KR102345035B1 - 친환경 흙콘크리트 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 친환경 흙콘크리트 조성물에 관한 것으로, 흙 50~60중량%, 골재 20~30중량%, 소성볼 5~10중량%, 아세트산 비닐(vinyl acetate) 5~10중량%, 에틸헥실아크릴레이트(ethylhexyl acrylate) 3~8중량%, 스티렌이소프렌스티렌(stylene isoprene stylene) 1~5중량%, 아크릴아마이드(Polyacrylamide) 1~5중량%, 메틸메타아크릴레이트(Methyl Methacrylate) 1~5중량% 및 웰라스토나이트(wollastonite) 1~5중량%를 포함하는 것을 기술적 특징으로 하며, 시멘트를 사용하지 않으므로 환경에 유해한 중금속 오염을 방지하면서도 동결융해 저항성 증가 성능이 우수한 장점이 있다.

Description

친환경 흙콘크리트 조성물{Eco-friendly Composition of Soil Concrete}
본 발명은 친환경 흙콘크리트 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동결융해 저항성 증가 성능이 우수하며, 노면의 미끄럼 저항성이 우수한, 친환경 흙콘크리트 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 도로포장은 도로면을 보호 강화하고 평탄성을 높여 사람의 통행과 차량의 주행을 편하게 하기 위하여 처리된 노면구조물로서, 여러 층으로 이루어진 층구조이며, 표층부의 재질에 따라 역청계(아스팔트) 포장, 콘크리트계 포장 및 블록 포장으로 크게 분류된다.
근래에 들어 세계적으로 친환경 즉, 녹색산업이 주를 이루고 있으며 이는 건축분야에도 영향을 주어 도시사막화의 주범이 되는 아스팔트, 시멘트를 대체하여, 환경 친화적이면서도 인체에 해를 끼치지 않는 흙을 이용한 포장공법이 도로, 공원, 운동장, 산책로, 보도 등의 조성에 널리 사용되고 있다.
상기 흙을 이용한 흙 포장공법은 기존의 골재 등을 이용한 아스팔트 콘크리트와 콘크리트 포장과는 달리 화강풍화토 등의 주변의 토사에 시멘트 또는 고화제 등을 이용하는 포장으로, 흙 포장은 비교적 하중이 적게 작용하는 자전거 도로, 주차장, 주택단지내의 도로, 농로, 산책로, 공원광장 등에 적용되고 있으며, 흙 포장의 주요재료는 포틀란트 시멘트를 주로 하여, 각종 첨가제가 사용한다.
종래에 사용되고 있는 흙포장 공법은 습식과 건식 두가지로 나뉘어 시공되고 있으며, 상기 습식 포장공법은 시멘트를 이용한 고화재와 혹은 일반시멘트를 사용하여 일반 콘크리트 배합에 일부 마사토 혹은 황토를 혼합하여 시공되며 시공이 편리하고 흙콘크리트 조성물 생산 또한 레미콘 플랜트를 이용함으로써 효율성이 좋으나 시멘트를 다량 사용하여 환경성이 문제가 될 수 있으며 표면 강도가 낮아 차량 통행이나 동결융해 저항성이 아주 낮아 그 문제가 야기되고 있다. 또한, 건식 포장공법은 무흐름성 배합물을 현장에서 배합하여 사용함으로 강도가 높고, 내구성도 좋은 편이지만 현장혼합, 이송, 타설 시공하여야 하는 문제로 시공성이 나쁘고, 인력 포설로 인하여 시공비용이 높고, 표면의 겉마름으로 인하여 표면강도가 낮아 2차 표면강화제를 포설하는 등 시공 후에 2차 처리하고 있는 실정이다.
특히, 흙포장 시공방법에 사용되는 흙은 매우 다양한 성분을 함유하고 있는 비교적 작은 덩어리의 형태로 결속력이 현저히 떨어지는 재료이므로 이를 그대로 흙포장에 사용하기가 어려운 문제점이 있다.
이와 같은 연유로 인하여, 종래의 흙을 이용한 포장공법에는 적은 비용으로 흙을 고화시킬 수 있고 사용이 간단하기 때문에 흙을 고화시키는 결합재로 포틀랜트 시멘트, 슬래그 시멘트, 플라이애시 시멘트 등의 시멘트류가 널리 사용되고 있다.
대한민국등록특허공보 제10-1454422호(2014.10.27.)에는 친환경 무기 고화제 조성물과 이를 이용한 동결 및 염화칼슘에 강한 흙콘크리트 제조 및 흙길 포장 시공 방법이 개시되어 있다.
상기 친환경 무기 고화제 조성물을 이용한 흙콘크리트는 내구성, 부착강도, 휨 강도가 우수한 장점이 있지만, 무기 고화제 조성물 안에 포틀랜드시멘트를 40~60중량% 포함하고 있으므로 중금속이 용출되는 단점이 있다.
대한민국등록특허공보 제10-1924887호(2018.12.04.)에는 친환경 흙콘크리트 조성물이 개시되어 있다.
상기 친환경 흙콘크리트 조성물은 환경에 유해한 중금속 오염을 방지하는 장점이 있지만, 동결융해 저항성이 떨어지는 단점이 있다.
KR 10-1780294 B1 2017.09.21. KR 10-1924887 B1 2018.12.04.
본 발명의 목적은 동결융해 저항성 증가 성능이 우수한, 친환경 흙콘크리트 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 노면의 미끄럼 저항성이 우수한, 친환경 흙콘크리트 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다음과 같은 수단을 제공한다.
본 발명은, 흙 50~60중량%, 골재 20~30중량%, 소성볼 5~10중량%, 아세트산 비닐(vinyl acetate) 5~10중량%, 에틸헥실아크릴레이트(ethylhexyl acrylate) 3~8중량%, 스티렌이소프렌스티렌(stylene isoprene stylene) 1~5중량%, 아크릴아마이드(Polyacrylamide) 1~5중량%, 메틸메타아크릴레이트(Methyl Methacrylate) 1~5중량% 및 웰라스토나이트(wollastonite) 1~5중량%를 포함하되, 상기 소성볼은 견운모 92~95중량%, 무기질추출수 1~5중량% 및 황토지장수 1~5중량%를 혼합하고 0.1~0.5㎜의 구 형태로 성형하고 1,000~1,100℃에서 2~3시간 동안 가열한 것을 사용하며, 상기 무기질추출수는 물 70~80중량%, 탄산칼슘 10~20중량%, 수산화칼슘 5~10중량% 및 산화칼슘 1~5중량%를 30분 동안 교반한 후 6시간 동안 정치시킨 상등액을 분리한 것을 사용하며, 상기 황토지장수는 옹기에 정제수 100중량부, 황토 10~20중량부 및 참나무숯 5~10중량부를 가하고 20~30℃에서 48~50시간 동안 정치한 후 상등액을 분리한 것을 사용하는, 친환경 흙콘크리트 조성물을 제공한다.
상기 친환경 콘크리트 조성물 100중량부에 강도 증진제 1~5중량부를 추가적으로 포함하되, 상기 강도 증진제는 하이드록시프로필 아크릴에이트(HPA) 50~60중량%, 테르펜 페놀 수지(terpene phenolic resin) 20~30중량% 및 하이드록시 에틸 아크릴로일 포스페이트 15~25중량%를 포함한다.
상기 친환경 콘크리트 조성물 100중량부에 동결융해 저항성 향상제 1~5중량부를 추가적으로 포함하되, 상기 동결융해 저항성 향상제는 비닐아세테이트 모노머-파라핀오일 50~60중량%, 에틸렌 옥사이드 20~30중량%, 산화마그네슘 10~20중량%, 폴리실록산(polysiloxane) 1~5중량%, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI) 1~2중량%, 리튬실리케이트 1~2중량% 및 나노셀룰로오스 0.1~1중량%를 포함한다.
상기 친환경 흙콘크리트 조성물 100중량부에 미끄럼방지 향상제 1~5중량부를 추가적으로 포함하되, 상기 미끄럼방지 향상제는 에틸렌비스 스테아린산 아마이드 50~60중량%, 교질탄산칼슘 10~20중량%, 실리카샌드 10~20중량%, 알루미늄 옥사이드 5~15중량% 및 석류석 1~5중량% 를 포함한다.
상기 친환경 흙콘크리트 조성물 100중량부에 미세먼지 저감제 1~5중량부를 추가적으로 포함하되, 상기 미세먼지 저감제는 황산알루미늄암모늄 40~50중량%, 폴리아크릴산나트륨 20~30중량%, 적색셰일 10~20중량%, 풀빅산 발효물 5~15중량% 및 창포 발효물 1~5중량%를 포함하며, 상기 풀빅산 발효물은 바이오세라믹 스톤 정제수 50~70중량%, 복합미생물 10~30중량% 및 풀빅산 분말 15~25중량%를 혼합한 혼합물을 20~25℃에서 72~74시간 동안 호기발효한 발효물을 사용하며, 상기 바이오세라믹 스톤 정제수는 물 100중량부에 바이오세라믹 스톤 1~5중량부를 넣고 10~14시간 동안 방치하여 수득하며, 상기 바이오세라믹 스톤은 진주석 40~50중량%, 견운모 25~35중량% 및 황토 20~30중량%를 포함하는 혼합물을 물에 넣고 혼련한 후 숙성시킨 다음, 1,300~1,400℃의 온도에서 1~2시간 동안 소성시킨 것을 사용하며, 상기 복합미생물은 홍국균 50~60중량%, 효모 20~30중량% 및 누룩균 15~25중량%를 포함하며, 상기 창포 발효물은 창포 100중량부에 구연산 10~15중량부 및 고초균 1~5중량부를 가하고 30~40℃에서 20~24시간 동안 발효시킨 것을 사용한다.
본 발명에 따른 친환경 흙콘크리트 조성물은 시멘트를 사용하지 않으므로 환경에 유해한 중금속 오염을 방지하면서도 동결융해 저항성 증가 성능이 우수한 장점이 있다.
본 발명의 친환경 흙콘크리트 조성물은 노면의 미끄럼 저항성이 우수한 장점이 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 친환경 흙콘크리트 조성물을 설명한다.
본 발명의 친환경 흙콘크리트 조성물은,
흙 50~60중량%, 골재 20~30중량%, 소성볼 5~10중량%, 아세트산 비닐(vinyl acetate) 5~10중량%, 에틸헥실아크릴레이트(ethylhexyl acrylate) 3~8중량%, 스티렌이소프렌스티렌(stylene isoprene stylene) 1~5중량%, 아크릴아마이드(Polyacrylamide) 1~5중량%, 메틸메타아크릴레이트(Methyl Methacrylate) 1~5중량% 및 웰라스토나이트(wollastonite) 1~5중량%를 포함한다.
상기 흙은 마사토를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 마사토는 흙의 자연적 질감을 그대로 살릴 수 있고 배수성이 우수하므로 지하수의 고갈을 방지하며 우천시 보행자 및 자전거 주행안전성을 도모할 수 있고 우수한 통기성으로 인해 일반 포장대비 표면온도가 낮으므로 지표면의 온도상승에 의한 대기 전체의 온도상승을 저감시킬 수 있다. 상기 마사토는 입도범위가 7~8㎜인 것이 바람직하다. 상기 마사토의 입도범위의 하한치가 7㎜ 미만이면 공극을 막아 투수성을 저하시킬 수 있고, 입도범위의 상한치가 8㎜ 초과이면 다른 조성물과의 결합력이 떨어지는 문제가 있다.
상기 흙은 50~60중량% 포함하는 것이 바람직하며, 흙이 50중량% 미만 포함되면 친환경 성능이 떨어지는 문제가 있고, 60중량% 초과 포함되면 강도가 떨어지는 문제가 있다.
상기 골재는 직경이 14~15㎜인 것이 바람직하다. 상기 골재의 직경이 14㎜ 미만이면 다른 조성물들과 배합시 재료 분리 현상이 발생하는 문제가 있고, 직경이 15㎜ 초과하면 배합된 조성물이 구석구석 잘 채워지지 않아 미려한 형상으로 형성이 어렵다.
상기 골재는 20~30중량% 포함하는 것이 바람직하며, 골재가 20중량% 미만 포함되면 강도가 떨어지는 문제가 있고, 30중량% 초과 포함되면 결착력이 떨어지는 문제가 있다.
상기 소성볼은 견운모 92~95중량%, 무기질추출수 1~5중량% 및 황토지장수 1~5중량%를 혼합하고 0.1~0.5㎜의 구 형태로 성형하고 1,000~1,100℃에서 2~3시간 동안 가열한 것을 사용한다.
상기 무기질추출수는 물 70~80중량%, 탄산칼슘 10~20중량%, 수산화칼슘 5~10중량% 및 산화칼슘 1~5중량%를 30분 동안 교반한 후 6시간 동안 정치시킨 상등액을 분리하여 제조한다.
상기 황토지장수는 옹기에 정제수 100중량부, 황토 10~20중량부 및 참나무숯 5~10중량부를 가하고 20~30℃에서 48~50시간 동안 정치한 후 상등액을 분리하여 제조한다.
상기 소성볼은 5~10중량% 포함하는 것이 바람직하며, 소성볼이 5중량% 미만 포함되면 강도가 떨어지는 문제가 있고, 10중량% 초과 포함되면 결착력이 떨어지는 문제가 있다.
상기 아세트산 비닐(vinyl acetate)는 인장강도를 향상시키는 역할을 수행한다.
상기 아세트산 비닐은 5~10중량% 포함되는 것이 바람직하며, 5중량% 미만 포함되면 인장강도 향상 효과가 떨어지는 문제가 있고, 10중량% 초과 포함되면 미끄럼 현상이 발생할 수 있다.
상기 에틸헥실아크릴레이트(ethylhexyl acrylate)는 부착강도를 향상시키는 역할을 수행한다.
상기 에틸헥실아크릴레이트(ethylhexyl acrylate)는 3~8중량% 포함되는 것이 바람직하며, 3중량% 미만 포함되면 부착강도 향상 효과가 떨어지는 문제가 있고, 8중량% 초과 포함되면 미끄럼 현상이 발생할 수 있다.
상기 스티렌이소프렌스티렌(stylene isoprene stylene)은 균열 발생을 억제하는 역할을 수행한다.
상기 스티렌이소프렌스티렌(stylene isoprene stylene)은 1~5중량% 포함되는 것이 바람직하며, 1중량% 미만 포함되면 균열발생 억제효과가 떨어지는 문제가 있고, 5중량% 초과 포함되면 미끄럼 현상이 발생할 수 있다.
상기 아크릴아마이드(Polyacrylamide)는 부착강도를 향상시키는 역할을 수행한다.
상기 아크릴아마이드(Polyacrylamide)는 1~5중량% 포함되는 것이 바람직하며, 1중량% 미만 포함되면 부착강도 향상 효과가 떨어지는 문제가 있고, 5중량% 초과 포함되면 미끄럼 현상이 발생할 수 있다.
상기 메틸메타아크릴레이트(Methyl Methacrylate)는 기계적 물성을 향상시키는 역할을 수행한다.
상기 메틸메타아크릴레이트(Methyl Methacrylate)는 1~5중량% 포함되는 것이 바람직하며, 1중량% 미만 포함되면 기계적 물성을 향상시키는 효과가 떨어지는 문제가 있고, 5중량% 초과 포함되면 미끄럼 현상이 발생할 수 있다.
상기 웰라스토나이트(wollastonite)는 균열 방지 효과를 상승시키는 역할을 수행한다.
상기 웰라스토나이트(wollastonite)는 1~5중량% 포함되는 것이 바람직하며, 1중량% 미만 포함되면 균열 방지 효과가 떨어지는 문제가 있고, 5중량% 초과 포함되면 미끄럼 현상이 발생할 수 있다.
본 발명의 친환경 콘크리트 조성물은,
친환경 콘크리트 조성물 100중량부에 강도 증진제 1~5중량부를 추가적으로 포함할 수 있다.
상기 강도 증진제를 추가함으로써 압축강도 및 휨강도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
상기 강도 증진제는 하이드록시프로필 아크릴에이트(HPA) 50~60중량%, 테르펜 페놀 수지(terpene phenolic resin) 20~30중량% 및 하이드록시 에틸 아크릴로일 포스페이트 15~25중량%를 포함한다.
본 발명의 친환경 콘크리트 조성물은,
친환경 콘크리트 조성물 100중량부에 동결융해 저항성 향상제 1~5중량부를 추가적으로 포함할 수 있다.
상기 동결융해 저항성 향상제를 추가함으로써 융결융해 이후 압축강도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
상기 동결융해 저항성 향상제는 비닐아세테이트 모노머-파라핀오일 50~60중량%, 에틸렌 옥사이드 20~30중량%, 산화마그네슘 10~20중량%, 폴리실록산(polysiloxane) 1~5중량%, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI) 1~2중량%, 리튬실리케이트 1~2중량% 및 나노셀룰로오스 0.1~1중량%를 포함한다.
상기 나노셀룰로오스는 목재로부터 추출한 나노크기의 나노섬유로서, 압축강도를 더욱 향상시키는 역할을 수행한다.
본 발명의 친환경 흙콘크리트 조성물은,
친환경 흙콘크리트 조성물 100중량부에 미끄럼방지 향상제 1~5중량부를 추가적으로 포함할 수 있다.
상기 미끄럼방지 향상제를 추가함으로써 미끄럼 방지 기능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
상기 미끄럼방지 향상제는
에틸렌비스 스테아린산 아마이드 50~60중량%, 교질탄산칼슘 10~20중량%, 실리카샌드 10~20중량%, 알루미늄 옥사이드 5~15중량% 및 석류석 1~5중량% 를 포함한다.
본 발명의 친환경 흙콘크리트 조성물은,
친환경 흙콘크리트 조성물 100중량부에 미세먼지 저감제 1~5중량부를 추가적으로 포함할 수 있다.
상기 미세먼지 저감제를 추가함으로써 미세먼지 발생을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
상기 미세먼지 저감제는 황산알루미늄암모늄 40~50중량%, 폴리아크릴산나트륨 20~30중량%, 적색셰일 10~20중량%, 풀빅산 발효물 5~15중량% 및 창포 발효물 1~5중량%를 포함한다.
상기 풀빅산 발효물은 바이오세라믹 스톤 정제수 50~70중량%, 복합미생물 10~30중량% 및 풀빅산 분말 15~25중량%를 혼합한 혼합물을 20~25℃에서 72~74시간 동안 호기발효한 발효물을 사용한다.
상기 바이오세라믹 스톤 정제수는 물 100중량부에 바이오세라믹 스톤 1~5중량부를 넣고 10~14시간 동안 방치하여 수득한다.
상기 바이오세라믹 스톤은 진주석 40~50중량%, 견운모 25~35중량% 및 황토 20~30중량%를 포함하는 혼합물을 물에 넣고 혼련한 후 숙성시킨 다음, 1,300~1,400℃의 온도에서 1~2시간 동안 소성시켜 제조한다.
상기 복합미생물은 홍국균 50~60중량%, 효모 20~30중량% 및 누룩균 15~25중량%를 포함한다.
상기 풀빅산(Fulvic Acid)은 천연 휴믹물질로부터 정제수를 이용하여 추출하는 정제수 추출법에 의해 추출된 것이다. 천연 휴믹 물질의 농도가 5~10%가 되도록 정제수를 부가한 다음 60~70℃의 온탕에서 교반하여 얻어진 상등액을 여과 및 농축하여 추출된다.
천연휴믹물질(Natural Humic substance)은 수질환경 및 양어장 환경개선에 상당한 효과를 이루면서도 항균, 항진균 효과가 우수한 천연물질이다. 이러한 천연휴믹물질은 식물의 잔재물이 퇴적되어 수천만년동안 분해과정을 거친 퇴적토양인 휴민토양이 이에 해당된다. 이러한 천연휴믹물질에서 추출한 저분자량의 산으로 구성된 풀빅산은 생물활성이 높고 분자구조 중에 미네랄과 요소와 쉽게 결합하는 능력을 가지고 있을 뿐만 아니라, 수백종의 복합 미네랄과 다수의 영양수, 그리고 다량의 용존 산소를 함유하고 있으며, 표면장력이 낮아 반응성을 높이는 효과가 있다.
상기 창포 발효물은 창포 100중량부에 구연산 10~15중량부 및 고초균 1~5중량부를 가하고 30~40℃에서 20~24시간 동안 발효시켜 제조한다.
상기 구연산(citric acid)은 하이드록시기(-OH)를 가지는 다염기 카복실산의 하나로서, 물에서 결정시키면 1분자의 결정수를 지닌 큰 주상 결정이 생긴다. 가열하면 무수물이 되는데, 이것은 녹는점이 153℃이고, 온도를 더 올리면 175℃에서 아코니트산이 되며, 고온에서는 아이타콘산 무수물이나 전위 생성물인 시트라콘산 무수물 및 아세톤다이카복실산을 생성한다. 물·에탄올에 잘 녹으며, 당류를 기질로 하여 미생물을 배양했을 때, 배양액 속에 시트르산이 축적되는 현상을 볼 수 있는데 이것을 시트르산발효라 한다. 시트르산발효를 일으키는 미생물로는 보통 검정곰팡이가 사용되는데, 산성(pH 2∼3)에서 약 30℃, 7∼10일간 발효시키면 시트르산을 얻을 수 있다.
상기 고초균은 바실러스 섭틸리스(B. subtilis), 바실러스 리크네포르미스(B. lichneformis), 바실러스 메가테리움(B. megaterium), 바실러스 아밀로리퀘파시엔스(B. amyloliquefaciens), 바실러스 낫토(B. natto), 바실러스 안스라시스(B.antharcis), 바실러스렌투스(B.lentus), 바실러스 퍼미러스(B.pumilus), 바실러스 더링지엔시스(B.thuringiensis), 바실러스 알베이(B.alvei), 바실러스 아조토픽산스(B.azotofixans), 바실러스 매세란스(B.macerans), 바실러스 포리믹사(B.polymyxa), 바실러스 파필리에(B.popilliae), 바실러스 코아글란스(B.coagulans), 바실러스 스테아로더모필러스(B.stearothermophilus), 바실러스 파스퇴리(B.pasteurii), 바실러스 패리커스(B.sphaericus) 및 바실러스 패스티디오서스(B.fastidiosus)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 흙콘크리트 조성물은 시멘트를 사용하지 않으므로 환경에 유해한 중금속 오염을 방지하면서도 동결융해 저항성 증가 성능이 우수한 장점이 있다.
본 발명의 친환경 흙콘크리트 조성물은 노면의 미끄럼 저항성이 우수한 장점이 있다.
이하, 실시 예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시 예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들 실시 예에 의해 제한되는 것은 아니다.
흙 50중량%, 골재 20중량%, 소성볼 10중량%, 아세트산 비닐(vinyl acetate) 10중량%, 에틸헥실아크릴레이트(ethylhexyl acrylate) 6중량%, 스티렌이소프렌스티렌(stylene isoprene stylene) 1중량%, 아크릴아마이드(Polyacrylamide) 1중량%, 메틸메타아크릴레이트(Methyl Methacrylate) 1중량% 및 웰라스토나이트(wollastonite) 1중량%를 혼합하여 친환경 흙콘크리트 조성물을 제조하였다. 상기 흙은 입도범위가 7~8㎜인 마사토를 사용하였다. 상기 골재는 직경이 14~15㎜인 것을 사용하였다. 상기 소성볼은 견운모 92중량%, 무기질추출수 4중량% 및 황토지장수 4중량%를 혼합하고 0.5㎜의 구 형태로 성형하고 1,000℃에서 2시간 동안 가열한 것을 사용하였다. 상기 무기질추출수는 물 70중량%, 탄산칼슘 15중량%, 수산화칼슘 10중량% 및 산화칼슘 5중량%를 30분 동안 교반한 후 6시간 동안 정치시킨 상등액을 분리한 것을 사용하였다. 상기 황토지장수는 옹기에 정제수 100중량부, 황토 20중량부 및 참나무숯 10중량부를 가하고 25℃에서 48시간 동안 정치한 후 상등액을 분리한 것을 사용하였다.
실시예 1에서 상기 흙 100중량부에 강도 증진제 5중량부를 추가적으로 포함한 것을 제외하고 나머지는 동일하게 하여 친환경 흙콘크리트 조성물을 제조하였다. 상기 강도 증진제는 하이드록시프로필 아크릴에이트(HPA) 55중량%, 테르펜 페놀 수지(terpene phenolic resin) 25중량% 및 하이드록시 에틸 아크릴로일 포스페이트 20중량%를 혼합하여 제조하였다.
[비교예 1]
흙 100중량부에 골재 50중량부, 고화재 15중량부, 접착제 20중량부 및 황토분말 10중량부를 혼합하여 친환경 흙콘크리트 조성물을 제조하였다. 상기 흙은 입도범위가 2~6㎜인 마사토를 사용하였다. 상기 골재는 직경이 6~13㎜인 것을 사용하였다. 상기 고화재는 정수슬러지 건조분말 30중량%, 화강석 슬러지 15중량%, 폴리실리콘 슬러지 10중량%, 고로슬래그 25중량%, 석회 10중량%, 석고 5중량% 및 왕겨재 5중량%를 혼합하여 제조하였다. 상기 왕겨재는 왕겨를 650℃의 온도에서 연소시키고 평균입경 100~200㎛로 분쇄하여 제조하였다. 상기 접착제는 비정질 칼슘알루미네이트 30중량%, 알루민산소다 10중량%, 폴리에스터 폴리올 10중량%, 이소시아네이트 5중량%, 포타슘 메틸 실리콘네이트 10중량%, 이산화규소 11중량%, 산화알루미늄 6중량%, 에틸렌-비닐아세테이트 15중량% 및 톨루엔 디이소시아네이트 트라이머 3중량%를 40℃에서 1시간 동안 교반하여 제조하였다. 상기 황토분말은 황토를 850℃에서 5시간 동안 소성시키고 냉각한 후 분쇄하여 사용하였다.
[실험예 1]
실시예 1, 2 및 비교예 1에서 제조한 친환경 흙콘크리트의 재령 28일에서 압축강도 및 휨강도를 측정하여 표 1에 나타내었다.
구분 시험방법 실시예 1 실시예 2 비교예 1
압축강도 KS F 2405 25.12 MPa 38.72 MPa 16.32 MPa
휨강도 KS F 2408 3.14 MPa 4.56 MPa 2.04 MPa
표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1, 2의 친환경 흙콘크리트는 비교예 1의 흙콘크리트에 비하여 압축강도 및 휨강도가 우수한 것을 확인할 수 있다.
실시예 1에서 상기 흙 100중량부에 동결융해 저항성 향상제 5중량부를 추가적으로 포함한 것을 제외하고 나머지는 동일하게 하여 친환경 흙콘크리트 조성물을 제조하였다.
상기 동결융해 저항성 향상제는 비닐아세테이트 모노머-파라핀오일 50중량%, 에틸렌 옥사이드 25중량%, 산화마그네슘 15중량%, 폴리실록산(polysiloxane) 5중량%, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI) 2중량%, 리튬실리케이트 2중량% 및 나노셀룰로오스 1중량%를 혼합하여 제조하였다.
[실험예 2]
실시예 1, 3 및 비교예 1에서 제조한 친환경 흙콘크리트의 동결융해 후 압축강도를 측정하여 표 2에 나타내었다.
구분 시험방법 실시예 1 실시예 3 비교예 1
동결융해 이후
압축강도		 KS F 2456 22.07 MPa 32.92 MPa 13.05 MPa
표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1, 3의 친환경 흙콘크리트는 비교예 1의 흙콘크리트에 비하여 동결융해 이후 압축강도가 우수한 것을 확인할 수 있다.
실시예 1에서 상기 흙 100중량부에 미끄럼방지 향상제 5중량부를 추가적으로 포함한 것을 제외하고 나머지는 동일하게 하여 친환경 흙콘크리트 조성물을 제조하였다.
상기 미끄럼방지 향상제는 에틸렌비스 스테아린산 아마이드 50중량%, 교질탄산칼슘 20중량%, 실리카샌드 15중량%, 알루미늄 옥사이드 10중량% 및 석류석 5중량% 를 혼합하여 제조하였다.
[실험예 3]
실시예 1, 4 및 비교예 1에서 제조한 친환경 흙콘크리트의 미끄럼 저항성(BPN)을 측정하여 표 3에 나타내었다.
구분 시험방법 실시예 1 실시예 4 비교예 1
미끄럼 저항성
(BPN)		 KS F 2375 41 45 29
표 3에 나타낸 바와 같이, 실시예 1, 4의 친환경 흙콘크리트는 비교예 1의 흙콘크리트에 비하여 미끄럼 저항성이 우수한 것을 확인할 수 있다.
실시예 1에서 상기 흙 100중량부에 미세먼지 저감제 5중량부를 추가적으로 포함한 것을 제외하고 나머지는 동일하게 하여 친환경 흙콘크리트 조성물을 제조하였다.
상기 미세먼지 저감제는 황산알루미늄암모늄 40중량%, 폴리아크릴산나트륨 30중량%, 적색셰일 15중량%, 풀빅산 발효물 10중량% 및 창포 발효물 5중량%를 혼합하여 제조하였다. 상기 풀빅산 발효물은 바이오세라믹 스톤 정제수 50중량%, 복합미생물 30중량% 및 풀빅산 분말 20중량%를 혼합한 혼합물을 25℃에서 72시간 동안 호기발효한 발효물을 사용하였다. 상기 바이오세라믹 스톤 정제수는 물 100중량부에 바이오세라믹 스톤 5중량부를 넣고 14시간 동안 방치하여 수득하였다. 상기 바이오세라믹 스톤은 진주석 45중량%, 견운모 30중량% 및 황토 25중량%를 포함하는 혼합물을 물에 넣고 혼련한 후 숙성시킨 다음, 1,300℃의 온도에서 2시간 동안 소성시킨 것을 사용하였다. 상기 복합미생물은 홍국균 50중량%, 효모 30중량% 및 누룩균 20중량%를 혼합하여 사용하였다. 상기 창포 발효물은 창포 100중량부에 구연산 15중량부 및 고초균 5중량부를 가하고 30℃에서 24시간 동안 발효시킨 것을 사용하였다.
[실험예 4]
실시예 1, 5 및 비교예 1에서 제조한 친환경 흙콘크리트에 대해 미세먼지의 제거성능을 평가하기 위해 비산먼지가 많이 배출되는 과천시 경마공원 내 경마장에서 한국환경시험연구원에 측정을 의뢰하여 마사 내 미세먼지를 측정하였다. 이때, 온도는 20~26℃였고, 습도는 47~76%였다. 실험방법은 상기 실시예 1, 5 및 비교예 1에서 제조된 흙콘크리트 조성물을 각각 톱밥에 혼합하여 마사에 뿌린 후 미세먼지 농도를 측정하였다. 그 결과는 표 4에 나타내었다
구분 처리 전 처리 후 저감비율(%)
실시예 1
3.6272㎎/㎡		 0.4712㎎/㎡ 87
실시예 5 0.3124㎎/㎡ 91
비교예 1 0.6166㎎/㎡ 83
표 4에 나타난 바와 같이, 실시예 1, 5의 흙콘크리트 조성물은 비교예 1의 흙콘크리트 조성물에 비하여 미세먼지 제거 효율이 우수한 것을 확인할 수 있다.

Claims (5)

  1. 흙 50~60중량%, 골재 20~30중량%, 소성볼 5~10중량%, 아세트산 비닐(vinyl acetate) 5~10중량%, 에틸헥실아크릴레이트(ethylhexyl acrylate) 3~8중량%, 스티렌이소프렌스티렌(stylene isoprene stylene) 1~5중량%, 아크릴아마이드(Polyacrylamide) 1~5중량%, 메틸메타아크릴레이트(Methyl Methacrylate) 1~5중량% 및 웰라스토나이트(wollastonite) 1~5중량%를 포함하되,
    상기 소성볼은 견운모 92~95중량%, 무기질추출수 1~5중량% 및 황토지장수 1~5중량%를 혼합하고 0.1~0.5㎜의 구 형태로 성형하고 1,000~1,100℃에서 2~3시간 동안 가열한 것을 사용하며,
    상기 무기질추출수는 물 70~80중량%, 탄산칼슘 10~20중량%, 수산화칼슘 5~10중량% 및 산화칼슘 1~5중량%를 30분 동안 교반한 후 6시간 동안 정치시킨 상등액을 분리한 것을 사용하며,
    상기 황토지장수는 옹기에 정제수 100중량부, 황토 10~20중량부 및 참나무숯 5~10중량부를 가하고 20~30℃에서 48~50시간 동안 정치한 후 상등액을 분리한 것을 사용하는,
    친환경 흙콘크리트 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    친환경 콘크리트 조성물 100중량부에 강도 증진제 1~5중량부를 추가적으로 포함하되,
    상기 강도 증진제는 하이드록시프로필 아크릴에이트(HPA) 50~60중량%, 테르펜 페놀 수지(terpene phenolic resin) 20~30중량% 및 하이드록시 에틸 아크릴로일 포스페이트 15~25중량%를 포함하는,
    친환경 흙콘크리트 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    친환경 콘크리트 조성물 100중량부에 동결융해 저항성 향상제 1~5중량부를 추가적으로 포함하되,
    상기 동결융해 저항성 향상제는 비닐아세테이트 모노머-파라핀오일 50~60중량%, 에틸렌 옥사이드 20~30중량%, 산화마그네슘 10~20중량%, 폴리실록산(polysiloxane) 1~5중량%, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI) 1~2중량%, 리튬실리케이트 1~2중량% 및 나노셀룰로오스 0.1~1중량%를 포함하는,
    친환경 흙콘크리트 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    친환경 흙콘크리트 조성물 100중량부에 미끄럼방지 향상제 1~5중량부를 추가적으로 포함하되,
    상기 미끄럼방지 향상제는
    에틸렌비스 스테아린산 아마이드 50~60중량%, 교질탄산칼슘 10~20중량%, 실리카샌드 10~20중량%, 알루미늄 옥사이드 5~15중량% 및 석류석 1~5중량% 를 포함하는,
    친환경 흙콘크리트 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    친환경 흙콘크리트 조성물 100중량부에 미세먼지 저감제 1~5중량부를 추가적으로 포함하되,
    상기 미세먼지 저감제는 황산알루미늄암모늄 40~50중량%, 폴리아크릴산나트륨 20~30중량%, 적색셰일 10~20중량%, 풀빅산 발효물 5~15중량% 및 창포 발효물 1~5중량%를 포함하며,
    상기 풀빅산 발효물은 바이오세라믹 스톤 정제수 50~70중량%, 복합미생물 10~30중량% 및 풀빅산 분말 15~25중량%를 혼합한 혼합물을 20~25℃에서 72~74시간 동안 호기발효한 발효물을 사용하며,
    상기 바이오세라믹 스톤 정제수는 물 100중량부에 바이오세라믹 스톤 1~5중량부를 넣고 10~14시간 동안 방치하여 수득하며,
    상기 바이오세라믹 스톤은 진주석 40~50중량%, 견운모 25~35중량% 및 황토 20~30중량%를 포함하는 혼합물을 물에 넣고 혼련한 후 숙성시킨 다음, 1,300~1,400℃의 온도에서 1~2시간 동안 소성시킨 것을 사용하며,
    상기 복합미생물은 홍국균 50~60중량%, 효모 20~30중량% 및 누룩균 15~25중량%를 포함하며,
    상기 창포 발효물은 창포 100중량부에 구연산 10~15중량부 및 고초균 1~5중량부를 가하고 30~40℃에서 20~24시간 동안 발효시킨 것을 사용하는,
    친환경 흙콘크리트 조성물.
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