KR20130107480A - 황토 함유 콘크리트 조성물 - Google Patents

황토 함유 콘크리트 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 황토 함유 콘크리트 조성물에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 황토 함유 콘크리트 조성물은 황토, 백시멘트, 세골재 및 혼화재를 포함하여 이루어지며, 상기 혼화재는 고로슬래그분말, 니그린슬폰산, 유황, 굴껍질분말, 제올라이트, 마닐라삼, 숯가루, 천매암, 송이석 및 염화나트륨으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 함유한다.
상기 황토 함유 콘크리트 조성물은 황토를 주성분으로 포함함에 따라 자연 친화적이고 원적외선 방사력, 축열 기능, 온도 및 습도조절력, 자정력, 탈취력 등이 우수하며 반영구적 내구성을 발휘할 수 있을 뿐만 아니라 시공성 및 작업성이 우수하여 건축자재, 내장재 및 포장재 등으로 매우 유용하게 사용될 수 있다.

Description

황토 함유 콘크리트 조성물{Concrete composition comprising loess}
본 발명은 원적외선을 방출하는 황토를 주성분으로 하여 제조된 황토 함유 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
황토는 예로부터 우리나라의 전통적인 건축자재 및 내장재로 사용되어 왔다. 황토는 자체 온도조절능력을 가지고 있고, 다량의 원적외선을 방사해 해독효과, 단열효과 및 열량 보존효과가 뛰어나다. 따라서 황토를 함유한 건축물의 내부는 여름에 시원하고 겨울에 따뜻하며, 습도조절력과 통풍, 환기 등의 기능이 뛰어나기 때문에 우리나라와 같이 습기가 많은 기후조건에 적합하다.
이러한 황토가 시멘트 등의 보급으로 건축 재료로 잘 활용되지 못하다가 최근 황토의 효능이 알려지면서, 황토를 이용하여 건축자재, 내장재뿐만 아니라 포장재 등을 제조하고자 하는 다양한 방법들이 시도되고 있다.
이와 관련하여 한국공개특허 제2006-0064223호에서는 황토를 포함하는 점성토, 마사토를 포함하는 사질토, 제지슬러지, 상수슬러지 및 석분토로 구성되는 군으로부터 선택된 하나 이상의 흙성분에, 혼화재, 팽창제 및 보수제를 첨가하여 분쇄, 혼합하여 흙혼합물을 수득하는 단계 및 상기 흙혼합물에 조골재, 세골재, 시멘트, 물을 혼합하여 형성된 흙콘크리트를 개시하고 있다. 그러나 상기 특허의 기술은 과다한 시멘트, 소석회 및 석고를 사용하기 때문에 산화칼슘의 함량이 높아지게 된다. 따라서 흙콘크리트에 함유된 산화칼슘이 토양의 염기성화를 촉진시켜 인체에 유해한 영향을 끼칠 우려가 있다.
또한, 한국등록특허 제0218092호에서는 일반 시멘트 콘크리트에 20~1200℃로 가열하여 건조시킨 평균입경 5~30㎛(비표면적 3,300 ㎠/g 이상)의 황토미분말을 시멘트 중량의 5~30% 혼합하여, 마이크로필러(Microfiller) 효과 및 시멘트수화반응물질인 수산화칼륨과의 포졸란 반응에 의해 압축강도가 증진된 황토콘크리트 조성물을 개시하고 있다. 그러나 상기 특허의 기술은 주성분이 황토가 아니라 시멘트이며, 소량의 황토를 다량의 시멘트와 혼합함으로써, 황토의 제 기능이 충분히 발현되기보다는 시멘트의 독성으로 인한 부작용이 더 많이 발생할 수 있다.
또한, 한국등록특허 제556,997호에서는 계피, 뽕잎, 당귀, 황기, 아교, 황토, 제올라이트, 인동석, 운모, 세피오라이트를 함유하는 황토몰탈 조성물을 개시하고 있다. 그러나 상기 특허의 기술은 건축자재로 이용할 경우 유동성이 급격히 떨어져 시공성 및 작업성이 저하될 뿐만 아니라, 결합력도 저하되어 강도발현 등의 내구성에 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 자연 친화적일 뿐만 아니라 원적외선 방사력, 축열기능, 온도 및 습도조절력, 자정력, 탈취력 등이 우수한 황토 함유 콘크리트 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 반영구적 내구성을 발휘할 수 있을 뿐만 아니라 시공성 및 작업성이 우수하여 건축자재, 내장재 및 포장재 등으로 매우 유용한 황토 함유 콘크리트 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 황토 40 내지 66중량%, 백시멘트 7 내지 20중량%, 세골재 9 내지 49중량% 및 혼화재 3 내지 15중량%를 포함하여 이루어지며, 상기 혼화재는 고로슬래그분말, 니그린슬폰산, 유황, 굴껍질분말, 제올라이트, 마닐라삼, 숯가루, 천매암, 송이석 및 염화나트륨으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 황토 함유 콘크리트 조성물을 제공한다.
상기 황토 함유 콘크리트 조성물 100중량부에 대하여 조골재 20 내지 55중량부를 추가로 포함할 수 있다.
상기 세골재는 입도가 0.1 내지 5㎜이하인 모래, 마사토 및 왕사로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 조골재는 입도가 10 내지 25㎜이하인 쇄석골재를 포함할 수 있다.
상기 혼화재는 유황 0.6 내지 3.5중량%, 제올라이트 1 내지 4중량%, 마닐라삼 1 내지 3.5중량%, 천매암 0.5 내지 4중량%, 송이석 0.5 내지 3중량% 및 염화나트륨 0.01 내지 1.5중량%를 포함할 수 있다.
상기 혼화재는 유황 0.6 내지 3.5중량%, 굴껍질분말 1.5 내지 6.5중량%, 제올라이트 1.5 내지 6.5중량%, 송이석 0.4 내지 4중량% 및 염화나트륨 0.01 내지 1.5중량%를 포함할 수 있다.
상기 혼화재는 유황 0.6 내지 4.5중량%, 제올라이트 1 내지 6.5중량%, 숯가루 1 내지 6중량% 및 염화나트륨 0.01 내지 4.5중량%를 포함할 수 있다.
상기 혼화재는 고로슬래그분말 2 내지 4중량%, 유황 0.6 내지 2.5중량%, 굴껍질분말 1 내지 2중량%, 제올라이트 1 내지 5중량%, 숯가루 1 내지 3중량% 및 염화나트륨 0.01 내지 1.5중량%를 포함할 수 있다.
상기 혼화재는 니그린슬폰산 1 내지 3중량%, 유황 0.6 내지 2.5중량%, 제올라이트 1 내지 5중량%, 마닐라삼 1 내지 4중량%, 송이석 0.4 내지 4중량% 및 염화나트륨 0.01 내지 1.5중량%를 포함할 수 있다.
본 발명의 황토 함유 콘크리트 조성물은 황토를 주성분으로 포함함에 따라 건축자재, 내장재 및 포장재 등에 적용 시 황토가 가지는 자연적 질감과 색상으로 자연 친화적인 환경을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 원적외선 방사력, 축열기능, 온도 및 습도조절력, 자정력, 탈취력 등의 물성이 우수한 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명의 황토 함유 콘크리트 조성물은 혹한기 및 혹서기의 기온 변화에 대해서 반영구적 내구성을 발휘할 수 있을 뿐만 아니라 시공성 및 작업성이 우수한 효과를 나타낸다.
본 발명은 주성분인 원적외선을 방출하는 황토와 백시멘트, 세골재 및 혼화재를 포함하여 제조된 황토 함유 콘크리트 조성물에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 황토 함유 콘크리트 조성물은 황토 40 내지 66중량%, 백시멘트 7내지 20중량%, 세골재 9 내지 49중량% 및 혼화재 3 내지 15중량%를 포함하며, 상기 혼화재는 고로슬래그분말, 니그린슬폰산, 유황, 굴껍질분말, 제올라이트, 마닐라삼, 숯가루, 천매암, 송이석 및 염화나트륨으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 황토 함유 콘크리트 조성물의 주성분인 황토는 주로 가는 모래로 되어 있으며 다량의 탄산칼슘(CaCO3)을 가지고 있다. 이 탄산칼슘(CaCO3)에 의해 황토는 쉽게 부서지지 않은 점성을 지니고 있으며 물을 가하면 찰흙으로 변하는 성질이 있다. 또한 황토는 석영, 장석, 운모 및 방해석 등이 들어 있어서 이들 물질이 철분과 함께 산화작용을 받아 황색, 자색, 적색, 회색 및 미녹색 등의 색깔을 나타낸다.
이러한 황토의 효능을 살펴보면 습할 때 수분을 흡수하고, 건조할 때 수분을 방출하여 습도조절력이 우수할 뿐만 아니라, 바깥의 더운 열기를 막아주고 날씨가 추울 때는 반대로 온기를 발산시켜 온도조절력이 우수하다.
또한, 황토는 실리카(SiO2), 알루미나(AlO3), 철(Fe), 마그네슘(Mg), 나트륨(Na), 칼륨(K) 등 수많은 무기질을 함유한 미세입자이며, 황토 1g에 2억 마리 이상의 유익한 미생물을 갖고 있는 살아 있는 흙이다. 따라서, 다양한 효소들이 복합적으로 순환 작용을 하기 때문에 독소제거력, 자정력, 탈취력이 우수하며, 비료 요소로도 이용 가능하다.
또한, 다량의 음이온 및 원적외선을 방사하기 때문에 혈액순환 및 신진대사 촉진 등 인체에 유익한 효과를 가지며 강알칼리성을 띄는 시멘트의 독성을 중화시키는 작용을 한다.
상기 황토는 본 발명의 황토 함유 콘크리트 조성물 100중량%에 대하여 40 내지 66중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 40 내지 56중량%인 것이 좋다. 상기 황토 함량이 40중량% 미만인 경우에는 황토의 양이 너무 적어 원적외선 방사력, 자정력 및 탈취력 등 황토의 제 기능을 충분히 발휘하기 어려우며, 66중량% 초과인 경우에는 경화를 촉진시키는 백시멘트 및 고로슬래그분말의 함량이 상대적으로 적어 경화가 잘 되지 않고 건조수축으로 인해 균열이 발생하며 작업성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명의 황토 함유 콘크리트 조성물에서 사용되는 백시멘트는 보통 포틀랜드 시멘트의 색깔이 회색인데 비해 흰색이며 기존의 일반 시멘트보다 유해성분이 적게 발생되는 특징이 있다. 또한 백시멘트는 잉여수분을 흡수하여 포졸란 반응에 의해 건조시간을 단축하고 내부경화를 촉진하는 역할을 하며 결합력을 증진시키는 역할을 하기도 한다.
상기 백시멘트는 본 발명의 황토 함유 콘크리트 조성물 100중량%에 대하여 7 내지 20중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 7 내지 11중량%인 것이 좋다. 상기 백시멘트 함량이 7중량% 미만인 경우에는 경화 증진의 효과가 현저히 감소하고 강도가 저하되는 문제점이 있고, 20중량% 초과인 경우에는 경화속도가 빨라 국지적 균열이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명의 황토 함유 콘크리트 조성물에서 사용되는 세골재는 강도를 보강하고 황토의 내균열성 및 탈취력을 향상시키며 작업성을 개선시키는 역할을 한다.
본 발명에서 상기 세골재는 입도가 0.1 내지 5㎜이하인 모래, 마사토, 왕사로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 세골재는 본 발명의 황토 함유 콘크리트 조성물 100중량%에 대하여 9 내지 49중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 9 내지 34중량%인 것이 좋다. 상기 세골재 함량이 9내지 49중량%를 벗어나는 경우에는 충분한 강도의 향상 효과를 얻기 어렵고 건조수축으로 인해 균열이 발생되는 문제점이 있다.
본 발명의 황토 함유 콘크리트 조성물에 사용되는 혼화재는 건축자재, 내장재 및 포장재 시공 시 성능개선을 목적으로 콘크리트에 첨가하는 재료이다.
상기 혼화재는 고로슬래그분말, 니그린슬폰산, 유황, 굴껍질분말, 제올라이트, 마닐라삼, 숯가루, 천매암, 송이석 및 염화나트륨으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 고로슬래그분말은 친환경 고화제로 강도를 발현시킨다. 또한 염화물에 내성이 있어 염분 등에 노출되는 환경에 저항성이 강하며 잠재 수경성을 가지기 때문에 콘크리트에 이용 시 성능향상에 도움이 될 수 있다.
또한, 상기 니그린슬폰산은 칼슘을 주성분으로 하고, 콘크리트 배합 시 사용하면 뛰어난 시멘트 분산작용과 공기 연행작용에 의해 단위수량을 대폭 감소시킨다. 따라서 작업성, 강도 및 수밀성 등을 향상시켜 양질의 콘크리트를 경제적으로 제조할 수 있다.
또한, 상기 유황은 비금속 원소로 중금속, 농약 등의 각종 유해물질을 해독 및 살균하는 작용을 한다. 또한 생체내의 정화 및 면역력을 증대시켜 질병의 발생을 감소시킨다.
또한, 상기 굴껍질분말은 탄산칼슘(CaCO3)이 94중량%, 석고 등이 6중량%로 구성된 물질로서, 건강에 이로운 칼슘 성분이 대부분을 차지하고 있다. 굴껍질분말은 콘크리트를 제조할 때 시멘트와의 결합력이 우수하여 건축자재, 포장재, 블록류 등의 뛰어난 강도를 갖는 고형물을 얻을 수 있다. 또한 중금속으로 오염된 환경을 안정화시키고 완충능력의 효과를 가지고 있다.
또한, 상기 제올라이트(Zeolite, 비석)는 알칼리 금속 및 알칼리 토금속이 결합되어 있는 광물을 총칭하는 것으로, 결정질 알루미늄 규산염 광물을 의미한다. 결정구조로 되어 있고 내부에 비교적 큰 공극을 가지고 있기 때문에 다른 미립물질을 흡착할 수 있는 흡착제 및 크기가 다른 미립물질을 분리시키는 분자체로 사용할 수 있다.
또한, 상기 마닐라삼은 고온다습한 기후에 적응한 대형 초본식물로 물에 대한 내구력이 강하고 인장강도의 성능이 우수하다.
또한, 상기 숯가루는 공기를 차단한 상태에서 목재를 가열시켜 생성된 것으로, 가열로 발생한 많은 세공을 통해 냄새의 근원을 없애고 그 악취를 흡착한다. 또한 음이온 및 원적외선을 방사시켜 혈액순환을 원활하게 하고 유해한 전자파를 차단시키는 효과를 가지고 있다.
또한, 상기 천매암은 석영, 세리사이트질운모, 녹니석으로 구성된 엽리상 변성암의 한 종류로, 주성분은 석영, 견운모, 흑운모, 녹니석 등이다. 내부에 나노 크기의 미세한 공간들을 많이 형성하고 있어 화학적 양이온 치환 작용 등이 우수하며 유해 물질을 흡착, 중화하는 특징이 있다.
또한, 상기 송이석은 산화규소, 산화알미늄, 산화철로 구성되어 있고 미세한 독립기포로 이루어져 매우 가볍다. 또한 44~64중량%의 연속 기공을 가지고 있어 흡수성 및 투수성이 우수하다.
또한, 상기 염화나트륨은 건축자재 및 포장재의 동결융해성을 향상시키는 것으로 유해성분을 해독하고 악취 등의 냄새를 제거하는 역할을 한다.
상기 혼화재는 본 발명의 황토 함유 콘크리트 조성물 100중량%에 대하여 3 내지 15중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 내지 12중량%인 것이 좋다. 상기 혼화재 함량이 3중량% 미만인 경우에는 혼화재의 양이 너무 적어 강도발현이 현저하게 낮아지고, 충분한 내구성 향상 효과를 얻을 수 없다는 문제점이 있으며, 15중량% 초과인 경우에는 초기 압축강도 등을 감소시키거나 흐름성을 감소시켜 작업성에 나쁜 영향을 초래할 수 있고 동결융해의 저항성을 감소시킨다는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 혼화재는 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 조합이 가능하다.
일례로 상기 혼화재는 유황 0.6 내지 3.5중량%, 제올라이트 1 내지 4중량%, 마닐라삼 1 내지 3.5중량%, 천매암 0.5 내지 4중량%, 송이석 0.5 내지 3중량% 및 염화나트륨 0.01 내지 1.5중량%를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 혼화재는 유황 0.6 내지 3.5중량%, 굴껍질분말 1.5 내지 6.5중량%, 제올라이트 1.5 내지 6.5중량%, 송이석 0.4 내지 4중량% 및 염화나트륨 0.01 내지 1.5중량%를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 혼화재는 유황 0.6 내지 4.5중량%, 제올라이트 1 내지 6.5중량%, 숯가루 1 내지 6중량% 및 염화나트륨 0.01 내지 4.5중량%를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 혼화재는 고로슬래그분말 2 내지 4중량%, 유황 0.6 내지 2.5중량%, 굴껍질분말 1 내지 2중량%, 제올라이트 1 내지 5중량%, 숯가루 1 내지 3중량% 및 염화나트륨 0.01 내지 1.5중량%를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 혼화재는 니그린슬폰산 1 내지 3중량%, 유황 0.6 내지 2.5중량%, 제올라이트 1 내지 5중량%, 마닐라삼 1 내지 4중량%, 송이석 0.4 내지 4중량% 및 염화나트륨 0.01 내지 1.5중량%를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 황토 함유 콘크리트 조성물에는 조골재가 추가로 포함될 수 있다.
상기 조골재는 콘크리트의 수밀성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 조골재는 입도가 10 내지 25㎜이하인 쇄석골재를 포함할 수 있다.
상기 조골재는 본 발명의 황토 함유 콘크리트 조성물 100중량부에 대하여 20 내지 55중량부로 포함될 수 있다. 상기 조골재 함량이 20중량부 미만인 경우에는 수밀성의 향상효과가 크게 증진되지 않고 강도가 저하되며, 55중량부 초과인 경우에는 결합력이 감소되고 펌프압송 시 폐색 등의 작업능률을 감소시키는 문제점이 있다.
상술한 본 발명에 따른 황토, 백시멘트, 세골재, 혼화재 및 조골재를 포함하는 황토 함유 콘크리트 조성물은 공지의 배합방법을 적용하여 용이하게 제조할 수 있다. 예를 들어 배합기를 사용하여 제조될 수 있다.
본 발명의 황토 함유 콘크리트 조성물을 이용한 시공방법 및 용도는 특별히 한정하지 않는다. 예컨대 상기 콘크리트 조성물을 이용하여 건축자재, 내장재, 포장재 및 블록류 등의 용도로 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 건축자재의 용도로 사용하는 것이 좋다. 또한, 상기 콘크리트 조성물을 몰드에 투입하고 압력을 가해 건축자재를 제조하는 방법, 상기 콘크리트 조성물을 도로 표면에 도포하여 경화시키는 방법 및 상기 콘크리트 조성물을 성형몰드에 투입, 건조 및 양생하여 블록을 제조하는 방법 등의 시공방법이 있을 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하여 설명하기로 하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예 1 내지 15: 황토 함유 콘크리트 조성물 제조
<실시예 1>
황토 50중량%, 백시멘트 11중량%, 5㎜의 마사토 9중량%, 5㎜의 왕사 23중량%, 유황 1중량%, 제올라이트 2.99중량%, 마닐라삼 1중량%, 천매암 1중량%, 송이석 1중량% 및 염화나트륨 0.01중량%를 혼합하여 황토 함유 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<실시예 2 및 3>
조성비를 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 황토 함유 콘크리트 조성물을 제조하였다.
구분
(중량%)		 기본 성분 혼화재
황토 백
시멘트		 마사토 왕사 유황 제올
라이트		 마닐라
삼		 천매암 송이석 염화
나트륨		 합계
실시예1 50 11 9 23 1 2.99 1 1 1 0.01 100
실시예2 45 9 12 28 0.8 2.99 1.2 1 1 0.01 100
실시예3 40 7 15 33 0.6 1.99 1.4 1 1 0.01 100
<실시예 4>
황토 65중량%, 백시멘트 14중량%, 5㎜의 모래 12중량%, 유황 1중량%, 굴껍질분말 2.99중량%, 제올라이트 3.7중량%, 송이석 1.3중량% 및 염화나트륨 0.01중량%를 혼합하여 황토 함유 콘크리트 조성물을 제조하였다. 상기 황토 함유 콘크리트 조성물 100중량부에 대하여 13㎜의 쇄석골재 20중량부를 추가로 투입한 다음 고르게 혼합하여 최종 황토 함유 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<실시예 5>
상기 실시예 4와 동일하게 실시하되, 하기 표 2에 나타낸 바와 같은 조성을 갖는 황토 함유 콘크리트 조성물 100중량부에 대하여 13㎜의 쇄석골재 35중량부를 투입한 다음 고르게 혼합하여 최종 황토 함유 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<실시예 6>
상기 실시예 4와 동일하게 실시하되, 하기 표 2에 나타낸 바와 같은 조성을 갖는 황토 함유 콘크리트 조성물 100중량부에 대하여 13㎜의 쇄석골재 55중량부를 투입한 다음 고르게 혼합하여 최종 황토 함유 콘크리트 조성물을 제조하였다.
구분
(중량%)		 기본 성분 혼화재
황토 백
시멘트		 모래 유황 굴껍질
분말		 제올
라이트		 송이석 염화
나트륨		 합계
실시예4 65 14 12 1 2.99 3.7 1.3 0.01 100
실시예5 63 13 17 1 2.1 2.89 1 0.01 100
실시예6 61.5 11 23 0.9 1.5 1.5 0.59 0.01 100
<실시예 7>
황토 66중량%, 백시멘트 15.4중량%, 5㎜의 마사토 12중량%, 유황 1.3중량%, 제올라이트 3.99중량%, 숯가루 1.3중량% 및 염화나트륨 0.01중량%를 혼합하여 황토 함유 콘크리트 조성물을 제조하였다. 상기 황토 함유 콘크리트 조성물 100중량부에 대하여 13㎜의 쇄석골재 20중량부를 추가로 투입한 다음 고르게 혼합하여 최종 황토 함유 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<실시예 8>
상기 실시예 7과 동일하게 실시하되, 하기 표 3에 나타낸 바와 같은 조성을 갖는 황토 함유 콘크리트 조성물 100중량부에 대하여 13㎜의 쇄석골재 35중량부를 투입한 다음 고르게 혼합하여 최종 황토 함유 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<실시예 9>
상기 실시예 7과 동일하게 실시하되, 하기 표 3에 나타낸 바와 같은 조성을 갖는 황토 함유 콘크리트 조성물 100중량부에 대하여 13㎜의 쇄석골재 55중량부를 투입한 다음 고르게 혼합하여 최종 황토 함유 콘크리트 조성물을 제조하였다.
구분
(중량%)		 기본 성분 혼화재
황토 백
시멘트		 마사토 유황 제올
라이트		 숯가루 염화
나트륨		 합계
실시예7 66 15.4 12 1.3 3.99 1.3 0.01 100
실시예8 64 13 17 1.15 2.99 1.85 0.01 100
실시예9 62 10.5 23 0.99 1.5 2 0.01 100
<실시예 10>
황토 64중량%, 백시멘트 14중량%, 5㎜의 모래 12중량%, 고로슬래그분말 2.3중량%, 유황 1.3중량%, 굴껍질분말 1.3중량%, 제올라이트 3.8중량%, 숯가루 1.29중량% 및 염화나트륨 0.01중량%를 혼합하여 황토 함유 콘크리트 조성물을 제조하였다. 상기 황토 함유 콘크리트 조성물 100중량부에 대하여 13㎜의 쇄석골재 25중량부를 추가로 투입한 다음 고르게 혼합하여 최종 황토 함유 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<실시예 11>
상기 실시예 10과 동일하게 실시하되, 하기 표 4에 나타낸 바와 같은 조성을 갖는 황토 함유 콘크리트 조성물 100중량부에 대하여 13㎜의 쇄석골재 35중량부를 투입한 다음 고르게 혼합하여 최종 황토 함유 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<실시예 12>
상기 실시예 10과 동일하게 실시하되, 하기 표 4에 나타낸 바와 같은 조성을 갖는 황토 함유 콘크리트 조성물 100중량부에 대하여 13㎜의 쇄석골재 55중량부를 투입한 다음 고르게 혼합하여 황토 함유 콘크리트 조성물을 제조하였다.
구분
(중량%)		 기본 성분 혼화재
황토 백
시멘트		 모래 고로슬래그
분말		 유황 굴껍질
분말		 제올
라이트		 숯가루 염화
나트륨		 합계
실시예10 64 14 12 2.3 1.3 1.3 3.8 1.29 0.01 100
실시예11 60 12 16 4 1 1.6 2.69 2.7 0.01 100
실시예12 55.2 10 21 5.5 0.8 1.99 1.3 4.2 0.01 100
<실시예 13>
황토 61중량%, 백시멘트 13중량%, 5㎜의 마사토 6중량%, 5㎜의 왕사 11중량%, 니그린슬폰산 1.2중량%, 유황 1.2중량%, 제올라이트 4.19중량%, 마닐라삼 1.2중량%, 송이석 1.2중량% 및 염화나트륨 0.01중량%를 혼합하여 황토 함유 콘크리트 조성물을 제조하였다. 상기 황토 함유 콘크리트 조성물 100중량부에 대하여 13㎜의 쇄석골재 25중량부를 추가로 투입한 다음 고르게 혼합하여 최종 황토 함유 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<실시예 14>
상기 실시예 13과 동일하게 실시하되, 하기 표 5에 나타낸 바와 같은 조성을 갖는 황토 함유 콘크리트 조성물 100중량부에 대하여 13㎜의 쇄석골재 35중량부를 투입한 다음 고르게 혼합하여 최종 황토 함유 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<실시예 15>
상기 실시예 13과 동일하게 실시하되, 하기 표 5에 나타낸 바와 같은 조성을 갖는 황토 함유 콘크리트 조성물 100중량부에 대하여 13㎜의 쇄석골재 55중량부를 투입한 다음 고르게 혼합하여 최종 황토 함유 콘크리트 조성물을 제조하였다.
구분
(중량%)		 기본 성분 혼화재
황토 백
시멘트		 마사토 왕사 니그린
슬폰산		 유황 제올
라이트		 마닐라
삼		 송이석 염화
나트륨		 합계
실시예13 61 13 6 1.2 1.2 4.19 1.2 1.2 0.01 100
실시예14 56 11 9 16.4 1.3 1 2.49 1.9 0.9 0.01 100
실시예15 51 9 11.5 22 1.3 0.79 1.3 2.6 0.5 0.01 100
<비교예 1>
황토 39중량%, 백시멘트 46중량%, 마사토 4중량% 및 왕사 4중량%를 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 황토 함유 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<비교예 2>
황토 67중량%, 백시멘트 6중량%, 마사토 15중량% 및 왕사 6중량%를 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 황토 함유 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<비교예 3>
황토 30중량%, 백시멘트 5중량%, 마사토 10중량% 및 왕사 50중량%를 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 황토 함유 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<비교예 4>
백시멘트 대신 일반 시멘트 11중량%를 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 황토 함유 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<비교예 5>
굴껍질분말 대신 소석회 2.99중량%를 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 황토 함유 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<비교예 6>
고로슬래그분말 대신 실리카 흄 2.3중량%를 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 10과 동일한 방법으로 황토 함유 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<비교예 7>
니그린슬폰산 대신 플라이애쉬 1.2중량%를 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 13과 동일한 방법으로 황토 함유 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<시험예>
상기 실시예 1 내지 15 및 비교예 1 내지 7 에서 제조된 황토 함유 콘크리트 조성물을 하기의 방법으로 물성을 측정하고 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.
1. 압축강도 및 내구성 시험
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 황토 함유 콘크리트 조성물을 이용하여 공시체(직경 10㎝, 높이 20㎝)를 제조하고 3일 경과 후 탈형하여 양생하였다.
그리고 나서, 재령 28일까지의 압축강도를 KS F2328:2002에 의해 측정하였고, 압축강도 18㎫ 기준으로 그 이상이면 ○, 그 이하이면 ×로 표시하였다. 그리고 재령 28일까지의 표면 잔갈림성을 KSF 4716에 의해 관찰하였다.
2. 시공성(작업성) 시험
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 황토 함유 콘크리트 조성물 100중량부에 물 20중량부를 첨가 한 뒤, 혼련하여 육안으로 배합상태를 관찰하였다.
구분 압축강도
( MPa )		 표면 잔갈림성 배합상태
실시예1 ○ 균열없음 물이 잘 스며듬, 배합 잘됨
실시예2 ○ 균열없음 물이 잘 스며듬, 배합 잘됨
실시예3 ○ 균열없음 물이 잘 스며듬, 배합 잘됨
실시예4 ○ 균열없음 물이 잘 스며듬, 배합 잘됨
실시예5 ○ 균열없음 물이 잘 스며듬, 배합 잘됨
실시예6 ○ 균열없음 물이 잘 스며듬, 배합 잘됨
실시예7 ○ 균열없음 물이 잘 스며듬, 배합 잘됨
실시예8 ○ 균열없음 물이 잘 스며듬, 배합 잘됨
실시예9 ○ 균열없음 물이 잘 스며듬, 배합 잘됨
실시예10 ○ 균열없음 물이 잘 스며듬, 배합 잘됨
실시예11 ○ 균열없음 물이 잘 스며듬, 배합 잘됨
실시예12 ○ 균열없음 물이 잘 스며듬, 배합 잘됨
실시예13 ○ 균열없음 물이 잘 스며듬, 배합 잘됨
실시예14 ○ 균열없음 물이 잘 스며듬, 배합 잘됨
실시예15 ○ 균열없음 물이 잘 스며듬, 배합 잘됨
비교예1 × 균열발생 비빔곤란(엉김발생)
비교예2 × 균열발생 물이 잘 스며듬, 배합 잘됨
비교예3 ○ 균열없음 비빔곤란(엉김발생)
비교예4 ○ 균열발생 물이 잘 스며듬, 배합 잘됨
비교예5 × 균열발생 물이 잘 스며듬, 배합 잘됨
비교예6 × 균열없음 물이 잘 스며듬, 배합 잘됨
비교예7 × 균열발생 비빔곤란(엉김발생)
상기 표 6에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 황토 함유 콘크리트 조성물로 제조된 실시예 1~15는 비교예 1~7에 비해 기준 18㎫ 이상의 압축강도를 나타내어 강도발현이 우수하고, 표면 균열이 발생하지 않아 내구성이 우수한 것을 확인할 수 있다. 특히 본 발명에 따른 황토 함유 콘크리트 조성물은 황토를 사용한 배합에서 나타나는 엉김현상이 나타나지 않았고, 배합상태가 양호한 것으로 나타나 시공성 및 작업성이 우수한 것을 확인 할 수 있다.
3. 유해물질 방출시험
상기 실시예 1에서 제조된 친환경 황토 함유 콘크리트 조성물을 이용하여 시공된 건축자재의 유해물질 방출시험을 실시하여 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
포름알데히드 ㎎/㎏ 검출안됨 기술표준원고시
2001-353호
유해 중금속 납(Pb) ㎎/㎏ 불검출(검출한계 5) ISO 3856/1
카드늄(Cd) ㎎/㎏ 불검출(검출한계 5) ISO 3856/4
수은(Hg) ㎎/㎏ 불검출(검출한계 5) ISO 3856/7
크롬(Cr) ㎎/㎏ 불검출(검출한계 1) ISO 3856/5
유해
화학물질		 벤젠 ㎎/㎏ 검출안됨 GC 분석
톨룬 ㎎/㎏ 검출안됨 GC 분석
부틸아세테이트 ㎎/㎏ 검출안됨 GC 분석
펜타클로로에탄 ㎎/㎏ 검출안됨 GC 분석
라돈 ㎎/㎏ 검출안됨 GC 분석
상기 표 7에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 실시예 1의 황토 함유 콘크리트 조성물은 유해물질이 모두 검출되지 않아 인체에 무해한 환경 친화적인 것임을 확인할 수 있다.

Claims (9)

  1. 황토 40 내지 66중량%, 백시멘트 7 내지 20중량%, 세골재 9 내지 49중량% 및 혼화재 3 내지 15중량%를 포함하여 이루어지며,
    상기 혼화재는 고로슬래그분말, 니그린슬폰산, 유황, 굴껍질분말, 제올라이트, 마닐라삼, 숯가루, 천매암, 송이석 및 염화나트륨으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 황토 함유 콘크리트 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 황토 함유 콘크리트 조성물 100중량부에 대하여 조골재 20 내지 55중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 황토 함유 콘크리트 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 세골재는 입도가 0.1 내지 5㎜이하인 모래, 마사토, 왕사로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 황토 함유 콘크리트 조성물.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 조골재는 입도가 10 내지 25㎜이하인 쇄석골재를 포함하는 것을 특징으로 하는 황토 함유 콘크리트 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 혼화재는 유황 0.6 내지 3.5중량%, 제올라이트 1 내지 4중량%, 마닐라삼 1 내지 3.5중량%, 천매암 0.5 내지 4중량%, 송이석 0.5 내지 3중량% 및 염화나트륨 0.01 내지 1.5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 황토 함유 콘크리트 조성물.
  6. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 혼화재는 유황 0.6 내지 3.5중량%, 굴껍질분말 1.5 내지 6.5중량%, 제올라이트 1.5 내지 6.5중량%, 송이석 0.4 내지 4중량% 및 염화나트륨 0.01 내지 1.5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 황토 함유 콘크리트 조성물.
  7. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 혼화재는 유황 0.6 내지 4.5중량%, 제올라이트 1 내지 6.5중량%, 숯가루 1 내지 6중량% 및 염화나트륨 0.01 내지 4.5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 황토 함유 콘크리트 조성물.
  8. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 혼화재는 고로슬래그분말 2 내지 4중량%, 유황 0.6 내지 2.5중량%, 굴껍질분말 1 내지 2중량%, 제올라이트 1 내지 5중량%, 숯가루 1 내지 3중량% 및 염화나트륨 0.01 내지 1.5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 황토 함유 콘크리트 조성물.
  9. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 혼화재는 니그린슬폰산 1 내지 3중량%, 유황 0.6 내지 2.5중량%, 제올라이트 1 내지 5중량%, 마닐라삼 1 내지 4중량%, 송이석 0.4 내지 4중량% 및 염화나트륨 0.01 내지 1.5중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 황토 함유 콘크리트 조성물.
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