KR20020019504A - Paving method using stone powder for water permeable cement concrete road - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 석분을 골재 대용으로 사용하여 투수성 시멘트콘크리트 도로를 포장하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for paving a permeable cement concrete road using stone powder as an aggregate substitute.
기존의 투수성 도로를 포장함에 있어서는 특별히 그 입도가 정해진 골재들, 예를 들면, 13-5㎜의 골재 또는 10-6㎜의 골재를 사용하고 있는데, 이러한 단입도로 구성되는 골재는 재가공의 과정을 거쳐 생산되므로 비투수성의 콘크리트에 사용되는 골재에 비하여 그 가격이 상당히 비싸다.In pavement of existing permeable roads, specially sized aggregates, for example, 13-5 mm aggregates or 10-6 mm aggregates, are used. Since it is produced through the aggregate, the price is quite expensive compared to the aggregate used in non-permeable concrete.
한편, 석분(石粉)은 골재 채취 및 가공에 따른 부산물인데, 그 생산 양은 엄청나게 많은 반면에, 일부 도로공사에서 충전재로 사용되는 이외에는 이러한 석분을 소모할 마땅한 용도가 없음으로 인하여, 석분의 대부분이 폐기처분되거나 그대로 방치되어 그 미립자의 비산으로 환경을 오염시키고 있다.On the other hand, stone powder is a by-product of aggregate collection and processing, and the production amount is enormous, whereas most of the powder is discarded because there is no suitable use of such powder except for use as a filler in some road works. It is disposed of or left as it is to pollute the environment with the scattering of its fine particles.
석분은 대부분 미립의 상태이지만, 일정 규격으로 특별히 가공된 것이 아니라 골재 가공 후에 남는 부산물이므로, 그 속에 불규칙한 입도의 골재들이 상당히 포함되어 있다. 석분을 시멘트와 혼합하여 시멘트콘크리트 도로를 포장하는 경우,석분은 그 성질상 물(수분)을 많이 흡수하기 때문에, 물을 많이 투여하지 않으면 시멘트와의 결합이 제대로 이루어지지 않아 전체적으로 푸석푸석 해지면서 결합력이 현저히 떨어지며, 반대로 물을 많이 투여하면 석분이 시멘트와 결합할 때 일부 떡짐 현상을 일으켜 도로 표면이 지저분해지는 문제점이 있다. 이러한 문제점들로 인하여, 석분의 사용이 활성화되지 못하였다.Stone powder is mostly in the state of fine particles, but because it is a by-product that remains after the processing of the aggregates, not specifically processed to a certain standard, there are considerably contained aggregates of irregular particle size. When paving cement concrete road by mixing stone powder with cement, stone powder absorbs much water (moisture) due to its nature. This remarkably falls, on the contrary, when a large amount of water is administered, some powdering occurs when stone powder is combined with cement, resulting in a dirty road surface. Due to these problems, the use of stone powder was not activated.
본 발명자는 물-시멘트비를 25% 이하로 낮추어 석분의 떡짐 현상을 방지하는 한편, 수분을 간접적으로 보충하면 시멘트의 충분한 수화반응을 도모할 수 있다는 점에 착안하여, 투수성 도로포장에 있어서 석분을 골재대용으로 사용하는 방법을 특허등록 출원 제2001-0061230호(명칭 : "석분을 이용한 투수성 시멘트콘크리트 도로 포장방법")를 출원한바 있다.The present inventors focused on reducing the water-cement ratio to 25% or less to prevent crushing of the stone powder and indirectly replenishing water to promote sufficient hydration of the cement. Patent registration application 2001-0061230 (name: "permeable cement concrete pavement method using stone powder") has been applied for the method of using the aggregate.
본 발명자에 출원된 상기 '석분을 이용한 투수성 시멘트콘크리트 도로 포장방법'은 보조기층 또는 쇄석기층을 포설하고, 그 상부에 1㎡당 1㎏이상의 물을 살수하는 공정; 전기 공정에서 포설된 보조 기층 또는 쇄석 기층의 상부에 콘크리트 혼합물 1㎥ 당, 석분은 1500∼2000㎏, 시멘트는 200∼400㎏, 물은 30∼100㎏ [물-시멘트비(W/C) 15∼25%], 혼화제는 AE제, AE감수제(표준제, 지연제, 조강제등) 또는 고성능 감수분산제 등의 KSF2560(콘크리트용 혼화제)를 혼합한 혼합물을 포설하고, 롤러 다짐한 후, 1㎡당 2㎏ 이하로 살수하여 투수성의 하부층을 포설하는 공정; 전기 공정에서 하부층 상부에 살수한 후 약 1시간이내에, 골재는 단입도 골재로서 최대다짐 기준 1㎥에 시멘트는 200∼500㎏, 물은 물-시멘트비 25∼40%, 혼화제로는 AE제, AE감수제, 감수제, 고성능 감수제, 고유동화제에서 선택된 하나 또는둘 이상을 혼합한 혼합물을 포장 그 상부를 롤러 다짐하여 투수성의 표면층을 포설하는 공정; 전기 공정에서 표면층의 다짐 후 가응고 상태인 약 2시간 경과 후 기층까지 도달할 수 있는 량의 양생수를 살수하는 공정; 및 통상의 방법으로 양생하는 공정을 포함하여 이루어진다.The 'water-permeable cement concrete paving method using the stone powder' filed in the present inventors is a step of laying an auxiliary base layer or a crusher layer, and sprinkling more than 1 kg of water per 1 m 2 thereon; Per 1 m3 of concrete mixture on top of the auxiliary base or crushed base laid in the electrical process, 1500 to 2000 kg of stone powder, 200 to 400 kg of cement, 30 to 100 kg of water [water-cement ratio (W / C) 15 to 25%], the admixture is a mixture of KSF2560 (concrete admixture) such as AE agent, AE water reducing agent (standard agent, retardant, crude agent, etc.) or high performance water-resistant dispersing agent, Sprinkling to kg or less to form a permeable lower layer; Within about 1 hour after spraying on the lower layer in the electrical process, the aggregate is single grain aggregate, and the cementification ratio is 1m3 at 200m to 500kg, water is 25 to 40% of water-cement ratio, and AE is made of admixture and AE. Packing a mixture of one or two selected from a water reducing agent, a water reducing agent, a high performance water reducing agent, and a high fluidizing agent to form a water-permeable surface layer by roller compacting the upper portion thereof; Sprinkling the amount of curable water that can reach the base layer after about 2 hours of being solidified after compaction of the surface layer in the electric process; And a step of curing in a conventional manner.
위 출원된 방법은 물-시멘트 비율이 25% 이내로 낮추어 떡짐 현상을 방지하는 한편, 시멘트의 수화 반응에 필요한 수분의 부족분을 기층 및 표면층에 물을 충분히 살포하여 간접적으로 공급하도록 하는 것이다. 그러나, 이러한 수분의 간접 공급 방법은 그 공정이 번거로울 뿐만 아니라, 현실적으로 기층 및 표면층을 통하여 간접적으로 공급되는 수분의 양이 균일하기 어려워, 포장위치에 따라 수분이 과다 공급 또는 과소 공급되는 현상이 발생될 수 있다. 수분 공급이 부족한 경우에는 시멘트가 충분히 수화할 수 없기 때문에 양생이 제대로 이루어지지 않아 강도가 낮아지므로 수분 공급의 불균일로 인하여 포장체의 품질에 편차가 발생되게 된다.The method proposed above is to reduce the water-cement ratio to within 25% to prevent the cake phenomenon, while the insufficient amount of water required for the hydration reaction of cement to indirectly supply a sufficient amount of water to the base layer and the surface layer. However, this method of indirect supply of moisture is not only cumbersome in process, but in reality, the amount of moisture supplied indirectly through the base layer and the surface layer is difficult to be uniform, so that the phenomenon of excessive supply or under supply of moisture may occur depending on the packaging position. Can be. When the water supply is insufficient, the cement cannot hydrate enough, so curing is not performed properly and the strength is lowered, resulting in a variation in the quality of the package due to the non-uniformity of the water supply.
본 출원인은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 극복하고자 연구를 거듭한 결과, 석분에 미리 함수비 8-20% 정도로 물을 충분히 포화 흡수시킨 후, 그러한 석분을 골재 대용으로 사용하여 시멘트와 혼합하면, 떡짐 현상이나 수분부족으로 인한 강도저하 현상을 방지할 수 있고, 또한 공정도 간단하게 된다는 점을 발견하였다.Applicant has repeatedly studied to overcome the above problems of the prior art, and after the water is sufficiently saturated with water in water content of about 8-20% in advance, and mixed with cement using such stone powder as aggregate substitute, rice cake phenomenon However, it has been found that the strength deterioration phenomenon due to lack of moisture can be prevented and the process can be simplified.
본 발명은 석분을 이용하여 투수성 시멘트콘크리트 도로를 포장함에 있어서, 석분에 함수비 8-20%의 수분을 충분히 흡수 또는 포화되도록 한 후, 이를 시멘트와 혼합시켜 시멘트 콘크리트를 제조하는 것으로, 종래 기술의 문제점인 공정의 복잡성 및 포장체 품질의 불균일성 문제를 해결하고 투수성을 그대로 유지할 수 있는, 석분을 이용한 투수성 시멘트콘크리트 도로 포장방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is to prepare a cement concrete by paving the permeable cement concrete road using stone powder, so as to absorb or saturate water content of 8-20% in the stone powder, and then mixed with cement to produce cement concrete. The purpose of the present invention is to provide a water-permeable cement concrete pavement method using stone powder, which can solve problems of process complexity and non-uniformity of pavement quality and maintain permeability.
본 발명의 다른 목적은 석분 투수성 시멘트콘크리트를 형틀에 부어 넣고 양생시켜 다용도 투수블록, 식생블록 및 방음블록 등을 제조할 수 있는 석분을 이용한 다공성 투수블록 제조방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a porous permeable block manufacturing method using the stone powder can be prepared by pouring the permeable cement concrete into the mold to cure the multipurpose permeable block, vegetation block and soundproof block.
전술하였듯이, 골재 대용으로 석분을 사용함에 있어서 종래의 기술은, 석분이 시멘트와 결합할 때 떡짐 현상이 발생되지 않도록 물-시멘트비를 25% 이하로 낮추며, 이때 수화 반응에 필요한 수분의 부족을 기층 및 표면층에 수분을 충분히 살포하여 보충하고 있다. 그러나, 현실적으로 기층 및 표면층 전면에 균일하게 물을 공급하기 어려우며 포장위치에 따라 어느 정도 수분 공급이 상이할 수밖에 없다. 그리고, 수분 공급이 부족하여 주변이 건조하면, 수분 증발이 빨라져 수분 부족으로 시멘트가 충분히 수화할 수 없기 때문에 양생이 제대로 이루어지지 않아 강도가 낮게되고, 투수성 도로 포장재로서 가치를 잃게된다.As described above, in the use of stone powder as a substitute for aggregate, the conventional technology lowers the water-cement ratio to 25% or less so that no powdering phenomenon occurs when the stone powder is combined with cement, and the base and The surface layer is sprayed with water and replenished. However, in reality, it is difficult to uniformly supply water to the entire base layer and the surface layer, and the water supply may be different to some extent depending on the packaging position. In addition, when the surroundings are dried due to lack of water supply, the water evaporates faster and the cement cannot be sufficiently hydrated due to lack of water, so curing is not performed properly, resulting in low strength and loss of value as a permeable road pavement.
본 발명에서는, 석분을 골재 대용으로 사용함에 있어서 시멘트의 수화반응에 필요한 수분을 충분히 공급하되, 물을 물-시멘트비 25% 이상으로 공급함에 의하여 발생될 수 있는 떡짐 현상을 방지하기 위하여, 석분에 물을 미리 공급하여 일정기간 이상 방치함으로써 석분에 물이 충분히 흡수 또는 포화되도록 한 후, 시멘트와 혼합되게 하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, in order to supply the moisture required for the hydration reaction of the cement in the use of stone powder as a substitute for aggregate, in order to prevent the rice cake phenomenon that may occur by supplying water at a water-cement ratio of 25% or more, water in the stone powder After supplying in advance to leave for a certain period of time so that the water is sufficiently absorbed or saturated in the stone powder, it is characterized in that it is mixed with cement.
즉, 본 발명에서는 석분에 함수비 8-20%로 물을 공급하고 비닐 등으로 수분의 증발을 방지하여 일정시간 (적어도 2시간 이상) 방치시켜 석분에 물이 충분히 포화 흡수되도록 한 후, 이 석분에 시멘트를 혼합하여 시멘트콘크리트를 제조하고, 이러한 시멘트콘크리트를 보조 기층 또는 쇄석 기층 상부에 포설하고 로라 다짐 후 통상 방법에 따라 양생을 거쳐 1일 경과 후 컷팅과 백업제, 실링제를 주입하고 기건상태에서 표면에 에폭시를 살포하여 도로 포장을 완성하는 것이다.In other words, in the present invention, water is supplied to the stone powder at a water content of 8-20%, and water is prevented from evaporating with vinyl, and left for a predetermined time (at least 2 hours or more) so that the water is sufficiently saturated and absorbed in the stone powder. Cement concrete is prepared by mixing cement, and the cement concrete is placed on top of auxiliary base or crushed stone base, and after compacting by roller, after one day after curing, inject cutting, backup agent and sealing agent in air condition. Epoxy is applied to the surface to complete the pavement.
전술하였듯이, 시멘트의 수화반응에 필요한 수분은 25%이상이어야 하므로, 본 발명을 적용함에 있어서, 먼저 포설되는 도로의 설계강도에 따라 시멘트량 및 그에 따른 단위 수량(물-시멘트비가 25% 이상이 되도록)과 최대 단위 중량으로 석분 사용량을 정한 후, 결정된 단위 수량을 석분 사용량으로 나누어 함수비를 정한다. 이때의 함수비는 제품의 균질성을 확보하기 위하여 석분의 건조상태를 기준으로 하여야 한다. 상기와 같은 방법으로 정해진 함수비에 의거 석분에 물을 투입하여 혼합한 후 수분 증발을 방지하기 위하여 비닐로 덮어 2시간 이상, 바람직하게는 24시간 방치하고, 사용시에 그 함수량을 다시 체크하여 부족 수분을 보충한 후 이에 시멘트를 혼합하여 석분 시멘트콘크리트를 완성한다.As described above, the moisture required for the hydration reaction of the cement should be 25% or more, in the present invention, according to the design strength of the road to be laid first, the amount of cement and the corresponding unit quantity (water-cement ratio is 25% or more) ), And determine the amount of stone powder by the maximum unit weight, and then determine the water content by dividing the determined unit quantity by the amount of stone powder. The water content at this time should be based on the dry condition of the stone powder to ensure homogeneity of the product. After mixing water by adding water to stone powder based on the water content in the same way as above, cover it with vinyl to prevent moisture evaporation and leave it for at least 2 hours, preferably 24 hours, and check the moisture content when using it. After replenishment, cement is mixed to complete the cement powder concrete.
석분에 물을 혼합하여 일정시간 방치시켜 두면 석분 입자의 내부 또는 표면에 물이 충분히 흡수 또는 포화되는데, 이 때 석분의 표면에 포화되어 있는 물은 그 성질상 석분 중 굵은 입자들의 주변에 몰려 있는 반면, 미립의 석분에는 비교적 작은 양의 물이 몰려있게 된다.If water is mixed with stone powder and left for a certain time, water is sufficiently absorbed or saturated inside or on the surface of the stone powder. At this time, water saturated on the surface of the stone powder is concentrated around the coarse particles in the stone powder. In other words, a relatively small amount of water gathers in the granite powder.
이러한 상태의 석분에 시멘트를 혼합하면 석분 입자들 중에서 수분 흡수량이 적은 미립자는 시멘트에 쉽게 수분을 빼앗기게 되어 수분이 부족하게 되며 (이 상태에서는 수분이 부족하기 때문에 떡짐 현상이 발생되지 않는다), 이와 같이 하여 수분을 빼앗긴 미립자는 시멘트와 함께 수분 포화량이 많은 굵은 입자들 쪽으로 달라붙게 되고, 이때 미립의 석분과 함께 굵은 골재 쪽으로 끌려온 시멘트는 굵은 입자들에 포화된 수분을 공급받아 충분한 수화반응을 행하게 된다 (이 상태에서는 물-시멘트비가 25%이상이 되므로 수화반응이 충분히 일어날 수 있으며, 또한 미립의 석분이 시멘트와 골고루 섞여 있기 때문에 물-시멘트비가 25% 이상임에도 떡짐 현상이 발생되지 않는다). 그리고, 이러한 과정으로 미립의 석분과 시멘트가 굵은 입자의 석분에 달라붙어 입자형으로 구성되기 때문에 투수성이 용이하게 확보된다.When cement is mixed with the stone powder in this state, fine particles having a low water absorption among the stone powders are easily dehydrated by the cement, so that the water is deficient (in this state, the lack of water does not cause the rice cake phenomenon). As a result, the dehydrated fine particles stick to the coarse particles having a large amount of water saturation together with the cement. At this time, the cement attracted to the coarse aggregate together with the fine granules undergoes a sufficient hydration reaction by receiving saturated water from the coarse particles. (In this state, the water-cement ratio is 25% or more, so that the hydration reaction may occur sufficiently. Also, since the fine grains are evenly mixed with the cement, no rice cake phenomenon occurs even when the water-cement ratio is 25% or more). In this process, the fine granules and the cement adhere to the coarse grains and are formed in a granular form, so that the water permeability is easily ensured.
한편, 석분은 그 입도가 불규칙하기 때문에, 석분을 사용한 투수성 시멘트콘크리트를 포설하면 표면이 고르지 못하여 미감이 좋지 않게 될 염려가 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 석분 투수성 시멘트콘크리트를 포설 및 다짐한 후 그 상부에 5∼3㎜ 단입도 골재의 투수 콘크리트층을 표면층으로 포설할 수도 있다. 표면층을 포설하는 경우에는, 통상의 방법에 의거 다짐 및 양생을 거쳐 줄눈과 백업제,실링제를 삽입하고 칼라 에폭시를 살포하면 된다.On the other hand, since the particle size of the stone powder is irregular, when the water-permeable cement concrete using the stone powder is laid, there is a fear that the surface may be uneven and the taste may not be good. In order to solve this problem, after laying and compacting the powder-permeable cement concrete, a permeable concrete layer of 5 to 3 mm single grain aggregate may be installed as a surface layer. In the case of laying the surface layer, a joint, a backing agent and a sealing agent may be inserted through the compacting and curing according to a conventional method and sprayed with colored epoxy.
한편, 본 발명의 특징인 석분에 물을 미리 충분히 흡수 또는 포화시켜 두는 기술은 석분을 이용한 블록의 제조에도 적용될 수 있다. 즉, 석분에 함수비 8-20%로 물을 공급하고 비닐 등으로 수분의 증발을 방지하여 일정시간 (적어도 2시간 이상) 방치시켜 석분에 물이 충분히 포화 흡수되도록 한 후, 이 석분에 시멘트를 혼합하여 시멘트콘크리트를 제조하고, 이를 통상의 방법에 의거 형틀에 넣고 그 상부에서 진동을 가하여 블록을 제조하는 것이다.On the other hand, the technique of sufficiently absorbing or saturating water in advance in the stone powder, which is a feature of the present invention, can be applied to the production of blocks using the stone powder. In other words, water is supplied to the stone powder at a water content of 8-20%, and water is prevented from evaporating with vinyl, which is allowed to stand for a certain time (at least 2 hours), so that the water is sufficiently saturated and absorbed in the stone powder, and then cement is mixed with the stone powder. To produce a cement concrete, and put it in a mold according to a conventional method to apply a vibration from the top to produce a block.
이때, 블록을 석분 콘크리트의 단일층으로 제조할 수도 있고, (표면이 깨끗한 블록을 제조하기 위해서는) 석분 콘크리트층의 상부에 3∼1㎜의 단입도 골재를 사용한 투수성 시멘트콘크리트를 투입하고 이를 진동 가압하여 복층으로 제조할 수도 있다. 이와 같이하여 제조되는 블록은 투수성임과 동시에 다공성이므로, 투수성의 보도블록, 식생블록, 방음방지 블록 등으로 사용될 수 있다.At this time, the block may be made of a single layer of powdered concrete, or a permeable cement concrete using a single grain aggregate of 3 to 1 mm is added to the upper part of the powdered concrete layer (to produce a clean surface of the stone) and vibrated. It can also be made into a multilayer by pressing. Blocks prepared in this way are permeable and porous at the same time, can be used as a permeable sidewalk block, vegetation block, soundproofing block and the like.
이하, 본 발명을 적용한 도로포장 공정에 대하여 설명한다.Hereinafter, the road paving process to which the present invention is applied will be described.
제 1공정 : 함수비에 따라 석분에 물을 투입하여 2시간 이상 보관하는 공정.The first step is to keep water for 2 hours or more by adding water to stone powder according to the water content.
포설되는 도로의 설계강도에 따라 시멘트량 및 그에 따른 단위 수량과 최대 단위 중량으로 석분 사용량을 정하는데, 이때 물-시멘트비는 25%이상이 되도록 하며, 결정된 단위 수량을 석분 사용량으로 나누어 함수비를 정하는데, 이때 함수비는 제품의 균질성을 확보하기 위하여 석분의 건조상태를 기준으로 하여야 한다. 본 발명을 적용하는 석분으로는 19㎜체에서 90∼100% 통과하고, 5㎜(#4)체에서 40-80% 통과하고, 0.074㎜(#200)체에서 0∼15% 통과하는 입도 분포로서 소성지수(PI)가 4이하인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 5㎜(#4)체에서 40-80% 통과하도록 하여 상한선을 80%로 한 것은 잔류율에 해당하는 20% 이상의 굵은 골재가 포함되도록 하기 위함이다. 그리고, 하한선을 40%로 한 것은 5㎜체에서 40%이상 통과하지 않는 것은 석분으로 분류되지 않기 때문이다.Depending on the design strength of the road, the amount of cement used is determined by the amount of cement, and the unit quantity and maximum unit weight.The water-cement ratio is 25% or more, and the water content is determined by dividing the determined unit quantity by the amount of stone powder. In this case, the water content should be based on the dry condition of the stone powder to ensure homogeneity of the product. The particle size distribution to which the present invention applies 90 to 100% in a 19 mm sieve, 40 to 80% in a 5 mm (# 4) sieve, and 0 to 15% in a 0.074 mm (# 200) sieve. It is preferable to use a plasticity index (PI) of 4 or less. At this time, the upper limit was set to 80% by passing 40-80% in a 5 mm (# 4) sieve to include coarse aggregates of 20% or more corresponding to the residual rate. The lower limit is 40% because it is not classified as stone powder that does not pass more than 40% in a 5 mm sieve.
함수비에 의거 석분에 물을 투입하여 혼합한 후 수분 증발을 방지하기 위하여 비닐로 덮어 적어도 2시간 이상, 바람직하게는 24시간 정도 방치하고, 사용 시에 그 함수량을 다시 체크하여 부족 수분을 보충한다. 이때, 석분에 물을 혼합하여일정시간 방치시켜 두면 석분 입자의 내부 또는 표면에 물이 충분히 흡수 또는 포화되는데, 이 때 석분의 표면에 포화되어 있는 물은 그 성질상 석분 중 굵은 입자들의 주변에 몰려 있는 반면, 미립의 석분에는 비교적 작은 양의 물이 몰려있게 된다.Water is added to the stone powder based on the water content, mixed, and then covered with vinyl to prevent moisture evaporation and left for at least 2 hours, preferably 24 hours. At this time, if water is mixed with stone powder and left for a certain time, water is sufficiently absorbed or saturated inside or on the surface of the stone powder. At this time, water saturated on the surface of the stone powder is concentrated around the coarse particles in the stone powder. On the other hand, there is a relatively small amount of water concentrated in the granite powder.
제2공정 : 수분이 흡입 또는 포화된 석분에 시멘트를 혼합하는 공정.Second step: mixing cement with the inhaled or saturated stone powder.
전기 공정에서 수분이 흡입 또는 포화된 석분에 시멘트콘크리트를 혼합함에 있어서, 시멘트콘크리트 혼합물 1㎥ 당, 물이 포화 흡수된 석분 1500∼2000㎏와 시멘트 200∼400㎏의 비율로 혼합한다. 시멘트 사용량을 200∼400㎏으로 한 것은 200㎏ 이하의 경우에는 강도를 보장할 수 없고, 400㎏ 이상에서는 스펀지현상이 우려되기 때문이다. 시멘트콘크리트 혼합물에는 혼화제로는 AE제, AE감수제(표준제, 지연제, 조강제등) 또는 고성능 감수분산제 등의 KSF2560(콘크리트용 혼화제)에서 하나 또는 그 이상이 사용될 수 있다. 혼화제 사용시에는 시멘트와 석분을 혼합하기 전에, 석분에 혼화제를 먼저 투입하는 것이 좋다. 또한, 투수성을 높이기 위하여 분쇄 폐유리를 사용할 수도 있으며, 분쇄 폐유리를 사용하는 경우에는 분쇄 폐유리 사용량만큼 석분 사용량을 줄이면 된다.In mixing the cement concrete with the inhaled or saturated stone powder in the electric process, per 1 m 3 of the cement concrete mixture, 1500 to 2000 kg of the saturated water absorbed stone powder and 200 to 400 kg of the cement are mixed. The reason why the amount of cement used is 200 to 400 kg is that the strength cannot be guaranteed when the weight is 200 kg or less, and the sponge phenomenon is feared when the weight is 400 kg or more. In the cement concrete mixture, one or more of KSF2560 (mixing agent for concrete), such as an AE agent, an AE reducing agent (a standard agent, a retardant, a roughening agent, etc.) or a high performance water-resistant dispersant, may be used as the cement admixture. When using the admixture, it is advisable to add the admixture to the powder before mixing the cement with the powder. In addition, in order to increase the permeability, it is also possible to use pulverized waste glass, in the case of using pulverized waste glass, the amount of stone powder may be reduced by the amount of crushed waste glass.
이 공정에서 수분이 흡입 또는 포화된 상태의 석분에 시멘트를 혼합하면 석분 입자들 중에서 수분 흡수량이 적은 미립자는 시멘트에 쉽게 수분을 빼앗기게 되어 수분이 부족하게 된다. 따라서, 이 상태에서는 수분이 부족하기 때문에 떡짐 현상이 발생되지 않는다. 한편, 이와 같이 하여 수분을 빼앗긴 미립자는 시멘트와 함께 수분 포화량이 많은 굵은 입자들 쪽으로 달라붙게 되고, 이때 미립의 석분과 함께 굵은 골재 쪽으로 끌려온 시멘트는 굵은 입자들에 포화된 수분을 공급받아 충분한 수화반응을 행하게 된다. 이 상태에서는 물-시멘트비가 25%이상이 되므로 수화반응이 충분히 일어날 수 있으며, 또한 미립의 석분이 시멘트와 골고루 섞여 있기 때문에 물-시멘트비가 25% 이상임에도 떡짐 현상이 발생되지 않는다. 그리고, 이러한 과정으로 미립의 석분과 시멘트가 굵은 입자의 석분에 달라붙어 입자형으로 구성되기 때문에 투수성이 용이하게 확보된다.In this process, when cement is mixed with the stone powder in which the moisture is inhaled or saturated, the particles having the small amount of water absorption among the powder particles are easily dehydrated in the cement, and thus the moisture is insufficient. Therefore, in this state, since the water is insufficient, no rice cake phenomenon occurs. Meanwhile, the fine particles deprived of water adhere to the coarse particles having a large amount of water saturation together with the cement. At this time, the cement attracted to the coarse aggregate together with the fine granules is supplied with saturated water to the coarse particles to provide sufficient hydration reaction. Will be done. In this state, since the water-cement ratio is 25% or more, the hydration reaction may occur sufficiently, and since the fine grains are evenly mixed with the cement, no rice cake phenomenon occurs even when the water-cement ratio is 25% or more. In this process, the fine granules and the cement adhere to the coarse grains and are formed in a granular form, so that the water permeability is easily ensured.
제3공정 : 석분 투수성 시멘트콘크리트층을 포설하는 공정.3rd process: the process of laying a stone-permeable cement concrete layer.
통상의 방법으로 포설 및 다짐된 보조기층 또는 쇄석기층의 상부에, 전기 단계에서 혼합된 투수성 시멘트콘크리트층을 포설한다. 석분 투수성 시멘트콘크리트를 트럭으로 운반 후 인력 또는 휘니샤로 포설하고 로라 다짐하는데, 다짐은 시험용 공시체의 90% 이하로 다짐한다. 이와 같이 완전 다짐을 하지 않고 시험용 공시체의 90% 이하 범위에서 다짐을 하는 것은, 다음 공정에서 표면층을 포설한 후(시험용 공시체의 95% 이상의 범위에서) 다짐할 때 석분 투수성 시멘트콘크리트층의 잔입자가 표면층의 공극에 침투되어 일체화를 이룰 수 있도록 하기 위함이다.A water-permeable cement concrete layer mixed in the previous step is laid on top of the subbase or crusher layer laid and compacted by the conventional method. The stone-permeable cement concrete is transported by truck, laid out by manpower or whiskey and compacted by roller, which is compacted to 90% or less of the test specimen. In this way, compacting in the range of 90% or less of the test specimen without complete compaction means that the remaining particles of the powder-permeable cement concrete layer are compacted when the surface layer is laid (in the range of 95% or more of the test specimen) in the next step. This is to allow the infiltration to penetrate into the pores of the surface layer to achieve integration.
상기와 같이 하여, 석분 투수성 시멘트콘크리트층의 투수계수가 10×10-3㎝/sec 이상이 되도록 하여야 한다.As described above, the water permeability coefficient of the cement permeable cement concrete layer should be 10 × 10 −3 cm / sec or more.
제4공정 : 표면층을 포설하는 공정.4th process: The process of installing a surface layer.
석분 투수성 시멘트콘크리트층 상부에 표면층을 포설할 수도 있다. 표면층을 포설하는 경우에는 석분 콘크리트층 포설 및 다짐 후 1시간이내에 포설하는 것이바람직하다. 1시간 이상 경과되면, 그 상부에 포설되는 표면층과의 접착력이 떨어지게 되기 때문이다. 전술하였듯이 표면층을 포설하는 이유는, 석분 투수성 시멘트콘크리트층은 석분 자체의 입도가 불규칙하여 표면 형상이 미려하지 않기 때문에, 단입도 골재를 사용한 투수성 시멘트콘크리트로 그 상부를 포장하는 것이다.A surface layer may be installed on top of the stone-permeable cement concrete layer. In the case of laying the surface layer, it is preferable to lay the stone powder concrete layer within one hour after the compaction. When 1 hour or more passes, the adhesive force with the surface layer installed in the upper part will fall. As described above, the reason why the surface layer is laid is that the powder permeable cement concrete layer has an irregular particle size and thus the surface shape is not beautiful, so that the upper part is packed with the permeable cement concrete using single grain aggregate.
표면층에 사용하는 재료는 단입도의 골재를 사용하는 것이 좋다. 즉, 중량 백분율로 19㎜체에서 80∼100% 통과하고 5㎜체에서 0∼20%통과하는 골재, 13㎜체에서 80∼100%통과하고 2.5㎜체에서 0∼20%통과하는 골재, 10㎜체에서 90∼100%통과하고 1.2㎜체에서 0∼20%통과하는 골재, 8㎜체에서 80∼100%통과하고 1.2㎜체에서 0∼20%통과하는 골재, 6㎜체에서 80∼100%통과하고 1.2㎜체에서 0∼20%통과하는 골재, 5㎜체에서 80∼100%통과하고 1.0㎜체에서 0∼20%통과하는 골재 또는 3㎜ 또는 2.5㎜체에서 80∼100%통과하고 1.0㎜체에서 0∼20% 통과하는 골재 등과 같이 입도가 일정 범위에 한정된 단입도의 골재를 사용하는 것이 좋다.As the material used for the surface layer, it is preferable to use aggregate having a single grain size. That is, aggregate passing 80-100% in 19mm sieve and passing 0-20% in 5mm sieve, 80-100% passing in 13mm sieve and 0-20% passing in 2.5mm sieve in weight percentage, 10 Aggregate that passes 90 to 100% in mm and passes 0 to 20% in 1.2 mm, Aggregate that passes 80 to 100% in 8 mm and 0 to 20% in 1.2 mm, 80 to 100 in 6 mm Aggregate passing through 0% to 20% in 1.2mm sieve, 80-100% passing through 5mm sieve, 0% to 20% passing through 1.0mm sieve, or 80-100% passing through 3mm or 2.5mm sieve Aggregate having a single grain size with a particle size limited to a certain range, such as aggregate passing through 0 to 20% in a 1.0 mm sieve, may be used.
상기의 단입도 골재는 최대다짐 기준 1㎥에 시멘트는 강도에 따라 200∼500㎏범위에서 사용하며, 현장 포설기준으로 물은 50∼200㎏ 물-시멘트비가 25∼40% 범위에서 사용하고, 제품의 시멘트 분산과 하절기, 동절기에 따라, 일반 콘크리트와 같이, AE제, AE감수제, 감수제, 고성능 감수제, 고유동화제등의 KSF 2560의 혼화제 1∼3㎏을 사용할 수 있다. 필요한 경우 착색을 위하여 안료를 사용하는데 안료의 사용량은 시멘트 사용량의 10% 이내의 범위에서 사용하는 것이 좋다.The single grain aggregate is used in the range of 1∼3m3 of the maximum compaction, and cement is used in the range of 200∼500㎏ according to the strength, and water is used in the range of 50∼200㎏ water-cement ratio in the range of 25-40% based on the site installation. Depending on the cement dispersion, summer and winter, 1 to 3 kg of admixtures of KSF 2560, such as AE agent, AE water reducing agent, water reducing agent, high performance water reducing agent, and high fluidizing agent, can be used like general concrete. If necessary, pigments are used for coloring, and the amount of pigment used should be within 10% of the amount of cement used.
황토 포장을 요할 시에는 시멘트는 백시멘트를 사용하고, 황토 사용량은 시멘트 사용량의 50% 이내의 범위에서 사용하면 된다.When the ocher pavement is required, cement is used for the cement, and the amount of the ocher is used within 50% of the cement consumption.
또한 휨강도를 높이고, 크랙 발생을 줄이기 위해서 보강 섬유를 사용하는데 보강섬유는 강섬유, P.P, P.E, 탄소섬유등의 보강 섬유를 사용하며, 강도 증가를 위하여 실리카흄, 후라이애쉬등을 사용하고, 내구성을 위하여 에멀젼 수지를 혼합 사용할 수 있다.In addition, reinforcing fibers are used to increase bending strength and reduce cracks. Reinforcing fibers use reinforcing fibers such as steel fibers, PP, PE, and carbon fibers. Silica fume and fry ash are used to increase strength. Emulsion resin can be mixed and used.
상기의 재료를 혼합하여 덤프 트럭으로 운반하여 인력 또는 휘니샤로 포설한 후 로라 다짐하는데, 로라 다짐은 표면층과 석분 투수성 시멘트콘크리트층이 시험용 공시체의 95%이상이 되도록 중력 다짐을 한다. 표면층은 미려한 투수성 포장재로서 역할을 위하여 포설되는 것으로 골재 크기를 감안하여 5㎝이하 두께로 포장하는 것이 바람직하다. 또한 미려한 자연석, 종석등을 사용한 투수성 시멘트콘크리트를 포설, 다짐 후 스프레이 살수하여 골재를 돌출하게 할 수도 있다.The above materials are mixed and transported to a dump truck and installed by manpower or whiskey. The compaction of the compactor is gravity compacted so that the surface layer and the powder-permeable cement concrete layer are 95% or more of the test specimen. The surface layer is laid in order to serve as a beautiful permeable packaging material, it is preferable to pack in a thickness of 5 cm or less in consideration of the aggregate size. In addition, after spraying and compacting water-permeable cement concrete using beautiful natural stones and calcite, the aggregate may be protruded.
표면층 포설 다짐 후, 표면층의 압축강도를 증진시키기 위해서는 물, 시멘트(일반 시멘트 또는 백시멘트), 안료를 혼합하여 스프레이 살수하는 것이 바람직하며, 이때 물 1중량부에 시멘트 0.2∼2중량부, 안료는 시멘트 사용량의 30% 이내의 범위에서 혼합하여 스프레이 살포한다. 안료 대신 황토를 혼합 사용할 수 있으며, 강도를 더욱 증진시키기 위하여 수용성의 아크릴, 에폭시, EUA등을 사용하거나 실리카흄등을 혼합할 수도 있으며, 그 사용량은 5중량부 이하의 범위에서 사용한다. 상기 재료를 사용하여 1㎡당 투수성의 경우에는 0.8㎏이내의 범위에서 균일하게 스프레이 살포한다. 상기와 같이하여 표면층의 투수계수가 10×10-3㎝/sec 이상이 되도록 하여야 한다.In order to increase the compressive strength of the surface layer after spraying the surface layer, it is preferable to spray spray water by mixing water, cement (general cement or back cement), and pigment. In this case, 0.2 to 2 parts by weight of cement and pigment Spray spray and mix within 30% of cement usage. Ocher may be used in place of the pigment, and in order to further enhance the strength, water-soluble acrylic, epoxy, EUA, or silica fume may be mixed, and the amount of the use is in the range of 5 parts by weight or less. In the case of permeability per square meter using the material, spray spraying is uniformly performed within the range of 0.8 kg. As described above, the permeability coefficient of the surface layer should be 10 × 10 −3 cm / sec or more.
제4공정 : 양생 공정4th process: curing process
석분 투수성 시멘트콘크리트층 혹은 표면층 로라 다짐 후 비닐과 양생포를 덮어 양생한 후 24시간 이상 경과한 다음 일반콘크리트와 같이 수축 줄눈과 팽창 줄눈을 설치한다. 또한 양생 후 백화 방지를 위하여 물에 수용성의 아크릴, 에폭시, EUA를 혼합하여 양생 살수와 병행하여 살포하고, 공극에 라이닝을 설치하면, 시멘트에 포함되어 있는 수산화칼슘의 방출이 방지되어 결과적으로 백화현상이 방지된다. 또한 표면 강도를 높이기 위하여 액상 하드너를 살포할 수도 있다.After the compaction of stone powder-permeable cement concrete layer or surface layer, cover and cure the vinyl and the curing cloth, and after more than 24 hours, install the contraction joint and expansion joint like general concrete. In addition, after curing, water-soluble acrylic, epoxy, and EUA are mixed and sprayed in parallel with curing sprinkling to prevent whitening, and linings are installed in the pores to prevent the release of calcium hydroxide contained in cement. Is prevented. You can also apply liquid hardener to increase the surface strength.
상기와 같은 본 발명의 공정에 의하여 공사비가 저렴하고 표면층이 미려할 뿐만 아니라 물-시멘트비를 25% 이상으로 높여 별도의 살수 공정을 없애 공사 기간을 단축하고, 떡짐 현상을 방지하며 투수성을 유지할 수 있는 석분 투수성 시멘트콘크리트 도로 포장을 손쉽게 완성할 수 있는 것이다.By the process of the present invention as described above, the construction cost is low and the surface layer is not only beautiful, but also increases the water-cement ratio to 25% or more, eliminating the separate watering process, shorten the construction period, prevent rice cake phenomenon and maintain water permeability It is easy to complete the paving stone permeable cement concrete pavement.
이하, 석분을 이용한 투수성 시멘트콘크리트 도로 포장방법에 따른 실시예를 설명한다.Hereinafter, an embodiment according to a water-permeable cement concrete pavement method using stone powder will be described.
(실시예)(Example)
폭 1m, 길이 100m의 석분 투수성 시멘트콘크리트 도로를 포장함에 있어서, 포장두께 7㎝ (석분 투수성 시멘트콘크리트층(하부층) 5㎝, 표면층 2㎝)이고, 색상은 무광택 황토색상이며, 투수계수는 10×10-2㎝/sec 이상이고, 강도는 180㎏/㎠ 이상 되도록 설계하였다. 본 실시예에 사용되는 석분은 13㎜체에서 100% 통과하고 5㎜체에서 65% 통과하고 0.074㎜체에서 7% 통과하는 것으로서, 기건상태의 최대다짐기준 1㎥당 1720㎏이고, 함수율 5.8%로 하였다. 표면층은 8㎜체에서 100% 통과하고 5㎜체에서 55% 통과하며 1.2㎜체에서 5.2% 통과하는 단입도 골재를 사용하였다. 본 실시예는 다음의 공정으로 진행되었다.For paving 1m wide and 100m long stone-permeable cement concrete roads, the paving thickness is 7cm (stone permeable cement concrete layer (lower layer) 5cm, surface layer 2cm), the color is matte yellow earth color, and the coefficient of permeability is It was designed to be 10 × 10 −2 cm / sec or more and the strength was 180 kg / cm 2 or more. Stone powder used in this embodiment is 100% pass through 13mm sieve, 65% pass through 5mm sieve, 7% pass through 0.074mm sieve, it is 1720kg per 1m3 of the maximum compaction standard in the dry state, water content 5.8% It was set as. The surface layer was used as a single grain aggregate passing 100% in an 8mm sieve, 55% in a 5mm sieve and 5.2% in a 1.2mm sieve. This example proceeded to the following process.
제 1공정 : 기건 상태를 기준으로 석분 1720㎏/㎥에 물 172㎏/㎥을 투입하여 24시간 정도 비닐을 덮어 방치하여 석분에 물이 충분히 흡수 또는 포화되도록 하였다. 이 공정에서 필요한 소정의 함수율은 10%이나, 석분 자체의 함수율이 약 2%이므로, 실제로는 10%에서 2%를 감한 8% 만큼의 물만을 보충하면 되며, 위 공정에서 석분에 실제 투입되는 물은 석분량(1720㎏/㎥)에 8%를 곱한 138㎏/㎥이 된다.First step: 172 kg / m3 of water was added to 1720 kg / m3 of stone powder based on the dry condition, and the vinyl powder was left to stand for 24 hours to sufficiently absorb or saturate water in the stone powder. The water content required in this process is 10%, but the moisture content of the stone powder itself is about 2%, so it is actually necessary to replenish only 8% of the water subtracted from 10% to 2%. The amount of silver (1720 kg / m 3) is multiplied by 8% to 138 kg / m 3.
제 2공정 : 시멘트콘크리트 혼합물 1㎥ 당, 전기 공정에서 포화 흡수된 석분 에 시멘트 280㎏, AE제 및 AE감수제 1.4㎏을 혼합한다. 전기 공정에서 실제 투입되는 물의 양은 1720㎏(석분)×8%(함수비)에 의하여 약 138㎏/㎥이다. 그리고, 사전 배합설계에서 180㎏/㎠이상 압축강도를 유지하기 위한 시멘트량은 280㎏/㎥이므로, 이 공정에 투입된 물-시멘트 비는 138/280로서 49.3%가 된다. 상기의 콘크리트 혼합물을 덤프트럭으로 운반하여 통상의 보조 기층 및 쇄석 기층 상부에 포설한 후 로라로 시험용 공시체의 90% 이하가 되도록 다짐하였다.Second step: 280 kg of cement, 1.4 kg of AE agent and 1.4 kg of AE reducing agent are mixed with 1 m 3 of cement concrete mixture in saturated stone powder absorbed in the electric process. The amount of water actually added in the electric process is about 138 kg / m 3 by 1720 kg (stone meal) x 8% (water content ratio). In addition, since the amount of cement for maintaining the compressive strength of 180 kg / cm 2 or more in the pre-mixing design is 280 kg / m 3, the water-cement ratio added to this process is 138/280, which is 49.3%. The concrete mixture was transported by a dump truck and placed on top of a conventional auxiliary base and a crushed stone base, and then compacted to be 90% or less of the test specimens by Laura.
제 3공정 : 전기 공정에서 포설된 석분 투수성 시멘트콘크리트층의 상부에, 1㎡ 당, 백시멘트 280kg, 물 106㎏ 물-시멘트비 38%, 표면건조 포화상태기준으로 골재 1620㎏, 적토 40㎏, 지연형 감수제는 0.85㎏을 혼합한 콘크리트 혼합물을 덤프 트럭으로 운반하고, 포크레인 및 인력으로 포설하여 탄뎀로라로 시험용 공시체의 95% 이상이 되도록 다짐하여 표면층을 포설하였다.The third step: on the top of the permeable cement concrete layer laid in the electrical process, per ㎡, 280kg of white cement, 106kg of water, 38% of water-cement ratio, 1620kg of aggregate based on surface dry saturation, 40kg of red soil, The delayed water reducer was mixed with 0.85 kg of concrete mixture in a dump truck, laid with fork cranes and manpower, and compacted to be 95% or more of the test specimens with tandem rollers.
제 4공정 : 포성된 표면층에 대하여 양생포를 덮어 48시간 양생 후 수축 줄눈을 5m간격으로 컷팅하고, 팽창줄눈을 30m 완전 컷팅하여 백업제와 실링제를 주입하였다. 그리고, 수용성 에폭시는 10㎏, 백시멘트는 10㎏, 물은 20㎏, 적토는 2㎏을 혼합한 혼합액을 1㎡당 0.7㎏을 살포한 후, 즉시 고형분 50%의 수용성 에폭시 10㎏에 물 100㎏을 혼합 살포하여 도로포장을 완성하였다.Fourth step: The cured surface layer was covered with a curing cloth and cured for 48 hours, and then the shrinkage joint was cut at 5m intervals, and the expansion joint was cut 30m completely, and a backup agent and a sealing agent were injected. Then, 10 kg of water-soluble epoxy, 10 kg of white cement, 20 kg of water, and 2 kg of red soil were sprayed with 0.7 kg per 1 m 2 of the mixture, and immediately water 10 100 kg of water-soluble epoxy having a solid content of 50% 100 Kg was mixed and sprayed to complete the pavement.
본 실시예에 의거 포장된 도로의 석분 투수성 시멘트콘크리트층(하부층)과 표면층의 압축강도, 투수계수 및 색상에 대하여 품질검사를 하였는바, 그 결과는 하기 표와 같았다.According to the present embodiment, the quality test was performed on the compressive strength, permeability coefficient, and color of the stone permeable cement concrete layer (lower layer) and the surface layer of the pavement, and the results are shown in the following table.
표 : 품질검사 결과Table: Quality Inspection Results
위 표에서 보듯이, 본 발명에 의하여 포장된 도로는 표준 규격에 비하여 월등한 압축강도과 투수계수를 보일 뿐만 아니라 착색이 용이한 것이므로, 석분을 골재대용으로 사용함에 있어서 물-시멘트비를 49.3%으로 하더라도, 하등의 문제가 없음을 보여주고 있다.As shown in the above table, the road paved by the present invention not only shows superior compressive strength and permeability coefficient compared to the standard specification, but also is easy to be colored, even though the water-cement ratio is 49.3% when using stone powder as aggregate. This shows that there is no problem at all.
본 발명은 종래 기술의 문제점인 석분의 떡짐 현상이나 수분 부족으로 인한 강도 저하현상을 해결할 뿐만 아니라, 공정을 극히 단순화하여 시공의 편의를 도모한 것일 뿐만 아니라 투수성 블록의 제조에도 이용될 수 있는 것이므로, 본 발명은 으로, 종래 폐자재로 취급되던 석분의 활용도를 넓히는 매우 유용한 것이다.The present invention not only solves the problem of strength of the powder powder or lack of moisture, which is a problem of the prior art, but also greatly simplifies the process and facilitates construction, and thus can be used in the manufacture of a permeable block. The present invention is very useful for broadening the utilization of stone powder, which has been conventionally treated as waste material.
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