KR20010061631A - Composition for Producing Bio-ceramic Fishing Structure - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 바이오 세라믹 인공어초와 같은 해양 구조물의 제조에 사용되는 조성물 및 그것을 원료로 하여 만들어진 바이오 세라믹 구조물에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 도석, 납석, 장석 등을 함유하고 있는 황토와, 점토, 카오린, 슬래그 등의 혼합물에 패류껍질을 분말상으로 첨가하는 것으로 구성된 환경친화적이고 우수한 내구성을 갖는 바이오 세라믹 구조물 제조용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for use in the manufacture of marine structures such as bio-ceramic artificial reefs, and to a bio-ceramic structure made from the raw material. More specifically, the present invention relates to clay, clay, feldspar, etc. The present invention relates to a composition for producing a bio-ceramic structure having an environmentally friendly and excellent durability consisting of adding shellfish shell to a mixture of kaolin, slag and the like.
자연환경에 친화적일 것을 요건으로 하는 구조물은 자연환경에 직접적으로 영향을 줄 수 있는 구조물로 정의될 수 있는 바, 인공어초, 소파제, 해양 구조물 등을 예로 들 수 있다. 그 중 대표적인 인공어초에 대해 관련 선행기술을 살펴보면 다음과 같다.Structures that are required to be friendly to the natural environment can be defined as structures that can directly affect the natural environment, such as artificial reefs, sofas, and marine structures. Among the representative artificial reefs among them, the related art is as follows.
인공어초란 연근해 바다속에 설치하는 인공 해상 구조물로서, 어류, 갑각류, 패류 등의 어패류의 산란, 부화와, 치어의 보호, 육성 및 증식에 필요한 해조류를 육성하여 어패류의 육성에 적합한 환경을 조성하고, 궁극적으로 인간에 유익한 해상 자원을 확보하는 데 기여할 뿐만 아니라 자원의 고갈을 막는데 유용한 시설물로사용되고 있다.Artificial reefs are artificial marine structures that are installed in the sea near the sea.They create an environment suitable for the growth of fish and shellfish by fostering seaweeds necessary for the spawning, hatching of fish, crustaceans and shellfishes, and the protection, development and growth of fry. As well as contributing to securing marine resources that are beneficial to humans, they are being used as useful facilities to prevent the depletion of resources.
초기에는 폐선박을 침몰시키거나 기타 지상의 구조물을 바다에 투여하여 인공어초로 사용하여 오다가 보다 효율적인 수단으로서 내부에 공간이 형성되어 있는 콘크리트 구조물을 지상에서 제조하여 이를 바다에 투여하는 방법이 보편화되기에 이르렀다.Initially, sinking ships or other ground structures to the sea to use as artificial reefs, but as a more efficient means to manufacture concrete structures with spaces on the ground and to administer them to the sea. Reached.
그러나, 지상의 구조물에 사용되는 콘크리트를 그대로 인공어초로서 사용할 경우에는 강알카리성을 나타내는 콘크리트의 특성상 초기에 해조류 등이 부착하여 증식하기 어렵고, 일단 착생된 해조류 등이 떨어져나간 자리에는 백화현상이 일어나 오히려 바다를 황폐화시키는 원인이 되고 있다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 다방면의 방법이 연구되고 있는 바, 이를 살펴보면 하기와 같다.However, when the concrete used in the ground structure is used as an artificial reef, it is difficult to proliferate by attaching algae in the early stage due to the characteristics of the concrete exhibiting strong alkalinity. It is causing the sea to be devastated. Therefore, various methods have been studied to solve this problem, which will be described below.
한국특허공개공보 제85-2938호를 보면, 콘크리트제 표면에 해조류나 어패류가 좋아하고 생육에 필요한 산화철분을 제공하기 위하여, 계면활성제로 된 콘크리트 침투제에 황산 제1철 또는 황산 제2철의 미분을 혼입한 용제 또는 콘크리트 침투제에 1 마이크론 이하의 산화철 미분과 황산을 혼입한 용제를 콘크리트제 블록의 표면에 도포하고 이로인한 침투층을 콘트리트 블록의 표면에 형성하는 방법을 사용하고 있다. 그러나, 이러한 방법은 해양 생물에게 유용한 정도로 산화철분을 제공할 수 없고, 시간이 경과한 후에는 상기 침투층의 두께가 얇아져서 그 효과가 상실되는 문제점이 있다.In Korean Patent Publication No. 85-2938, fine powder of ferrous sulfate or ferric sulfate is added to a concrete penetrating agent with surfactant in order to provide iron oxide powder which is preferred for growth and like algae or shellfish on the concrete surface. Is applied to the surface of the concrete block by applying a solvent in which fine iron oxide fine powder and sulfuric acid of 1 micron or less is mixed in the concrete infiltrating agent or the concrete penetrating agent, thereby forming the permeation layer on the surface of the concrete block. However, such a method cannot provide iron oxide powder to the extent that it is useful to marine life, and after time passes, the thickness of the permeation layer becomes thin and the effect is lost.
한국특허 제105954호는 인공어초의 내부식성과 생물 부착능력을 향상시키기 위하여, 고로 혹은 전로 조업시 파생되는 부생 폐기물을 파쇄하여 분말로 만든 슬래그 30-65 중량%와 점결제로서 시멘트 10-30 중량% 및 밀, 쌀, 보리, 콩, 전분 및 옥수수 가루로 이루어진 곡분 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 첨가하여 만든 혼합물에 물 25-50 중량%를 넣어 만든 조성물을 어초 표면에 0.2-3.0㎜의 두께로 도포하는 방법을 개시하고 있고, 한국특허 제122032호는 산화철 1-65 중량%, 슬래그 1-65 중량%, 시멘트 10-30 중량% 및 물 25-50 중량%를 혼합한 조성물을 어초 표면에 0.2-3㎜ 정도로 도포하는 방법을 개시하고 있다. 상기 한국특허 제105954호와 122032호의 방법은 한국특허공개공보 제85-29385호의 방법에 비해 지속 효과는 우수하지만, 그러한 방법들로 만들어진 인공어초는 인공어초 본체와 표면 도포제의 접착력이 강하지 못하여, 제조된 인공어초를 운반하는 과정 및 바다에 투여하는 과정에서 상기 표면 도포제가 쉽게 파괴되거나 분리되는 문제점을 안고 있다.Korean Patent No. 105954 discloses 30-65% by weight of slag made from powder by crushing by-product waste derived from blast furnace or converter operation and 10-30% by weight of cement as caking agent to improve the corrosion resistance and biological adhesion of artificial reefs. And a composition made by adding 25-50% by weight of water to a mixture made by adding one or two or more selected from cereal flours consisting of wheat, rice, barley, soybean, starch and corn flour. Korean Patent No. 122032 discloses a composition of 1-65% by weight of iron oxide, 1-65% by weight of slag, 10-30% by weight of cement, and 25-50% by weight of water on a surface of aquatic plants. The method of apply | coating about 0.2-3 mm is disclosed. The methods of Korean Patent Nos. 105954 and 122032 are superior to the methods of Korean Patent Publication No. 85-29385, but artificial reefs made by such methods do not have strong adhesion between the artificial reef body and the surface coating agent. There is a problem in that the surface coating agent is easily destroyed or separated in the process of transporting the artificial reef and the administration to the sea.
한국특허공개공보 제96-33248호는 철강산업 폐기물인 분말상의 슬러지와 분말상의 폐수지(PE, PP, PVC, PS)를 2 : 1로 혼합한 조성물을 압출성형하여 인공어초를 제조하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 이러한 인공어초는 폐수지를 사용하고 있으므로, 폐수지내에 묻어있는 오염물을 완전히 제거하야하고 압출성형과정에서 수지내에 포함되어 있는 각종 독성물질(가소제, 안정화제 등)과 열분해 생성물이 오히려 해조류 및 어패류 등의 서식을 방해하는 문제점이 있다.Korean Patent Publication No. 96-33248 discloses a method for producing artificial reefs by extruding a mixture of powdered sludge and powdered waste resin (PE, PP, PVC, PS) in a ratio of 2: 1. It is starting. However, since these artificial reefs use waste resins, it is necessary to completely remove the contaminants in the waste resins, and various toxic substances (plasticizers, stabilizers, etc.) and pyrolysis products contained in the resin during the extrusion process are rather seaweeds and fish and shellfish. There is a problem that interferes with the format.
기타의 방법으로는 폐타이어를 상호 연결하여 인공어초를 구성하거나 폐타이어를 분말상으로 만들어 콘크리트 조성물에 혼합하여 사용하는 방법 등도 다수 알려져 있으나, 자원재활용의 이득은 있을지라도 해조류 등이 타이어 성분에 쉽게 정착하지 못하므로 인공어초의 근본적인 목적을 달성하기는 어렵다.Other methods include the formation of artificial reefs by interconnecting waste tires or by making waste tires into powder form and mixing them with concrete compositions. However, algae and others are easily settled on tire components, although there are benefits of resource recycling. It is difficult to achieve the fundamental purpose of artificial reefs.
따라서, 콘크리트 구조물이 갖는 근본적인 문제점을 해결하기 위하여 시멘트 대신 다른 원료를 사용하는 방법이 시도되었는 바, 그러한 방법 중 대표적인 것으로는 본 발명자들의 한국특허출원 제98-37461호를 들 수 있다. 상기 특허출원 발명은 황토 및 석화를 원료로 하여 이들을 400℃에서 건조하고 100 MESH 이하로 분쇄한 뒤 혼합하여 1250 내지 1350℃에서 소성시킴으로써 구조물을 제조하고 있다.Therefore, a method of using other raw materials instead of cement has been attempted to solve the fundamental problem of concrete structures. Among them, Korean Patent Application No. 98-37461 of the present inventors can be cited. The patent application invention is made of clay and petrified as a raw material and dried them at 400 ℃, pulverized to 100 MESH or less, mixed and calcined at 1250 to 1350 ℃ to produce a structure.
따라서, 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 일거에 해결하거나 보완하여 좀더 자연 친화적이어서 해조류, 어패류 등과 같은 해양 생물이 쉽게 착생하여 번식할 수 있고 굽힙 강도 및 충격 강도 등 내구성이 우수하여 구조물로의 시공이 용이할 뿐만아니라 수명이 반영구적인 구조물을 제조하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.Therefore, the present invention solves or supplements the problems of the prior art at a time to be more natural, so that marine organisms such as seaweed, shellfish and the like can easily grow and breed and have excellent durability, such as bending strength and impact strength, and construction into a structure. It is intended to provide a method of manufacturing a structure that is not only easy and semi-permanent in life.
또한, 본 발명은 수산 및 산업 폐기물인 폐껍질(폐굴껍질 등) 및 슬래그 등의 자연 천연자원을 재활용하므로써, 환경오염의 방지에 기여하고 더욱 경제적인 자연친화적인 구조물 제조를 위한 조성물 및 그러한 조성물로 제조된 구조물을 제공하고자 하는 것이다.In addition, the present invention contributes to the prevention of environmental pollution by recycling natural natural resources, such as waste shell (waste oyster shell) and slag, which is a fishery and industrial waste, and a composition for manufacturing a more eco-friendly structure and such a composition It is to provide a manufactured structure.
본 발명의 바이오 세라믹 구조물 제조용 조성물은 도석, 납석 및 장석을 함유하고 있는 황토 30 내지 70 중량%, 점토 5 내지 30 중량%, 패류껍질 분말 3 내지 20 중량%, 카오린 5 내지 20 중량% 및 슬래그 5 내지 20 중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.The composition for producing a bio-ceramic structure of the present invention is 30 to 70% by weight of clay, feldspar and feldspar, clay 5 to 30%, shell shell powder 3 to 20%, kaolin 5 to 20% and slag 5 To 20 wt%.
본 발명 조성물의 주요 성분인 황토는 도석, 납석 및 장석을 함유하고 있으며, 화학성분상으로는 SiO2와 Al2O3를 주성분(90% 이상)으로 하고 여기에 Fe2O3, K2O, CaO 등이 미량 함유되어 있는 혼합물로서 약산성을 나타내는 물질이다. 따라서, 황토는 독성이 전혀 없고, 인공어초로 많이 사용되고 있는 pH 13 전후의 강알칼리성을 나타내는 콘크리트가 가지고 있는 문제점, 즉 시설 초기에는 해양 생물이 착생하지 못하는 문제점이 전혀 없다. 또한, 황토는 원적외선을 방사하므로 유해 세균을 살균하는 효과도 가지므로 인공어초로 사용시 해수의 오염방지 효과도 갖는다.Ocher, the main component of the composition of the present invention, contains porcelain, feldspar and feldspar, and in terms of chemical composition, SiO 2 and Al 2 O 3 are the main components (90% or more), and Fe 2 O 3 , K 2 O, CaO It is a substance which shows weak acidity as a mixture containing a trace amount etc. Therefore, loess is not toxic at all, and there is no problem that concrete exhibiting strong alkalinity around pH 13, which is widely used as artificial reefs, that is, marine life does not grow in the early stage of the facility. In addition, ocher emits far-infrared rays, so it also has the effect of disinfecting harmful bacteria.
상기 점토의 대표적인 예로는 적점토, 고령토 등이 있으며, 황토와 함께 소성이 가능한 점토라면 어떠한 것이라도 무방하다.Representative examples of the clays include red clay, kaolin, and the like, and any clay can be fired with ocher.
상기 패류껍질 분말은 자연계에서 생산되거나 인공적으로 재배한 패류로부터 유기물을 제거한 껍질을 분말상으로 분쇄한 것을 사용한다. 본 발명에 사용될 수 있는 패류껍질의 대표적인 예로는 석화, 소라, 각종 조개류, 성게 등을 들 수 있다. 더욱 바람직하게는, 석화껍질을 100 내지 1000℃에서 건조하여 이를 1 내지 200 Mesh의 표준체를 통과할 정도로 분쇄한 것을 사용하며, 특히 바람직하게는 400 내지 600℃에서 건조하여 10 내지 30 Mesh의 표준체를 통과할 정도로 분쇄한 것을 사용한다. 상기 건조 과정을 상대적으로 저온에서 행하는 경우에는 생성된 인공어초의 강도가 우수하다는 장점이 있고, 상대적으로 고온에서 행하는 경우에는 분말상으로 분쇄하기가 용이하다는 장점이 있다.The shellfish shell powder is obtained by pulverizing the shell in which the organic matter is removed from shellfish produced in nature or artificially grown. Representative examples of shellfish shells that can be used in the present invention include petrified, conch, various shellfish, sea urchin and the like. More preferably, the petrified shell is dried at 100 to 1000 ° C. and ground to pass through a standard body of 1 to 200 mesh. Especially preferably, the standardized body of 10 to 30 mesh is dried at 400 to 600 ° C. Use pulverized enough to pass. When the drying process is performed at a relatively low temperature, there is an advantage that the strength of the resulting artificial reef is excellent, and when it is performed at a relatively high temperature, there is an advantage that it is easy to grind to a powder form.
상기 석화, 소라, 각종 조개류 등 패류는 식용으로 대량 생산되고 있지만, 그 껍질은 아직 특별히 다른 용도로 사용되지 못하고 그대로 버려지거나 단순히 매립되어 심각한 해양환경오염의 원인이 되고 있는 실정이다. 이러한 폐껍질을 자연친화적인 인공어초의 원료로 사용한다는 것이 본 발명의 특징 중의 하나이다. 특히, 석화껍질(폐굴껍질)은 상기 폐껍질의 90% 이상을 차지할 정도로 환경오염의 주요 원인이 되고 있으므로, 이러한 석화껍질(폐굴껍질)을 사용하는 것이 특히 바람직하다.Shellfish such as petrification, seashells, various shellfish, etc. are produced in large quantities for food, but the shells are not yet used for other purposes and are discarded or simply buried, causing serious marine environmental pollution. It is one of the characteristics of the present invention to use such a waste shell as a raw material of nature-friendly artificial reefs. In particular, the petrified shell (lung oyster shell) is a major cause of environmental pollution to account for more than 90% of the waste shell, it is particularly preferable to use such a petrified shell (lung oyster shell).
더욱이, 석화껍질 등은 그 자체가 천연 자연물이고, 굴의 유생 및 김 포자의 부착기질에 없어서는 아니되는 중요한 기질이므로, 이 기질을 인공어초 재료로 이용함으로써 초기 부착생물이 더욱 잘 착생할 수 있다.Moreover, the petrified shell and the like is a natural natural substance itself, and is an important substrate indispensable in the adhesion substrate of the oyster larvae and laver spores, and thus, the use of this substrate as an artificial reef material allows the early attachment organisms to grow better.
패류껍질을 분쇄하지 않은 상태로 조성물을 형성하여 구조물을 만들 수도 있지만, 분말상의 경우에 비해 강도 등이 떨어지는 것으로 확인되었다.Although the shell can be formed by forming a composition without crushing the shell, it was confirmed that the strength and the like compared to the powdery case.
본 발명 조성물의 또다른 성분인 슬래그는 광석에서 금속을 뽑아내고 남은 비금속 물질로서, 일반적으로 철강을 제조하는 과정에서 철의 원료가 되는 철광석으로부터 선철 1 톤을 생산하면 약 480kg의 슬래그가 생성된다. 선철을 만들 때 나오는 슬래그에는 황, 칼슘, 마그내슘, 알루미늄 등이 이산화규소와 화합하여 만들어진 규산염이 주성분으로 함유되어 있고, 구리와 납을 만들 때 나오는 슬래그에는 규산철과 기타 다른 금속 산화물이 함유되어 있으며, 강을 만들 때 나오는 슬래그에는 석회, 산화철, 이산화규소 등이 함유되어 있다.Slag, another component of the composition of the present invention, is a non-metallic material left from the extraction of metal from the ore. Generally, about 480 kg of slag is produced when producing one ton of pig iron from iron ore, which is a raw material of iron, in the process of manufacturing steel. The slag produced in pig iron contains silicate made of sulfur, calcium, magnesium and aluminum combined with silicon dioxide, and the slag produced in making copper and lead contains iron silicate and other metal oxides. The slag produced when making steel contains lime, iron oxide and silicon dioxide.
본 발명의 슬래그 성분으로는 상기 슬래그들이 모두 사용될 수 있다. 예를들어, 철광석을 고로(용광로)에서 가열하면 약 1500℃의 쇳물로 녹게 되고, 비중 차이에 의해 철성분인 용선과 기타 용융 슬래그로 분리되는 바, 상기 용융 슬래그는 냉각 방법에 의해 다시 괴재 슬래그와 수재 슬래그로 나눌 수 있는데, 본 발명에서는 상기 냉각 방법에 관계없이 상기 괴재 슬래그와 수재 슬래그를 모두 사용할 수 있다.As the slag component of the present invention, all of the above slags may be used. For example, when iron ore is heated in a blast furnace (furnace), it is melted into water of about 1500 ° C, and due to the difference in specific gravity, the molten slag is separated into molten iron and other molten slag. And it can be divided into the slag, in the present invention, regardless of the cooling method, both the aggregate slag and the slag can be used.
결국, 본 발명의 특징 중의 하나는 특별한 용도없이 버려지고 있는 슬래그를 활용하여 환경오염의 방지에 이바지한다는 점이다. 또한, 상기 슬래그에는 산화철 성분이 함유되어 있는 바, 이러한 성분을 인공어초와 같은 해양 구조물의 구성 성분으로 포함시킬 경우에는 해양 생물의 생육에 유익한 산화철분을 제공하게 된다. 이러한 산화철분을 제공하는 공지의 방법으로는, 앞서 설명한 바와 같이, 계면활성제로 된 침투제에 황산 제1철 또는 제2철의 미분을 혼입한 용제 등을 콘크리트 표면에 도포하는 방법이 있으나, 이러한 방법은 일시적인 효과만을 얻을 수 있을 뿐이고 효과가 지속적으로 발휘되지 못하는 단점이 있다. 따라서, 본 발명에서와 같이, 소성 구조물 제조용 조성물의 하나의 성분으로 사용할 경우에는 지속 효과가 장기적이므로 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있다. 결국, 슬래그 속에 함유되어 있는 산화철에 의해서 해조류 착생이 빠르며 성장촉진을 돕는다. 그로 인해, 미세 조류가 빠르게 착생하게 된다.After all, one of the features of the present invention is that it contributes to the prevention of environmental pollution by utilizing the slag discarded without any special use. In addition, the slag contains the iron oxide component, when included as a component of the marine structure, such as artificial reefs provide iron oxide powder that is beneficial for the growth of marine life. As a known method of providing such iron oxide powder, as described above, there is a method of coating a surface of a concrete with a solvent in which fine powder of ferrous sulfate or ferric sulfate is mixed into a penetrating agent of a surfactant. Can only obtain a temporary effect and has the disadvantage that the effect is not continuously exerted. Therefore, as in the present invention, when used as one component of the composition for producing a plastic structure, since the long-term effect is long-term, it can solve the problems of the prior art. Eventually, iron oxide contained in slag accelerates seaweed growth and helps growth. As a result, the microalgae grow rapidly.
본 발명의 조성물은, 더욱 바람직하게는, 황토를 40 내지 60 중량%로, 점토를 10 내지 20 중량%로, 패류껍질 분말을 5 내지 15 중량%로, 카오린을 10 내지 15 중량%로, 슬래그를 10 내지 15 중량%로 포함한다.The composition of the present invention, more preferably, 40 to 60% by weight ocher, 10 to 20% by weight clay, 5 to 15% by weight shell shell powder, 10 to 15% by weight kaolin, slag 10 to 15 wt%.
본 발명은 또한 상기 조성물을 이용하여 바이오 세라믹 인공어초를 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention also relates to a method for producing a bio-ceramic artificial reef using the composition.
구체적으로는, 도석, 납석 및 장석을 함유하고 있는 황토 30 내지 70 중량%, 점토 5 내지 30 중량%, 패류껍질 분말 3 내지 20 중량%, 카오린 5 내지 20 중량% 및 슬래그 5 내지 20 중량%로 이루어진 조성물에 물을 혼합·교반하는 혼합 단계; 제조된 혼합물을 성형 수분이 20 내지 25% 정도가 되도록 하여 이를 성형하는 성형 단계; 제조된 성형물을 3 내지 10일간 자연 건조하고, 다시 600 내지 800℃에서 수분이 3% 이하가 되도록 건조하는 건조 단계; 및 제조된 건조물을 1000 내지 1200℃에서 소성하는 소성 단계로 구성된다.Specifically, 30 to 70% by weight of clay containing pottery, feldspar and feldspar, 5 to 30% by weight of clay, 3 to 20% by weight of shellfish powder, 5 to 20% by weight of kaolin and 5 to 20% by weight of slag A mixing step of mixing and stirring water in the composition; A molding step of molding the prepared mixture so that the molding moisture is about 20 to 25%; A drying step of naturally drying the formed molding for 3 to 10 days, and drying at 600 to 800 ° C. such that moisture is 3% or less; And a firing step of firing the produced dried product at 1000 to 1200 ° C.
상기 성형 단계는 바람직하게는 30 내지 70 마력 이상의 진공 토련기에서 74 ㎏/㎤ 이상의 진동도로 실행한다.The forming step is preferably carried out at a vibration rate of at least 74 kg / cm 3 in a vacuum grinder having at least 30 to 70 horsepower.
더욱 바람직하게는, 황토를 40 내지 60 중량%로, 점토를 10 내지 20 중량%로, 패류껍질 분말을 5 내지 15 중량%로, 카오린을 10 내지 15 중량%로, 슬래그를 10 내지 15 중량%로 함유하고, 상기 패류껍질의 분말이 석화껍질(폐굴껍질)을 100 내지 1000℃에서 건조하여 이를 1 내지 100 Mesh의 표준체를 통과할 정도로 분쇄한 분말인 조성물을 사용한다.More preferably, 40 to 60% by weight ocher, 10 to 20% by weight clay, 5 to 15% by weight shellfish powder, 10 to 15% by weight kaolin and 10 to 15% by weight slag It is used as a composition, which is a powder of the shell shell is a powder pulverized dried petrified shell (waste oyster shell) at 100 to 1000 ℃ and passed through a standard body of 1 to 100 Mesh.
본 발명은 또한 상기 조성물을 소성시켜 제조된 바이오 세라믹 인공어초 등 해양 구조물에 관한 것이다.The present invention also relates to a marine structure such as a bio-ceramic artificial reef prepared by firing the composition.
상기 해양 구조물은 단독으로 또는 둘 이상을 결합하여 사용할 수 있다.The marine structure may be used alone or in combination of two or more.
둘 이상이 결합된 구조물의 한 예를 들면, 상기 방법으로 소성시켜 제조된바이오 세라믹 인공어초 등의 모서리부 및/또는 꼭지부 등에 구멍을 천공하고, 구멍을 천공한 구조물의 2 또는 그 이상을 볼트 및 너트 또는 해수용 고무바킹 등과 같은 체결수단으로 상호 연결하여 제작한다.As an example of a structure in which two or more are combined, a hole is drilled in a corner portion and / or a spigot of a bio-ceramic artificial reef or the like manufactured by firing by the above method, and bolts two or more of the structure in which the hole is drilled. And it is produced by connecting to each other with a fastening means such as a nut or rubber sealing for sea water.
상기 구조물의 내부에 적정량의 철근을 삽입하여 상기 조성물을 경화시킬 경우에는 더욱 우수한 강도를 가진 구조물이 얻어지며, 철근 대신에 유리 장섬유, 탄소 섬유, 강철선 등 공지된 각종의 보강재를 첨가할 수 있다.When the appropriate amount of reinforcing steel is inserted into the structure to cure the composition, a structure having superior strength is obtained, and various reinforcing materials such as glass long fiber, carbon fiber, steel wire, etc. may be added instead of the reinforcing bar. .
경우에 따라서는, 기존의 인공어초용 콘크리트 구조물이나 철골구조물에, 상기 본 발명의 조성물에 물을 혼합하여 만든 슬래그를 0.1㎜ 내지 15㎝의 두께로 도포한 후 건조 및 소성하여 외장에 패류껍질 분말을 함유한 구조체를 제조할 수도 있다.In some cases, to the existing concrete structure or steel structure, a slag made by mixing water in the composition of the present invention to a thickness of 0.1 mm to 15 cm and then dried and baked to shell shell powder powder on the exterior It is also possible to produce a structure containing.
본 발명의 바이오 세라믹 구조물은 인공어초, 소파제, 기타 해양 구조물 등 해양 생태계와 관련있는 기타 구조물에 응용이 가능하다.The bio-ceramic structure of the present invention is applicable to other structures related to the marine ecosystem, such as artificial reefs, sofas, and other marine structures.
이하 실시예를 통해 본 발명의 내용을 더욱 상세히 설명하지만 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다. 당업자면 상기 설명 및 하기 실시예를 통해 본 발명의 범주내에서 응용이 가능하다.The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, which do not limit the scope of the present invention. Those skilled in the art can apply within the scope of the present invention through the above description and the following examples.
실시예 1Example 1
집하장에서 폐굴껍질을 수거하여 표면에 부착되어 있는 염분 및 이물질을 물로 깨끗이 세척하였다. 세척한 폐굴껍질을 약 480℃에서 8 시간 동안 건조하고 이를 분쇄하여 24 Mesh 표준체로 걸렀다.Waste oyster shells were collected from the collection house and the salts and foreign substances adhering to the surface were washed thoroughly with water. The washed waste oyster shell was dried at about 480 ° C. for 8 hours, and ground to a 24 mesh standard.
24 Mesh 표준체를 통과한 폐굴껍질의 분말 12 중량%에, 도석, 납석, 장석을함유하고 있는 황토 48 중량%, 점토 15 중량%, 카오린 12 중량% 및 슬래그 13 중량%를 혼합하고 여기에 조성물 총 중량을 기준으로 25 중량%의 물을 가하여 혼합기에서 교반하였다.To 12% by weight of the powder of the waste oyster shell passed through the 24 Mesh standard, 48% by weight of clay, feldspar and feldspar, 15% by weight of clay, 12% by weight of kaolin and 13% by weight of slag were mixed and 25% by weight of water, based on weight, was added and stirred in the mixer.
얻어진 혼합물을 상온에서 6 일간 숙성시킨 후, 진공도 80 ㎏/㎤의 진공토련기(60 마력)에서 성형수분이 약 20 내지 24%가 되도록하여 성형하였다. 제조된 성형물을 건조대차에서 7일간 자연 건조한 후, 약 600 내지 800℃로 조절된 드라이 터널에서 수분이 약 3.0% 이하가 되도록 건조시켰다. 건조된 성형물을 약 1,100℃의 소성대차에 적재하여 소성시켰다. 최종 소성물의 압축강도를 측정한 결과 약 250 ㎏/㎤ 정도로 나타났다.After the obtained mixture was aged at room temperature for 6 days, it was molded in a vacuum drill machine (60 hp) with a vacuum degree of 80 kg / cm 3 so that the molding moisture was about 20 to 24%. The molded product was naturally dried in a drying cart for 7 days, and then dried in a dry tunnel adjusted to about 600 to 800 ° C. to about 3.0% or less of moisture. The dried molding was loaded into a baking trolley at about 1,100 ° C and fired. The compressive strength of the final fired product was found to be about 250 kg / cm 3.
따라서, 인공어초, 소파제, 기타 해양 구조물 등에 사용함에 전혀 손색이 없는 강도를 가지는 것으로 확인되었다.Therefore, it has been found to have strength that is not comparable to that used in artificial reefs, sofas, and other marine structures.
실시예 2Example 2
시멘트와 모래 등을 주원료로 하여 제조된 종래의 콘크리트 인공어초와 상기 실시예 1에서 제조된 바이오 세라믹 구조물을 수심 5 m의 해수에 투척한 후 1 개월 단위로 6 개월간 해조류의 착생을 확인하였다. 확인 결과, 해수에 설치한 후 2 개월이 지난 시점에서 본 발명의 바이오 세라믹 구조물의 석화 부분에서 미세 조류가 착생하고 있는 것이 확인되었고, 3 개월이 지난 시점에서는 바이오 세락믹 구조물의 전반에 많은 해조류가 번식하는 것이 확인되었다. 반면에, 석화를 포함하고 있지 않은 기존의 콘크리트 인공어초는 투여 후 6 개월이 지나서야 비로서 미세 조류의 착생이 확인되었다.Conventional concrete artificial reefs prepared with cement and sand as the main raw material and the bio-ceramic structure prepared in Example 1 were thrown into the seawater having a depth of 5 m, and the growth of algae was observed for 6 months on a monthly basis. As a result, two months after installation in seawater, it was confirmed that microalgae were growing in the petrified part of the bioceramic structure of the present invention, and after three months, many algae were found in the first half of the bioceramic structure. Breeding was confirmed. On the other hand, the existing concrete artificial reefs that do not contain petrification was confirmed as microalgae engraftment only 6 months after administration.
따라서, 기존의 콘크리트 인공어초에 비해 폐굴껍질인 석화껍질의 분말을 함유하고 있는 본 발명의 바이오 세라믹 구조물을 인공어초로 사용하는 경우에는 해양 생물의 착생율이 매우 높게 된다는 사실을 확인할 수 있었다.Therefore, when using the bio-ceramic structure of the present invention containing the powder of the petrified shell of the waste oyster shell compared to the conventional concrete artificial reef as an artificial reef, it was confirmed that the growth rate of marine organisms is very high.
이상의 설명과 같이, 도석, 납석, 장석 등을 함유하고 있는 황토와 패류껍질의 분말 및 점토, 카오린, 슬래그를 포함하는 본 발명의 조성물을 소성시켜 인공어초 등 해양 구조물을 만들게 되면, 밀도가 치밀하여 해수속에서도 풀림 현상이 없고 수명이 반영구적이며, 굴의 유생 및 김 포자의 착생에 필수적인 성분인 석화 등 패류껍질의 분말을 함유하고 있으므로 부착생물의 착생이 매우 용이하고 수산 폐기물을 이용하므로 환경오염의 요인을 제거함에도 기여하는 바가 크다.As described above, by firing the composition of the present invention containing clay, shellfish powder and clay, kaolin, slag containing pottery, feldspar, feldspar, etc. There is no loosening in seawater and its life is semi-permanent, and it contains powders of shellfish shells such as petrification, which is an essential ingredient for oyster larvae and laver spores. It also contributes to the elimination.
또한, 소성 구조물의 표면은 미세한 다공성 구조로 되어 있어서, 해수에 녹아있는 오염물을 흡수 또는 흡착하여 바다물을 정화하므로써 수질 개선에 효과가 크다.In addition, since the surface of the plastic structure has a fine porous structure, it is effective in improving the water quality by absorbing or adsorbing contaminants dissolved in seawater to purify the seawater.
한편, 본 발명의 바이오 세라믹 인공어초는 공장에서 조성물을 소성시켜 제작함으로 제품의 관리가 용이하고 제품의 규격이 일정하며 연중 제작될 수 있으므로 제작 단가가 낮고 부실 공사의 우려가 없다.On the other hand, the bio-ceramic artificial reef of the present invention is easy to manage the product by producing the composition by firing the composition in the factory, the standard of the product is constant and can be produced year-round, so the production cost is low and there is no fear of poor construction.
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