형상 유지 등에 어려움이 발생할 수 있다. 증점제는 계절에 따라 그 함유량을 조절할 수 있는데, 0.4 내지 0.7중량%의 범위 내에서 하절기에는 함유량을 다소 증가시키고 동절기에는 함유량은 감소시킬 수 있다. 증점제로는 HPMC(Hydroxypropyl Methyl Cellulose)계 증점제를 사용할 수 있다.
본 발명의 조성물에는 추가적으로 보강섬유로서 폴리프로필렌 섬유가 0.4 내지 0.6중량%로 함유된다. 폴리프로필렌 섬유가 0.4중량% 미만으로 사용될 경우에는 소재의 인장성능이 저하되어 전반적으로 휨인장 강도가 낮아지는 문제가 있으며, 0.6중량%를 초과할 경우에는 섬유가 과다하게 포함되어 섬유끼리의 뭉침 현상 등이 발생하고 압출단계에서 코어의 막힘 등의 문제가 발생할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 플라이애시 25 내지 40중량%, 시멘트 28 내지 40중량%, 규석분 20 내지 35중량%, 섬유화된 절단 볏짚 0.5 내지 1.5중량%, 폴리프로필렌 섬유 0.4 내지 0.6중량%, 및 증점제 0.4 내지 0.7중량%를 포함하도록 각 재료를 건식 혼합하여 본 발명에 따른 조성물을 만들고, 물을 투입하여 본 발명의 조성물과 물을 습식 혼합한 후, 공지의 압출성형기 및 압출성형 과정을 통해서 원하는 판재 형태로 압출성형 시멘트 패널을 제작하게 된다. 이 때, 본 발명의 조성물과 물의 혼합 비율은, 본 발명의 조성물 100중량부에 대해 물 20 내지 23중량부가 되어야 한다. 즉, 본 발명의 조성물의 중량을 100이라고 할 때 물의 중량은 20 내지 23이 되도록 혼합하는 것이다.
다음에서는 본 발명에 따른 실시예와 비교예를 설명한다.
아래의 표 1은 본 발명의 실시예와 비교예의 내용과, 각각에 대해 측정한 휨강도, 길이변화율 및 흡수율을 정리한 것으로서, 표 1에서 <실험1-1 내지 실험1-5>, <실험2-1 내지 실험2-3> 및 <실험5-1 내지 실험5-3>은 각각 플라이애시의 함유량이 0중량%(플라이애시가 함유되지 않음), 15중량% 및 45중량%로서 "비교예"에 해당한다. <실험3-1 내지 실험3-3> 및 <실험4-1 내지 실험4-3>은 각각 플라이애시의 함유량이 본 발명에서 한정하는 범위인 25중량% 및 35중량%로서 본 발명의 실시예에 해당한다.
Figure 112019060289010-pat00001
아래의 표 2는 표 1에 기재된 본 발명의 실시예와 비교예에 따른 조성물을 물과 혼합하여 압출성형에 의해 패널을 제작한 후, 각각의 패널에 대해 휨강도, 탄성계수, 길이변화율 및 흡수율을 측정한 결과를 정리한 것이다. 표 2의 실시예에서, 물의 함유량은 본 발명의 조성물 100중량부에 대해 23중량부로 혼합하였다. 즉, 플라이애시, 시멘트, 규석분, 섬유화된 절단 볏짚, 폴리프로필렌 섬유, 및 증점제를 포함하는 본 발명의 조성물 중량이 100kg일 때, 물의 중량 23kg이 되도록 혼합한 것이다.
Figure 112019060289010-pat00002
한편, 참고자료로서, 표 3에는 표 1의 실시예 및 비교예의 제작에 사용된 플라이애시의 물성이 정리되어 있으며, 표 4에는 표 1의 실시예 및 비교예의 제작에 사용된 플라이애시와, 미분탄 플라이애시, 고로 슬래그 및 OPC(보통 포틀랜드 시멘트)의 물성이 비교, 정리되어 있다. 표 1 내지 표 4에서 "순환유동층 플라이애시"는 순환 유동층 보일러에서 생산된 플라이애시를 의미한다.
Figure 112019060289010-pat00003
Figure 112019060289010-pat00004
위의 표 1에서 확인할 수 있듯이, 플라이애시가 각각 25중량% 및 35중량%로 함유되고, 섬유화된 볏짚이 각각 0.5중량% 및 1.5중량%로 함유된 본 발명의 실시예가 가장 안정적인 물리적 특성(휨강도, 탄성계수 길이변화율 및 흡수율)을 발휘하였다.
이상에서 설명한 것처럼, 본 발명에 의하면, 결합재로서 순환 유동층 보일러에서 발생한 부산물인 플라이애시를 사용함으로써 경제성을 크게 향상시킬 수 있게 되며, 인성을 향상시켜 취성을 개선시키기 위하여 볏짚을 사용하되, 볏짚을 섬유화 처리한 상태로 포함함으로써 볏짚 사용으로 인한 흡수율 상승을 억제하고, 고밀도의 높은 휨강성을 발휘하여 물리적인 품질 특성이 개선된 압출성형 시멘트 패널을 제작할 수 있게 된다.

Claims (8)

  1. 플라이애시 25 내지 40중량%;
    시멘트 28 내지 40중량%;
    규석분 20 내지 35중량%;
    섬유화된 절단 볏짚 0.5 내지 1.5중량%;
    폴리프로필렌 섬유 0.4 내지 0.6중량%; 및
    증점제 0.4 내지 0.7중량%를 포함하여 구성되며;
    플라이애시는 순환 유동층 보일러 발전소에서 생산된 것으로서, 분말도 7,000㎠/g 이상인 것이고;
    섬유화된 절단 볏짚은, 두께 1mm 이하 및 길이 5 내지 10mm로 절단된 후, 소듐 실리케이트와 탈크와 혼합된 상태로 분쇄되어 분상화된 것임을 특징으로 하는 압출성형 시멘트 패널 제조용 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    소듐 실리케이트는 볏짚 100중량부에 대해서 0.5 내지 1.5중량부로 혼합되고,
    탈크는 볏짚 100중량부에 대하여 1.0 내지 2.0중량부로 혼합되는 것을 특징으로 하는 압출성형 시멘트 패널 제조용 조성물.
  4. 압출성형 시멘트 패널을 제작하는 방법으로서,
    플라이애시 25 내지 40중량%, 시멘트 28 내지 40중량%, 규석분 20 내지 35중량%, 섬유화된 절단 볏짚 0.5 내지 1.5중량%, 폴리프로필렌 섬유 0.4 내지 0.6중량%, 및 증점제 0.4 내지 0.7중량%를 포함하여 구성되는 압출성형 시멘트 패널 제조용 조성물과, 물을 혼합하여 패널로 압출성형하는 과정을 포함하며;
    플라이애시는 순환 유동층 보일러 발전소에서 생산된 것으로서, 분말도 7,000㎠/g 이상인 것이고;
    섬유화된 절단 볏짚은, 두께 1mm 이하 및 길이 5 내지 10mm로 절단된 후, 소듐 실리케이트와 탈크와 혼합된 상태로 분쇄되어 분상화된 것임을 특징으로 하는 압출성형 시멘트 패널의 제작방법.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    소듐 실리케이트는 볏짚 100중량부에 대해서 0.5 내지 1.5중량부로 혼합되고,
    탈크는 볏짚 100중량부에 대하여 1.0 내지 2.0중량부로 혼합되는 것을 특징으로 하는 압출성형 시멘트 패널의 제작방법.
  7. 제4항 또는 제6항에 있어서,
    플라이애시, 시멘트, 규석분, 섬유화된 절단 볏짚, 폴리프로필렌 섬유 및 증점제를 포함하여 구성되는 압출성형 시멘트 패널 제조용 조성물과 물은, 조성물 100중량부에 대해 물 20 내지 23중량부의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 압출성형 시멘트 패널의 제작방법.
  8. 압출성형에 의해 제작된 시멘트 패널로서,
    청구항 제1항 또는 제3항의 압출성형 시멘트 패널 제조용 조성물을 이용하여 제작되는 것을 특징으로 하는 압출성형 시멘트 패널.
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