KR20040099704A - 숯과 짚이 함유된 황토벽돌 - Google Patents

Abstract

본 발명은 숯과 짚이 함유된 황토벽돌과 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 숯과 짚이 함유된 황토벽돌의 제조방법은, 황토 분말 80중량%, 숯 분말 14중량%, 짚 6중량% 를 혼합기에 넣어 전체 100중량%를 혼합한 것에 물을 넣어 반죽한 다음, 반죽된 혼합물을 성형기에 넣어 압력을 가하여 일정한 형태로 성형하고, 성형된 벽돌을 건조시킨 후 가마에 넣어 700~900℃의 온도로 소성시켜 벽돌을 제조하는 것으로 구성된다.

본 발명에 의해, 낮은 온도에서 소성시켜도 높은 압축강도를 얻을 수 있는, 숯과 짚이 함유된 황토벽돌이 제공된다.

Description

숯과 짚이 함유된 황토벽돌{THE YELLOW MUD BRICK WHICH IS CONTAINED CHARCOAL AND STRAW}

본 발명은 숯과 짚이 함유된 황토벽돌에 관한 것이다.

일반적으로 건축용 자재로 이용되는 벽돌은 시멘트와 모래로 혼합되어 경화된 시멘트 벽돌로 건물의 벽 등을 조적하는데 주로 사용되었다.

이러한 시멘트 벽돌은 주로 건축물의 미관과 내구성 등에는 우수한 효과를 나타내고 있지만 시멘트에서 발생하는 독성으로 성인병 유발 및 피로감 발생 등으로 인해 최근 수요자들의 인체의 건강증진에 관한 욕구를 충족시키지 못했다.

이처럼 건강증진에 관한 욕구를 충족시키기 위해 원적외선 방출효과가 좋고,용이하게 구할 수 있는 황토를 주재료로 하는 벽돌을 제작하는 시도가 있어왔다.

'황토로 형성된 건축자재'(한국 실용신안 제20-0308520호)에는 황토, 맥반석, 숯, 볏짚이 가루형태로 적당량 혼합된 혼합물을 프레스기로 압축 성형하여 제조하는 황토벽돌이 공개되어 있다.

그러나, 상기 고안의 황토벽돌은 강도가 미흡하여 건물 내ㆍ외장재로는 적당하게 사용될 수 있으나, 구조재료로는 부적합하였다.

또, '원적외선 방사체의 제조방법'(한국공개특허 특2002-0024095호)에는 황토, 맥반석, 참나무 톱밥을 물과 혼합반죽한 혼합물을 프레스기로 압축 성형한 후 900~1300℃의 온도로 가스가마에서 불완전연소시켜 제조하는 황토벽돌이 공개되어 있다.

상기 발명은 높은 온도에서 소성시킴으로써 압축강도가 큰 벽돌을 얻게되는 것으로 양질의 벽돌을 제작하기 위해서는 다량의 연료가 소모되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 비교적 낮은 온도에서 소성시켜도 압축강도가 높아 경제성이 뛰어난 황토벽돌을 제공하는데 목적이 있다.

또, 티타늄을 첨가하여 압축강도를 보다 향상시킨 황토벽돌을 제공하려는 목적도 있다.

도 1은 본 발명의 숯과 짚이 함유된 황토벽돌의 제조방법을 나타낸 공정도.

도 2는 본 발명의 숯과 짚이 함유된 황토벽돌의 또다른 제조방법을 나타낸 공정도.

본 발명은 숯과 짚이 함유된 황토벽돌에 관한 것이다.

본 발명의 숯과 짚이 함유된 황토벽돌은 황토 분말, 숯 분말, 짚을 혼합 성형한 후 700~900℃의 비교적 낮은 온도에서 소성시켜도 압축강도가 높게 된다.

또, 티타늄을 첨가하여 소성시킴으로써 강도를 보다 높인 황토벽돌을 얻을 수도 있다.

본 발명의 숯과 짚이 함유된 황토벽돌의 제조방법은, 황토 분말 80중량%, 숯 분말 14중량%, 짚 6중량% 를 혼합기에 넣어 전체 100중량%를 혼합한 것에 물을 넣어 반죽한 다음, 반죽된 혼합물을 성형기에 넣어 압력을 가하여 일정한 형태로 성형하고, 성형된 벽돌을 건조시킨 후 가마에 넣어 700~900℃의 온도로 소성시켜 벽돌을 제조하는 것으로 구성된다.

또한, 본 발명의 티타늄이 첨가된 숯과 짚이 함유된 황토벽돌의 제조방법은, 황토 분말 70중량%, 숯 분말 15중량%, 짚 5중량%, 티타늄10중량% 를 혼합기에 넣어 전체 100 중량%를 혼합한 것에 물을 넣어 반죽한 다음, 반죽된 혼합물을 성형기에 넣어 압력을 가하여 일정한 형태로 성형하고, 성형된 벽돌을 건조시킨 후 가마에 넣어 700~900℃의 온도로 소성시켜 벽돌을 제조하는 것으로 구성된다.

이때 각 원료별 배합비는 해당 황토벽돌의 특성을 유지하는 통상의 범위 내에서 가감이 가능하다.

본 발명의 황토벽돌 제조시에 사용한 원료들의 특성은 다음과 같다.

황토는 화학적 조성이 실리카() 60~65중량%j, 철분 5~6중량%, 알루미나() 10~13중량%, 마그네슘과 나트륨 2중량% 정도, 석회 8중량% 정도로 되어 있다.

또한, 주요 광물의 조성을 보면, 석영이 60~70부피%, 장석과 운모가 10~20부피%, 탄산염광물이 5~35부피%가 있으며, 그밖에 지르콘 등의 광물이 함유되어 있다.

이러한 황토는 쉽게 부서지지 않는 점력을 가지고 있으므로 물을 가하면 찰흙으로 변하는 성질이 있다.

또한, 철분과 함께 산화작용을 받아 황색, 자색, 적색, 회색 등 다채로운 색깔을 띄기 때문에 각종 색깔을 갖는 건축용 벽돌로 만들 수 있다.

그 밖에, 다양한 광물질과 미생물이 포함되어 유기물을 분해하는 작용을 하고, 원적외선을 방출하여 피부의 노폐물을 제거하는 등 인체에 유익한 성분을 함유하고 있다고 알려져 있다.

숯의 화학적 조성은 탄소가 85중량%, 수분이 10중량%, 미네랄이 3중량%, 휘발분이 2중량% 정도로 되어 있다.

숯의 효능은 예전부터 전해져 왔으며, 최근에는 숯에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있다.

이러한 숯은 다공성을 띄는데 숯의 종류마다 다르나 보통 1g당 내부 표면적이 300㎡나 된다.

이러한 구멍들은 미생물의 주거공간이 되어 유해한 세균과 흡착하게 됨으로써 유해 세균에 대한 차단 효과를 갖게 된다.

또한, 숯의 다공성은 습기를 조절하는 능력과 부식을 막는 작용을 함께 하게 되며, 숯 자체내에 발생되는 음이온은 산소가 풍부하여 공기를 맑게 해주고, 양이온을 중화시켜준다고 알려져 있다.

짚은 섬유질로 되어 있고, 응집력이 강해 황토와 숯 분말의 혼합물을 강하게 결착시켜 강도를 높이도록 해준다.

티타늄은 비중이 철의 60%에 불과해 가벼울 뿐 아니라, 강하고 질긴 성질을 가지고 있다.

특히 티타늄 합금은 특수강의 강도보다 더 높고, 500℃ 전후의 고온에서도 그 성질이 거의 변화되지 않는다.

이하 본 발명의 실시예와 실험예를 들어 상세히 설명하나 이들이 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.

<실시예 1> 황토, 숯, 짚이 혼합된 황토벽돌의 제조

황토, 숯, 짚을 시중에서 구입하여 준비하였다.

먼저 황토와 숯을 분쇄기에 넣어 분쇄하였다.

짚은 분말 형태의 황토와 숯이 잘 응집되도록 2~10cm 크기로 절단하였다.

황토 분말 8㎏, 숯 분말 1.4㎏, 절단된 짚 0.6㎏를 혼합기에 넣은 후 물 3㎏를 넣어 균일하게 혼합시켰다.

균일하게 혼합된 혼합물을 유압성형기에 넣어 가로, 세로, 높이가 210㎜, 100㎜, 60㎜인 형상으로 성형시켰다.

성형한 벽돌의 수분이 제거되도록 25℃에서 4일 동안 건조시켰다.

건조된 성형물을 가마에 넣고, 800℃의 온도로 10시간 동안 소성시켜 본 발명의 황토벽돌을 제조하였다.

<실시예 2> 황토, 숯, 짚, 티타늄이 혼합된 황토벽돌의 제조

황토, 숯, 짚을 시중에서 구입하여 준비하였다.

먼저 황토와 숯을 분쇄기에 넣어 분쇄하였다.

짚은 분말 형태의 황토와 숯이 잘 응집되도록 2~10cm 크기로 절단하였다.

황토 분말 7㎏, 숯 분말 1.5㎏, 절단된 짚 1㎏, 티타늄 분말 0.5㎏를 혼합기에 넣은 후 물 3ℓ를 넣어 균일하게 혼합시켰다.

균일하게 혼합된 혼합물을 유압성형기에 넣어 가로, 세로, 높이가 210㎜, 100㎜, 60㎜인 형상으로 성형시켰다.

성형한 벽돌의 수분이 제거되도록 25℃에서 4일 동안 건조시켰다.

건조가 끝난 성형물을 가마에서 800℃의 온도로 10시간 동안 소성시켜 본 발명의 황토벽돌을 제조하였다.

<실험예 1> 황토, 숯, 짚이 혼합된 황토벽돌의 압축강도 실험

본 발명의 실시예 1에서 제조한 황토벽돌의 압축강도를 실험하였다.

비교군으로 황토분말 8.6㎏과 숯 분말 1.4㎏을 혼합한 후 실시예 1과 동일한 방법으로 성형한 후 1400℃의 온도에서 10시간 동안 소성시킨 벽돌의 압축강도를 실험하였다.

여기서 벽돌의 압축강도는 시료 10개를 합한 값의 평균값을 정수 자리로 끝맺음하였다.

압축강도의 시험 결과는 다음의 표1에 나타내었다.

<표1> 압축 강도 실험 결과

구분	압축강도	비고(단위)
실시예1에 의해 제조된 벽돌	2325	N/㎠(kgf/㎠)
비교군	2280

상기의 실험예 1과 같이 본 발명의 실시예 1의 짚이 함유된 황토벽돌은 짚을 혼합시키지 않고 높은 온도에서 소성시킨 벽돌보다 압축강도가 뛰어나 생산 비용에 비해 훨씬 효율적인 것을 알수 있었다.

또한 숯이 15%로 다량 함유되어 있어 습도 유지 및 살균 효과가 좋은 것을 알 수 있다.

<실험예 2> 황토, 숯, 짚, 티타늄이 혼합된 황토벽돌의 압축강도 실험

본 발명의 실시예 2에서 제조한 황토벽돌의 압축강도를 실험하였다.

비교군으로 황토분말 8.6㎏과 숯 분말 1.4㎏을 혼합한 후 실시예 2와 동일한 방법으로 성형한 후 1400℃의 온도에서 10시간 동안 소성시킨 벽돌의 압축강도를 실험하였다.

여기서 벽돌의 압축강도는 시료 10개를 합한 값의 평균값을 정수 자리로 끝맺음하였다.

압축강도의 시험 결과는 다음의 표1에 나타내었다.

<표1> 압축 강도 실험 결과

구분	압축강도	비고(단위)
실시예2에 의해 제조된 벽돌	2678	N/㎠(kgf/㎠)
비교군	2280

상기의 실험예 2와 같이 본 발명의 실시예 2의 황토, 숯, 짚, 티타늄을 혼합하여 저온에서 소성시킨 황토벽돌은 황토와 숯을 혼합하여 고온에서 소성시킨 황토벽돌보다 압축강도가 월등히 뛰어남을 알수 있었다.

본 발명에 의해 비교적 낮은 온도에서 소성시켜도 압축강도가 높아 경제성이 뛰어난 황토벽돌을 제작할 수 있다.

또한, 티타늄을 첨가하여 압축강도를 보다 향상시킨 황토벽돌을 제작할 수도있다.

Claims (3)

1. 황토벽돌의 제조방법에 있어서,

   황토 분말 80중량%, 숯 분말 14중량%, 짚 6중량% 를 혼합기에 넣어 전체 100중량%를 혼합한 것에 물을 넣어 반죽한 다음,

   상기 반죽된 혼합물을 성형기에 넣어 압력을 가하여 일정한 형태로 성형하고,

   성형된 벽돌을 건조시킨 후 가마에 넣어 700~900℃의 온도로 소성시켜 벽돌을 제조하는 것으로 구성된,

   숯과 짚이 함유된 황토벽돌의 제조방법.
2. 황토 분말 70중량%, 숯 분말 15중량%, 짚 5중량%, 티타늄10중량% 를 혼합기에 넣어 전체 100 중량%를 혼합한 것에 물을 넣어 반죽한 다음,

   상기 반죽된 혼합물을 성형기에 넣어 압력을 가하여 일정한 형태로 성형하고,

   성형된 벽돌을 건조시킨 후 가마에 넣어 700~900℃의 온도로 소성시켜 벽돌을 제조하는 것으로 구성된,

   숯과 짚이 함유된 황토벽돌의 제조방법
3. 제 1항 또는 제 2항의 방법에 의해 제조된 숯과 짚이 함유된 황토벽돌.