KR20030030262A - 백운석을 이용한 보도블록 제조방법 및 보도블록 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보행자들의 안전하고도 편안한 보행을 위하여 지면(1)에 깔아두는 보차도용 콘크리트 인터록킹(=이하 "보도블록"이라 한다)에 관한 것이다.

특히, 백시멘트, 색소, 물, 혼화제 와 자외선차단제(=UV제)를 구성요소로 사용하며 백운석가루를 모래대용으로 섞어 보도블록의 유색몰탈을 조성하고, 이를 기본층이 형성된 형틀에 채우고, 진동을 주며, 고압으로 가압하여 인터록킹(=보도블록)을 제작하는 백운석을 이용한 보도블록 제조방법 및 보도블록이다.

종래 생산되어 온 보도블록의 경우 풍화에 대하여 그 내구성이 뒤떨어지고, 구성성분으로 모래를 사용하고 있기에 유색층의 색상이 선명하지 못하고, 백색보도블록의 제작시 고가의 백색색소가 반드시 첨가 되어야 하는 등의 많은 문제점이 내포되어 있었다.

따라서 백운석을 주원료로 사용하는 본 발명은 이러한 문제점을 해결하고, 그 색상이 선명하고, 내구성이 강하며, 수분 흡수력이 훌륭하여 미끄럼방지에도 도움을 주는 보도블록의 제조방법과 그 보도블록을 제안하기에 산업상 이용가능하다.

Description

백운석을 이용한 보도블록 제조방법 및 보도블록{The method to product concrete interlocking block maked use of dolostone and the interlocking block}

본 발명은 보행자들의 안전하고도 편안한 보행을 위하여 지면(1)에 깔아두는 보차도용 콘크리트 인터록킹(=이하 "보도블록"이라 한다)에 관한 것이다.

특히, 백시멘트, 색소, 물, 혼화제 와 자외선차단제(=UV제)를 구성요소로 사용하며 백운석가루를 모래대용으로 섞어 보도블록의 유색몰탈을 조성하고, 이를 기본층이 형성된 형틀에 채우고, 진동을 주며, 고압으로 가압하여 인터록킹(=보도블록)을 제작하는 백운석을 이용한 보도블록 제조방법 및 보도블록이다.

일반적으로 보도블록이란 지면(1)에 평평한 형태로 모래(2)를 깔고, 그 위에 시멘트와 모래의 혼합체인 몰탈로 성형과 양생과정을 거치며 제작되는 판형의 발판을 일정하게 깔아 보행자들의 보행에 도움을 주고자 고안된 물품이다.

이러한 물품은 종래에 많이 생산되고 있고, 그 생산의 방법들도 많이 개발된바 있으나 이들 모두가 많은 문제점이 노출될 수 밖에 없는 구조적인 결함이 있기에 아래에 그들중 가장 대표적인 제작방법을 소개한다.

우선 보도블록이란 백색의 유색층을 가진 보도블록과 다양한 색상을 가진 보도블록으로 나뉘어 지는데, 현행 지면(1)에 깔려진 보도블록중 약 70%정도는 백색의 보도블록이고 나머지 30%정도의 보도블록은 색상을 가진 보도블록이다.

그 제작방법에 있어서, 우선 시멘트와 모래를 물과 함께 적당량 섞어 기본층몰탈을 만들고 이를 일정한 평면형상을 한 형틀에 채우고, 진동을 주며,고압을 이용하여 가압 기본층을 형성시킨다.

다음에는 백시멘트, 모래, 색소 와 물을 적당량 혼합하여 유색몰탈을 제작하고, 이 유색몰탈을 형틀속의 기본층 상면에 채우고, 진동을 주며, 고압으로 가압하여 완성된 형상의 물기있는 보도블록을 제작한다.

마지막으로 이렇게 제작된 보도블록은 양생실(=건조실)이나 자연광을 통해 양생시켜(=수분을 말리는 과정) 보도블록을 완성시킨다.

그럼 상기 제작방법을 실례로 종래기술에서 발생될 수밖에 없었던 문제점과 발생되어온 단점들을 나열한다.

첫째, 보도블록 제작시 약 75%정도로 가장 많은 양이 투여되는 모래는 그 물리적 성질상 미세한 입자형태이며 그 강도가 강하여 색소의 침투가 어렵다.

즉, 모래는 그 자체가 누런색상의 입자이기에 백시멘트와 색소가 혼합(=첨가)되지 않는다면 보도블록의 표면의 색상은 외관상 보기가 좋지 않다.

따라서 색소가 투여되어 모래의 표면을 감싸 색소의 색깔을 입히게 되는데, 모래는 그 입자의 밀도가 높아 색소가 그 내부로 침투하지 못하고 단지 그 표면에 도포된 형태이기에 색깔이 벗겨질 소지가 많다.

둘째, 보도블록의 유색층이 입자가 고은 모래를 이용하여 제작되기에 물이 잘 빠지지 않는다.

이 때문에 겨울에 보도블록이 동결되기 쉬워, 보행자가 미끄러질 염려가 있다.

셋째, 색깔이 퇴색, 탈색되기 쉽다.

넷째, 종래기술에서 가장 문제가 되는 부분으로, 수용성색소를 사용하여 블록제작이 거의 불가능하다.

즉, 유색층을 제조하기 위해 모래, 수용성색소와 자외선차단제등을 섞어 교반하게 되면 모래 자체에도 수분을 많이 포함하고 있기 때문에 블록성형 후 그 모양의 변형 및 색깔이 퍼지는 현상이 발생된다.

수분이 많은 모래와 수용성색소를 섞어 형틀에 채우고, 고압으로 가압하게 되면, 블럭의 형상이 변형되고, 색상이 퍼지고, 선명한 색상을 얻기란 거의 불가능하다는 것은 관련업계에는 잘 알려진 사실이며, 본 출원인은 다년간의 많은 실험을 통해서 증명해 왔다.

따라서 만일 기존의 모래가 투여되어 유색몰탈을 제작하는 제작방법에서 수용성색소를 사용하기 위해서는 모래를 건조시켜 물기를 완전히 말린상태에서 제작하여야 한다.

다섯째, 현실적으로 현 우리나라 실정에 따라 가장 중요한 문제점으로, 모래의 특성상 색깔이 누런색을 띄기에 백색 보도블록을 제조시에도 백색색소를 첨가(=혼합)해야만 한다.

그런데 현 보도블록의 약 70%를 차지하는 백색 보도블록을 제조하기 위한 백색색소는 전량 수입에 의존하고 있다.

그 단가도 고가이며, 사용량은 다량이기에 문제점은 심각하다 할 수 있다.

본 발명은 백시멘트, 색소, 물, 혼화제 와 자외선차단제(=UV제)를 구성요소 사용하며 백운석가루를 모래대용으로 섞어 보도블록의 유색층을 제작하고, 이를 기본층이 형성된 형틀에 채우고, 진동을 주며, 고압으로 가압하여 인트로킹(=보도블록)을 제작하여 색상이 선명하고, 보행이 용이한 블록을 제공하고자 한다.

또한 유색층의 제조시 주 구성성분을 백색의 색상을 보유한 백운석 가루를 이용하여 제작되기에 백색 보도블록의 제작시 백색 색소의 첨가를 생략하게 하며, 이 광물의 물리화확적 성질인 산성토양을 중화 탈수시킬 수 있을 뿐만아니라 색상이 선명한 보도블록을 제작하고자 한다.

더불어 제조시 수분흡수력이 높은 백운석입자를 사용하기에 자외전차단제(=UV제)는 물론 수용성색소를 첨가하거나, 분말색소를 물에 불려 액상화 시킨 상태로 첨가하여 블록을 제작할 수 있게 하고자 한다.

도 1은 본 발명 보도블록을 도시한 사시도

도 2는 본 발명 보도블록을 단면한 단면도

본 발명은 다소 굵은 입자의 백운석을 포함하여 내구성이 견고하고, 유색층의 색깔이 선명하고, 탈색이 방지된 보도블록을 생산하기 위한 다음의 단계들로 이루어진 백운석을 이용한 보도블록 제조방법에 관한 것이다.

제 1단계: 시멘트와 모래의 혼합물인 기본층몰탈을 공지된 보도블록의 형틀에 채우고, 진동을 주며, 고압으로 가압하여 기본층(10)을 형성하는 단계.

제 2단계: 질량기준으로 백시멘트(19~19.5%), 모래에 비해 굵은 입자로 부순 백운석(74~75%)을 넣고 혼합하여 기초몰탈을 제조하는 단계.

제 3단계: 2단계에서 제조된 기초몰탈에 색소(1,2~1.8%), 물(22.2~23%), 혼화제(0.01~0.03%), 자외선차단제(=UV제; 0.01~0.05%)를 첨가하여 고루 교반 유색몰탈을 제조하는 단계.

제 4단계: 1단계에 의해 형틀에서 성형된 기본층(10) 위에 기본층(10)의 1/6정도의 높이가 되도록 상기 유색몰탈을 채우고, 진동을 주며, 고압으로 가압하여 보도블록의 모양을 형성하는 단계.

제 5단계: 4단계를 거치며 모양이 성형된 보도블록을 양생실(=건조실)이나 자연광을 이용하여 양생(=수분을 빼내는 작업)시켜 보도블록을 완성하는 단계.

여기서 본 발명은 상기 제 2단계에서 백색의 보도블록 제작시 종래의 제작방법과는 달리 백색색소는 첨가하지 않는 것에 특징이 있다.

또한 상기 제 2단계에서의 색소는, 분말색소나 액상색소가 선택적으로 사용될 수 있다.

더불어 상기 색소는, 분말색소(1,2~1.8%), 혼화제(0.01~0.03%), 자외선차단제(=UV제; 0.01~0.05%)를 첨가하여 교반후 물에 넣어 약 8~24시간 불린상태로 제작된 액상화된색소를 사용할 수 있다.

아울러 본 발명은, 공지된 다양한 형태의 보도블록의 형상이며, 각각의 측면에 수직으로 내려가는 돌기를 구성한 시멘트와 모래의 혼합물로 성형된 보도블록에 관한 것이다.

그 특징은 총물품의 두께에서 5/6의 두께를 구성한 기본층몰탈로 구성되는 기본층(10)과;

총물품의 두께에서 1/6의 두께를 구성한 제 1항의 유색몰탈로 구성되는 유색층(20)이;

상기 단계를 거치며 공지된 보도블록의 형상으로 진동과 함께 고압으로 눌리어 백운석의 물리적 성질에 의해 유색층(20)의 색감이 선명한 보도블록이다.

전술된 내용은 본 발명을 이루는 각각의 단계를 개략적으로 설명한 것이기에 이하 각각의 단계를 순서에 입각하여 상세히 설명한다.

제 1단계: 시멘트와 모래의 혼합물인 기본층몰탈을 공지된 보도블록의 형틀에 채우고, 진동을 주며, 고압으로 가압하여 기본층(10)을 형성하는 단계.

시멘트와 모래를 물과 함께 적당히 혼합 기본층몰탈을 조성하고, 형틀에 채운뒤 진동을 주며, 고압으로 가압한다.

이때 사용되는 형틀은 공지된 보도블록을 제작시 사용하던 어떠한 형틀도 가능하다.

이렇게 가압되어 제조된 것은 기본층(10)으로, 도시된 도 1,2 에서 보이듯 지면(1)의 모래와 직접 맞닿는 부위가 된다.

제 2단계: 질량기준으로 백시멘트(19~19.5%), 모래에 비해 굵은 입자로 부순 백운석(74~75%)을 넣고 혼합하여 기초몰탈을 제조하는 단계.

이후 백시멘트와 백운석가루를 혼합하여 기초몰탈을 제작한다.

이 백운석가루는 종래 보도블록의 제작시 투여되어온 모래를 대용하여 본 발명에서 채택한 광물로 그 특징이 첫째, 순백색의 광물이라는 것이다.

광물 자체의 색상이 백색이라 백색 보도블록의 유색층(20) 제작시 백색 색소의 첨가가 불필요하다.

즉, 모래의 누런색을 제거하기 위해 종래 투여되어 온 백색색소는 본 발명에서는 전혀 불필요한 구성요소가 되버린다.

둘째, 이 백운석이란 광물은 수분의 흡수가 용이하다.

이러한 작용은 후술되는 효과란에서 상세히 설명되겠지만, 이때문에 보도블록의 색상이 선명하게 나올 수 있다.

즉, 백운석 내부로 스며드는 색소에 의해 그 색깔은 선명하고, 풍화나 오랜사용에 의해 변색되거나 퇘색되지 않는다.

이러한 특성을 지닌 백운석은 잘게 부수어 가루의 형태로 제작하되, 그 입자의 크기는 모래에 비해서 2배~3.5배 정도 더 크게 형성시켜 혼합하는 것이 본 발명의 목적을 달성하는데 용이하다.

아무튼 백시멘트(19~19.5%)와 백운석(74~75%)가루를 넣고 혼합하면 기초몰탈이 형성되는데, 이것을 가지고 다음단계에서 유색층(20)을 제조하게 된다.

제 3단계: 2단계에서 제조된 기초몰탈에 색소(1,2~1.8%), 물(22.2~23%),혼화제(0.01~0.03%), 자외선차단제(=UV제; 0.01~0.05%)를 첨가하여 고루 교반 유색몰탈을 제조하는 단계.

전단계의 기초몰탈에 색소(1,2~1.8%), 물(22.2~23%), 혼화제(0.01~0.03%), 자외선차단제(=UV제; 0.01~0.05%)를 첨가하여 다시 섞게 되면 유색몰탈이 완성된다.

이때 주의를 요하는것이 색소의 첨가이다.

색소의 형태중, 본 발명에서 사용될 수 있는 종류의 색소는 3가지 이다.

첫째, 종래 일반적으로 사용되어 온 분말색소가 동일하게 사용될 수 있다.

둘째, 일반적이진 않지만 액상색소가 본 발명의 구성성분으로 사용될 수있다.

셋째, 분말색소를 액상화 시킨 상태의 액상화된색소가 사용될 수 있다.

즉, 분말색소(1,2~1.8%), 혼화제(0.01~0.03%), 자외선차단제(=UV제; 0.01~0.05%)를 적당량의 물에 넣어 고루 교반하면 하나의 액상물이 얻어지게 된다.

이 액상물을 자연상태에서 약 8~24시간 불리면 유색몰탈을 조성시 잘풀어질 수 있는 색소가 되는데, 이를 액상화된색소라 명명한다.

또한 이 3단계에서 본 발명에 있어서 상당히 중요한 특징이 있느데, 백색보도블록의 제작시 상기한 모든 색소는 첨부되지 않는다는 것이다.

즉, 본 발명의 유색층(20) 제작시 첨가되는 백운석이 백색계통의 광물이기에 하얀색으로 염색할 필요가 없다는 것이다.

따라서 기초몰탈(백시멘트가 투여된)에 물, 혼화제, 자외선차단제(=UV제)를첨가하여 다시 섞게 되면, 백색의 유색층(20)이 될 유색몰탈이 완성된다.

제 4단계: 1단계에 의해 형틀에서 성형된 기본층(10) 위에 기본층(10)의 1/6정도의 높이가 되도록 상기 유색몰탈을 채우고, 진동을 주며, 고압을 주어 가압함에 보도블록의 모양을 형성하는 단계.

1단계에서 미리 성형해둔 기본층(10) 위로 유색몰탈을 약 1/6정도의 높이가 되도록 붓는다.

이후 진동과 함께 고압으로 강하게 눌러 서로를 밀착시킨다.

이로써 의도한 형상의 보도블록은 그 형태가 완성되게 된다.

제 5단계: 4단계를 거치며 모양이 형성된 보도블록을 양생실(=건조실)이나 자연광을 이용하여 양생(=수분을 빼내는 작업)시켜 보도블록을 완성하는 단계.

4단계를 거치며 수분을 포함한채, 모양만이 형성된 보도블록은 양생실(=건조실)이나 자연광을 통해 양생시키면 하나의 보도블록으로 완성하게 된다.

이렇게 완성된 보도블록은 백운석의 특질상 색소를 잘받아 우선적으로 다양한 색감을 낼수 있으며, 그 색깔 또한 선명하다.

또한 본 발명은 상기한 단계를 거치며 제작된 그 제품, 즉, 보도블록에도 그 효력을 미치는 것이다.

따라서 본 발명의 공법으로 제작된 공지된 형태의 많은 보도블록도 청구범위에서 청구한다.

우선 본 출원인의 의뢰로 "한국건자재시험연구원"에 본 발명의 구성요소중약 75%를 차지하는 백운석을 정밀분석하여 그 구성성분 및 특징 조사한 보고서에서 그 성분분석표를 발취하여 아래에 기재한다.

이는 그 구성성분의 특징을 유추하면 본 발명의 보도블록이 가져오는 산업상의 효과를 유추할 수 있기 때문이다.

시험 항목	단위	결과치
정량 분석	Al 2 O 3	%	0.18
	CaO(산화칼슘=생석회)		32.62
	Fe 2 O 3		0.154
	MgO(산화마그네슘)		21.07
	Na 2 O		0.06
	K 2 O		0.02
	SiO 2		0.4
	Ig-loss		45.3
암석의 종류	-	백운석(Dolostone)

*** 표 1: 백운석 성분분석표

상기 표 1에서 가장 주요한 성분은 산화칼슘과(=생석회), 산화마그네슘인데, 그동안 학계.관련업계에 알려진 이들의 물리화학적 성질을 살펴보고, 이러한 성분이 포함된 보도블록의 특징적 효과를 살펴보면 다음과 같다.

CaO(산화칼슘=생석회)

1. 마모. 수분과 풍화, 묽은 무기산용액에 대한 저항력과 투명성을 높여주고, 유연잔금을 방지하는 역활 ⇒따라서 백운석으로 제조된 보도블록은 풍화에 강하고, 색소와의 결합이 탁월하여 선명한 유색층(20)을 가진다.

2. 산성토양의 중화작용 ⇒따라서 본 발명의 보도블록이 깔린 지층은 공기의 소통이 원활하고, 중화된다.

3. 제설 및 제빙효과가 뛰어나 차량이나 교량도로의 부식방지, 미끄럼방지 효과 ⇒따라서 본 발명의 보도블록이 깔린 지층은 눈이나 비가 온 뒤에도 보행자의 안전에 더욱 유리하다.

MgO(산화마그네슘)

1. 산화진행 방지역활 ⇒따라서 본 발명의 보도블록이 깔린 지층은 공기의 소통이 원활하고, 중화된다.

2. 단열재로 널리 사용 ⇒따라서 본 발명의 보도블록은 풍화나 계절의 변화에 내구성이 강하다.

3. 밝은 빛을 내기에 플래시램프에 사용 ⇒따라서 본 발명의 보도블록은 색소와의 결합이 탁월하여 선명하고, 색감이 빛을 내는 유색층(20)을 가진다.

Claims (5)

1. 다소 굵은 입자의 백운석을 포함하여 내구성이 견고하고, 유색층의 색깔이 선명하고, 탈색이 방지된 보도블록을 생산하기 위한 다음의 단계들로 이루어진 백운석을 이용한 보도블록 제조방법.

   제 1단계: 시멘트와 모래의 혼합물인 기본층몰탈을 공지된 보도블록의 형틀에 채우고, 진동을 주며, 고압으로 가압하여 기본층(10)을 형성하는 단계.

   제 2단계: 질량기준으로 백시멘트(19~19.5%), 모래에 비해 굵은 입자로 부순 백운석(74~75%)을 넣고 혼합하여 기초몰탈을 제조하는 단계.

   제 3단계: 2단계에서 제조된 기초몰탈에 색소(1,2~1.8%), 물(22.2~23%), 혼화제(0.01~0.03%), 자외선차단제(=UV제; 0.01~0.05%)를 첨가하여 고루 교반 유색몰탈을 제조하는 단계.

   제 4단계: 1단계에 의해 형틀에서 성형된 기본층(10) 위에 기본층(10)의 1/6정도의 높이가 되도록 상기 유색몰탈을 채우고, 진동을 주며, 고압으로 가압하여 보도블록의 모양을 형성하는 단계.

   제 5단계: 4단계를 거치며 모양이 성형된 보도블록을 양생실(=건조실)이나 자연광을 이용하여 양생(=수분을 빼내는 작업)시켜 보도블록을 완성하는 단계.
2. 제 1항에 있어서,

   제 3단계의 유색무탈제조시,

   기초몰탈에 물(22.2~23%), 혼화제(0.01~0.03%), 자외선 차단제(=UV제;0.01%~0.05%)를 첨가 고루 교반하여 백색보도블록을 위한 유색몰탈을 조성하는 것에 특징이 있는 백운석을 이용한 보도블록 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,

   제 2단계에서의 색소는,

   분말색소나 액상색소가 선택적으로 사용될 수 있는 것에 특징이 있는 백운석을 이용한 보도블록 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,

   제 2단계에서 투여되는 색소는,

   분말색소(1,2~1.8%), 혼화제(0.01~0.03%), 자외선차단제(=UV제; 0.01~0.05%)를 첨가하여 고루 교반후 물에 넣어 약 8~24시간 불린상태로 제작된 액상화된색소를 사용할 수 있는 것에 특징이 있는 백운석을 이용한 보도블록 제조방법.
5. 공지된 다양한 형태의 보도블록의 형상이며, 각각의 측면에 수직으로 내겨가는 돌기를 구성한 시멘트와 백운석의 혼합물로 기본층과 유색층으로 구분 성형된 보도블록에 특징이 있는 보도블록.