KR20050005855A

KR20050005855A - 경량기포콘크리트 건설자재 부산물을 이용한 인공토양

Info

Publication number: KR20050005855A
Application number: KR1020030045751A
Authority: KR
Inventors: 강태호; 김영규
Original assignee: 강태호; 김영규
Priority date: 2003-07-07
Filing date: 2003-07-07
Publication date: 2005-01-15

Abstract

본 발명은 경량기포콘크리트(ALC)를 이용한 건축자재 제조시 발생하는 부산물 및 폐자재를 이용, 인공지반 녹화용 인공토양 제조에 관한 것으로, 구성비는 경량기포콘크리트 부산물 중량비 60∼75%, 코코더스트 중량비 10∼20%, 피트모스 중량비 10∼15%, 부숙퇴비(완효성) 중량비 5%로 구성되어지되 경량기포콘크리트 부산물은 입경분포가 2∼20㎜이고, 물로 포화시켰을 때의 수분량으로 계산한 공극률이 60∼85%인 것을 사용한다.

본 발명의 핵심 기술은 경량기포콘크리트 부산물내 기포속에 남아 있는 알카리성을 중화시키는 기술과 식물 생육에 필요한 혼합물 구성성분의 배합비에 관한 것이다.

본 발명은 우수한 통기성, 배수성 및 보수성을 가질 뿐만 아니라 단일 제품으로서 일반토양에 버금가는 효과를 얻을 수 있다. 또한 건설자재 부산물 및 폐자재를 사용하므로서 인공토양의 원가를 낮출 수 있고 자원재활용과 환경문제에도 이바지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

경량기포콘크리트 건설자재 부산물을 이용한 인공토양{The artificial soil which uses the Autoclaved Lightweight Concrete erector re-by-product}

본 발명은 건설자재인 경량기포콘크리트(ALC) 제조시 발생하는 부산물 및 폐자재를 이용한 인공지반 녹화용 인공토양에 관한 것으로, 구성비는 경량기포콘크리트 부산물 중량비 60∼75%, 코코더스트 중량비 10∼20%, 피트모스 중량비 10∼15%, 부숙퇴비 중량비 5%로 구성되어지되 경량기포콘크리트 부산물은 입경분포가 2∼20㎜이고, 물로 포화시켰을 때의 수분량으로 계산한 공극률이 60∼85%인 것을 사용함을 특징으로 하는 인공토양에 관한 것이다.

국내의 대부분의 도시는 급격한 도시집중화 현상으로 도심부 녹지 확보가 매우 적어 대기오염, 도시생태계의 파괴, 열섬화 현상 등 환경문제들이 날로 심각해지는 상황으로 대책 마련이 시급하다.

그러나 현실적으로 도심 부에 녹지 공간을 확보한다는 것은 매우 어려운 일이다. 따라서 도시의 녹지 공간을 확대해 나가기 위해서는 도시의 불용 공간으로 방치되어 있는 인공지반을 녹지 공간으로 활용하여야 한다.

현재 건물에 녹지 공간을 조성할 경우에는 우선적으로 토양이 건물에 미치는하중을 고려하여 자연토양에 비하여 경량화된 인공토양이 많이 사용되고 있다. 이와 같은 인공토양은 상술한 바와 같은 경량성 이외에도 식물의 생육에 필요한 적당한 보비력, 배수성 및 보수성 등의 조건을 구비하여야 한다.

일반적으로 사용되는 인공토양은 발포퍼라이트를 주성분으로 하여 제조되는데 이는 압축강도가 약하여 쉽게 분말화되므로 배수성 저하 및 비산이 용이한 등 취약점을 가지고 있고 단일 품목으로는 토양기능을 제대로 발휘하지 못하는 문제점을 안고 있다.

본 발명의 목적은 우수한 통기성, 배수성, 보수성 및 보비력을 가지면서 환경변화에 의하여 그 성능이 저하되지 않으며, 건축자재 부산물 및 폐기물을 사용하므로 생산원가를 낮출 수 있고 자원재활용과 환경문제에도 크게 이바지 할 수 있는 인공지반 녹화용 인공토양을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명을 자세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 건설자재인 경량기포콘크리트(ALC) 제조시 발생하는 부산물 및 폐자재를 이용한 인공지반 녹화용 인공토양에 관한 것으로, 경량기포콘크리트 부산물 중량비 60∼75%, 코코더스트 중량비 10∼20%, 피트모스 중량비 10∼15%, 부숙퇴비 중량비 5%로 구성되는 인공토양에 관한 것으로,

경량기포콘크리트(ALC ; Autoclaved Lightweight Concrete)는 석회에 시멘트와 기포제(AL.Powder)를 넣어 다공질화한 혼합물을 고온고압(온도 약 180℃,압력10㎏/㎠)에서 증기양생 시킨 건설 자재이다.

제조시 발포공정에 의해 제품체적의 70%에 달하는 미세한 독립기포 구조를 형성하여 경량성과 단열성이 우수한 특성이 생기는데 이는 인공토양을 구성할 수 있는 좋은 조건이 된다. 미세한 독립기포 구조는 인공토양의 기본적인 조건인 경량성을 만족시키고 추후 식물 도입시 통기성, 보수력 및 보비력에서 큰 효과를 나타낼 수 있다.

그러나 경량기포콘크리트의 부산물 및 폐기물을 바로 사용할 경우 알카리성이 높아 식물 생장에 악영향을 주므로 중화과정을 거쳐야 한다.

일정한 크기(2∼20㎜)로 분쇄된 경량기포콘크리트 부산물은 적어도 2∼3회 정도의 산화처리 과정을 거쳐 알맞은 pH농도를 조성한다. 산화처리 과정은 보통 강산을 4ppm으로 희석한 후 분쇄된 경량기포콘크리트를 담그는 작업을 시행한다. 이때의 기술적 메카니즘은 중화과정의 효과를 높이기 위해 강산의 농도를 높여 1∼2회의 중화과정만을 시행하게 되면 조성하고자 하는 내용물을 중화시킬 수가 없다. 산화처리 과정을 여러 단계를 거쳐 시행하는 것이 핵심기술이다.

또한, 상기의 중화과정을 거친 후 조성한 경량기포콘크리트 토양은 100% 중화가 된 것이 아니며 발포속에 남아 있는 알카리 성분은 자연용탈이 이루어 져야 한다. 자연용탈은 비나 인공적인 수분공급등에 의해 이루어지는데 효과를 높이기 위해 코코더스트를 혼합한다.

코코더스트는 배합과정에서 발포속에 첨가되어 남아 있는 알카리성분을 자연용탈이 100%이루어 질 수 있도록 시간을 단축하고 토양구성요소로서 그 작용을 한다. 또한 식물생장에 필요한 무기계 성분을 공급한다.

피트모스는 토양구성요소로 쓰이면서 호기성 미생물의 공간을 제공함으로써 식물생장에 도움을 주며 코코더스트와 상호 유기작용을 통한 추후 비료의 역할을 한다.

상기의 구성성분을 혼합한 인공토양은 내구성이 우수하고 단립상 구조를 이루어 식물생장에 유용하다.

다음의 실시예는 인공토양의 물리적 성질 및 화화적 성질을 분석한 결과 자료이다. 일정한 크기(2∼20㎜)로 분쇄 중화처리과정을 거친 경량기포콘크리트 부산물 중량비 70%, 코코더스트 중량비 15%, 피트모스 중량비 10%, 부숙퇴비 중량비 5%로 인공토양을 제조하였다. 제조된 인공토양을 토양측정기를 통해 삼상분포비를 측정하고 0.5㎏/㎠의 압력으로 충진한 코어(core)를 이용하여 물로 포화시켰을 때(48시간)의 수분량을 공극률을 계산하였으며, 정수위법으로 포화투수계수를 측정한 결과는 표 1과 같다.

또한, pH는 토양과 증류수를 1:5로 혼합하여 분자전극으로 측정하고, 유기물 함량은 워클리-블랙(Walkly-Black)법으로 정량하고, 전질소는 켈달(Kjeldahl)법으로 정량하며, 유효인산은 브레이(Bray) 1-p 1용액으로 침출하여 환원제로서 아스코르빈산을 사용하여 비색정량하고, 양이온치한능력(CEC(NH4OAc))는 pH 7.0, 1N NH4OAc로 포화시키고 에탄올로 과잉의 NH4+를 제거한 후 증류하여 정량하며, 치환성 Ca, Mg, K 및 Na는 NH4OAc(pH 7.0)용액으로 침출하여 원자흡광분광분석기로 정량한 결과를 표2에 기재하였다.

표1

삼상분포(vol/vol%)	공극률(%)	투수계수(m/s)
기상	공극률(%)	투수계수(m/s)	액상	고상
45.0	36.6	18.4	72.3	2.3×10-3

표2

분석항목	일반토양	실시예
pH	5.5∼6.5	6.9
유기물함량(g/㎏)	10	76.2
유효인산(㎎/㎏)	30	35.4
전질소(g/㎏)	1	0.4
CEC(cmol(+)/㎏)	10	15.2
Ca(cmol(+)/㎏)	5	116
Mg(cmol(+)/㎏)	2	1.53
K(cmol(+)/㎏)	0.5	4.12
Na(cmol(+)/㎏)	0.1∼0.2	0.49

본 발명은 우수한 통기성, 배수성 및 보수성을 가질 뿐만 아니라 단일 제품으로서 일반토양에 버금가는 효과를 얻을 수 있다. 또한 건설자재 폐자재를 사용하므로서 인공토양의 원가를 낮출 수 있고 자원재활용과 환경문제에도 이바지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

일정한 크기(2∼20㎜)로 분쇄 중화처리과정을 거친 경량기포콘크리트 부산물 중량비 60∼75%, 코코더스트 중량비 10∼20%, 피트모스 중량비 10∼15%, 부숙퇴비 중량비 5%로 구성된 인공지반 녹화용 인공토양
일정한 크기(2∼20㎜)로 분쇄 중화처리과정을 거친 경량기포콘크리트 부산물 중량비 60∼75%, 코코더스트 중량비 10∼20%, 피트모스 중량비 10∼15%, 폐석회 비료 중량비 5%로 구성된 인공지반 녹화용 인공토양