KR20070066129A

KR20070066129A - 단열, 방음 및 내진형 자동수평재

Info

Publication number: KR20070066129A
Application number: KR20050126934A
Authority: KR
Inventors: 박의신; 권평곤
Original assignee: 박의신; 권평곤
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2005-12-21
Publication date: 2007-06-27
Also published as: KR100735084B1

Abstract

본 발명은 단열, 방음 및 내진형 자동수평재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 균열이 적은 슬래그 시멘트에, 저밀도의 다공질로서 단열성능이 우수한 질석과, 온도/습도 조절력과 원적외선을 방사하는 황토와, 탄성이 좋아 방음성 및 내충격성을 폐타이어 분말과, 슬래그 시멘트와 융합하기 좋도록 하는 무수석고를 혼합하고, 섬유강화제 및 유동분말을 첨가한 후, 모래 또는 폐주물사를 배합하여 이루어지며, 건축물의 층간 소음을 줄이고 진동문제를 해결하며 단열성능이 우수하고, 작업공정이 단순화된 콘크리트 조성물을 제공할 수 있다는 효과가 있다.

자동수평재, 슬래그시멘트, 황토분말, 질석, 폐타이어 분말

Description

단열, 방음 및 내진형 자동수평재{INSULATION, SOUNDPROOF AND QUAKE PROOF SELF LEVELING MORTAR}

본 발명은 단열, 방음 및 내진형 자동수평재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슬래그 시멘트와, 황토분말과, 질석과, 타이어분말과 및 무수석고 등을 혼합한 혼합물에 일정량의 규사를 배합하여 이루어지는 자동수평재에 관한 것이다.

건축물은 소음이 적고, 단열이 잘 되며 및 진동에 강해야 한다. 그러나 종래의 건축물의 경우 이러한 모든 조건을 고루 갖춘 경우를 찾기가 쉽지 않다.

한편, 특수한 사용목적이나 환경에 맞도록 여러 가지 특수 콘크리트가 개발되었으나, 이와 같이 여러 가지 조건을 고루 갖도록 하는 것은 쉽지 않다.

특히, 아파트와 같은 건축물의 경우 단열과 함께 층간 소음의 차단 및 내진성 등이 매우 중요한바, 본 발명은 단열효과가 우수하며, 바닥 충격음 및 경계벽 소음을 효과적으로 차단할 수 있고, 내진성을 갖는 자동수평재를 개발하고자 한 것이다.

한편, 국민 생활수준의 급속한 향상과 경제성장으로 인하여 우리나라의 폐기물의 배출은 증가하고 있으며, 근래에 들어 폐기물의 효과적인 처리방법으로 재활 용과 소각에 대한 관심이 높아지고 있으나 아직은 거의 대부분을 매립에 의존하고 있는 실정이다. 특히, 폐주물사는 산업폐기물 분류상 유해폐기물로 분류되어 위생매립 등의 처리를 하여야 하고, 최근의 매립처분비용의 상승과 매립지의 부족 등으로 주물업자에게는 생산원가의 상승요인으로 작용하고 있다. 또 국가환경적인 차원에서는 매립장의 부족문제와 더불어 유용자원의 폐기라는 측면이 있다.

더욱이, 폐주물사는 콘크리트용 모래와 거의 같은 특성이 있기 때문에 콘크리트용 재료로서 다양하게 재활용될 수 있다는 특징이 있다.

또한, 자동차의 증가에 따라 폐타이어가 증가하여 새로운 환경문제로 대두하고 있는바, 이러한 폐타이어를 환경친화적으로 재활용할 필요성이 대두하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 단열성능이 우수하고 건축물의 층간 소음을 줄이며 진동문제를 동시에 해결할 수 있는 우수한 성능을 갖는 콘크리트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 소음, 진동, 및 단열 문제를 동시에 해결함과 동시에 유동 분말을 포함하는 자동수평재로서 건축물의 시공시 작업공정을 크게 단순화할 수 있는 제품을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 폐타이어 및 폐주물사 등의 폐기물을 재생하여 친환경적 제품으로 재활용할 수 있는 방안을 제시하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 단열, 방음 및 내진형 자동수평재는 슬래그 시멘트와, 황토분말과, 질석과, 타이어분말 및 무수석고의 혼합하고 섬유강화제 및 유동 분말을 첨가한 혼합물에, 규사를 1:1의 비율로 배합하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 단열, 방음 및 내진형 자동수평재는 상기 혼합물이 중량% 기준으로 하여 슬래그 시멘트 37%, 타이어분말 13%, 무수석고 11%, 질석 15%, 황토분말 22%, 섬유강화제 1%, 유동분말 1%인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 규사로서 콘크리트용 모래와 유사한 성질을 갖는 폐주물사를 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 단열, 방음 및 내진형 자동수평재는 슬래그 시멘트, 질석, 황토, 무수석고, 타이어분말을 주원료로 하고, 여기에 섬유강화제와 유동 분말을 첨가하여 이루어진 혼합물에, 규사를 1:1의 비율로 배합한 것이다.

슬래그 시멘트는 포틀랜드 시멘트의 반제품인 클링커와 고로 슬래그 및 석고를 각각 또는 조합하여 분쇄하고 일정한 비율로 혼합한 것으로, 일반 포틀랜드 시멘트에 비하여, 장기강도가 높고, 수화열이 낮으며, 화학적 저항성, 내해수성, 내열성, 방수성, 및 안정도가 우수하다는 특징이 있다. 따라서, 본 발명에서는 일반 포틀랜드 시멘트보다는 크랙이 적은 슬래그 시멘트를 사용하는 것이 바람직하다.

질석(蛭石, Vermiculite)은 단사정계에 속하는 광물로 회백색 또는 갈색이며, 광택이 나고 화학성분은 (Mg, Fe, Al)₃(Al,Si)₄O₁₀(OH)₂·4H₂O로 알루미늄·마그 네슘·철의 수산화규산염으로 된 점토광물이며, 굳기 1~2, 비중 2.76인 광물이다. 질석은 저밀도의 다공질(多孔質)이며, 흡수능력이 좋아서 내열재료 및 방음재료로 널리 이용되고 있다. 또한, 소성한 것은 가볍고 내화성이 있으며 흡음(吸音), 단열용 충전재나 시멘트 모르타르의 골재 등으로 사용되기도 한다.

본 발명은 이러한 질석의 물리, 화학적 성질에 착안하여 개발한 것이다. 즉, 시멘트의 밀도는 약 2300 ㎏/㎤인데 비하여, 질석은 64~160 ㎏/㎤으로 가볍고 공극이 많으며, 내화 및 단열 효과가 우수하다는 점에서 질석을 사용하고, 질석의 공극은 탄성이 있는 폐타이어 분말로 채움으로써 단열효과 및 충격흡수율을 최대화한 것이다.

타이어 분말은 고무의 탄성, 단열성, 절연성, 차음성 등의 성질이 있으며, 진동 및 충격흡수 능력이 뛰어나다. 또한, 폐타이어 분말은 질석의 공극을 채워 단열효과, 소음차단 및 내진성을 극대화하며, 약 200메쉬 이상의 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명은 버려지고 있는 폐타이어를 자원으로 재생하여 환경오염을 막고, 질석과 함께 혼합되어 단열, 방음, 소음진동을 차단시켜 주는 기능을 한다.

황토 분말은 온도 및 습도 조절효과와, 항균 및 탈취효과가 있으며, 인체에 유용한 효과가 있다고 알려져 있는 원적외선 방출량이 많다는 특징이 있다. 또한, 황토는 다량의 탄산칼슘(CaCO₃)을 함유한 황토의 주성분은 실리카 알루미나, 철분, 마그네슘 등으로 구성되며, 또한, 표면이 넓은 벌집 구조로 수많은 공간이 복층구 조로 되어 있어 이 구멍으로 원적외선이 저장 발산하여 황토의 효소 성분에는 카탈라제, 디페놀 옥시다아제, 시카리제, 프로테아제의 4가지 효소가 함유되어 독소제거, 분해력 비료요소, 정화 역할을 하는 황토는 물과 반응하게 되면 각 입자 간의 응집현상으로 약 6%의 체적 감소현상이 일어나며 이것이 균열의 주된 원인이다.

이와 같은 황토에 무수석고를 첨가하면 수화반응을 일으키면서 체적이 팽창되며 이 양자 간의 수축, 팽창작용으로 균열을 억제한다.

무수석고는 시멘트 중의 알루미네이트상과 반응하여 에트링가이트 생성 과정에서 수경성 광물인 칼슘실리게이트상 수화를 촉진하여 수화량 증가하고 화학적 결합수 증대시켜 시멘트 페이스트 중의 공극이 감소하여 고강도 콘크리트 얻을 수 있다. 즉, 무수석고는 슬래그 시멘트와 융합하기 좋도록 CaO, Al₂O₃의 비율을 3:1로 맞추기 위해 사용된다. 또한, 석고는 시멘트의 응결과 경화시간을 조절하기 위하여 첨가되며, 시멘트 안정성을 좋게 하며 초기강도를 강하게 한다. 그러나 석고를 필요 이상으로 첨가하면 응결시간이 너무 늦어지거나 강도에 좋지 않은 영향을 미치므로 적당양을 사용해야 한다.

한편, 섬유강화제는 콘크리트의 피로저항성 증대, 휨강도 증대, 전단력, 유연성, 충격저항, 파괴저항의 증가시키는 등 콘크리트의 물리적 성질을 향상시키고, 특히 섬유강화제의 첨가로 균열을 방지하고 강도를 증대시키며 충격저항성을 증대시키는 기능을 한다. 또한, 섬유강화제를 첨가함에 따라 와이어 메쉬 설치 작업이 필요없이 경제성, 시공성, 및 안전성이 확보되고 음극 이온화 차단으로 구조재의 부식을 방지시키는 효과가 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 슬래그 시멘트와, 질석과, 황토분말과, 타이어분말을 혼합하고, 무수석고 및 섬유강화제를 첨가하여, 슬래그 시멘트의 황산염의 화학작용, 내해수성 및 강도증가, 수화열이 작은 장점과, 질석의 단열효과와, 타이어 분말의 탄성 및 충격흡수력과, 황토의 해독력, 습도/온도 조절력 및 열효율성 등의 장점과, 섬유강화제의 특징인 강도 증대 등의 물리적 특징을 향상시키도록 하여, 단열, 방음 및 내진성능을 동시에 향상시킨 것이다.

즉, 본 발명은 슬래그 시멘트에 질석, 황토분말 및 폐타이어 분말을 혼합하고 무수석고, 섬유강화제 및 유동 분말을 첨가한 가미한 혼합물, 이 혼합물과 동량의 규사 또는 폐주물사를 배합하여 이루어지는 제품으로서, 단열, 방음 및 내진성을 향상시킴과 동시에 콘크리트 타설시의 공정을 단순화하여 인력을 최소화하고 빠른 공정으로 제조할 수 있도록 한 것이다.

폐주물사는 주물 공장에서 발생하는 폐기물로서 콘크리트용 규사 또는 모래와 거의 같은 특성을 나타내기 때문에 본 발명에서는 폐기물의 자원화로 친환경적 제품을 만들기 위하여 폐주물사를 활용하는 것이 바람직하다.

실시예

본 발명에 따른 단열, 방음 및 내진형 자동수평재를 제조하기 위한 주원료인 슬래그 시멘트와, 질석과 황토의 구성성분 및 함량이 표 1에 기재되어 있다.

구분	SiO₂	Al₂O₃	CaO	Fe₂O₃	MgO	S	MnO	TiO₃	K₂O	Na₂O	기타
슬래그 시멘트	30~35	38~45	13~18	0.5~1.0	0.5~1.5	0.5~1.5	0.5~1.5	0.5~1.5
질석	36~46	6~16	1~5	6~13				1~3	1~6
황토	50.19	28.69		7.48				1.31	0.24	0.08

표 2에는 본 발명에 따른 단열, 방음, 내진형 자동수평재를 제조하기 위한 혼합물의 혼합비율의 예가 기재되어 있다.

구분	슬래그 시멘트	타이어분말	무수석고	질석	황토	섬유강화제	유동분말	계
중량%	37	13	11	15	22	1	1	100

표 2에 기재된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명의 혼합물의 구성은 중량% 기준으로 하여 슬래그 시멘트 37%, 타이어분말 13%, 무수석고 11%, 질석 15%, 황토분말 22%, 섬유강화제 1%, 유동분말 1%로 이루어진다. 이와 같은 구성으로 이루어진 혼합물에, 폐주물사를 1:1의 비율로 배합하여 본 발명에 따른 자동수평재를 제조하였다.

하기 표 3에는 본 발명의 실시예에 따른 제품과 다른 벽돌과의 압축강도 등의 실험결과가 기재되어 있다.

구분	압축강도(kgf/cm²)	기공율(%)	원적외선(%)
시멘트 벽돌	250	12	79
기존 황토벽돌	40	-	89
적벽돌	305	22.1	88
본 발명의 실시예	210	39.5	92

상기 표 3에 기재된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동수평재는 압축강도 면에서 건축물에 사용하기가 충분하고 기공율이 뛰어나며 원적외선 방사량이 많았다.

하기 표 4 및 5에는 각각 본 발명에 따른 자동수평재의 압축강도 시험, 및 층간 차음시험 결과가 기재되어 있다.

시험항목	단위	측정치				비고
압축강도 (기건상태)	kgf/cm²	1	2	3	4
압축강도 (기건상태)	kgf/cm²	21	21	22	21
시험방법	KSL 5105-97(수경성 시멘트 모르타르의 압축강도)

주파수	중량 충격음(dB)				경량 충격음(dB)
주파수	A	B	C	D	A	B	C	D
63	74	75	76	74
125	69	71	71	70	67	68	68	69
250	56	52	55	56	64	60	63	66
500	44	44	47	43	57	55	57	58
시험방법	슬라브 150mm+ 본 발명의 실시예 50mm 타설 +미장 모르타르 40mm
건축법 시행령 제53조	주파수 500Hz 50dB 이하				주파수 500Hz 58dB 이하

상기 표 5의 층간 소음 시험결과, 본 발명에 따른 자동수평재를 사용한 결과, 중량 충격음 및 경량 충격음 모두 건축법에서 규정하고 있는 소음 이하의 값이 나타나 본 발명은 소음 진동에서 우수한 성능이 있음을 알 수 있다.

이상의 설명과 같이, 본 발명은 건축물의 층간 소음을 줄이고 진동문제를 해결하며 단열성능이 우수하고, 작업공정이 단순화된 콘크리트 조성물을 제공할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 소음, 진동, 및 단열 문제를 동시에 해결함과 동시에 유동 분말을 포함하는 자동수평재로서 건축물의 시공시 작업공정을 크게 단순화할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 폐타이어 및 폐주물사 등 폐기물을 효과적으로 처리하여 친 환경적인 2차 제품을 제조함으로써, 자원의 낭비를 막고 환경을 보호할 수 있다는 효과가 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 슬래그 시멘트에, 질석과, 황토분말, 및 폐타이어 분말 등을 혼합하고 유동 분말 및 폐주물사를 배합하여 제조하여 단열효과와, 방음효과 및 내진형의 자동수평 모르타르재에 관한 것으로서, 본 발명은 상술한 것에만 한정되지 않고 당업자로서는 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 가능할 것이다.

Claims

슬래그 시멘트와, 황토분말와, 질석과, 타이어분말 및 무수석고를 혼합하고 섬유강화제 및 유동 분말을 첨가한 혼합물에, 규사를 1:1의 비율로 배합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 단열, 방음 및 내진형 자동수평재.
제1항에 있어서, 상기 혼합물의 구성은 중량% 기준으로 하여 슬래그 시멘트 37%, 타이어분말 13%, 무수석고 11%, 질석 15%, 황토분말 22%, 섬유강화제 1%, 유동분말 1%인 것을 특징으로 하는 단열, 방음 및 내진형 자동수평재.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 규사는 폐주물사인 것을 특징으로 하는 단열, 방음 및 내진형 자동수평재.