KR102510690B1 - 무기바인더를 포함하는 투수성과 내구성이 우수한 친환경 투수블록 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 골재; 및 액상규산염화합물, 알칼리토금속염, 실리카졸 및 염기성화합물을 포함하는 바인더 조성물로부터 제조된 무기바인더;를 포함하는 친환경 투수블록과 이의 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 투수블록 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는 무기바인더를 포함하는 투수성과 내구성이 우수한 친환경 투수블록에 관한 것이다.
도시화가 진행되면서 지표의 불투수화가 급격하게 진행되었으며, 이로 인해 강우 시 첨두유출시간이 감소하고 단기간 집중유출이 증대되어 폭우로 인한 도시홍수 등이 발생하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 국내외에서는 투수성아스팔트, 투수콘크리트 또는 투수블록 등의 투수포장이 도입하였다.
이 중 자체 투수블록은 블록 자체가 투수성을 갖는 투수블록으로, 비가 오면 빗물을 스펀지처럼 흡수하여 하부로 투수시키는 형태이다.
이와 같은 자체 투수블록은 높은 다공성 및 투수성을 확보하기 위해 주로 굵은 골재를 사용하나, 이 경우 골재 간 접합 면적이 적어 높은 접착강도를 달성하기 어려우며, 이로 인해 압축강도, 휨강도 등의 강도 특성 및 내구성이 떨어지는 단점이 있다. 반대로, 접착강도를 향상시키기 위해 바인더인 시멘트를 과량 사용할 시 강도 특성 및 내구성은 향상되는 반면 투수성이 떨어지는 단점이 있으며, 시멘트 자체에서 발생하는 유독물질로 인한 지하수 오염 등의 환경적 피해가 발생한다는 문제점이 있다.
한편, 이에 대한 유사 선행 문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1182872호가 제시되어 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 무기바인더를 사용하여 친환경적이면서도 투수성과 내구성이 우수한 투수블록 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다만 상기 목적은 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 골재; 및 액상규산염화합물, 알칼리토금속염, 실리카졸 및 염기성화합물을 포함하는 바인더 조성물로부터 제조된 무기바인더;를 포함하는 친환경 투수블록에 관한 것이다.
상기 일 양태에 있어, 상기 액상규산염화합물은 규산나트륨, 규산칼륨, 규산리튬, 규산칼슘 및 규산마그네슘에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 알칼리토금속염은 마그네슘, 칼슘, 아연 또는 바륨의 염화물, 질산화물, 황산화물, 인산화물 및 수산화물에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 염기성화합물은 수산화칼륨, 수산화나트륨 및 수산화리튬에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 바인더 조성물은 액상규산염화합물 60 내지 80 중량%, 알칼리토금속염 3 내지 20 중량%, 실리카졸 5 내지 25 중량% 및 염기성화합물 0.1 내지 5 중량%를 포함할 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 골재 : 바인더 조성물의 중량비는 100 : 3 내지 10일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 골재의 입경은 2 내지 50 ㎜일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 투수블록은 EL 245:2012에 의거해 측정된 전공극률이 15% 이상일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 투수블록은 KS F 2386:2018에 의거해 측정된 접착강도가 0.5 ㎫ 이상일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 투수블록은 KS F 4419:2016에 의거해 측정된 투수계수가 1.0 ㎜/s 이상일 수 있다.
상기 일 양태에 있어, 상기 투수블록은 표면개질된 산화그래핀을 더 포함하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태는 a) 골재, 액상규산염화합물, 알칼리토금속염 및 실리카졸을 배합하여 제1배합물을 제조하는 단계; b) 상기 제1배합물에 염기성화합물을 첨가하여 제2배합물을 제조하는 단계; 및 c) 상기 제2배합물을 성형하여 블록 형태의 투수블록을 제조하는 단계;를 포함하는, 무기바인더를 포함하는 친환경 투수블록의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 친환경 투수블록은 시멘트를 사용하지 않고도 액상규산염화합물, 알칼리토금속염, 실리카졸 및 염기성화합물을 포함하는 바인더 조성물과 골재를 배합하여 블록을 제조함에 따라 매우 친환경적이면서, 투수성과 접착강도가 우수하고, 뛰어난 휨강도 및 내수성을 가져 내구성이 우수하다는 장점이 있다.
이하 본 발명에 따른 무기바인더를 포함하는 투수성과 내구성이 우수한 친환경 투수블록에 대하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다. 이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 일 양태는 시멘트를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 투수블록에 관한 것으로, 상세하게 골재; 및 액상규산염화합물, 알칼리토금속염, 실리카졸 및 염기성화합물을 포함하는 바인더 조성물로부터 제조된 무기바인더;를 포함하는 친환경 투수블록에 관한 것이다.
이처럼, 본 발명에 따른 친환경 투수블록은 시멘트를 사용하지 않고도 액상규산염화합물, 알칼리토금속염, 실리카졸 및 염기성화합물을 포함하는 바인더 조성물과 골재를 배합하여 블록을 제조함에 따라 매우 친환경적이면서, 투수성과 접착강도가 우수하고, 뛰어난 휨강도 및 내수성을 가져 내구성이 우수하다는 장점이 있다.
상세하게, 상기 투수블록은 EL 245:2012에 의거해 측정된 전공극률이 15% 이상일 수 있으며, 보다 좋게는 20 내지 40%일 수 있다. 이와 같은 범위에서 충분한 우수 통로가 제공되어 투수성이 우수할 수 있으면서도 골재 간 충분한 접착이 이루어질 수 있다.
이처럼, 본 발명에 따른 투수블록은 높은 전공극률을 가져 투수성이 우수하며, 구체적으로, KS F 4419:2016에 의거해 측정된 투수계수가 3.0 ㎜/s 이상일 수 있으며, 보다 좋게는 5.0 ㎜/s 이상일 수 있다. 이와 같은 범위에서 폭우 시 빗물을 효과적으로 투수시킬 수 있어 홍수 발생 등을 방지할 수 있다. 이때, 상기 투수계수의 상한은 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면 7.0 ㎜/s일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 투수블록은 우수한 접착강도를 가질 수 있으며, 구체적으로, KS F 2386:2018에 의거해 측정된 접착강도가 0.5 ㎫ 이상일 수 있으며, 보다 좋게는 0.8 ㎫ 이상일 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 투수블록은 액상규산염화합물, 알칼리토금속염, 실리카졸 및 염기성화합물을 포함하는 바인더 조성물로부터 제조된 무기바인더를 포함함에 따라 우수한 내수성을 가질 수 있는데, 내수성 평가 후 접착강도가 0.5 ㎫ 이상일 수 있으며, 보다 좋게는 0.8 ㎫ 이상, 더욱 좋게는 0.9 ㎫ 이상일 수 있다. 이때, 상기 접착강도의 상한은 특별히 한정하지 않으나, 예를 들면 3 ㎫일 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 무기바인더를 포함하는 친환경 투수블록에 대하여 보다 상세히 설명한다.
먼저, 골재에 대하여 설명한다. 본 발명의 일 예에 있어, 상기 골재는 자갈을 의미하는 것일 수 있으며, 자갈은 알갱이의 입경이 모래보다 큰 암설로 구체적으로 자갈의 입경은 2 내지 50 ㎜일 수 있다. 바람직하게는 투수블록의 용도에 따라 자갈의 입경을 조절할 수 있으며, 예를 들어 투수블록이 보도용인 경우 자갈의 입경은 5 내지 50 ㎜, 보다 좋게는 10 내지 30 ㎜일 수 있고, 투수블록이 하천용인 경우 자갈의 입경은 2 내지 20 ㎜, 보다 좋게는 2 내지 15 ㎜일 수 있다.
한편, 본 발명에서는 상기 골재를 단단하게 접착시키기 위한 접착제로 무기바인더가 사용되며, 이때 상기 골재 : 바인더 조성물의 중량비는 100 : 3 내지 10일 수 있으며, 보다 좋게는 100 : 4 내지 7일 수 있다. 이와 같은 범위에서 높은 전공극률을 확보하면서도 골재 간 접착력이 우수하여 투수블록의 강도 특성이 우수할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 상기 무기바인더는 액상규산염화합물, 알칼리토금속염, 실리카졸 및 염기성화합물을 포함하는 바인더 조성물로부터 제조된 것일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 액상규산염화합물은 액상규산나트륨, 액상규산칼륨, 액상규산리튬, 액상규산칼슘 및 액상규산마그네슘에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 그 형태는 수용액 형태일 수 있고, 농도는 10 내지 60 중량%일 수 있다.
바람직하게는 물유리라 통칭되는 액상규산나트륨과 액상규산리튬을 혼합 사용하는 것이 보다 우수한 내수성을 가진 투수블록을 제조함에 있어 바람직하다. 일 예시로, 액상규산염화합물로 액상규산나트륨과 액상규산리튬을 혼합 사용할 경우, 액상규산나트륨 : 액상규산리튬의 중량비는 50:50 내지 80:20일 수 있으며, 보다 좋게는 60:40 내지 70:30일 수 있다. 이와 같은 범위에서 내수성 향상 효과가 더욱 우수하다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 알칼리토금속염은 무기바인더의 내수성 및 접착성을 향상시키기 위한 것으로, 구체적으로 예를 들면 마그네슘, 칼슘, 아연 또는 바륨의 염화물, 질산화물, 황산화물, 인산화물 및 수산화물에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 바람직하게 상기 알칼리토금속염은 마그네슘염일 수 있으며, 마그네슘염을 사용할 시 강도, 내수성 및 접착성 향상 효과가 고루 우수할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 실리카졸은 실리카 초미립자가 물에 분산된 콜로이드 용액으로, 이를 첨가함으로써 바인더 조성물의 Si 망상결합수가 증가되어 무기바인더의 내수성 및 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다. 이때, 상기 실리카 초미립자의 평균 직경은 10 내지 100 ㎚일 수 있으며, 실리카 초미립자의 함량은 25 내지 50 중량%일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어, 상기 염기성화합물은 바인더 조성물 간 틈을 형성하여 투수성을 향상시키기 위한 것으로, 구체적으로 예를 들면 수산화칼륨, 수산화나트륨 및 수산화리튬에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 이때, 상기 염기성화합물은 구성 성분들 중 최후로 배합될 수 있으며, 이를 통해 접착강도를 저하시키지 않으면서 충분한 전공극률을 확보할 수 있다.
한편, 우수한 투수성, 접착강도, 휨강도 및 내수성 등을 확보하기 위해서는 바인더 조성물 각 성분 간 혼합 비율이 매우 중요한데, 상기 바인더 조성물은 액상규산염화합물 60 내지 80 중량%, 알칼리토금속염 3 내지 20 중량%, 실리카졸 5 내지 25 중량% 및 염기성화합물 0.1 내지 5 중량%를 포함할 수 있으며, 보다 좋게는 액상규산염화합물 65 내지 75 중량%, 알칼리토금속염 8 내지 15 중량%, 실리카졸 10 내지 20 중량% 및 염기성화합물 0.5 내지 3 중량%를 포함할 수 있다.
또한, 상기 투수블록은 표면개질된 산화그래핀을 더 포함할 수 있다. 산화그래핀은 수산기와 카르복실기 중 어느 하나 이상의 친수성기를 다수 포함하고 있는 친수성 소재로, 실란 커플링제로 표면개질된 것일 수 있으며, 이를 통해 상기 바인더 조성물과 산화그래핀 간 혼용성이 향상될 수 있다. 보다 구체적으로 예를 들면 상기 실란 커플링제는 3-아미노프로필 트리메톡시실란, 3-아미노프로필 트리에톡시실란, 3-아미노프로필 메틸디메톡시실란, 3-아미노프로필 메틸디에톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필 트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필 트리에톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필 메틸디메톡시실란 및 N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필 메틸디에톡시실란 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 이와 같은 실란 커플링제로 표면개질된 산화그래핀을 사용하는 것이 보다 뛰어난 투수성을 확보하기 위한 측면에서 바람직하다.
상기 표면개질된 산화그래핀은 골재 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부로 첨가될 수 있으며, 보다 좋게는 0.5 내지 3 중량부로 첨가될 수 있다. 표면개질된 산화그래핀을 0.1 중량부 미만으로 첨가할 시 투수성 향상 효과가 미미할 수 있으며, 5 중량부 초과로 첨가할 시 접착강도가 저하되고, 오히려 투수블록의 전공극률이 낮아져 투수성이 저하될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 양태는 전술한 무기바인더를 포함하는 친환경 투수블록의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게 a) 골재, 액상규산염화합물, 알칼리토금속염 및 실리카졸을 배합하여 제1배합물을 제조하는 단계; b) 상기 제1배합물에 염기성화합물을 첨가하여 제2배합물을 제조하는 단계; 및 c) 상기 제2배합물을 성형하여 블록 형태의 투수블록을 제조하는 단계;를 포함할 수 있다.
이처럼, 골재, 액상규산염화합물, 알칼리토금속염 및 실리카졸을 배합하여 구성 성분 간 충분한 점도를 가지도록 제1배합물을 먼저 제조한 후, 상기 제1배합물에 염기성화합물을 소량 첨가함으로써 골재와 골재 사이 바인더 조성물에 작은 틈을 형성할 수 있으며, 이를 통해 접착강도를 저하시키지 않으면서도 충분한 전공극률을 확보할 수 있어, 보다 우수한 투수성을 확보할 수 있다는 장점이 있다.
이때, 각 구성 성분의 구체적인 재료 및 함량은 전술한 바와 동일함에 따라 중복 설명은 생략하며, 투수블록이 표면개질된 산화그래핀을 더 포함할 시 표면개질된 산화그래핀은 a)단계에서 배합되어 제1배합물에 포함될 수 있다.
이하, 실시예를 통해 본 발명에 따른 무기바인더를 포함하는 투수성과 내구성이 우수한 친환경 투수블록에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 실시예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 또한 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 중량%일 수 있다.
[표면개질된 산화그래핀]
N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필 트리에톡시실란을 디클로로메탄에 10 중량%의 농도로 용해시킨 용액 100 중량부에 산화그래핀 30 중량부를 투입하였다. 이후 24시간 동안 교반시키고, 여과 및 건조하여 표면개질된 산화그래핀(m-GO)을 준비하였다.
[실시예 1]
입경이 2~10 ㎜인 자갈 100 중량부에 대하여, 액상규산나트륨(50 중량% in H2O) 9.0 중량부, 액상규산리튬(25 중량% in H2O) 6.0 중량부를 넣고 1 시간 동안 균일하게 혼합한 다음, 질산마그네슘 6.0 중량부 및 실리카졸(30 중량% in H2O) 8.4 중량부를 넣고 2시간 동안 배합하여 제1배합물을 준비하였다. 다음으로, 수산화칼륨(50 중량% in H2O) 0.6 중량부를 추가로 넣어 30분 동안 배합하여 제2배합물을 제조하였다.
상기 제2배합물을 성형하여 블록 형태의 성형체를 만들고, 상온에서 7일간 건조 및 경화시켜 투수블록을 제조하였다.
[실시예 2 내지 8]
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 액상규산나트륨, 액상규산리튬, 질산마그네슘 및 실리카졸의 함량을 달리한 것 외 모든 과정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
[실시예 9]
입경이 10~25 ㎜인 자갈을 사용한 것 외 모든 과정을 실시예 1과 동일하게 진행하여 블록 형태의 투수블록을 제조하였다.
[실시예 10]
입경이 2~10 ㎜인 자갈 100 중량부에 대하여, 액상규산나트륨(50 중량% in H2O) 9.0 중량부, 액상규산리튬(25 중량% in H2O) 6.0 중량부를 넣고 1 시간 동안 균일하게 혼합한 다음, 질산마그네슘 6.0 중량부, 실리카졸(30 중량% in H2O) 8.4 중량부 및 표면개질된 산화그래핀 5 중량부를 넣고 2시간 동안 배합하여 제1배합물을 준비하였다. 다음으로, 수산화칼륨(50 중량% in H2O) 0.6 중량부를 추가로 넣어 30분 동안 배합하여 제2배합물을 제조하였다.
상기 제2배합물을 성형하여 블록 형태의 성형체를 만들고, 상온에서 7일간 건조하여 투수블록을 제조하였다.
[비교예 1 내지 3]
하기 표 1에 나타낸 바와 같이, 액상규산나트륨, 액상규산리튬, 질산마그네슘, 실리카졸 및 수산화칼륨의 함량을 달리한 것 외 모든 과정을 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
자갈(100 중량부) 입경 (㎜) |
바인더 조성물(총 6 중량부) | |||||
규산나트륨 | 규산리튬 | Mg(NO3)2 | 실리카졸 | KOH | ||
실시예 1 | 2~10 | 1.80 | 1.20 | 1.20 | 1.68 | 0.12 |
실시예 2 | 2~10 | 2.16 | 1.44 | 0.90 | 1.38 | 0.12 |
실시예 3 | 2~10 | 2.52 | 1.68 | 0.78 | 0.90 | 0.12 |
실시예 4 | 2~10 | 2.88 | 1.92 | 0.48 | 0.60 | 0.12 |
실시예 5 | 2~10 | 3.24 | 2.16 | 0.18 | 0.30 | 0.12 |
실시예 6 | 2~10 | 2.52 | 1.68 | 0.30 | 1.38 | 0.12 |
실시예 7 | 2~10 | 2.52 | 1.68 | 1.20 | 0.48 | 0.12 |
실시예 8 | 2~10 | 4.20 | 0 | 0.78 | 0.90 | 0.12 |
실시예 9 | 10~25 | 2.52 | 1.68 | 0.78 | 0.90 | 0.12 |
비교예 1 | 2~10 | 3.60 | 2.4 | 0 | 0 | 0 |
비교예 2 | 2~10 | 2.52 | 1.68 | 1.80 | 0 | 0 |
비교예 3 | 2~10 | 2.52 | 1.68 | 0 | 1.80 | 0 |
비교예 4 | 2~10 | 2.52 | 1.68 | 0.78 | 1.02 | 0 |
[특성 평가]
1) 전공극률(%): EL 245:2012에 의거해 투수블록의 전공극률을 평가하였으며, 이때 수온은 20.0℃이었다.
2) 접착강도(㎫): KS F 2386:2018에 의거해 투수블록(200㎜×100㎜×60㎜)의 접착강도(파단면의 파괴형식:F)(A 내수성 평가 전, B 내수성 평가 후)를 평가하였으며, 이때 내수성 평가는 7일간 경화된 시편을 수조에 3시간 동안 담근 후 투수블록의 접착강도를 평가하였다.
3) 휨강도(㎫): KS F 2408:2016에 의거해 투수블록(200㎜×100㎜×60㎜)의 휨강도(A 동결융해 전, B 동결융해 후)를 평가하였으며, 이때 동결융해 후 휨강도는 KS F 2456:2013에 의거해 100회 동결융해 시킨 후 투수블록의 휨강도를 평가하였다.
4) 투수계수(㎜/s): KS F 4419:2016에 의거해 투수블록의 투수계수(A 오염 전, B 오염 후)를 평가하였으며, 이때 수온은 20.0℃, 온도보정계수 Rt = 1.000이었고, 오염 조건은 협잡물 중량 12 g, 통화시키는 증류수 양 200 ㎖, 진동수 60 ㎐, 오염시간 30초이었다.
전공극률 (%) | 접착강도 (㎫) | 휨강도 (㎫) | 투수계수 (㎜/s) | ||||
A | B | A | B | A | B | ||
실시예 1 | 24.05 | 0.87 | 0.82 | 3.88 | 2.85 | 7.3 | 6.8 |
실시예 2 | 23.74 | 0.99 | 0.92 | 4.98 | 3.99 | 7.3 | 6.9 |
실시예 3 | 25.25 | 1.13 | 1.09 | 5.26 | 4.31 | 7.5 | 7.3 |
실시예 4 | 24.36 | 1.06 | 1.01 | 5.21 | 4.18 | 7.5 | 7.2 |
실시예 5 | 22.62 | 0.96 | 0.90 | 3.73 | 2.65 | 7.3 | 6.6 |
실시예 6 | 24.12 | 1.02 | 0.96 | 4.62 | 3.51 | 7.4 | 6.7 |
실시예 7 | 24.57 | 0.98 | 0.91 | 4.45 | 3.32 | 7.4 | 6.7 |
실시예 8 | 22.48 | 1.03 | 0.92 | 4.22 | 3.09 | 7.3 | 6.6 |
실시예 9 | 33.61 | 1.08 | 1.03 | 2.32 | 1.40 | 7.9 | 7.6 |
실시예 10 | 25.84 | 1.16 | 1.14 | 5.23 | 4.25 | 7.7 | 7.4 |
비교예 1 | 22.09 | 0.93 | 0.31 | 2.69 | 1.55 | 7.2 | 6.5 |
비교예 2 | 21.27 | 0.95 | 0.81 | 3.54 | 2.42 | 7.1 | 6.4 |
비교예 3 | 21.54 | 0.96 | 0.79 | 3.98 | 2.79 | 7.2 | 6.5 |
비교예 4 | 20.32 | 1.02 | 1.00 | 5.24 | 4.11 | 6.5 | 6.0 |
상기 표 1 및 2를 참조하면, 자갈과 액상규산염화합물, 알칼리토금속염, 실리카졸 및 염기성화합물을 배합하여 제조된 실시예 및 비교예의 투수블록 대부분이 전공극률이 20% 이상으로 높아 투수계수 5.0 ㎜/s 이상으로 높은 것을 확인할 수 있었다.
또한, 액상규산염화합물, 알칼리토금속염, 실리카졸 및 염기성화합물 함량의 성분에 따라 투수블록의 내수성 및 접착강도가 달랐으며, 액상규산염화합물 65 내지 75 중량%, 알칼리토금속염 8 내지 15 중량%, 실리카졸 10 내지 20 중량% 및 염기성화합물 0.5 내지 3 중량%를 포함하는 바인더 조성물을 사용한 실시예 3의 투수블록이 전공극률, 투수계수 뿐만 아니라 접착강도, 휨강도 및 내수성 모두 우수하였다.
반면, 비교예 1은 알칼리토금속염, 실리카졸 및 염기성화합물을 사용하지 않음에 따라 내수성이 좋지 않아 내수성 평가 후 접착강도가 현저하게 저하되었으며, 알칼리토금속염 또는 실리카졸 중 하나만을 사용한 비교예 2 및 3의 투수블록은 접착강도 및 휨강도가 실시예에 비하여 다소 떨어지는 것을 확인할 수 있었다.
이상과 같이 특정된 사항들과 한정된 실시예를 통해 본 발명이 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Claims (12)
- 골재; 및
액상규산염화합물, 알칼리토금속염, 실리카졸 및 염기성화합물을 포함하는 바인더 조성물로부터 제조된 무기바인더;를 포함하며,
상기 액상규산염화합물은 액상규산나트륨과 액상규산리튬의 혼합물이고,
상기 바인더 조성물은 액상규산염화합물 60 내지 80 중량%, 알칼리토금속염 3 내지 20 중량%, 실리카졸 5 내지 25 중량% 및 염기성화합물 0.1 내지 5 중량%를 포함하며,
상기 액상규산나트륨 : 액상규산리튬의 중량비는 50:50 내지 80:20인, 무기바인더를 포함하는 친환경 투수블록. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 알칼리토금속염은 마그네슘, 칼슘 또는 바륨의 염화물, 질산화물, 황산화물, 인산화물 및 수산화물에서 선택되는 1종 이상인, 무기바인더를 포함하는 친환경 투수블록. - 제 1항에 있어서,
상기 염기성화합물은 수산화칼륨, 수산화나트륨 및 수산화리튬에서 선택되는 1종 이상인, 무기바인더를 포함하는 친환경 투수블록. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 골재 : 바인더 조성물의 중량비는 100 : 3 내지 10인, 무기바인더를 포함하는 친환경 투수블록. - 제 1항에 있어서,
상기 골재의 입경은 2 내지 50 ㎜인, 무기바인더를 포함하는 친환경 투수블록. - 제 1항에 있어서,
상기 투수블록은 EL 245:2012에 의거해 측정된 전공극률이 15% 이상인, 무기바인더를 포함하는 친환경 투수블록. - 제 8항에 있어서,
상기 투수블록은 KS F 2386:2018에 의거해 측정된 접착강도가 0.5 ㎫ 이상인, 무기바인더를 포함하는 친환경 투수블록. - 제 9항에 있어서,
상기 투수블록은 KS F 4419:2016에 의거해 측정된 투수계수가 1.0 ㎜/s 이상인, 무기바인더를 포함하는 친환경 투수블록. - 제 1항에 있어서,
상기 투수블록은 표면개질된 산화그래핀을 더 포함하는 것인, 무기바인더를 포함하는 친환경 투수블록. - a) 골재, 액상규산염화합물, 알칼리토금속염 및 실리카졸을 배합하여 제1배합물을 제조하는 단계;
b) 상기 제1배합물에 염기성화합물을 첨가하여 제2배합물을 제조하는 단계; 및
c) 상기 제2배합물을 성형하여 블록 형태의 투수블록을 제조하는 단계;를 포함하며,
상기 액상규산염화합물은 액상규산나트륨과 액상규산리튬의 혼합물이고,
바인더 조성물은 액상규산염화합물 60 내지 80 중량%, 알칼리토금속염 3 내지 20 중량%, 실리카졸 5 내지 25 중량% 및 염기성화합물 0.1 내지 5 중량%를 포함하며,
상기 액상규산나트륨 : 액상규산리튬의 중량비는 50:50 내지 80:20인, 친환경 투수블록의 제조방법.
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2022
- 2022-03-10 KR KR1020220030035A patent/KR102510690B1/ko active IP Right Grant
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