KR19980048042A - 투수 콘크리트 - Google Patents

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Abstract

투수성이 향상되고 고강도를 가지는 투수 콘크리트에 대해 개시한다. 이 투수 콘크리트는 골재의 미세분말입자를 제거하고 투수성이 높은 석탄회, 제오라이트 또는 슬래그 및 SBR라텍스 또는 VAE에멀젼을 혼합하므로써 연속 공극율이 확보되고 투수성 및 고강도가 확보되게 된다.

Description

투수 콘크리트
본 발명은 투수 콘크리트에 관한 것으로써, 특히 일반도로는 물론 고속도로 및 중차량 통과지역의 포장에 적합한 투수 콘크리트에 관한 것이다.
통상 도로포장은 도 1에 도시된 바와 같이, 불 투수성인 아스팔트콘크리트포장과 시멘트콘크리트포장을 채택하고 있다. 그런데, 이러한 불 투수성 포장체들은 강우시 빗물이 도로상에 잔류하게 되므로 도로교통에 장애가 될 뿐만아니라, 차량의 제동시 미끄럼 저항성이 떨어져 사고의 위험을 증가시킨다. 또한, 우수등이 지하로 침투되지 못하여 하천의 범람원인이 되고, 지하수가 고갈되며, 지중에 미생물이 서식하지 못하여 토양이 사막화되는 등 여러가지 문제점이 있다.
이를 위해서 투수성 아스팔트 콘크리크가 개발되어 광장, 주차장 등에 실용화 되고 있지만, 이는 여름철에 노면온도의 상승으로 변형이 되고 아스팔트의 점성으로 인해 투수공이 폐쇄되는 등으로 일반도로에는 적용이 불가능하다.
이러한 투수성 아스팔트 콘크리트의 문제점을 해결하기 위한 투수 콘크리트가 도 2에 도시되어 있다. 이는 노상(4) 상부에 휠타층(3), 보조기층(2) 및 투수 콘크리트층(1)이 순차적으로 적층된 구조를 가진다. 통상 휠타층(3) 재료에는 자연모래를 일반적으로 사용하고, 보조기층(2)은 지지력과 내구성이 요구되므로 그 재료에는 함수량변화와 동결/융해 등에 의해 그 성질변화가 적은 부순돌이 사용된다. 그리고 투수 콘크리트(1)는 윤하중, 기상작용, 마모작용 등 심한 환경조건에 직접 노출되어 있으므로 사용재료는 시공전 충분히 조사/시험이 요구되며, 통상 시멘트, 골재(잔골재, 굵은골재), 물 및 혼화재가 적당한 비율로 배합된 재료를 사용한다.
이러한 투수 콘크리트층(1)은 잔골재를 적게 사용하여 슬럼프(slump)치를 0에 가깝게 관리하고, 시멘트 페이스트는 접착강도를 유지할 수 있는 정도로 골재표면을 얇게 감싼 상태로 하여 공간부의 일부에 채워지게 한다. 이때 그 공간부의 크기정도에 따라 페이스트가 충전되지 않은 투수공이 형성이 되며, 이 미세한 투수공이 연속적으로 이루어질 경우 연속공극율의 확보로 투수가 이루어진다.
그러나 이러한 투수 콘트리트층(1)은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 1.0×10-2㎝/sec 정도의 높은 투수계수를 확보하기 위한 연속 공극율을 갖도록 약 12% 이하의 잔골재율이 적은 배합설계가 이루어지기 때문에 압축강도가 300㎏/㎠ 이하로 나타난다.
둘째, 잔골재율을 적게 사용함으로써, 강도를 크게 하기 위하여 많은 량의 시멘트를 사용할 경우나, 시멘트 풀의 유동성이 클 경우에는 골재와 골재사이의 공극으로 시멘트풀이 흘러내려 하부층의 공극을 메우기 때문에 투수성이 저하되고 상부층의 콘크리트 강도가 저하된다.
셋째, 잔골재율을 적게 사용하기 때문에 시공하는 과정에서 다소의 슬럼프치가 있는 경우에는 잔골재가 하부층은 투수성이 적게되고 상부층은 강도가 현저하게 저하되며 굵은 골재만 남은 현상이 나타난다.
넷째, 슬럼프치가 0에 가까운 콘크리트로 보통 콘크리트와 같이 시공할 수 없고 기계화 다짐에 의하여 시공을 해야하기 때문에 자전거 도로 등의 포장에만 사용되고 있다.
다섯째, 투수성과 관계없는 불필요한 독립 공극율의 과다로 강도 저하는 물론 내구성 확보(특히 동결 융해성에 대한 내구성)에 문제가 있다.
여섯째, 표면이 거칠고 강도가 작기 때문에 표면의 박리현상이 나타나며 거친공극에 미세한 먼지 등이 잘 부착되어 투수성이 급격히 저하되는 현상이 나타나 유지 관리비가 과다하게 소모된다.
일곱째, 표면의 강도를 강하게 하기 위하여 표면처리 강화제(아크릴제 또는 에폭시제)를 사용하는 경우에는 표면의 투수성이 급격히 저하되는 현상이 있으며, 착색을 하기 위하여 안료를 사용하는 경우에는 강도가 급격히 저하되는 현상이 나타난다.
여덟째, 세립도 투수콘크리트를 박층으로 하는 포장 콘크리트는 이중 포설에 의한 경제성 악화와, 박층과 하부층의 접착면에서의 강도저하와, 서로 다른 투수계수의 차이에서 오는 불합리한 현상으로 강도저하 또는 내구성이 악화되는 현상이 나타난다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 다음과 같은 목적을 가진다.
첫째, 보도 및 도로 포장용으로 사용할 때 빗물 등을 노상 투수시킨후 건조기에 투수된 수분을 증발시킬 수 있으며, 가로수 등에 자연수를 공급할 수 있고, 그로 말미암아 공공수역, 도시하천 강 등의 범람을 방지할 수 있으며 도심지 지하수위의 저하로 인한 피해를 방지할 수 있도록 개량된 투수 콘크리트를 제공하는 데 있다.
둘째, 노면에 물이 흐르지 않음으로써 통행이 편리하고 미끄럼 저항을 증대시켜 차량사고의 위험을 감소시키고 난반사에 의한 시각장애를 해소할 수 있으며 흡음효과가 있어 차량 통행에 의한 소음을 대폭 감소시킬 수 있도록 개량된 투수 콘크리트를 제공하는 데 있다.
셋째, 기름의 영향을 적게 받으며 소량의 안료로 저렴한 생산가로 원하는 색상을 얻을 수 있도록 개량된 투수 콘크리트를 제공하는 데 있다.
넷째, 보조기층이 파손되더라도 콘크리트의 휨강도 확보에 의하여 유지될 수 있으며, 생산시 콘크리트 뱃치 플랜트로 생산할 수 있도록 개량된 투수 콘크리트를 제공하는 데 있다.
다섯째, 일반도로, 고속도로 및 중차량 통과지역의 포장용에도 사용할 수 있도록 압축강도 및 휨강도가 큰 투수 콘크리트를 제공하는 데 있다.
여섯째, 다소의 슬럼프치도 허용가능하여 시공시 품질관리가 간편하며, 품질향상을 도모할 수 있도록 개량된 투수 콘크리트를 제공하는 데 있다.
일곱째, 소요 잔골재율의 확보로 표면이 거칠지 않고 표면 박리현상이 적게 발생하도록 개량된 투수 콘크리트를 제공하는 데 있다.
여덟째, 소요 잔골재율의 확보로 동결/융해에 의한 내구성이 향상된 투수 콘크리트를 제공하는 데 있다.
아홉째, 불필요한 독립 공극율을 제거하고 연속공극율을 최소화함으로써 수명이 연장된 투수 콘크리트를 제공하는 데 있다.
열째, 표면이 거칠지 않기 때문에 먼지가 적게 끼어 유지관리비가 절감된 투수 콘크리트를 제공하는 데 있다.
열한번째, 표면처리 강화제가 불필요하게 되어 보다 경제적인 투수 콘크리트를 제공하는 데 있다.
열두번째, 세립도 박층 포장시 요구되는 비경제적인 이중 포설이 불필요하게 되고 서로다른 투수계수의 차이에서 오는 불합리한 문제점이 해소된 투수 콘크리트를 제공하는 데 있다.
열세번째, 표면이 거칠지 않고 미려하기 때문에 방음벽(차음벽) 법면 조경재료, 또는 해양구조물도 사용 가능한 투수 콘크리트를 제공하는 데 있다.
열네번재, 응결시간을 조절할 수 있어 운반시간 및 거리에 제한을 받아 시공하지 못하는 지역의 도로 포장에도 사용될 수 있도록 개량된 투수 콘크리트를 제공하는 데 있다.
도 1은 종래 도로 포장 단면도,
도 2는 일반 포장과 본 발명 포장을 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명 투수 콘크리트의 공정도이다.
상기 목적을 달성하는 본 발명은 시멘트, 물, 골재 및 혼화재를 소정비율로 배합하여 형성된 투수 콘크리트에 있어서, 상기 골재의 미세분말입자가 결여되고, 소정의 투수성 분말이 더 포함되어 된 것을 특징으로 한다.
상기 투수성 분말은 석탄회 또는 제오라이트 또는 슬래그중 적어도 어느 하나일 수 있으며, 상기 혼화재는 SBR라텍스 또는 VAE에멀젼일 수 있다.
상기 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명 투수 콘크리트는 골재의 분말입자를 제거하고 투수성 분말을 채용함으로써 투수율이 증가되고, SBR라텍스 또는 VAE에멀젼의 채용으로 응결시간조정 및 강도를 향상시킬 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 투수성 콘크리트(11)는 도 2에 도시된 바와 같이, 노상(4)에 휠타층(3), 보조기층(2)이 적층되고 그 상부에 타설된다. 이 투수성 콘크리트(11)는 통상과 마찬가지로 시멘트, 물, 혼화재 및 골재가 적당한 비율로 혼합된다.
여기서 본 발명의 특징적 구성으로서, 상기 골재로부터 미세분말입자를 제거하고, 석탄회 또는 제오라이트 또는 슬래그 등의 투수성 분말(filer)이 더 투입된다. 또한, 상기 혼화재는 강도를 증대시키기 위하여 폴리머 계통중에서도 발포성이 있으며, 응결시간을 조절할 수 있는 SBR(Styrene butadiene rubber)라텍스 또는 VAE(Vinyl Acetate Ethylene)에멀젼이 채용된다.
이러한 본 발명에 따른 투수성 콘크리트(11)는 도 3에 도시된 바와 같이, 잔골재(모래)중 투수성에 방해가 되는 미세한 입자(필터분)를 제거한 후 미세한 입자이면서도 투수성이 있는 석탄회 또는 제오라이트 또는 슬래그 등(투수성 필터)을 혼합하고, 혼화재로서 SBR라텍스나 VAE에멀젼을 투입 혼합시킨다. 그리고 시멘트, 굵은 골재, 완료 및 물을 적당량 투입 혼합하여 제조한다.
한편, 석탄회(Coal Ash)는 석탄을 연소시킴으로써 발생되는 것으로서, 이러한 석탄회중 저회(Bottom Ash)는 비중이 2.36이고 최대건조밀도는 1.51g/㎤이며, 투수계수는 1.11×10-1㎝/sec이고 γdmax의 90%상태로 다진 경우에는 5.77×10-3㎝/sec로 높은 값을 가진다. 또한 저희의 흡수율은 6.75%이며 KSF 2510에 의거하여 실시한 유기불순물 시험결과 용액이 무색으로 나타나 유기불순물을 함유하고 있지 않음을 알 수 있다. 따라서 저희는 유기불순물을 함유하고 있지 않으며 투수계수가 크고 단위체적중량이 낮으므로 배수재로서 적합하다.
본 발명에 따른 투수 콘크리트는 골재의 미세분말입자를 제거하고 투수성이 높은 석탄회, 제오라이트 또는 슬래그 및 SBR라텍스 또는 VAE에멀젼을 혼합하므로써 연속 공극율이 확보되고 투수성 및을 고강도가 확보되게 되며, 다음과 같은 이점을 가진다.
첫째, 보도 및 도로 포장용으로 사용할 때 빗물 등을 노상 투수시킨후 건조기에 투수된 수분을 증발시킬 수 있으며 가로수 등에 자연수를 공급할 수 있고 그로 말미암아 공공수역, 도시하천 강 등의 범람을 방지할 수 있으며 도심지 지하수 위의 저하로 인한 피해를 방지할 수 있다.
둘째, 노면에 물이 흐르지 않음으로써 통행이 편리하고 미끄럼 저항을 증대시켜 차량사고의 위험을 감소시키고 난반사에 의해 시각장애를 해소할 수 있으며 흡음효과가 있어 차량 통행에 의한 소음을 다소 제거할 수 있다.
셋째, 콘크리트 특성상 기름에 영향을 적게 받으며 콘크리트 본래의 색상이 회백색이므로 소량의 안료에 의하여 저렴한 생산가로 원하는 색상을 얻을 수 있다.
넷째, 보조기층이 파손되더라도 콘크리트의 휨강도 확보에 의하여 다소 유지될 수 있으며, 생산시 콘크리트 뱃치 플랜트로 생산할 수 있다.
다섯째, 압축강도 및 휨강도가 크기 때문에 일반도로는 물론 고속도로 및 중차량 통과지역의 포장용에도 사용할 수 있다.
여섯째, 다소의 슬럼프치도 허용하기 때문에 시공시 품질관리가 간편하며, 우수한 품질을 확보할 수 있다.
일곱째, 소요 잔골재율의 확보로 표면이 거칠지 않고 표면 박리현상이 적게 일어난다.
여덟째, 소요 잔골재율의 확보로 동결융해에 의한 내구성이 우수하다.
아홉째, 불필요한 독립 공극율을 제거하고 연속공극율을 최소화함으로써 수명이 길어진다.
열째, 표면이 거칠지 않기 때문에 먼지가 적게 끼어 유지관리비가 절감된다.
열한번째, 표면처리 강화제가 불필요하게되어 보다 경제적이 된다.
열두번째, 세립도 박층 포장시 요구되는 비경제적인 이중 포설이 불필요하게 되고 서로다른 투수계수의 차이에서 오는 불합리한 점이 해소된다.
열세번째, 표면이 거칠지 않고 미려하기 때문에 방음벽(차음벽) 법면 조경재료, 또는 해양구조물로 사용될 수 있다.
열네번째, 응결시간을 조절할 수 있어 운반시간 및 거리에 제한을 받아 시공하지 못하는 지역의 도로 포장에도 사용될 수 있다.

Claims (3)

  1. 시멘트, 물, 골재 및 혼화재를 소정비율로 배합하여 형성된 투수 콘크리트에 있어서,
    상기 골재의 미세분말입자가 결여되고, 소정의 투수성 분말이 더 포함되어 된 것을 특징으로 하는 투수 콘크리트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 투수성 분말은 석탄회 또는 제오라이트 또는 슬래그중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 투수 콘크리트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 혼화재는 SBR라텍스 또는 VAE에멀젼인 것을 특징으로 하는 투수 콘크리트.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100334141B1 (ko) * 2000-11-21 2002-04-25 박승범 재생골재 및 신소재(강섬유, 폴리프로필렌섬유)를 사용한환경친화형 고기능 골재점조 연속공극 흡음콘크리트의제조방법
KR20030003965A (ko) * 2001-07-04 2003-01-14 한국건설기술연구원 수재 슬러그를 이용한 투수성 콘크리트 및 투수성보도블럭 제조방법과, 상기의 투수성 콘크리트를 이용한도로포장방법
KR101222212B1 (ko) * 2011-08-19 2013-01-15 경상대학교산학협력단 바텀애쉬를 주골재로 이용한 콘크리트 조성물 및 그 제조방법

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