KR20010007905A - 수화반응물질을 이용한 사면 녹화재 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 식양토의 구성은 일반토양(점질토 20~70중량부, 사질토 30~80중량부)에 피트머스, 버미큐라이트, 유기질 비료 및 복합 비료를 혼합하여 제조하며, 토양 안정화 제는 고착성 시멘트, 화산재 및 응회암, 제오라이트, 규조토, 반수석고를 혼합하여 제조하며, 토양 고결화 방지제는 알루미늄 분말, 버미큐라이트 및 유동화재를 혼합하여 제조한 다음, 종자와 물을 교반하여 사용함을 특징으로 하는 수화반응물질을 이용한 사면 녹화재 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

수화반응물질을 이용한 사면 녹화재 조성물 및 그 제조방법{The method for manufacturing of slope composition}

본 발명은 수화반응물질을 이용한 사면 녹화재 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상세히 설명하면, 식양토에 토양 안정화제품과 토양 고결화 방지용 제품을 적당하게 종자 및 물과 혼합 교반하여 제조된 수화반응물질을 이용한 사면 녹화재 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

국내에는 도로 및 단지 등 전국토의 개발이 가속화됨에 따라 사면이 발생하게 되었다. 이로 인하여 사면의 토양이나 암반이 시각적으로 불안함을 주는 동시에 자연경관을 상당히 해치는 것은 물론 장마철에 산사태가 발생하거나 시간이 흐름에 따라 풍화나 침식되어 낙석 및 붕괴의 위험을 초래하게 된다. 그러므로 이를 방지하기 위하여 사면에 인공적으로 식물이 식생할 수 있는 초지를 조성하고 녹화하는 사면 녹화 공법이 개발되기 시작하였다.

현재 널리 사용하고 있는 사면 녹화 공업으로서는 초류종자 살포 공법, 토양 유지용 블록을 이용한 공법, 초류종자 살포 후 Net를 설치하는 공법, 잔디 식재 공법 등이 있다.

그러나 지금까지 시도되고 있는 이들 공법은 사면 녹화 조성물질과 그 조성물의 구성비 등에 의해 식생 조건이 불량하고 급경사면에서는 녹화의 피복율이 떨어지고, 법면의 붕괴 위험이 크고, 급경사면에서는 시공이 어려워서 공기가 지연되므로 가격 상승 요인이 발생하게 되었다. 특히 강우에 토사가 유실되어 더 큰 위험이 발생하므로 상기 공법은 완만한 경사지에 주로 사용된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 사면 토양의 유실을 막고 생육 기반용 인공 토양을 적정 두께로 부착시킨 후 그 위에 씨앗을 분무하는 방법 등 다양하게 개발되어 왔다.

예를 들면, 일본공개특허번호 공개번호 제61-38023호는 "칼슘계 광물인 토바모라이트를 주성분으로 하고 특정직경의 경량기포 콘크리트와 퇴비와의 혼합물에 식물종자, 섬유, 화학비료, 접착제 등"으로 구성하여 함수성과 보수성을 높이기는 하였으나 암반 절개지에서는 토양양분의 부족으로 녹화용 식물 선택의 폭이 좁아지는 문제가 있으며, 일본공개특허공보 공개번호 제3-180618호 및 제3-180619호는 "전분 등을 제거한 감자박, 대두박과 보리짚 추비로 된 비료 조성물을 카복실메틸에테르염을 첨가하여 발아성, 점착성, 보수성 및 작업성을 양호하게 개량하여 법면 녹화용으로 사용하였으나 식물성 재료를 주원료로 하고 있어 법면의 장기적인 녹화에는 불리한 점이 많았다.

또한, 국내특허공보 공고번호 제96-1830호는 토목공사의 도로나 부지정지공사등 절토구간의 경사면 무토양암석지에 일정두께로 피복하여 녹화시키는데 사용하는 인공토양인 음식물발효퇴비에 경량골재, 연탄재, 톱밥, 마사토 혹은 밭흙, 시멘트, 소석회, 분산재를 첨가 혼합하여 무토양 암석지에 후충기재 뿜어 붙이기 공법에 사용되는 녹생토 조성물의 제조방법에 관한 것이며,

국내특허공보 공고번호 제96-3573호에는 토탄, 오니케이크, 펄프슬러지, 톱밥, 마사토, 지렁이분, 점질균미생물로 조성된 점녹토 조성물이 공개되어 있고,

국내특허공보 공고번호 제96-11616호는 연탄재, 제지부산물, 부숙톱밥, 토탄, 마사토, 보습제메텔 및 유기물로 조성된 부식토조성물에 관한 것임을 알 수 있으나,

시공 후 건조기후로 인한 수분증발로 인하여 비교적 얇게 시공된 부분에는 발아된 씨앗의 고사현상과 응집제등 사용으로 인하여 건조 후에는 "콘크리트화"되는 고결현상으로 종자발아가 불량이거나 추후 비산되어 온 잡초종자의 발아와, 착근을 못하는 현상과, 이들 종자가 부패시 표층토내의 발아가능 종자의 발아에도 악영향을 미치고, 하수오니 속에 들어 있는 여러 종류의 미생물의 활동으로 인하여 시공직 후에 많은 악취를 발생시켜 작업환경에 영향을 주는 등의 문제점이 있었다.

국내특허공보 공고번호 제96-1828호는 인공토양의 일종으로서, 자연토양 생활오니 및 제지오니 등을 사용하여 비료성분으로 환원하는 배지의 역할을 한 인공 토양 조성물을 개량한 것으로서, 이와 유사한 종래의 기술은 국내특허출원 출원인 에덴산업녹화주식회사 특허출원번호 제85-8720호(녹생토조성물) 및 제89-13774호(녹생토 조성물)가 있으며, 국내특허출원번호 제88-10388호(법면녹화용 식생메트의 제조방법)가 있고 일본공개특허공보 공개번호 제61-38023호는 함수성 및 보수성을 개량한 법면 녹화공법, 발아성, 점착성, 보수성, 양생성 및 작업성에 중점을 두고 개발된 일본공개특허공보 공개번호 3-180618호 및 3-180619호가 공개되어 있으며, 국내특허출원 출원번호 제85-8720호는 "화산석분말, 피트, 연탄재, 밭흙, 슬러리케이크, 갈탄, 계분, 미생물제, 수용성 규산, 마그네슘"을 원료로 하고 있고, 국내특허출원 출원번호 제89-13774호는 "피트, 연탄재, 오니케이크 및 펄프슬러지"를 원료로 하고 있어 보비력을 강화하는데는 상당의 성과가 있으나 시공후 가 물질사이의 접착력이 약하여 절개지의 경사가 심한 경우에는 시공하기 어렵고 또 한파가 심할 시에는 균열이 생겨 수분의 증발이 더욱 심해지는 경향이 있으며, 장기간의 가뭄이 계속될 시에는 비교적 얇게 시공된 부분에 수분이 빨리 증발되어 건조한 상태가 되므로 시공당시의 수분에 의하여 발아된 씨앗이 고사해 버리는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 부착 시공 후 3~4시간이 경과하면 단립화가 발생하여 일반적인 강우에는 유실되지 않으며 1회 작업으로 최대 7㎝의 두께로 부착이 가능하며 부착면은 입단화하여 통기성 보수성이 양호하여 표면 경도가 적절하여 높은 발아율로 식생 재료를 발아 성장시킬 수 있고, 동절기나 해빙기에도 토양의 변형이 일어나지 않는 식물의 생육면에 아주 뛰어난 수화반응물질을 이용한 무기질 재료를 사면에 부착하는 수화반응물질을 이용한 사면 녹화재 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 식양토는 일반토양(점질토 20~70중량부, 사질토 30~80중량부)에 피트머스, 버미큐라이트, 유기질 비료 및 복합 비료를 혼합하여 제조하며, 토양 안정화 제품은 고착성 시멘트 10~80중량부, 화산재 20~85중량부, 제오라이트 1~10중량부, 규조토 1~10중량부, 반수석고 1~20중량부를 혼합하여 제조하며, 토양 고결화 방지용 제품은 알루미늄 분말 1~20중량부, 버미큐라이트 1~90중량부 및 유동화재 1~30중량부로 혼합하여 제조되어 상기 혼합물과 종자 및 물로 조성된 수화반응물질을 이용한 사면 녹화재 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다

본 발명에서 사용되는 식양토는 현지 토양이 점질토성분이 20~70중량부이면 그대로 사용할 수 있으나, 점질토 성분이 부적절한 경우에는 사용할 수 없고 적절한 토양을 구입하여야 한다. 식양토는 토양 40~80중량부, 피트모스 5~25중량부, 유기질비료 5~25중량부, 복합비료 1~10중량부를 혼합하여 사용하며,

토양안정화제품은 고착 시멘트 10~80중량부, 화산재 또는 응회암의 풍화토(가용성 실리카 성분이 풍부한 미분재료)20~85중량부, 제오라이트 1~10중량부, 규조토 1~10중량부, 반수석고 1~20중량부를 혼합하여 사용하고,

토양 고결화 방지제품은 알루미늄 분말 1~20중량부, 버미류라이트 10~90중량부, 유동화재 1~15중량부를 혼합하여 사용하는 것이다.

본 발명품은 상기의 식양토 50~98중량부, 토양안정화용 제품 0.5~10중량부, 토양 고결화 방지제품 0.5~10중량부를 혼합한 후 물과 섞어서 충분히 교반하여 부착시공이 용이한 점도가 되도록 슬러지화 한다. 이 슬러지 객토를 사면에 펌프로 뿜어서 부착하면 시공은 종료된다. 이 슬러지 객토는 뿜어서 부착과 동시에 유동성을 잃고 지표에 강하게 부착하며 신속하게 입단화가 진행되고 전체적으로 탄력성을 가지며 고화가 시작된다.

본 발명품의 식양토의 토양성분은 점질성분이 20~70중량부인 토양을 사용하는데 이는 경제성이 우수하며 뛰어난 부착력을 가짐과 동시에 식물의 생육 및 성장에 적합한 조건을 가지고 있다.

피트머스는 수십만년 전의 습지의 이끼가 퇴적되어 만들어진 것으로 우수한 유기물을 함유하고 있다. 고압증기로 소독하여 완전히 멸균 처리되어 있고 자연 유기섬유질이 풍부하여 보습 보비력이 우수하며 통기성도 탁월하여 뿌리의 발육을 왕성하게 되며 통기성이 양호하며 미생물의 증식을 촉진시키며 하동절기에는 지온의 변화를 적게 하여 건조나 냉해를 방지한다.

유기질 비료는 돈분이나 계분을 톱밥이나 수피를 사용하여 최소 3개월 이상 발효시킨 제품으로 유기물이 장기간 유지되므로 식물의 후기 생육을 좋게 한다. 복합비료는 유기물질이 부족한 무기질 비료를 첨가함으로서 식물이 안정되게 생육하는 데 기인한다.

이러한 성분은 식물 성장에 필수 조건인 유기질과 무기질을 고루 함유하고 있고 동시에 보습력, 보비력을 증가시키고 양이온 치환 능력도 고루 갖추어 식물의 생육 및 성장에 큰 영향을 준다.

본 발명의 토양 안정화제는 화산재 또는 응회암의 풍화토(가용성 실리카분이 풍부한 미분 혼합재)를 주원료로 하며, 응회암의 풍화토는 입수하기가 쉽고 가격이 적정하며 고착성 시멘트의 수화 발열을 저하시키고 유동성의 개선용으로 적합하다. 또한 고착성 시멘트의 수화반응에 의하여 생성되는 수산화 석회는 수용성으로 응회암 풍화토와 수산화 석회와 서서히 반응하여 불용성 화합물이 되어 다수의 토양입자 외 전기수화 화합물이 복합화한 다공질 구조로 형성하며 다공질 구조로 되는 과정에서 슬러지상에 수분을 급속하게 흡수하여 장기간으로 강도가 지속된다. 따라서 다공질 구조로 형성된 불용성 화합물은 보수성, 통기성, 접착성이 우수한 자재로 변형된다. 고착성 시멘트는 일반 시멘트보다 접착성이 우수한 알루미나계 시멘트를 말하며 일반시멘트보다 흡수력이 강하고, 공극성 및 강도유지를 좋게하는 제품이며 응회암 풍화토, 석고 제오라이트 규조토 등과 수화 반응하여 접촉성과 응고성이 용이하도록 한다. 규조토는 물과 반응하여 응집을 촉진한다. 반수석고는 물에 용해하여 해리하고 응회암 풍화토 성분과 응집을 일으켜서 칼슘 수화물을 형성한다.

본 발명의 토양 고결화 방지제는 알루미늄 분말을 물에 용해하여 전해질로서 가능하고 콜로이드상으로 분산되어 있고 응회암 풍화토와 반수석고 고착성 시멘트 사이에서 ettringite를 생성하고 그 응집을 촉진시킨다. 그래서 토양이 공존하는 경우는 가수분해하여 수산화 알루미늄이 생성되는 과정에서 알루미늄 축합이온이 고분자체로 이온 결합을 도와주고 입단구조가 용이하게 형성하도록 결속제 역할을 하며, 각 구성물의 이탈을 방지하고 보수 보비력을 향상시킨다.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하기로 한다.

실시예1

점질토 20~70중량부, 사질토 30~80중량부로 조성된 일반토양 40~80중량부에 피트머스5~25중량부, 유기질비료 5~25중량부 및 복합비료 1~10중량부를 교반기에 혼합하여 식양토를 제조하였다.

실시예2

고착성 시멘트 10~80중량부, 화산재 20~85중량부, 제오라이트 1~10중량부, 규조토 1~10중량부, 반수석고 1~20중량부를 혼합하여 토양안정화제를 제조하였다.

실시예3

알루미늄 분말 1~20중량부, 버미큐라이트 1~90중량부 및 유동화재 1~30중량부를 혼합하여 토양 고결화 방지제를 제조하였다.

실시예4

상기 실시예 1내지 실시예3에서 제조한 식양토 85중량부, 토양 안정화제 12중량부, 토양 고결화 방지제 3중량부를 혼합하여 조성물을 제조한 다음, 상기 조성물에 잔디 종자 0.05중량부를 혼합하고 상기 잔디종자가 혼합된 혼합제품에 50~100중량부의 물을 첨가하여 수화반응물질을 이용한 사면 녹화재 조성물을 제조하였다.

실시예 5

상기 실시예 1 내지 실시예3에서 제조한 식양토 90중량부, 토양 안정화제 8.5중량부, 토양 고결화 방지제 1.5중량부를 혼합하여 조성물을 제조한 다음, 상기 조성물에 잔디 종자 0.1중량부를 혼합하고 상기 잔디종자가 혼합된 혼합제품에 50~100중량부의 물을 첨가하여 수화반응물질을 이용한 사면 녹화재 조성물을 제조하였다.

실시예6

실시예1 내지 실시예3과 같이 제조한 식양토 96중량부, 토양 안정화제 3중량부, 토양 고결화 방지제 1중량부를 혼합하여 조성물을 제조한 다음, 상기 조성물에 잔디 종자 1중량부를 혼합하고 상기 잔디종자가 혼합된 혼합제품에 50~100중량부의 물을 첨가하여 수화반응물질을 이용한 사면 녹화재 조성물을 제조하였다.

실시예7

실시예1 내지 실시예3과 같이 제조한 식양토 97중량부, 토양 안정화제 2.25중량부, 토양 고결화 방지제 0.75중량부를 혼합하여 조성물을 제조한 다음, 상기 조성물에 잔디 종자 2중량부를 혼합하고 상기 잔디종자가 혼합된 혼합제품에 50~100중량부의 물을 첨가하여 수화반응물질을 이용한 사면 녹화재 조성물을 제조하였다.

실험예1

용량 4,000ℓ의 탱크에 실시예1내지 실시예3에서 제조한 식양토 2800㎏, 토양 안정제 117㎏, 토양 고결화 방지제 40㎏를 혼합하고 이 조성물 잔디 종자 5㎏을 혼합하여 2000㎏의 물을 첨가한 후 교반하여 슬러지 상태를 보면서 부착하기에 적동하도록 물을 양을 증가시켜 적절한 유동성이 되도록 제조한다. 이를 경사각 45°, 면적 196㎠에 두께 7㎝로 사면에 부착하였다.

시공 작업시 온도는 25℃이었으며, 다음날 비가 내렸으나 사면에서 세굴에서 흘러내림이 전혀 발견되지 않았다. 이는 부착성이 우수하고, 흡수가 잘 이루어짐을 알 수 있었다.

또한 7일 후 강우가 발생하였으나, 세굴이나 흘러내림이 전혀 없었고 표면에서 싹이 올라오기 시작하였다. 15일 후에는 전체적으로 균일하게 싹이 올라와 표면의 경도가 씨앗이 발아할 수 있을 정도로 좋은 토양임을 말해 주는 것이다.

실험예2

상기와 같이 제조한 사면녹화재 조성물에 대한 유동성 시험을 실시하였다. 유동성 시험은 분사식 녹화 공법에 필수조건으로 슬러지 상태의 토양이 펌프를 잘 통과할 정도의 물성을 갖추었는지 확인하였다. 이것을 1m×1m 면적의 사면에 7㎝ 두께로 부착면에 대한 토양의 고결 정도를 알아보기 위하여 토양 경도계로 토양 경도를 측정하였다. 또한 잔디의 생육 실험 결과를 표 1에 나타내었다.

표 1. 잔디 생육 결과 45일

	실시예 4	실시예 5	실시예 6	실시예 7
최초 발아일	7	8	8	7
45일 경과 잔디 크기(㎝)	10	8.5	9	8
피복율(%)	100	100	100	100
45일 경과 후 토양 경도	23	22	23	24

상기 표 1의 결과에서 알 수 있듯이 본 발명품의 녹화재는 잔디의 생육에 매우 좋을 것을 판명되었다.

또한 토양의 경도가 식물의 생육에 적합한 18~25의 범위에 만족하였으며 이는 토양의 고결화 현상이 발생하지 않는다는 것을 의미한다. 따라서 수화 반응 물질을 이용한 사면 녹화재 조성물은 유기 및 무기질이 풍부하게 함유되어 있고 보수보비 통기성이 우수한 재료로 식생이 불량한 조건의 급경사면에서도 시공이 가능하고 안정성과 시공의 용이성을 기할 수 있으며 녹화 피복율을 높일 수 있는 녹화 토양 안정화 재료이다.

상기와 같은 본 발명은 일반 토양을 주재료로 하며 빠른 시간 내로 토양을 안정화 시켜서 사면에 녹화 시공이 용이하도록 하여 우수에도 토양의 유실을 방지하고, 동절기나 해빙기에도 토양의 변형이 일어나지 않아서 토양의 안정화를 유지하며 식물의 발아 및 생육면에서 아주 뛰어난 효과가 있는 것이다.

Claims (5)

1. 사면 녹화재 조성물에 있어서, 식양토 85~97중량부, 토양 안정화제 2~12중량부, 토양 고결화 방지제 0.5~3중량부로 조성된 조성물에 잔디 종자 0.05~2중량부를 혼합하고 상기 잔디종자가 혼합된 혼합제품에 물 50~100중량부로 조성됨을 특징으로 하는 수화반응물질을 이용한 사면 녹화재 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 식양토는 점질토 20~70중량부, 사질토 30~80중량부로 조성된 일반토양 40~80중량부에 피트머스5~25중량부, 유기질비료 5~25중량부 및 복합비료 1~10중량부로 조성됨을 특징으로 하는 수화반응물질을 이용한 사면 녹화재 조성물.
3. 제1항에 있어서, 상기 토양안정화제는 고착성 시멘트 10~80중량부, 화산재 및 응회암풍화토 20~85중량부, 제오라이트 1~10중량부, 규조토 1~10중량부, 반수석고 1~20중량부로 조성됨을 특징으로 하는 수화반응물질을 이용한 사면 녹화재 조성물.
4. 제1항에 있어서, 상기 토양고결화 방지제는 알루미늄 분말 1~20중량부, 버미큐라이트 1~90중량부 및 유동화재 1~30중량부로 조성됨을 특징으로 하는 수화반응물질을 이용한 사면 녹화재 조성물.
5. 사면 녹화재 조성물의 제조방법에 있어서,

   식양토는 점질토 20~70중량부, 사질토 30~80중량부로 조성된 일반토양 40~80중량부에 피트머스5~25중량부, 유기질비료 5~25중량부 및 복합비료 1~10중량부를 교반기에 혼합하여 제조하고,

   토양안정화제는 고착성 시멘트 5~50중량부, 화산재 20~85중량부, 제오라이트 1~10중량부, 규조토 1~10중량부, 반수석고 1~20중량부를 혼합하여 제조하며,

   토양고결화 방지제는 알루미늄 분말 1~20중량부, 버미큐라이트 1~90중량부 및 유동화재 1~30중량부를 혼합하여 제조한 다음,

   상기 식양토 85~97중량부, 토양 안정화제 2~12중량부, 토양 고결화 방지제 0.5~3중량부를 혼합하여 조성물을 제조한 다음, 상기 조성물에 잔디 종자 0.05~2중량부를 혼합하고 상기 잔디종자가 혼합된 혼합제품에 물 50~100중량부를 첨가하여 제조함을 특징으로 하는 수화반응물질을 이용한 사면 녹화재 조성물의 제조방법.