KR20060014473A - 송이를 사용한 고강도 저흡수율 콘크리트 세라믹 - Google Patents

Abstract

본 발명은 송이를 사용한 고강도 기능성 세라믹 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의한 조성물은 송이와, 잔골재, 시멘트, 물, 고성능AE감수제로 혼합 조성되어 양생된 후 절단하여 생산하는 것을 특징으로 한다. 송이는 흡수량과 마모감량이 높은 단점으로 인해 건자재로 사용되는 경우 타일이나 벽돌 정도로 사용되어왔다. 본 발명에서는 물-시멘트비(W/C)를 35%이하, 잔골재율(S/a)을 50%이상 설정하여 송이 굵은골재를 고강도 모르터로 피복하는 방식과 송이 굵은골재와 잔골재간의 부착능력을 높여 콘크리트의 강도 증진과 흡수율 감소를 유도하였다. 본 발명에 의한 배합비로 제조된 세라믹을 적당한 치수로 절단하여 판석과 경계석 등의 건자재를 생산한다. 이때, 표출되는 단면에 송이 입자의 노출이 최대가 되도록 굵은골재의 입도를 조정하고 동시에 강도와 흡수율 조건을 만족하도록 설계하였다. 본 발명에 의해 제조되는 송이 판석, 송이 경계석 등은 압축강도 300kgf/cm²이상, 흡수율 5%이하, 그리고 질소산화물(NOx)을 신속히 제거하는 특징이 있다.

송이, 고강도, 흡수율, 광촉매, 질소산화물(NOx), 건자재

Description

송이를 사용한 고강도 저흡수율 콘크리트 세라믹{HIGH STRENGTH AND LOW WATER ABSORPTION CONCRETE CERAMICS USING SCORIA COARSE AGGREGATE}

도 1 송이 콘크리트 세라믹의 단면 형성 개념도

도 2 송이 굵은골재와 잔골재의 결합 개념도

도 3 송이 세라믹 경계석 사진

도 4 송이 세라믹 판석 사진

도 5 질소산화물 제거시험장치의 개요도

도 6 송이 세라믹 블록의 시간경과에 따른 질소산화물 제거 성능

도면 부호의 상세한 설명

10 : 송이(scoria)

20 : 부순모래

30 : 피복된 시멘트 모르터

40 : 태양광선

50 : 질소산화물 농도 측정 검지관

60 : 아크릴 챔버

70 : 혼합 공기

80 : 송이 세라믹 블록 시험체

본 발명은 송이(Scoria)를 사용한 고강도 기능성 세라믹 조성물의 제조방법에 관한 것이다.

송이는 한반도 내에서는 제주도 지역에만 분포된 광물로 제주도 내에서도 지역에 따라 조금씩 차이가 있으나 입자가 수cm 정도의 조립질로 기공이 많고, 매우 가벼우며, 색깔은 적갈색, 황갈색, 흑색 및 암회색을 띈다. 표 1은 송이의 화학성분 범위 특성을 나타낸 것이다. 송이의 주성분은 SiO₂+Al₂O₃+Fe₂ O₃의 함량이 적갈색 송이가 평균 77.0%, 황갈색이 75.2%, 흑색이 76.0%로 안정된 화학조성을 갖고있다. 색상에 따른 TiO₂ 함량은 적갈색이 평균 4.1%, 황갈색이 2.6%, 흑색이 2.5%로 적갈색의 송이가 타 광물에 비하여 높은 함량을 나타낸다. 송이에 함유된 TiO₂가 오염물질 제거에 매우 뛰어난 효력을 발휘한다는 것을 본 발명자들이 최초 증명하였다.

색상	SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	TiO2	K2O	Na2O	Ig.loss	비고
적갈색	35.48∼48.62	14.07∼21.40	13.16∼18.54	3.62∼ 8.99	4.07∼ 9.14	1.00∼ 6.84	0.25∼ 1.93	1.39∼ 3.65	0.45 ∼8.50	단위 %
황갈색	35.81∼45.35	13.75∼23.52	13.52∼16.51	1.79∼ 7.78	0.95∼ 7.57	0.82∼ 5.83	0.34∼ 1.32	0.12∼ 2.81	3.11∼ 12.40	단위 %
흑색	40.01∼48.16	16.47∼22.50	10.48∼13.23	6.30∼ 9.37	6.26∼ 9.78	1.94∼ 3.51	0.12∼ 1.44	0.74∼ 3.24	0.22∼ 1.82	단위 %

송이를 2차 제품에 활용하고자 송이 미용팩, 화장품, 비누, 침대, 의류 등 다양한 생활용품 적용개발에 대한 시도가 이루어져 왔다. 그러나, 송이는 그 구성 성분이 무기물로 유기물이 전혀 포함되어 있지 않다. 또한, 송이의 물리적 화학적 특성은 생활용품보다는 건자재에 적용하는 것이 그 기능을 더욱 증진시키는 것으로 판단된다. 본 발명자들은 이러한 송이의 특성을 활용한 건자재 제조관련 특허를 출원한 바 있다.

특허 출원 10-2004-0052828 『송이를 사용한 기능성 세라믹 조성물』에는 인체에 해로울 수 있는 인공화학물질 대신 천연광물의 일종인 송이를 사용한 광촉매 반응원리로 유해물질을 근본적으로 분해 제거하는 기능을 갖는 세라믹 물질을 특허 출원하였다. 결합재로 강알칼리의 시멘트를 사용함으로써, 오염물질 흡착 친화력을 높이고, 비표면적을 극대화하는 방법으로 분해속도가 놀라울 정도로 신속한 것을 알고 있다. 그러나 종래의 기술은 오염물질 분해 능력 극대화에 치중하였을 뿐 고강도 문제와 흡수율 문제에는 소홀하였다. 압축강도 180kgf/cm²와 흡수율 10%내외 정도의 건자재는 벽체용 타일이나 벽돌용으로 적합하다. 그러나, 보차도경계석, 바닥판석 등 외부의 큰 하중과 동결융해의 피해가 예상되는 곳은 고강도, 저흡수율을 발휘해야만 목표로 하는 내구성을 확보할 수 있다. 송이 골재는 흡수량이 17∼40%로 높고, 마모감량이 45∼70%로 높다. 즉, 건자재 용도로는 불리한 여건을 갖추고 있다. 이러한 단점을 어떠한 방법으로 극복하느냐가 본 특허출원 기술의 핵심 내용이다.

본 발명은 고강도, 저흡수율, 다기능을 발휘하는 송이 세라믹 제조방법을 제 공하고자 한다,

즉, 본 발명에 의한 세라믹으로 제조된 건자재는 대기 오염물질의 제거 성능이 뛰어나야 한다.

생산된 제품의 디자인이 현대적이며, 탈색과 변색 문제가 발생하지 않고, 인공안료를 사용하지 않아야 한다.

제품의 품질기준은 압축강도 300kgf/cm² 이상, 흡수율 5% 이하, 휨강도 50kgf/cm² 이상의 고강도를 발현 해야한다.

특히, 제조방법이 간단하고 품질관리가 쉬워야 한다. 이것은 고품질의 제품을 생산하는데 필수 조건이다.

제조비용 측면에서 경제적으로 유리해야 한다. 즉, 고급 혼화재를 사용하는 경우 품질은 향상되지만 경제성 측면에서 불리하기 때문이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 송이 굵은골재, 잔골재, 시멘트, 물로 조성되어 저흡수율과 고강도를 발현하고 광촉매 반응으로 오염물질 제거 기능을 갖는 송이를 사용한 세라믹 건자재 제조방법을 제공한다.

본 발명은 일실시예로서, 송이 세라믹 단위량을 기준으로, 5∼20mm 입도의 송이 굵은골재 300∼700kg/m³, 5mm 이하 입도의 잔골재 700∼1300kg/m³, 시멘트 400∼500kg/m³, 물 120∼150kg/m³, 고성능AE감수제는 시멘트 사용량의 2%이내로 조성되 어 양생된 후 절단하여 생산하는 것을 특징으로 하는 송이 세라믹 건자재 제조방법을 제공한다.

본 발명은 일실시예로서, 분말도 1000cm²/g 이상의 황토 미분말을 시멘트 중량에 5∼15중량%로 대체 투입하여 제조되는 것을 특징으로 하는 송이 세라믹 건자재 제조방법을 제공한다.

본 발명은 일실시예로서, TiO₂ 미분말을 시멘트 중량의 1∼3중량% 범위로 대체 투입하여 제조되는 것을 특징으로 하는 송이 세라믹 건자재 제조방법을 제공한다.

본 발명은 일실시예로서, 잔골재로 부순모래, 석분, 해사, 또는 이들의 조합을 사용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 송이 세라믹 건자재 제조방법을 제공한다.

본 발명은 일실시예로서, 송이 굵은골재를 침투성 피복제로 피복 사용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 송이 세라믹 건자재 제조방법을 제공한다.

송이 굵은골재, 잔골재, 시멘트, 물 등 최소한의 재료로 혼합을 해야한다. 토목섬유, 폐유리 등 혼화재를 사용하는 경우, 배합시에 송이와 타 재료와의 비중차이로 재료 분리 현상이 발생하기 쉽다. 따라서, 배합재료를 3-4개로 최소한으로 설정하는 것이 좋다. 혼화재를 사용하는 경우, 그 성능과 가격 경쟁력이 월등한 경우는 가능하다. 또는 경제성에 상관없이 고급제품 생산이 목적인 경우는 콘크리트 폴리머 등의 고급 혼화재 사용도 가능하다.

송이는 다공성 광물로 pH가 7.5 정도의 약알칼리이고, 무수한 공극을 갖고 있고, 흡착능력이 뛰어나고, 높은 원적외선이 방출되는 등의 기능적 측면에서 다양한 장점이 있고, 제주도에 대량 분포되어 재료의 확보가 용이하고, 색깔이 다양하고 아름다워 향토미을 나타내는 장점이 있다. 특히, 광촉매 기능이 매우 뛰어나다.

일반적인 결합재는 화학재료인 폴리에스테르, 에폭시와 같은 폴리머류, 석회, 석고와 같은 세라믹류, 고로슬래그미분말과 같은 산업부산물류, 시멘트류 또는 이들의 조합 등 다양한 결합재가 사용될 수 있다. 바람직하게는 보통포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 시멘트, 플라이애시 시멘트 등 알칼리성인 시멘트 재료를 사용한다. NOx 등의 오염물질은 대부분 산성이기 때문에 알칼리성의 결합재를 사용함으로써 오염물질의 친화성을 높여서 흡착능력을 증대시키고자 한다.

잔골재는 부순모래, 석분, 천연사, 인공모래 등이 사용 가능하다. 석분의 경우, 0.08mm 체 통과량(KS F 2511)이 10% 이하이고, 입자모양판정실적률이 45% 이상으로 조절하여 사용한다. 분말도 1000g/cm² 이상의 석분 미분말을 혼화재 목적으로 조절하여 사용하여도 좋다.

표 2에 잔골재와 굵은골재의 입도범위를 나타내었다. 디자인 및 내구성 향상을 위해 단입도 제조 사용도 가능하다.

구분	치수	각 체를 통과하는 질량 백분율 %
		25	20	13	10	5	2.5	1.2	0.3	0.15
잔골재	5∼0	-	-	-	100	85∼100	-	40∼80	10∼35	5∼30
굵은골재	20∼5	-	100	90∼100	40∼75	0∼25	0∼5	-	-	-
	20∼5	100	90∼100	-	10∼50	0∼15	-	-	-	-
	13∼5	-	100	90∼100	40∼80	0∼20	0∼10	-	-	-

고성능AE감수제는 투입되는 물의 양을 감소시켜 내구성이 높은 제품을 만드는데 기여한다. 유동화제를 사용해도 무방하며 다양한 혼화제가 사용가능 하다. 배합에 화학재료를 배제하는 경우에는 사용하지 않아도 무방하다.

황토는 대기중의 오염물질 흡착에 유리하고, 제품의 색을 조절하는 역할을 한다. 즉, 황토는 지역에 따라 색이 다양하기 때문에 독특한 색의 황토를 천연 안료의 형태로 사용한다. 건자재의 배경색을 조절하기 하기 위해 사용한다. 제품의 다양한 배경색 조절을 목적으로 황토 대신에 화산회토, 2차점토 등이 사용가능하다.

선택적으로 TiO₂를 시멘트량의 1∼3중량% 대체 투입하여 광촉매 반응면적을 증가시킬 수 있다.

제조순서는 송이굵은골재에 시멘트를 투입하여 혼합한 후, 송이굵은골재+시멘트 조성물에 잔골재를 투입하여 혼합한 후, 송이굵은골재+시멘트+잔골재 조성물에 고성능AE감수제가 혼합된 물을 투입하여, 송이굵은골재+시멘트+잔골재+물+고성능AE감수제를 충분히 혼합한 후, 거푸집에 투입하고 진동 가압하여 블록을 제조한다. 일정기간 양생 후에 절단기로 적당한 크기로 절단하여, 송이 판석, 송이 블록, 송이 경계석 등의 기능성 건자재를 생산한다. 송이를 시멘트로 우선 코팅하는 것이 강도측면에서 좋다. 송이 표면을 시멘트로 코팅하게 되면 강도증진에 효과가 있고, 흡수율이 감소되는 장점이 있다.

도 1은 송이 콘크리트 세라믹의 단면형성 개념을 나타내고 있다. 송이는 입자가 모나고 날카롭다 이러한 성질을 이용하여, 부순모래, 석분, 해사와 같은 잔골재를 이용하여 도 2와 같이 송이입자를 시멘트 페이스트가 피복하고, 송이입자와 입자 간에는 고강도 모르터가 골조형태로 피복하게 되면, 송이 입자의 강도가 낮아도 전체적인 세라믹 블록은 고강도 저흡수율을 나타내게 된다.

이러한, 이론적 개념은 강도시험후의 파괴단면을 조사한 결과 이론적 개념과 일치한다는 사실을 확인하였다.

실시예-1

배합비	W kg/m3	C kg/m3	S kg/m3	G kg/m3	AE kg/m3	압축강도 kgf/cm2	흡수율 %	비고
1	120	400	942	562	4	307	5
2	120	400	1130	450	4	364	5
3	120	400	1319	337	4	401	4
4	150	500	859	513	5	342	5
5	150	500	1031	410	5	436	4
6	150	500	1203	308	5	486	3

실시예에서 W는 물, C는 시멘트, S는 잔골재(부순모래), G는 송이굵은골재, AE는 고성능AE감수제이다. 물-시멘트비(W/C) 30%, 잔골재율(S/a) 50∼70%, 물(W) 120∼150kg/m³, 부순모래의 표건비중 2.68, 송이굵은골재의 표건비중 1.60, 시멘트의 비중 3.15, 굳지않은 콘크리트 공기량 5% 기준으로 배합설계하였다. 송이 굵은골재와 부순모래의 함수율에 따라, 물(W)의 사용량이 달라질 수 있으나, W/C비를 35% 이내로 유지하는 것이 좋다. 송이 굵은골재는 비중의 범위가 넓다(1.30∼2.50). 뿐만아니라 표건 상태를 판정하기란 쉽지 않다. 본 배합에서는 송이골재를 24시간 침수시킨 후 표면의 물을 제거하여 내부가 완전히 포화상태에서 실험을 수행하였다. 잔골재로 사용된 부순모래 또는 석분의 경우도 비중의 범위가 넓다. 따라서, 송이 굵은골재와 잔골재의 비중과 함수비에 따라 굵은골재 및 물의 배합비가 달라질 수 있다.

압축강도는 KS F 2403에 의거하여 공시체(∮10×20cm)를 제작하여, 슬럼프는 0으로 유지하도록 하고, 각각의 변수 당 3개의 공시체를 시험한 후 평균값을 사용하였다. 현장에서 대량 생산시에는 슬럼프를 최대 5cm 이내로 조절하여 사용 가능하다.

실시예-2

배합비	W kg/m3	C kg/m3	S kg/m3	G kg/m3	AE kg/m3	휨강도 kgf/cm2	흡수율 %	비고
표준배합	135	450	1081	430	4.5	81 73 80 82 80	4 3 3 4 3

실시예 2에서는 보차도용 콘크리트 인터로킹 블록 KS F 4419-2001 기준에 따라 휨강도와 흡수율 시험을 실시하였다. 시료를 200×60×60mm로 5개 절단하여 시료의 치수를 측정한 후, 휨강도 시험후, 흡수율 시험을 실시하였다. 휨강도가 73kgf/cm² ∼ 82kgf/cm² 정도의 범위에 있다. 흡수율은 5% 이내로 측정되었다. 휨강도가 70kgf/cm² 이상의 높은 값을 나타내는 것을 알 수 있다.

실시예-3

배합비	W kg/m3	C kg/m3	S kg/m3	G kg/m3	AE kg/m3	압축강도 kgf/cm2	흡수율 %	비고
1	120	400	907	562	4	301	5
2	120	400	1088	450	4	332	5
3	120	400	1270	337	4	360	4
4	150	500	827	513	5	339	5
5	150	500	993	410	5	403	4
6	150	500	1158	308	5	432	4

실시예 3에서 S는 잔골재를 해사로 사용한 경우의 실시예를 나타내었다. 부순모래나 석분을 혼합사용하는 것보다는 강도측면에서 조금 낮지만, 종래의 참고문헌상에 발표된 압축강도 보다는 훨씬 높은 수치를 보여주고 있다.

실시예-4

배합비	W kg/m3	C kg/m3	S kg/m3	G kg/m3	AE kg/m3	압축강도 kgf/cm2	비고
1	180	450	669	491	2.25	213	참고문헌1
2	210	350	753	653	0	210	참고문헌2
3	180	350	-	1258	1.75	150	참고문헌3

실시예 4는 종래의 문헌에 발표된 배합비를 나타내고 있다. 실시예 4에서 참고문헌 1은 특허출원 10-2003-0033114의 배합비에서 S는 5mm 이하 입도의 송이 잔골재이고 G는 5∼20mm 입도의 송이 굵은골재를 사용한 경우이다. 시멘트를 450kg/m³ 사용하였어도, 강도가 213kgf/cm² 정도의 낮은 강도를 나타낸다. 참고문헌 2는 이시우 등이 1990년 12월 한국콘크리트 논문집에 게재된 배합비이다. 잔골재로 강모래를 사용하고, 굵은골재는 5∼30mm 입도의 송이를 사용하였으며, 물-시멘트비가 60%, 잔골재율 45%이다. 사용된 시멘트량에 비해, 저강도가 발현되는 것을 알 수 있다. 참고문헌 3은 특허출원 10-2003-0059384의 배합비에서 G는 굵은골재 최대치수 15mm 이하의 송이 혼합골재를 사용한 경우로 압축강도가 150kgf/cm² 로 매우 낮 은 것을 알 수 있다. 실시예 4의 1,2,3 배합비로 제조된 콘크리트의 경우 흡수율은 10∼15% 범위로 매우 높다. 즉, 내장용 타일이나 벽돌용으로 적합하나, 높은 하중과 동결융해를 받는 외장용으로는 부적합하다.

본 발명에서는 화학 안료를 전혀 사용하지 않는다. 따라서, 표출된 송이 세라믹의 단면에서 배경색은 콘크리트의 회색일 수 있고, 고로슬래그 시멘트를 사용하는 경우 흰색이 나타난다.

한편, 분말도 1000cm²/g 이상의 황토미분말을 시멘트 중량의 5∼15% 대체 투입하여, 배경색을 황토색으로 나타나게 할 수 있다. 황토색은 채취장소마다 다양하기 때문에 다양한 배경색을 나타내는 장점이 있다. 황토를 사용하는 것은 배경색 뿐만이 아니라, 오염물질의 흡착능력 강화에 도움이 되고, 포졸란효과 및 미세충진효과에 의해 강도 증진 및 내구성 증진에 도움이 된다.

실시예-5

배합비	W	C	H	S	G	AE
표준배합	135	450	0	1081	430	4.5
황토배합	135	400	50	1081	430	4.5

황토를 시멘트 대체 11% 사용하는 경우의 예를 실시예 5에 나타내었다. 즉, 계산방식은 (50/450)×100%=11% 이고, 최대 시멘트의 15%까지 대체 가능하다.

흡수율 저하를 위해 침투성 무기질 반응형 개질재로 송이 굵은골재를 피복하게 되면 흡수율 저하에 뛰어난 효과를 나타낸다.

실시예-6

시험항목	송이굵은골재 흡수량 (%)	송이 세라믹 흡수율 (%)
무피목 송이굵은골재	28	7
피복 송이굵은골재	10	3

흡수량은 절대건조상태에서 표면건조 포화상태가 될 때까지 흡수되는 물의 양으로 24시간 침수에 의해 표면건조 포화상태일 때의 골재알 속에 들어있는 모든 함수량을 말한다. 즉, 절대건조상태를 기준으로 표건상태의 골재가 가지고 있는 물을 나누어 표시한 값이다.

T사의 콘크리트 표면 강화제를 사용하여 피복한 결과, 골재 표면의 미세공극을 충진하는 동시에 콘크리트를 조성하게 되면, 석회성분과 반응하여 규산칼슘수화물을 생성시켜 표면조직을 치밀화 시킨다.

송이 골재 자체의 흡수량이 17∼40% 범위로 매우 높다. 흡수율을 최대한 낯추기 위해서는 송이 골재의 피복 여부가 중요하다는 것을 나타내고 있다.

질소산화물 제거 시험체 제작 및 시험 방법

국내는 물론이고 국외의 경우도 광촉매 효과를 시험하는 기준이 제시되지 않아, 최근 논문에서 발표되는 시험법을 참조하여 다음과 같이 시험을 수행하였다. 밀폐된 두께 1cm의 아크릴 챔버(60×60×60cm)에 송이 세라믹 블록(40×40×2cm)을 투입하고, 질소가스를 투입한 후, NOx 농도 측정 검지관을 삽입하여 1시간 단위로 챔버내의 NOx 농도를 측정하였다. 자외선은 태양광을 이용하였고, 오전 9시에 시험을 개시하였다. NOx 농도 측정기는 미국 BACHARACH사의 ECA450모델을 사용하였다.

시험체의 반응면적은 1600cm²이고 챔버의 용적은 216,000cm³이다. 도출된 시험 데이터를 종합해보면 밀폐된 실내의 공간용적이 결정되는 경우, 오염물질 제거 에 필요한 송이 블록의 면적이 예측 가능하게 된다.

도 5는 질소산화물 제거시험장치의 개요도를 나타내고 있다. 도 5에서 40은 태양광선, 50은 질소산화물 농도 측정 검지관, 60은 아크릴 챔버, 70은 혼합 공기, 80은 송이 세라믹 블록 시험체이다.

도 6은 실시예 5의 표준배합에 의해 제조된 송이 세라믹 블록의 시간경과에 따른 질소산화물 제거 성능을 도시하고 있다. 불과 6시간만에 130ppm의 질소산화물을 1ppm 이하로 낮추는 것을 확인할 수 있다. 종래에 발표된 사례가 없는 획기적인 성능을 발휘한다.

기술적 측면

보통 콘크리트의 물-시멘트 비는 45% 전후이다. 그러나, 본 발명에서는 25∼35% 정도로 물-시멘트비를 낮추어 제조하기 때문에 구조적으로 고강도를 발현할 수 있다.

보통 콘크리트의 잔골재율은 45% 내외이다. 그러나, 본 발명에서는 잔골재율을 50∼70% 정도 사용함으로써, 굵은골재를 잔골재로 두껍게 피복하기 때문에, 외력은 고강도의 모르터가 부담하는 시스템이다. 따라서, 송이 굵은골재의 골재강도가 낮아도, 본 발명에 의한 배합비로 제조된 세라믹은 고강도를 발휘한다.

한편, 송이 굵은골재의 양이 부족하면, 그만큼 광촉매 반응이 발생하는 면적이 작아지기 때문에, 합리적인 배합비를 제시하고 있다.

기능적 측면

종래의 송이를 사용한 건자재는 흡수율이 높고 강도가 낮은 단점이 있다. 물론, 내외벽 타일, 벽돌 정도는 흡수율이 높고 강도가 낮아도 사용하는데 문제는 없다. 그러나, 보차도블록, 판석, 경계석 등으로 사용하려면, 흡수율이 낮아야 하고, 강도는 높아야 한다. 종래의 배합으로 혼합하는 경우 흡수율의 저하에 한계가 있다. 따라서, 본 발명에서는 송이 굵은골재를 표면 코팅하는 방법을 사용하여 흡수량을 감소시키는 방법을 사용하여, 흡수율 저하를 도모하였다. 그 결과 흡수율 5% 이하, 압축강도 300kgf/cm² 이상의 고강도 세라믹 제품 개발이 가능하게 되었다.

석기질 또는 화학재료를 사용한 종래의 건자재는 오염물질을 배출하는 것이 대부분이다. 그러나, 본 발명에 의한 세라믹 건자재는 NOx, SOx, VOCs 등의 오염물질을 흡착 제거하는 광촉매 기능을 보유하고 있다. 그것도, 인공 화학재료의 도움없이 천연광물에서의 기능을 이용하고 있다. 지금까지, 발표된 적인 없는 놀라운 기능과 성능을 발휘한다. 이것을 최대한 활용한 건자재가 송이 세라믹 건자재이다.

뿐만아니라, 높은 원적외선방사(92%), 항균 및 살균 기능(대장균 및 녹농균에 의한 항균시험에서 24시간 후 99.8%의 세균감소율발현), 탈취효과(NH₃ 투입후 3시간 후 90% 탈취율발현), 자동습도조절능력이 우수하며, 다양한 기능을 동시에 보유하고 있다.

디자인 측면

화학안료를 전혀 사용하지 않는다. 그러나, 황토, 점토, 화산회토 등을 분말도 1000cm²/g 이상 제조하여 사용하기 때문에 흙의 다양한 색상과 질감을 나타낼 수 있다.

화학안료를 사용하게 되면, 탈색과 변색의 문제가 발생될 수 있지만, 오랜 풍화기간을 거친 무기질의 흙을 혼화재 용도로 사용하게되면, 변색과 탈색의 문제가 발생되지 않는다.

다양한 흙의 고유한 색상을 나타낸다는 것은 자연의 아름다움을 그대로 나타는 장점이 있다.

흙을 혼화재로 사용하는 경우, 포졸란효과와 미세충진효과로 인해 내구성 증진에 효과가 있다.

경제적 측면

제주 송이와 흙은 부존량이 풍부하나, 지금까지 활용 용도가 다양하지 못하했다. 따라서, 매우 낮은 가격을 형성하고 있고, 부순모래와 석분도 종래의 천연모래와 비교하여 2/3 가격수준이다.

송이 세라믹 제품은 종래의 석재 가공품과 비교하여 가격 경쟁력에서 훨씬 유리하다.

고강도 제품 제조를 위해 결합재의 양을 대량 사용하거나, 고급 혼화재를 사용하는 경우, 목표강도를 확보할 수 는 있지만 작업 공정이 늘어나고, 품질관리가 어렵고, 제조 단가가 상승하는 등의 문제가 유발된다, 그러나, 본 발명에 의한 제조 방법은 제조방법과 과정이 간단하고, 품질관리가 용이하며, 경제적으로 유리한 조건을 갖추고 있다.

Claims (6)

1. 송이 굵은골재, 잔골재, 시멘트, 물로 조성되어 저흡수율과 고강도를 발현하고 광촉매 반응으로 오염물질 제거 기능을 갖는 송이를 사용한 세라믹 건자재 제조방법.
2. 송이 세라믹 단위량을 기준으로, 5∼20mm 입도의 송이 굵은골재 300∼700kg/m³, 5mm 이하 입도의 잔골재 700∼1300kg/m³, 시멘트 400∼500kg/m³ , 물 120∼150kg/m³, 고성능AE감수제는 시멘트 사용량의 2%이내로 조성되어 양생된 후 절단하여 생산하는 것을 특징으로 하는 송이 세라믹 건자재 제조방법.
3. 제1항 내지 제2항에 있어서, 분말도 1000cm²/g 이상의 황토 미분말을 시멘트 중량에 5∼15중량%로 대체 투입하여 제조되는 것을 특징으로 하는 송이 세라믹 건자재 제조방법.
4. 제1항내지 제2항에 있어서, TiO₂ 미분말을 시멘트 중량의 1∼3중량% 범위로 대체 투입하여 제조되는 것을 특징으로 하는 송이 세라믹 건자재 제조방법.
5. 제1항내지 제2항에 있어서, 잔골재로 부순모래, 석분, 해사, 또는 이들의 조합을 사용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 송이 세라믹 건자재 제조방법.
6. 제1항내지 제2항에 있어서, 송이 굵은골재를 침투성 피복제로 피복 사용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 송이 세라믹 건자재 제조방법.

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