KR102611230B1

KR102611230B1 - 몰탈 조성물의 제조방법 및 이를 이용한 발열 보도블록

Info

Publication number: KR102611230B1
Application number: KR1020220148523A
Authority: KR
Inventors: 김홍기; 박정운; 변찬규; 이근영
Original assignee: 주식회사 동서
Priority date: 2022-11-09
Filing date: 2022-11-09
Publication date: 2023-12-07

Abstract

본 발명은 시멘트 15~25 중량%; 잔골재 30~40 중량%; 탄화규소(SiC) 30~40 중량%; 구리분말 4~6 중량%;를 포함하고, 물-시멘트비는 43~50인 것을 특징으로 하는 몰탈 조성물 및 이를 이용한 발열 보도블록을 제시함으로써, 발열효율이 높고, 전력의 인가 후 신속한 발열이 가능도록 한다.

Description

몰탈 조성물의 제조방법 및 이를 이용한 발열 보도블록{MANUFACTURING METHOD FOR MORTAR COMPOSITION AND HEATING SIDEWALK BLOCK USING THE SAME}

본 발명은 건설 기술분야에 관한 것으로서, 상세하게는 몰탈 조성물 및 이를 이용한 발열 보도블록에 관한 것이다.

겨울이 되면 도로에 결빙(블랙아이스)이 발생하여 인명피해와 재산피해를 유발한다.

다수의 블록의 설치에 의해 형성되는 보도의 경우에도, 결빙에 의한 안전사고의 우려가 크다.

결빙이 잦은 구역의 경우, 보도블록 내부에 발열체를 설치하여, 결빙을 방지하도록 유도하고 있지만, 보도블록을 형성하는 몰탈의 열 전도율이 낮기 때문에, 발열효율이 낮다는 점, 전력의 인가 후 발열까지 과도한 시간이 소요된다는 점 등의 문제가 있다.

일본등록특허 제6215055호 일본공개특허 제2013-544998호 일본공개특허 제2011-052514호 일본공개특허 제2002-242118호 한국등록특허 제2292992호 한국등록특허 제2278370호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 발열효율이 높고, 전력의 인가 후 신속한 발열이 가능도록 하는 몰탈 조성물 및 이를 이용한 발열 보도블록을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 시멘트 15~25 중량%; 잔골재 30~40 중량%; 탄화규소(SiC) 30~40 중량%; 구리분말 4~6 중량%;를 포함하고, 물-시멘트비는 43~50인 것을 특징으로 하는 몰탈 조성물을 제시한다.

상기 탄화규소는 밀도가 3.0~3.4 g/㎤, 입자크기가 180~480 ㎛, 녹는점이 2,100~2,300℃, 열전도율이 38~42 W/mㆍK, 탄성계수가 185~200 GPa, 굴곡강도가 320~600 MPa인 것이 바람직하다.

상기 탄화규소의 순도는 96% 이상인 것이 바람직하다.

상기 구리분말은 밀도가 3.0~3.5 g/㎤, 입자크기가 40~150 ㎛, 열전도율이 350~390 W/mㆍK인 것이 바람직하다.

흑연 4~6 중량%;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 흑연은 밀도가 1.3~1.9 g/㎤, 탄성계수가 8~15 GPa, 열전도율이 450~490 W/mㆍK인 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 몰탈 조성물에 의해 형성된 본체; 상기 본체의 하부에 매설된 발열체(110);를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 보도블록(100)을 제시한다.

본 발명은 상기 발열 보도블록의 제조방법으로서, 상기 본체의 형상에 대응하는 거푸집을 제작하는 거푸집 제작단계; 상기 거푸집의 바닥에 상기 발열체(110)를 설치하는 발열체(110) 설치단계; 상기 몰탈 조성물을 제조하는 몰탈 조성물 제조단계; 상기 거푸집의 내부에 상기 몰탈 조성물을 충전하되, 상기 발열체(110)가 상기 몰탈 조성물에 의해 매설되도록 하는 몰탈 타설단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 보도블록의 제조방법을 제시한다.

상기 몰탈 조성물 제조단계는, 상대적으로 분말도가 큰 상기 구리분말과, 상대적으로 분말도가 작은 상기 탄화규소의 혼합에 의해 조립율이 커지도록, 상기 구리분말과 탄화규소를 별도로 혼합하여 구리분말-탄화규소 혼합물을 제조하는 구리분말-탄화규소 혼합물 제조단계; 상기 구리분말-탄화규소 혼합물과, 상기 시멘트, 잔골재 및 물을 혼합하는 단계;를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 발열효율이 높고, 전력의 인가 후 신속한 발열이 가능도록 하는 몰탈 조성물 및 이를 이용한 발열 보도블록을 제시한다.

도 1 이하는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,
도 1은 발열 보도블록의 사시도.
도 2는 발열 보도블록의 사용상태도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 1 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 발열 보도블록(100)은, 몰탈 조성물에 의해 형성된 본체; 본체의 하부에 매설된 발열체(110);를 포함하여 구성된다.

몰탈 조성물은, 시멘트 15~25 중량%; 잔골재 30~40 중량%; 탄화규소(SiC) 30~40 중량%; 구리분말 4~6 중량%;를 포함하여 구성되고, 물-시멘트비는 43~50이다.

탄화규소(SiC)는 밀도가 3.0~3.4 g/㎤, 입자크기가 180~480 ㎛, 녹는점이 2,100~2,300℃, 열전도율이 38~42 W/mㆍK, 탄성계수가 185~200 GPa, 굴곡강도가 320~600 MPa인 것을 사용하며, 순도는 96% 이상인 것이 바람직하다.

구리분말은 밀도가 3.0~3.5 g/㎤, 입자크기가 40~150 ㎛, 열전도율이 350~390 W/mㆍK인 것을 사용한다.

탄화규소와 구리분말은 모두 열전도율이 우수한 재료로서, 상대적으로 탄화규소의 입자가 크고(분말도가 작고), 구리분말의 입자가 작다(분말도가 크다).

이와 같이, 상대적으로 분말도가 큰 구리분말과, 상대적으로 분말도가 작은 탄화규소를 혼합하면 우수한 조립율을 얻을 수 있으므로, 열전도율이 우수한 재료가 밀실하게 충전된 보도블록(100)을 얻을 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 열전도율이 우수한 재료가 밀실하게 충전되는 경우, 발열체(110)의 열이 탄화규소 및 구리분말에 의해 전도되어 빠르게 블록(100)의 표면에 도달하게 된다.

따라서 본 발명에 의한 발열 보도블록(100)은 발열효율이 높고, 전력의 인가 후 신속한 발열이 가능도록 한다는 효과가 있다.

위 몰탈 조성물은 흑연 4~6 중량%를 더 포함할 수 있는데, 여기서 흑연은 밀도가 1.3~1.9 g/㎤, 탄성계수가 8~15 GPa, 열전도율이 450~490 W/mㆍK인 것을 사용한다.

흑연 또한 열전도율이 우수한 재료로서, 상술한 효과를 더욱 안정적으로 얻을 수 있도록 한다.

본 발명에 의한 발열 보도블록(100)의 제조방법은 다음과 같다.

본체의 형상(일반적으로 직육면체)에 대응하는 거푸집을 제작한다.

거푸집의 바닥에 발열체(110)를 설치한다.

상대적으로 분말도가 큰 구리분말과, 상대적으로 분말도가 작은 탄화규소의 혼합에 의해 조립율이 커지도록, 구리분말과 탄화규소를 별도로 혼합하여 구리분말-탄화규소 혼합물을 제조한다.

이후, 구리분말-탄화규소 혼합물과, 시멘트, 잔골재 및 물을 혼합하여 몰탈 조성물을 제조한다.

거푸집의 내부에 몰탈 조성물을 충전하되, 발열체(110)가 몰탈 조성물에 의해 매설되도록 한다.

이하, 본 발명에 의한 몰탈 조성물의 물성을 입증하기 위한 시험결과에 관하여 설명한다.

표 1은 본 발명의 4종류의 실시예와 비교예의 성분 및 배합을 나타낸 것으로서, 본 발명의 실시예 1,2는 탄화규소, 구리분말이 혼합된 경우이고, 실시예 3 내지 5는 탄화규소, 구리분말, 흑연이 혼합된 경우이며, 비교예는 이들이 혼합되지 않은 일반 몰탈 조성물에 관한 것이다.

표 2는 본 발명의 실시예와 비교예의 열전도율 시험결과의 그래프이다.

본 발명의 실시예의 열전도율이 비교예에 비해 압도적으로 우수함을 확인할 수 있다.

특히, 탄화규소, 구리분말만을 혼입한 실시예 1,2에 비해, 탄화규소, 구리분말, 흑연을 혼입한 실시예 3 내지 5의 열전도율이 더욱 우수함을 확인할 수 있다.

표 3,4는 본 발명의 실시예와 비교예의 압축강도 및 휨강도 시험결과의 그래프이다.

본 발명의 실시예들은 열전도율이 우수한 재료를 혼입하였음에 불구하고, 비교예에 비해 동등 수준의 압축강도 및 휨강도를 갖는 것으로 나타났으므로, 발열 보도블록이라는 특수 물성을 가짐에 불구하고, 구조체로서의 역할도 충분히 수행할 수 있는 것으로 나타났다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

100 : 발열 보도블록 110 : 발열체

Claims

시멘트 15~25 중량%;
잔골재 30~40 중량%;
탄화규소(SiC) 30~40 중량%;
구리분말 4~6 중량%;를 포함하고,
물-시멘트비는 43~50인 몰탈 조성물의 제조방법으로서,
상대적으로 분말도가 큰 상기 구리분말과, 상대적으로 분말도가 작은 상기 탄화규소의 혼합에 의해 조립율이 커지도록, 상기 구리분말과 탄화규소를 별도로 혼합하여 구리분말-탄화규소 혼합물을 제조하는 구리분말-탄화규소 혼합물 제조단계;
상기 구리분말-탄화규소 혼합물과, 상기 시멘트, 잔골재 및 물을 혼합하는 단계;를
포함하는 것을 특징으로하는 몰탈 조성물의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 탄화규소는 밀도가 3.0~3.4 g/㎤, 입자크기가 180~480 ㎛, 녹는점이 2,100~2,300℃, 열전도율이 38~42 W/mㆍK, 탄성계수가 185~200 GPa, 굴곡강도가 320~600 MPa인 것을 특징으로 하는 몰탈 조성물의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 탄화규소의 순도는 96% 이상인 것을 특징으로 하는 몰탈 조성물의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 구리분말은 밀도가 3.0~3.5 g/㎤, 입자크기가 40~150 ㎛, 열전도율이 350~390 W/mㆍK인 것을 특징으로 하는 몰탈 조성물의 제조방법.
제1항에 있어서,
흑연 4~6 중량%;를
더 포함하는 것을 특징으로 하는 몰탈 조성물의 제조방법.
제5항에 있어서,
상기 흑연은 밀도가 1.3~1.9 g/㎤, 탄성계수가 8~15 GPa, 열전도율이 450~490 W/mㆍK인 것을 특징으로 하는 몰탈 조성물의 제조방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조된 몰탈 조성물에 의해 형성된 본체;
상기 본체의 하부에 매설된 발열체(110);를
포함하는 것을 특징으로 하는 발열 보도블록(100).
제7항의 발열 보도블록의 제조방법으로서,
상기 본체의 형상에 대응하는 거푸집을 제작하는 거푸집 제작단계;
상기 거푸집의 바닥에 상기 발열체(110)를 설치하는 발열체(110) 설치단계;
상기 몰탈 조성물을 제조하는 몰탈 조성물 제조단계;
상기 거푸집의 내부에 상기 몰탈 조성물을 충전하되, 상기 발열체(110)가 상기 몰탈 조성물에 의해 매설되도록 하는 몰탈 타설단계;를
포함하는 것을 특징으로 하는 발열 보도블록의 제조방법.
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