KR20050024535A - 다공성 투수 조립블록 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도로의 보도 및 공원이나 광장 등의 바닥에 설치하는 다공성 투수 조립블록에 관한 것으로, 보다 상세히 말하면 폐석을 재활용하여 사용한 다공성 콘크리트로 블록을 제작하여 우천시 강우를 블록의 공극을 통하여 지면으로 쉽게 스며들도록 하여 상쾌한 보도기능을 제공하며, 폐석을 사용하여 재활용 효과를 극대화시키는 다공성 투수 조립블록에 관한 것이다.

본 발명에 의한 다공성투수조립블록은 폐석을 활용한 다공성 콘크리트 블록으로 제작하기 때문에 블록에 공극이 형성되어서 우천시 빗물이 지면으로 용이하게 흡수되어 블록이 시공되어있는 보도면에 물의 범람을 방지하고 우천시 빗물을 하수도로 흘려보내지 않고 지면으로 그대로 흡수시켜줌으로써 지하수의 고갈을 방지하여준다.

본 발명에서는 보도 및 공원이나 광장 등의 바닥에 설치하는 블록에 있어서, 시멘트 분말과 블록의 색상을 나타낼 수 있는 안료를 혼화제와 섞어서 재활용 폐석을 사용하고 다공성콘크리트를 제작하여 투수가 가능한 공극을 구비하도록 제작한 다공성투수조립블록을 제공한다.

Description

다공성 투수 조립블록{rain permeable block}

본 발명은 도로의 보도 및 공원이나 광장 등의 바닥에 설치하는 다공성 투수 조립블록에 관한 것으로, 보다 상세히 말하면 폐석을 재활용하여 사용한 다공성 콘크리트로 블록을 제작하여 우천시 강우를 블록의 공극을 통하여 지면으로 쉽게 스며들도록 하여 상쾌한 보도기능을 제공하며, 폐석을 사용하여 재활용 효과를 극대화시키는 다공성 투수 조립블록에 관한 것이다.

일반적으로 보도 및 공원이나 광장 등의 바닥은 아스콘 또는 콘크리트로 포장되어 있거나, 또는 형틀로 제작된 콘크리트 보도블록으로 시공되어 있어 우천시 빗물을 할 수 없는 구조로 되어 있었다.

또한 이러한 아스콘이나 콘크리트로 포장된 보도의 경우에는 우천시 빗물이 고여 있게 되어 보행에 불편을 주게 되며, 빗물이 지면으로 흡수되지 않고 하수도로 흘러나가기 때문에 지하수의 고갈을 초래하며, 여름에는 지면과의 보행자의 사이가 보도블록으로 막혀서 공기가 통하지 않기 때문에 지나치게 보도 면의 온도가 상승하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기에서와 같은 종래 기술의 블록에서의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 블록의 다공성 공극을 형성하기 위하여 일정크기의 조골재와 시멘트, 물, 혼화제 그리고 재활용 폐석을 활용한 다공성 콘크리트 블록으로 제작하여 블록에 공극을 형성시킴으로써, 우천시 빗물이 지면으로 용이하게 흡수되도록 하여 블록이 시공되어있는 보도면에 물의 범람을 방지하고 또한 대부분의 빗물을 하수도로 흘려보내지 않고 지면으로 그대로 흡수시켜줌으로써 지하수의 고갈을 방지하여 주는 다공성투수조립블록을 제작하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 보도 및 공원이나 광장 등의 바닥에 설치하는 블록에 있어서, 시멘트 분말과 블록의 색상을 나타낼 수 있는 안료를 혼화제와 섞어서 재활용 폐석을 사용하고 다공성콘크리트를 제작하여 투수가 가능한 공극을 구비하도록 제작한 다공성투수조립블록을 제공한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 특징적인 구성과 작용효과를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 다공성 투수 조립블록의 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A' 방향의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 시공 상태를 나타내는 평면도이고, 도 4는 본 발명의 다각블록 형상의 다공성 투수 조립블록의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 시공 상태를 나타내는 평면도이다.

본 발명의 구성을 살펴보면, 시멘트 분말과 안료를 혼화제와 섞어서 블록의 색상을 나타내고, 재활용 폐석(11)을 사용한 다공성콘크리트로 블록을 제작하여 투수가 가능한 공극(14)을 구비한다.

본 발명의 다공성 투수블록의 제작과정을 간단히 보면, 재활용 폐석이나 자갈, 모래 등의 골재와, 상기 골재의 13~18 중량% 의 고로 시멘트와, 상기 고로시멘트의 25~35 중량% 의 AE감수제 및 물로 이루어진 혼합물을 섞어서 된 모르타르 혼합물에 보강제를 추가하여 혼합하고, 다각형의 블록 형틀에 넣어 일정높이의 두께를 가지는 다각형의 평면형상으로 이루어지며, 50~60℃의 스팀을 30분~2시간 공급하여 굳히는 스팀양생을 하여 이루어진다.

본 고안의 다공성 콘크리트 블록 제조에 사용되는 고로시멘트(portland blast furnace cement)는 용광로에서 선철을 제조할 때 생기는 부산물인 슬래그(광재)에 포틀랜드 시멘트와 석고(石膏)를 혼합하여 만든 혼합 시멘트로, 보통의 포틀랜드 시멘트에 비하여 시멘트의 경화과정에서 발생되는 열인 수화열(水和熱)이 낮고, 내구성이 높으며, 화학저항성이 큰 한편, 투수(透水)가 적은 특징이 있다. 또 중량이 크고 강도가 세며 알칼리성이 낮아 중성에 가깝고 특히 양생 후 강도가 좋아진다.

고로시멘트를 골재 중량을 기준으로 13중량％이하 혼합할 경우, 다공성 콘크리트 블록의 강도가 저하되며 18중량％이상 혼합할 경우, 강도는 높아지나 원가가 상승하는 문제점이 발생하므로 고로시멘트의 양은 13∼18중량％로 혼합하는 것이 바람직하다.

상기 AE감수제, 접착제 및 물로 이루어지는 혼합물은 고강도제로 사용되는 혼화제이다. 특히 AE감수제는 발포성(發泡性)이 현저한 계면활성제로서 콘크리트 중에 미소한 독립된 기포(氣泡)를 고르게 발생시켜 콘크리트의 내동결융해성(耐凍結融解性), 내식성(耐蝕性) 등 내구성을 개선시키며 시멘트와 화학반응하여 공간을 최소화 시키는 특성이 있고, 접착제는 시멘트의 접착력에 의해 압축강도를 증대시켜 접착력을 강하게 하는 특성이 있다.

그러나 상기 AE감수제 및 접착제를 너무 많이 사용하면 비경제적일 뿐 아니라 압축강도의 감소 등 여러 가지 장애가 발생하므로 적정 사용량을 엄수하는 것이 중요하다. 따라서 본 고안의 다공성 콘크리트 블록의 제조에서는 물, AE감수제 및 접착제의 혼합량을 100을 기준으로 하여 물 84∼88중량％, AE감수제 3∼4중량％, 접착제 9∼14중량％로 한정하는 것이 가장 바람직하다.

상술한 바와 같이 모르타르혼합물을 준비한 후, 콘크리트블록의 압축강도, 휨강도, 수명의 단점을 보강하기 위하여 보강제를 넣어 혼합한다. 이때 혼합되는 보강제로는 무기계 섬유, 유기계 섬유, 스크랩, 고탄력고무 등 다양한 결합재가 사용될 수 있으며 그 혼합량은 모르타르혼합물의 부피를 기준으로 2∼3％가 적합하다.

본 고안에 사용되는 상기 강도보강용 섬유로서 무기계 섬유의 종류로는 강섬유, 유리섬유, 탄소섬유 등이 있고 유기계 섬유의 종류로는 아라미드섬유, 폴리프로필렌섬유, 비닐론섬유, 나일론 등이 있다. 본 고안에 따른 콘크리트블록은 각종 보강용 섬유를 임의 크기로 절단하거나 실 또는 망사형상으로 만든 섬유사를 사용하는 것이 바람직하다.

스크랩(scrap)은 철강 및 금속공업에서 중요한 원료로 쓰이는 쇠부스러기, 파쇠, 고철 등을 나타내는 것으로, 모르타르혼합물에 넣어 콘크리트블록의 강도를 높일 수 있다. 특히 폐스크랩을 사용함으로써 재활용할 수 있고 우수한 강도를 갖는 콘크리트블록을 생산할 수 있으며 생산비용이 절약되는 효과를 얻을 수 있다.

또 상기 모르타르혼합물에 탄성이 강한 고탄력고무를 넣어 제조되는 콘크리트블록은 외력이 작용했을 때 전단응력과 인장강도가 더욱 높아지는 효과를 나타낸다.

모르타르혼합물에 상기된 바와 같은 다양한 보강재를 추가혼합시킴으로써 모르타르혼합물 자체의 결합을 좋게 하며, 완성된 콘크리트블록의 외력에 의한 균열 발생시 결합재 자체의 강도에 의해 균열의 진행을 억제한다.

이상과 같이 상술된 비율로 혼합하여 만들어진 모르타르혼합물을 다각형의 블록 형틀에 넣어 성형한다.

상기 형상으로 성형된 콘크리트 블록은 50∼60℃의 스팀을 30분∼2시간 동안 공급하여 양생시킨다. 일반적으로 시멘트는 방치시키면 발열되면서 굳어지는데, 완전히 양생되는 데 2∼3일 정도로 오랜 시간이 걸린다. 이와 같은 단점을 해결하기 위해, 본 고안의 다공성 콘크리트 블록은 양생 단계에서 증기를 공급하여 스팀 양생시킨다. 스팀 양생을 함으로써 발열과정에서 시멘트가 물을 흡수하면서 경화되어 콘크리트 블록의 강도가 좋아질 뿐 아니라 경화되는 시간도 하절기에는 30분, 동절기에는 2시간 정도로 매우 짧아져 생산성을 향상시킬 수 있다.

이때, 상기 공급되는 스팀의 온도가 50℃이하이면 콘크리트 블록의 경화 속도가 빠르지 않으며 65℃이상이면 시멘트의 강도가 약해지므로 50∼60℃의 온도를 유지시키는 것이 중요하다.

이와 같이 하여 완성되는 본 고안의 다공성 콘크리트 블록은 공극률이 25％이상 유지되고 사면안정에 필요한 구조적 강도를 충분히 가진다.

다공성 콘크리트는 9~20㎜의 부순돌(재활용 폐석), 고로 시멘트 또는 포틀랜드 시멘트를 주재료로 하여 물(시멘트 중량의 18-30%)과 혼화제를 첨가하여 제작한다. 이때 사용되는 골재는 폐석을 재활용하여 사용할 수 있으며, 재활용 폐석을 활용함으로써 무분별한 골재채취로 인한 자연환경의 파괴를 줄일 수 있다.

상기한 바와 같이 폐석(11)을 활용한 다공성 콘크리트를 사용하면 공극(14)을 갖는 본 발명의 다공성투수조립블록(10)이 완성된다.

부가적으로 설명하면, 다공성 콘크리트는 기존의 콘크리트와는 달리 모래를 넣지 않고 일정한 입도의 조골재와 철강용광로의 고로슬러지로 만든 고로슬래그 시멘트(저알칼리성 시멘트)및 특수 화학처리제를 배합해 제조한다. 골재간에 생성된 공극(약30%)에 의해 강우가 지면으로 용이하게 흡수될 수 있으며, 원지반의 토양이 숨을 쉴 수 있다.

다공성투수조립블록(10)은 도 1에 도시된 바와 같이 다수개의 각으로 이루어진 장방형의 형상이나, 도 4에 도시된 바와 같이 다수개의 각으로 모양을 만들어 제작할 수 있으며, 다각형의 블록 틀에 다공성 콘크리트를 넣어서 제작한다. 상기 다공성투수블록(10)은 다수개의 요입부(12)와 돌출부(13)를 형성하여 블록의 모양을 결정한다. 도 4에 도시된 바와 같은 다각블록 형상의 다공성투수조립블록(10)처럼 조개껍질 모양 등으로 만들 수도 있으며, 목적한 크기와 형상에 맞춰서 다양하게 제작할 수 있다. 또한 다공성투수조립블록(10)의 시공시에 종래의 획일적인 색상의 블록으로 시공하는 거세서 탈피하여, 블록의 색상을 달리하여 문양을 나타낼 수도 있다. 블록은 시공하였을 때 도 3과 도 5에 도시된 바와 같이, 가로 ? 세로 혹은 대각선 방향으로 연속적으로 맞대어 시공하며, 시공시에 블록 상호간에 공간이 남지 않도록 상기 다공성투수블록(10)의 요입부(12)에 돌출부(13)가 들어맞도록 일정한 형상과 크기로 제작한다.

본 발명에 따른 다공성투수조립블록(10)은 다양한 색상을 표현할 수 있고, 폐석(11)을 활용한 다공성 콘크리트로 제작하여 공극(14)을 형성하기 때문에 우천시 빗물이 지면으로 용이하게 흡수되어 블록이 시공되어있는 보도면에 물의 범람을 방지하고 우천시 빗물을 하수도로 흘려보내지 않고 지면으로 그대로 흡수시켜줌으로써 지하수의 고갈을 방지할 수 있다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 다공성투수조립블록은 폐석을 활용한 다공성 콘크리트 블록으로 제작하기 때문에 블록에 공극이 형성되어서 우천시 빗물이 지면으로 용이하게 흡수되어 블록이 시공되어있는 보도면에 물의 범람을 방지하고 우천시 빗물을 하수도로 흘려보내지 않고 지면으로 그대로 흡수시켜줌으로써 지하수의 고갈을 방지하여준다. 본 발명의 다공성투수조립블록을 이용하여 공원의 산책로 또는 광장에 시공하게 되면 많은 양의 강우에도 용이하게 지면으로 투수하기 때문에 산책로의 역할 또는 광장으로서의 역할을 충분하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 다공성 투수 조립블록의 사시도,

도 2는 도 1의 A-A' 방향의 단면도,

도 3은 본 발명의 시공 상태를 나타내는 평면도,

도 4는 본 발명의 다각블록 형상의 다공성 투수 조립블록의 사시도,

도 5는 본 발명의 시공 상태를 나타내는 평면도이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 다공성 투수 조립블록

11 : 폐석 12 : 요입부

13 : 돌출부 14 : 공극

Claims (1)

1. 블록의 색상을 나타낼 수 있는 안료와, 재활용 폐석(11)을 사용한 다공성 콘크리트로 제작하여, 일정높이의 두께를 갖는 다각형의 평면형상으로 이루어지고 다수개의 요입부(12)와 돌출부(13)를 형성하며 투수가 가능한 공극(14)을 구비한 것을 특징으로 하는 다공성 투수 조립블록.