KR20010074064A

KR20010074064A - 플라이애시, 실리카흄 및 재생골재를 이용한 식생용포러스콘크리트의 제조방법

Info

Publication number: KR20010074064A
Application number: KR1020010004403A
Authority: KR
Inventors: 박승범
Original assignee: 박승범
Priority date: 2001-01-30
Filing date: 2001-01-30
Publication date: 2001-08-04
Also published as: KR100334656B1

Abstract

본 발명은 기존 콘크리트의 성능이나 기능을 만족시키면서 자연환경과의 조화, 환경부하저감이 가능한 포러스콘크리트 중 산업부산물인 고순도의 플라이애시와 실리카흄 및 폐기물의 유효활용을 통한 자원의 재활용 및 환경오염의 방지를 위해 폐콘크리트로부터 제조한 재생골재를 사용하여 역학적 특성 및 내구성이 우수하면서 식물을 배양할 수 있는 환경친화적인 식생용 포러스콘크리트를 제조하는 방법이다.

본 발명의 제조방법은 보통포틀랜드 시멘트 또는 고로슬래그 함량이 20∼30%인 고로슬래그 시멘트를 사용하고 폐콘크리트를 파쇄한 입도범위 5∼25mm의 재생골재를 사용하며, 최적의 물시멘트비를 25∼40%로 하고 고순도의 플라이애시를 시멘트 중량비로 5∼20%, 실리카흄을 시멘트 중량비로 5∼20%, 고유동화제를 0.5%∼1.3%, 고성능 AE감수제를 0.01%∼0.05% 혼입한다. 또한 고내구성 ·고기능 식생용 포러스콘크리트의 제조를 위하여 인장강도 3.5∼7.7kgf/㎠, 탄산계수 3.5×10⁴kgf/㎠, 비중 0.91, 길이 3∼25mm의 메쉬형 폴리프로필렌단섬유(Mesh type polypropylene chopped fiber)를 시멘트에 대한 0.5∼2.0 vol.%를 혼입하거나 직경 8∼13×10³, 길이 3∼25mm, 밀도 2.54×10³kgf/㎠, 탄성계수 73.5∼81.6×10⁴kgf/㎠의 내알칼리성 유리단섬유(Alkali resistance glass fiber)를 시멘트에 대한 0.5%∼2.0 vol.%를 혼입하는 방법 그리고 식생용 포러스콘크리트의 하부(1/4∼1/3위치)에 망크기 15∼30mm의 내알칼리성 유리섬유 네트(Alkali Resistance Glass Fiber Net)를 보강하여 강도 및 인성증대는 물론 우수한 균열억제에 의한 내력확보를 하도록 하며 부착력 및 내력성능의 향상을 위해서 폴리머 분산제로서 SBR(Styrene Butadiene Rubber), EVA(Ethylene Vinyl Acetate)를 5∼20wt.%를 사용한다. 한편, 식물의 육성 ·생장을 위하여 공극내에 적절한 수분과 비료성분의 확보를 위한 보수충전재를 사용하고 산업부산물인 고순도 플라이애시 및 실리카흄을 5∼20wt./% 사용하여 콘크리트의 내구성향상 및 품질향상은 물론 원가절감을 통한 경제성 확보와 본 발명을 이용한 환경친화적인 건축 ·토목구조물에 적용함에 의하여 외화획득과 환경보전에 큰 효과를 얻을 수 있다.

Description

플라이애시, 실리카흄 및 재생골재를 이용한 식생용 포러스콘크리트의 제조방법{Manufacturing Methods of Porous Concrete for Planting using Fly Ash, Silica Fume and Recycled Aggregate}

본 발명은 단입도의 재생굵은골재 및 식생능력 확보를 위하여 연속공극을 형성시킨 다공질의 식생형 포러스콘크리트로 연속공극을 이용하여 토양충전, 보수재 혼입, 비료 혼입, 중화제 처리 등에 의해 식물의 뿌리 침투를 촉진하고 토양 미생물과 토양 내의 작은 생물의 성장을 목적으로 하는 것으로 공극률 20∼30%이상, 압축강도 100kgf/㎠이상, 토양충전률 55%이상, 식생능력 및 내동행성 ·내화학성 우수, 알칼리용출량에 대하여 안전하며 적용가능 식물을 다양화 할 수 있다. 환경 부하 저감형으로써 생물 환경 대응형의 식생형 포러스콘크리트는 경관 향상과 생태계 보존 등의 이유로 그 적용이 크게 기대된다. 또한 하천이나 수변에 다공성 콘크리트의 표면부와 연속공극 내에 소동물이 부착 서식하고 이들이 상호 작용과 공생 작용에 의해 식물의 먹이 사슬 형성이 기대되며, 이로 인한 생물의 생식장 제공, 생태계보호, 호안 또는 법면 보호, 도시미관 개선효과를 이룰 수 있다.

본 발명은 도로포장면의 미세한 균열과 보도의 이음선 부분에 잡초가 발생하는 현상에 착안하여 연속공극을 갖는 포러스콘크리트에 직접 또는 객토를 한 후 여기에 식물의 종자를 파종하거나 모를 이식함으로써 식물을 생육시키는 포러스콘크리트로, 공극 내에 보수성 재료와 비료를 충전하여 콘크리트 내부에 진입한 식물의 뿌리에 수분과 영양을 제공해주고 하부가 토양인 경우에는 수분이 흡입되어 올라가는 기능을 부여한다.

종래의 생산되고 있는 식생형 콘크리트는 블록 내에 공간을 두어 식물이 생육될 수 있도록 만든 공동 블록에 지나지 않다고 판단되며, 이와 같이 다공성 콘크리트를 이용한 식생형 포러스콘크리트의 제조와 양산화가 어려운 것은 다공성 콘크리트 제조 기술의 어려움과 식물의 종류와 보수성 재료 및 배양토 선정 기술과 발아 후 식재 과정에서 최초 10년 이상의 장기간에 걸쳐 식물의 뿌리가 안정되고 부패되지 않아야 하며 사계절이 뚜렷한 한국에서는 다공성 콘크리트가 동절기 내구연한등의 내구성 문제가 가장 큰 것으로 판단된다.

본 발명은 다공성 포러스콘크리트에 식물생육을 가능하게 하며 동시에 환경친화적인 녹화 특성을 갖도록 폐콘크리트 재생골재와 산업부산물인 고순도의 플라이애시 및 실리카흄을 사용하여 연속공극을 형성시킨 다공질의 식생형 포러스콘크리트의 제조개발을 목적으로 한 것이다.

본 발명은 산업부산물인 고순도의 플라이애시, 실리카흄 및 보수성 충진재를 사용하여 적용가능 식물의 다양화 및 이로 인한 생물의 생식장 제공, 생태계보호, 환경부하저감, 호안 또는 법면 보호, 도시미관 개선효과를 들 수 있다.

보수성 재료는 토양입자, 무기질의 인공 토양, 흡수성 고분자 등의 혼합물 및 약산성의 보수재와 난용성의 고체 비료를 물, 증점제와 함께 슬러리 형태로 공극에 충전시켜 식물생육에 가능한 수분과 영양을 제공하는 역할을 하게 되며, 공극률 20∼30%이상, 압축강도 100kgf/㎠이상, 토양충전률 55%이상, 식생능력및 내충격성 ·내동해성 ·내화학성이 우수하고 알카리용출량이 안전한 산업부산물인 고순도 플라이애시와 실리카흄 및 건설폐기물인 폐콘크리트를 파쇄한 재생골재를 사용한 식생용 포러스콘크리트를 제조하는 것이다.

도1은 본 발명에 따른 산업부산물(FA, SF) 및 폐콘크리트 재생골재를 이용한 식생용 포러스콘크리트의 제조 ·시공 순서도

도2는 본 발명에 따라 제조된 식생용 포러스콘크리트의 연속공극내의 결합재 충진 모식도

도3은 본 발명에 따라 제조된 식생용 포러스콘크리트의 구성도

도4는 본 발명에 적용한 메쉬형 폴리프로필렌 단섬유 및 내알칼리성 유리단섬유를 보강한 식생용 포러스콘크리트 구조부재

도5는 본 발명에 적용한 내알칼리성 유리섬유 네트(Net)를 보강한 식생용 포러스콘크리트 구조부재

도6은 본 발명에 적용한 내알칼리성 유리섬유 네트(Net)를 보강한 식생용 포러스콘크리트 구조부재의 다웰(Dowel) 작용과 전단파괴 양상

도7은 본 발명에 적용한 식생용 포러스콘크리트의 슬래브구조모델 시험개요

도8은 본 발명에 적용한 식생용 포러스콘크리트 슬래브구조모델 중심부에서의 하중-처짐곡선 (보통 포틀랜드 시멘트 및 내알칼리성 유리섬유 네트, 메쉬형폴리프로필렌 단섬유, 내알칼리성 유리단섬유 사용)

도9는 본 발명에 적용한 식생용 포러스콘크리트 슬래브구조모델 중심부에서의 하중-처짐곡선 (고로슬래그 시멘트 및 내알칼리성 유리섬유 네트, 메쉬형 폴리프포필렌 단섬유, 내알칼리성 유리단섬유 사용)

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 식물 2 : 표층객토

3 : 배양토 (충진재) 4 : 골재 및 재생골재

5 : 부직포 6 : 토양

7 : 내알칼리 유리섬유 네트 8 : 메쉬형 폴리프로필렌 단섬유

9 : 내알칼리성 유리단섬유 10 : 연속공극

11 : 독립공극

본 발명에 사용된 부순돌은 비중 2.64, 단위중량 1,470kg/㎥, 입도범위 5∼10mm의 것을 사용하였다. 폐콘크리트 재생골재는 비중 2.5∼2.7, 단위용적중량 1,330kg/㎥, 입도범위 5∼20mm의 것을 사용하였으며, 또한 고순도 플라이애시는 국내 화력발전소에서 부산되는 비중 1.9∼2.3, 비표면적 3.000㎠/g이상, 입자크기 〈4.2×10²인 것을 사용하고 실리카흄은 초미분 형태의 것으로 비표면적이 200,000㎠/g이상, 입자크기 0.1∼0.5㎛, 비중 2.1∼2.2의 것을 사용한다.

본 발명에 사용된 배합은 보통포틀랜드 시멘트 및 고로슬래그 시멘트를 사용하여 포러스콘크리트의 품질특성에 가장 큰 영향을 미치는 P/G(페이스트 골재비)를 30∼50%로 변화시키면서 이에 대해 산업부산물인 고순도 플라이애시 및 실리카흄을 시멘트 대체율(중량비) 5∼20wt.%로 하였으며, 경화된 포러스콘크리트의 알칼리를 중화처리하기 위해 인산2암모늄을 사용하였다. 사용된 혼화제는 시멘트 페이스트의 유동성과 내구성을 높이기 위해 고유동화제 및 AE감수제를 표준량 사용하였다.

또한 고내구성 ·고기능 식생용 포러스콘크리트의 제조를 위하여 인장강도 3.5∼7.7kgf/㎠, 탄성계수 3.5×10⁴kgf/㎠, 비중 0.91, 길이 3∼25mm의 메쉬형 폴리프로필렌단섬유를 시멘트에 대한 체적비로 0.5∼2.0vol.%를 혼입하거나 직경 8∼13×10^-3, 길이 3∼25mm, 밀도 2.54×10³kgf/㎠, 탄성계수 73.5∼81.6×10⁴kgf/㎠의 내알칼리성 유리단섬유를 0.5%∼2.0vol.%를 혼입하는 방법 그리고 내알칼리성 유리섬유 네트(Alkali resistance Net)를 강도 및 인성의 증가를 목적으로 식생용 포러스콘크리트의 하부(1/4∼1/3위치)에 보강하여 강도 및 인성증대는 물론 우수한 균열억제에 의한 내력확보를 하도록 하며 부착력 및 내력성능의 향상을 위해서 폴리머 분산제로서 SBR, EVA를 시멘트에 대한 중량비로 5∼20wt.%를 사용한다.

본 발명에서는 산업부산물인 고순도의 플라이애시 및 실리카흄을 이용한 식생용 포러스콘크리트의 품질특성을 파악하기 위하여 다음과 같은 실험을 수행하였다. 시멘트 페이스트 및 바인더의 플로우 시험은 시험용 몰드에 바인더 페이스트를 채운 후 꽉 찬 표면이 몰드의 윗면과 같도록 평평하게 한 후, 테이블 윗면과 몰드 주위의 물기를 마른걸레로 완전히 없앤 다음 반죽을 끝마친 후 1분 뒤에 몰드를 모르타르로부터 천천히 들어올린 즉시 흐름판을 15초 동안에 25회 1.27cm의 높이로 낙하시켜 테이블 위에 퍼진 페이스트를 거의 같은 간격으로 4개의 평균지름을 구하여 플로우 값을 측정한다.

연속공극율은 일본 에코콘크리트 연구위원회의 시험방법(안)에 준하여 측정하였으며, 압축시험방법은10×20cm 원주형 몰드를 제작하여 KS F 2405 『콘크리트의 압축강도』시험방법에 준하여 실시하였다. 휨강도 및 휨인성 시험은 15×15×55cm의 보(beam) 공시체를 제조하여 KCI-SF 104의 「강섬유보강 콘크리트의 휨강도 및 휨인성 시험방법」에 준하여 일본 S사의 B Type Autograph를 사용하여 재하 하중별 처짐량을 측정한 후 X-Y레코더로 하중 처짐곡선을 구하여 휨강도 및 휨인성을 평가하였다. 휨내하력을 측정하기 위하여 크기 60×60×10cm(L×B×t)의 패널공시체를 제조하여 1일간 습윤양생을 실시한 다음 증기양생을(60℃±2℃)실시하였다. 패널공시체의 휨내하력 측정은 용량 100 tonf 만능시험기(Universal Testing Machine)를 사용하여 패널공시체에 내부단면적이 50×50cm 인 금속프레임 위에 설치하고 공시체의 중앙에 10×10×5cm(L×B×t)크기의 가압판을 설치하여 하중을 가하였으며 하중과 처짐과의 관계를 측정하기 위하여 패널공시체의 하단에 중심으로부터 7, 14, 21cm 떨어진 곳에 4개의 변위측정기(LVDT)를 설치하여 각 위치에서의 재하하중별 처짐량을 데이터로거를 이용하여 자료를 획득하였다. 내동해성을 측정하기 위하여 75×75×335mm의 각주공시체를 제작하여 ASTM C666-2 및 KS F 2456[급속동결융해에 대한 콘크리트의 저항시험방법]에 준하여 -18℃∼+4℃에서 1일 6∼8사이클로 상대동탄성계수를 측정하여 내동해성을 파악하였다. 내화학성을 검토하기 위하여10×20cm 원주형 몰드를 제작하여 시험재령 6개월까지 1%의 H₂SO₄용액에 침지시켜 중량변화율을 측정하여 평가하였다. 식물 생육에 필요한 보수충진재는 공시체 탈형 후 습식방법에 의하여 다짐시간을 충분히 주어 충진하는 방법을 이용하였으며, 중화처리를 위하여 실외폭로에 의한 방법과 중화제를 사용하는 방법 중 중화제인 인산2암모늄(NH₄ ²(NO)₃)에 침적시키는 방법으로 중화처리를 실시하였다. 다음의 표6은 물/결합재(시멘트+플라이애시, 시멘트+실리카흄)비가 30%로 한 경우에 고유동화제인 Superplasticizer(SP)를 첨가량 변화에 따른 플로우 값을 측정한 결과이다.

산업부산물인 고순도 플라이애시 및 실리카흄을 혼입한 식생용 포러스콘크리트의 플로우 값은 고유동화제 SP(Superplasticizer)를 바인더 중량의 0.5%∼1.3%까지 변화시켰을 때 고유동화제의 첨가량이 증가하면서 점차로 증가하는 경향을 보이고 있으며 플라이애시의 경우보다 실리카흄을 사용한 경우에 플로우 값이 큰 것으로 나타났으며, 첨가량이 1.0%이상인 경우에 플로우 값이 200이상으로 나타나 본 발명에서는 고유동화제를 1.0% 적용하여 식생활 포러스콘크리트의 품질특성을 평가하였다.

다음의 표7은 산업부산물인 플라이애시를 혼입한 식생용 포러스콘크리트의배합예를 나타낸 것이다.

다음 표8은 보통포틀랜드 시멘트 및 고로슬래그 시멘트와 부순돌, 폐콘크리트재생골재, 산업부산물인 플라이애시를 시멘트 중량비로 5%, 10%, 20% 혼입하여 제조한 식생용 포러스콘크리트에 실시예이다.

산업부산물인 고순도의 플라이애시 및 재생골재를 혼입한 식생용 콘크리트의 압축강도 시험결과 플라이애시를 5%, 10%, 20% 혼입함에 따라 압축강도는 다소 증가하지만 혼입률 10%의 경우가 가장 우수한 특성을 나타내었다.

산업부산물인 플라이애시를 혼입한 경우의 단위용적중량은 플라이애시 혼입률이 증가함에 따라 단위용적중량이 다소 증가하는 경향을 보였고, 공극률은 20%∼30%의 수준으로 식물생육에 적당한 공극률을 유지하고 있는 것으로 나타났다. 내동해성은 상대동탄성계수가 60% 이하로 저할될때까지의 사이클수로 판정하였으며 보통은 사이클수가 40∼60회, 60회 이상은 우수로 판정하였다. 내화학성은 1%의H₂SO₄용액에 180일간 침지시킨 후의 중량감소율로서 중량감소율이 15% 이하는 보통, 9%이하는 우수로 판정하였다. 플라이애시 혼입률을 5%, 10%, 20%로 하여 실험을 실시한 결과 전반적으로 내구성이 양호한 결과를 보이고 있으며, 중화처리를 2주 한 후의 알칼리용출시험결과는 플라이애시 혼입률이 증가할수록 알칼리용출량에 따른 pH가 감소하여 식물의 성장에 큰 영향을 미치지 않는 정도의 수준으로 도달하여 적정한 양의 플라이애시의 사용은 식생용 포러스콘크리트의 용출알칼리량 저감에 효과가 있는 것으로 나타났다.

산업부산물인 실리카흄은 실리카흄과 Ca(OH)₂간에 포졸란 반응을 일으켜 CSH gel이 생성되고 화학저항성의 증대 및 장기강도 상승, 내구성 향상 등의 효과가 있으며, 콘크리트의 재료분리 저항성 증대 및 내화학약품성이 향상되며 알칼리골재반응의 억제효과 등으로 인한 생물환경 억제에 악영향을 미치는 유리석회 용출억제에 상당히 효과적이다. 사용하는 목적에 따라 5∼20%를 사용하나 보통 제품의 경우에는 중성화 억제 등의 목적으로 5∼10%를 사용하는 것을 특징으로 한다.

다음의 표10은 보통포틀랜드 시멘트 및 고로슬래그 시멘트와 부순돌, 폐콘크리트 재생골재, 산업부산물인 실리카흄을 5%, 10%, 20% 혼입하여 제조한 식생용 포러스콘크리트의 실시예이다.

산업부산물인 실리카흄 및 폐콘크리트 재생골재를 혼입한 식생용 포러스콘크리트의 압축강도 시험결과 실리카흄 혼입률이 시멘트 중량의 5%, 10%, 20% 증가함에 따라 압축강도는 증가경향을 보이고 있으나 혼입률이 20%인 경우에는 10%인 경우보다 다소 저하하는 것으로 나타나 혼입률 10% 수준에서 양호한 효과를 보이고 있다. 단위용적중량은 실리카흄 혼입률이 증가함에 따라 다소 증가하는 경향을 보이고 있으며, 혼입률을 20% 수준까지 변화시킨 경우의 공극률은 실리카흄 혼입률이 증가함에 따라 다소 감소하는 경향을 보이고 있으며, 공극률은 20%이상의 수준으로 나타나 식물생육에 적당한 공극률 확보가 가능하였다. 내동해성은 상대동탄성계수가 60% 이하로 저할될때까지의 사이클수로 판정하였으며 보통은 사이클수가 40∼60회, 60회 이상은 우수로 판정하였다. 내화학성은 1% H₂SO₄용액에 180일간 침지시킨 후의 중량감소율로서 중량감소율이 15% 이하는 보통, 9%이하는 우수로 판정하였다. 실리카흄 혼입률을 5%, 10%, 20%로 하여 실험을 실시한 결과 전반적으로 내구성이 양호한 결과를 보이고 있으며, 중화처리를 2주 한 후의 알칼리용출 시험결과는 실리카흄 혼입률이 증가할수록 알칼리용출량에 따른 pH가 감소하였으며, 보통포틀래드 시멘트에 비하여 고로슬래그 시멘트를 사용하는 경우 알칼리 용출량 저감에 효과적인 것으로 나타났다.

내알칼리성 유리섬유 네트 및 메쉬형 폴리프로필렌단섬유, 내알칼리성 유리단섬유를 사용한 식생용 포러스콘크리트의 적용성 평가를 실시한 결과 단위용적중량은 내알칼리성 유리섬유 네트를 사용한 것에 비하여 메쉬형 폴리프로필렌단섬유를 0.5%, 1.0% 보강한 경우에 증가하는 것으로 나타났으며 부순돌을 사용한 경우보다 재생골재를 사용한 경우에 큰 값을 나타내고 있다. 공극률은 메쉬형 폴리프로필렌단섬유를 혼입한 경우에 작은 값을 나타내고 있으며 그에 따라 압축강도는 120kg/㎠ ∼160kgf/㎠의 수준을 나타내고 있으며, 이는 식생용 포러스콘크리트의 강도발현에 영향을 미치는 전반적인 페이스트에 의한 피복 및 상호 접착력의 향상에 기인한 것으로 판단된다. 그러나 휨강도 시험결과를 살펴보면 내알칼리성 유리섬유 네트를 보강한 경우에 휨강도가 큰 값을 나타내고 있는데 이는 휨파괴시 양균열 면에 대하여 전단변위가 발생하게 되는 데 전단변위가 일어나면 이 변위에 저항하기 위해 횡 방향 전단력이 내알칼리성 유리섬유 네트에 의해 발생하게 되며 그에 의한 다웰 작용에 의해 하중이 증가함에 따라 보공시체내에 자체적으로 휨 응력과 전단응력이 증가하게 되어 휨강도가 커지게 된다. 또한 보통 포틀랜드 시멘트를 사용한 경우보다 고로슬래그 시멘트를 사용한 경우에 내알칼리성 유리섬유 네트 및 메쉬형 폴리프로필렌 단섬유, 내알칼리성 유리단섬유 등의 보강용 섬유의 종류에 관계없이 압축강도는 약 35%∼50%, 휨강도는 20%∼30%정도의 강도증진 효과를 보이고 있다.

내알칼리성 유리섬유 네트 및 메쉬형 폴리프로필렌단섬유를 사용한 식생용 포러스콘크리트의 내구성을 분석하여보면, 내동해성시험결과 상대동탄성계수가 60%이하로 저하될 때의 -18℃∼4℃를 1사이클로 한 경우의 사이클수로 40∼60회를 보통, 60회 이상일 경우에 우수로 판정하였으며, 내화학성은 1%의 H₂SO₄용액에 180일 침지시킨 후의 중량감소율을 측정하여 15% 이하는 보통, 9% 이하인 경우에는 우수로 판정하였다. 알칼리용출 시험결과 내알칼리성 유리섬유 네트 및 내알칼리성 유리 단섬유를 사용한 경우에 메쉬형 폴리프로필렌단섬유를 혼입한 경우보다 양호한 결과를 보이고 있으며, 폐콘크리트 재생골재를 사용하는 경우가 부순돌을 사용한 경우보다는 다소 높은 pH를 보이고 있으나 식물의 생육에 영향을 미치지 않는 정도이다.

폐콘크리트 재생골재와 메쉬형 폴리프로필렌단섬유, 내알칼리성 유리단섬유, 내알칼리성 유리섬유 네트 및 폴리머분산제인 SBR(Styrene Butadiene Rubber)을 사용한 식생용 포러스콘크리트의 내구성을 분성하여보면, 내동해성 및 내화학성이 모두 우수한 것으로 평가되었으며, 알칼리용출 시험결과 내알칼리성 유리섬유 네트 및 내알칼리성 유리 단섬유를 사용한 경우에 메쉬형 폴리프로필렌단섬유를 혼입한 경우보다 양호한 결과를 보이고 있으며, 재생골재를 사용하는 경우가 부순돌을 사용하는 경우보다는 다소 높은 pH를 보이고 있으나 식물의 생육에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

균열발전 양상에는 탄성거동 영역과 소성거동 영역을 구분하여 분서하게 된다. 탄성거동 영역에서는 패널의 휨강도 초과에 의한 방사형 미세균열이 형성된 후하중재하 부분에서 접선방향의 균열이 형성되며 초기균열이 발생한 하중영역에서 패널 가장자리 방향으로 방사형 균열이 서서히 증가하다 이들 균열이 패널의 가장자리에 도달할 때는 패널의 변위가 상당히 증가하여 소성거동을 시작한다. 패널의 소성영역에서는 소성힌지선(항복선)을 따라 균열이 발생되고 하중재하 부분의 변위가 커지며 패널의 가장자리면이 위쪽으로 휘어지게 된다. 강도특성을 살펴보면 내알칼리성 네트를 적용한 경우에 최대응력 및 10mm까지의 흡수에너지등이 메쉬형 폴리프로필렌 단섬유나 내알칼리성 유리단섬유를 사용한 경우에 비하여 우수한 보강효과를 나타내고 있으며 고로슬래그 시멘트를 사용한 경우에 보통 포틀랜드 시멘트를 사용한 경우보다 양호한 특성을 나타내고 있다.

표 18은 식생용 포러스콘크리트에 Kenturky Blue Grass를 파종하여 1년간 관찰한 실시예이다. 파종을 위해서 포러스콘크리트의 상부에 2cm의 객토를 한 후 파종하여 발아 이후부터 각 단계별(1개월, 6개월, 12개월)로 뿌리의 침입깊이 및 생육상태의 척도로서 초장의 길이를 측정하였다. 재령이 경과할수록 초기 1개월간의 뿌리의 길이는 일정한 성장을 보이고 있으며 6개월, 12개월의 재령경과별로 양호한 생육결과를 보이고 있다. 초장은 비교적 일정한 크기로 성장한 결과를 보이고 있어 본 발명의 역학적 성능 및 내구성이 우수한 식생용 포러스콘크리트로서 식물의 생육환경 조성에 적합하다고 할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 산업부산물인 고순도 플라이애시, 실리카흄 및 폐콘크리트를 파쇄한 재생골재와 강도 및 인성증대는 물론 우수한 균열억제 효과 및 내력확보가 가능하도록 내알칼리성 유리섬유 네트, 메쉬형 폴리프로필렌단섬유, 내알칼리성 유리단섬유를 이용하여 물리 ·역학적 특성 및 내구성이 우수한 식생용 포러스콘크리트를 제조하므로써 기존 콘크리트의 성능이나 기능을 만족시키면서 자연환경과 조화됨과 동시에 환경부하저감 및 도시기반시설등에 효과가 있는 것이다.

Claims

식생용 포러스콘크리트의 제조시 고로슬래그 시멘트 또는 보통포틀랜드 시멘트와 입도범위 5∼20mm의 폐콘크리트 재생골재를 사용하고 산업부산물인 고순도의 플라이애시(Fly Ash) 및 실리카흄(Silica Fume)을 시멘트 중량비로 5∼20% 혼입하는 것을 특징으로 하는 제조방법
상기 1항에 있어서,

식생용 포러스콘크리트의 제조시 페이스트 골재비(P/G)를 30∼50%로 하고 시멘트 페이스트의 유동성과 내구성을 높이기 위하여 고유동화제 및 고성능 AE감수제를 각각 시멘트 중량의 0.5%∼1.3%, 0.01%∼0.05% 혼입하는 것을 특징으로 하는 제조방법
상기 1항에 있어서,

식생용 포러스콘크리트의 제조시 휨인성 및 균열저항성을 향상시키기 위하여 섬유길이 3∼25mm의 내알카리성 유리단섬유(Alkali resistance glass fiber)를 0.5∼2.0 vol.%(시멘트에 대한 부피비) 혼입하거나 섬유길이 3∼25mm의 메쉬형 폴리프로필렌단섬유(Mesh type polypropylene chopped fiber)를 0.5∼2.0 vol.%(시멘트에 대한 부피비)로 혼입하는 것을 특징으로 하는 제조방법
상기 1항에 있어서,

식생용 포러스콘크리트 판넬부재 제조시 내알칼리성 유리섬유 네트 사용으로 인한 다웰 작용에 의해 부재내에 자체적으로 휨 응력과 전단응력이 증가하게 되어 휨인성 및 균열저항성 그리고 부재의 내력향상을 위하여 내알칼리성 유리섬유 네트(Net type alkali resistance glass fiber)를 사용하는 것을 특징으로 하는 제조방법
상기 1항에 있어서,

식생용 포러스콘크리트의 제조시 강도 및 인성증대는 물론 우수한 균열 억제 효과 및 내력확보가 가능하도록 포러스콘크리트 제조시 섬유길이 3∼25mm의 내알카리성 유리단섬유(Alkali resistance glass fiber)를 0.5∼2.0 vol.%(시멘트에 대한 부피비)로 혼입하거나 섬유길이 3∼25mm의 메쉬형 폴리프로필렌단섬유(Mesh type polypropylene chopped fiber)를 0.5∼2.0 vol.%(시멘트에 대한 부피비) 혼입하고 부재하부에 내알칼리성 유리섬유네트(Net type alkali resistance glass fiber)를 사용하는 것을 특징으로 하는 제조방법
상기 1항, 2항, 3항, 4항, 5항에 있어서,

식생용 포러스콘크리트의 제조시 부착력 및 내구성 향상과 고강도 확보가 가능하도록 폴리머분산제로 SBR(Styrene Butadiene Rubber) 또는 EVA((Ethylene Vinyl Acetate)를 시멘트 중량비로 5∼20wt.%를 혼입하거나 또는 내알칼리성 유리섬유 네트에 폴리머 분산제를 도포하여 사용하는 것을 특징으로 하는 제조방법