KR20140011198A

KR20140011198A - 흙포장 조성물

Info

Publication number: KR20140011198A
Application number: KR1020120078286A
Authority: KR
Inventors: 정문영
Original assignee: 정문영
Priority date: 2012-07-18
Filing date: 2012-07-18
Publication date: 2014-01-28

Abstract

본 발명은 흙포장 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 흙포장 조성물은 물 100 중량%에 대하여 20 ~ 30 중량%의 토양경화제를 포함하며, 상기 토양경화제는 아크릴수지 35 ~ 64.3 중량%와, 리튬실리게이트 20 ~ 30 중량%와, 폴리실록산 10 ~ 20 중량%와, 폴리초산비닐수지 3 ~ 7 중량%와, 인산전분 1 ~ 3 중량%와, 지방산 1 ~ 3 중량%와, 규소수지 0.5 ~ 1 중량%와, 폴리소베이트 0.1 ~ 0.5 중량%와, 과산화수소 0.1 ~ 0.5 중량% 로 이루어진다.
본 발명에 의해, 흙포장조성물을 원지반토와 별도의 혼합과정 없이 살포함으로 인해 시공이 용이하여 공기가 단축됨과 아울러, 수화반응을 촉진시켜 초기 강도 발현에 빠르며 발현강도 또한 높아 크랙이 발생되지 않는 흙포장 조성물을 제공한다.

Description

흙포장 조성물{THE COMPOSITE FOR SOIL PAVEMENT}

본 발명은 흙포장 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초기 반응성이 매우 빠르고 조기에 조직이 치밀하게 되기 때문에 초기강도가 높아 빠른 후속공정으로 인한 작업효율성이 매우 뛰어나고 건조수축에 의한 균열발생을 최소화되는인 흙포장 조성물에 관한 것이다.

근래에 들어 세계적으로 친환경 즉, 녹색산업이 주를 이루고 있으며 이는 건축분야에도 영향을 주어 도시사막화의 주범이 되는 아스팔트, 시멘트를 환경친화적인 흙으로 대체하여 도로, 공원, 운동장, 산책로 등을 조성하는 흙포장 시공방법이 늘고 있다.

그러나, 흙포장 시공방법에 사용되는 흙은 매우 다양한 성분을 함유하고 있는 비교적 작은 덩어리의 형태로 결속력이 현저히 떨어지는 재료이므로 이를 그대로 흙포장에 사용하기가 어려워 많은 연구가 있어왔다.

예컨대, 한국 공개특허공보 제2002-23907호에는 토양 1㎥에 대해 시멘트 20∼500kg 및 시멘트경화제 0.8kg∼3kg을 혼합하여 토양을 단립결합시켜 표층, 기반을 형성하는 것에 있어서, 상기 토양은 입자경 70㎛이하의 실드 또는 점토분을 30중량% 내지 40중량% 함유하는 사질토, 실드질토, 점성토 중 1종을 선택한 토질로 하고, 입자경 70㎛이상에서 25㎜정도까지의 모래나 잔돌로서 상기 토양의 60중량% 내지 70중량% 범위로 함유되는 친환경적으로 개량된 토양의 포장 시공 방법이 공개되어 있으며,

한국 등록특허공보 제10-0632705호에는 마사토 100 중량%, 시멘트 40∼50wt%, 슬래그 30∼40wt%, 석고 7∼10wt%, 칼슘설포알루미네이트(CSA) 4∼8wt%, 플라이애쉬 3∼7wt% 로 이루어진 황토파우더 10 내지 15 중량부, 에틸 하이드록시 에틸 셀룰로즈 1 내지 6 중량부, 적색 산화철 1 내지 5 중량부 및, 물 12 내지 15 중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 흙 고화포장 조성물이 공개되어 있다.

그러나, 종래의 기술은 첫째, 결속력이 떨어지는 원지반토를 그대로 사용하지 못해 양질의 마사토 또는 점성토를 필요로 하여 흙의 선택이 제한적이며, 둘째, 결속력을 위해 첨가되는 시멘트의 함유량이 높아 친환경적이지 못하고, 셋째, 현장에서 흙의 성질을 개선하기 위해 첨가되는 조성물을 교반 및 배합하는데 많은 어려움이 있으며, 넷째, 토사와 조성물 배합시 수화반응이 제대로 일어나지 않아 초기 강도 발현에 장시간이 소요되며 발현강도 또한 낮은 문제가 있어왔다.

한국 공개특허공보 제10-2002-0023907호, "친환경적으로 개량된 토양의 포장 시공 방법" 한국 등록특허공보 제10-0632705호, "흙 고화포장 조성물"

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 흙포장 조성물을 원지반토와 별도의 혼합과정 없이 살포함으로 인해 시공이 용이하여 공기가 단축됨과 아울러, 수화반응을 촉진시켜 초기 강도 발현에 빠르며 발현강도 또한 높아 크랙이 발생되지 않는 흙포장 조성물을 제공하는 데 있다.

또, 양질의 마사토가 필요없이 원지반토를 활용함으로 인해 공사비용이 절감됨과 아울러, 시멘트 및 골재의 사용량이 현저하게 적어 친환경적인 흙포장 조성물도 제공하는 데 있다.

또, 미끄럼방지 및 열섬현상이 완화되는 흙포장 조성물도 제공하는 데 있다.

또한, 인체에 유익한 원적외선을 방사하는 흙포장 조성물도 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 흙포장 조성물은 물 100 중량%에 대하여 20 ~ 30 중량%의 토양경화제를 포함하며, 상기 토양경화제는 아크릴수지 35 ~ 64.3 중량%와, 리튬실리게이트 20 ~ 30 중량%와, 폴리실록산 10 ~ 20 중량%와, 폴리초산비닐 3 ~ 7 중량%와, 인산전분 1 ~ 3 중량%와, 지방산 1 ~ 3 중량%와, 규소수지 0.5 ~ 1 중량%와, 폴리소베이트 0.1 ~ 0.5 중량%와, 과산화수소 0.1 ~ 0.5 중량% 로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기, 상기 흙포장 조성물 100 중량%에 대하여 반응촉진제 0.1 ~ 0.3% 더 첨가하며, 상기 반응촉진제는 개미산칼슘, 탄산나트륨, 탄산칼륨 중 선택된 어느 하인 것이 바람직하다.

또, 상기 흙포장 조성물 100 중량%에 대하여 안료 0.5 ~ 5% 더 첨가하며, 상기 안료는 무기질계 산화철안료 또는 황토분말 중 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.

또한, 상기 흙포장 조성물 100 중량%에 대하여 인체에 유익한 원적외선을 방사 하기 위해 숯, 토르말린 중 선택된 어느 하나를 3 ~ 8% 더 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 해결수단에 의한 본 발명은 흙포장 조성물을 원지반토와 별도의 혼합과정 없이 살포함으로 인해 시공이 용이하여 공기가 단축됨과 아울러, 수화반응을 촉진시켜 초기 강도 발현에 빠르며 발현강도 또한 높아 크랙이 발생되지 않는 효과가 있다.

또, 양질의 마사토가 필요없이 원지반토를 활용함으로 인해 공사비용이 절감됨과 아울러, 시멘트 및 골재의 사용량이 현저하게 적어 친환경적인 효과가 있다.

또, 미끄럼방지 및 열섬현상이 완화되는 효과도 있다.

또한, 인체에 유익한 원적외선을 방사하는 효과도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 흙포장 조성물은 물 100 중량%에 대하여 20 ~ 30 중량%의 토양경화제를 포함하며,

상기 토양경화제는 아크릴수지 35 ~ 64.3 중량%와, 리튬실리게이트 20 ~ 30 중량%와, 폴리실록산 10 ~ 20 중량%와, 폴리초산비닐 3 ~ 7 중량%와, 인산전분 1 ~ 3 중량%와, 지방산 1 ~ 3 중량%와, 규소수지 0.5 ~ 1 중량%와, 폴리소베이트 0.1 ~ 0.5 중량%와, 과산화수소 0.1 ~ 0.5 중량% 로 이루어진다.

상기 아크릴수지[acrylic resin]는 침투력 및 열화방지제기능이 있으며,메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 메틸메타클릴레이트,에틸메타크릴레이트, 아크릴로니트릴중에서 선택된 어느 하나의 화합물을 사용하며,

이때, 상기 아크릴수지는 토양경화제 100 중량%에 대하여 35 중량% 미만시에는 침투력이 약해지고, 64.3 중량% 초과시에는 침투력은 강해지나 접착성이 약해져 흙포장 시공시 어려움이 있다.

상기 리튬실리케이트[Lithium Silicate]는 규산계 화합물로서 규산나트륨이나 규산칼륨보다 더 높은 몰비(molar ratio)의 액상 제품으로 규산나트륨의 경우 SiO2 농도가 10%이상인 4 ~ 4.5몰의 용액은 매우 점도가 높고 불안정한 상태인 반면, 리튬실리케이트는 SiO2 농도가 20%이고 몰비가 8에 가까운 경우에도 실온에서 안정적이고 점도가 낮은 특징이 있다.

이러한, 리튬실리케이트는 흙 사이 사이에 침투하여 보호코팅역할과 토양을 단단하게 하며 표면강화에 효과적이다.

이때, 상기 리튬실리케이트는 20 중량% 미만시에는 침투성이 떨어져 표면강화 특성을 발휘 하기가 어렵고, 30 중량% 초과시에는 흙포장시 크랙이 발생하는 문제가 있다.

상기 폴리실록산[polysiloxane]은 규소 원자와 산소 원자가 교대로 결합하여 사슬식 구조를 형성하고 있는 화합물로서, 내구성이 유리수준에 달하며 열이나 비바람에 강하고 투명도도 우수하며 발수성질을 갖는다.

이때, 상기 폴리실록산은 10 중량% 미만시에는 투명도와 발수성이 떨어지고, 20 중량% 초과시에는 투명도와 발수성이 너무 큰 문제가 있다.

상기 폴리초산비닐[poly vinyl]는 합성 풀의 재료로 폴리초산비닐의 에멀션(emulsion)으로 사용한다. 폴리초산비닐은 물에 녹지 않으므로 다른 유화제와 함께 유화해 사용한다.

이러한, 폴리초산비닐은 흙의 표면에 부착이 잘되도록 도와주며, 낮은 온도에서 증발하여 습기를 유인 제거하고, 알콕시실란의 화학반응을 촉진시키는 역할을 한다.

이때, 상기 폴리초산비닐은 3 중량% 미만시에는 접착성이 떨어지고, 7 중량% 초과시에는 접착성이 너무 큰 문제가 있다.

상기 인산전분[starch phosphate]은 동결안정, 증점제 및 유화제의 용도로 사용되며, 인산이전분(distarch phosphate), 인산일전분(monostarch phosphate), 인산화인산이전분(phosphated distarch phosphate), 아세틸인산이전분(acetylate distarch phosphate) 중 선택된 어느 하나의 화합물을 사용한다.

이때, 상기 인산전분은 1 중량% 미만시에는 동결안정성, 유화성이 떨어지고, 3 중량% 초과시에는 동결안정성, 유화성이 너무 큰 문제가 있다.

상기 지방산[fatty acid]은 1개의 카복시기(-COOH)를 가지는 탄화수소 사슬의 카복실산으로 사슬 모양의 1가의 카복실산을 말하며 융점제로 사용된다.

이러한, 지방산은 물에 잘 녹지 않으나 알칼리성 용액에서는 지방산의 카복시기가 이온화되어 강한 극성을 띠므로 수용성이 된다.

이때, 상기 지방산은 1 중량% 미만시에는 고융점성이 되고, 3 중량% 초과시에는 동결안정성, 저융점성이 되는 문제가 있다.

상기 규소수지[silicon resin]는 소포제로 사용되며 0.1 중량% 미만시에는 거품 발생이 없고, 0.5 중량% 초과시에는 거품이 너무 많이 발생되는 문제가 있다.

상기 폴리소베이트[Polysorbate], 과산화수소[hydrogen peroxide]는 유화제 및 산포제로 사용되며 0.1 중량% 미만시에는 유화제 및 산포제의 효능이 떨어지고, 0.5 중량% 초과시에는 유화제 및 산포제의 효능이 너무 큰 문제가 있다.

이와 같은, 상기의 흙포장 조성물 100 중량%에 대하여 반응촉진제 0.1 ~ 0.3% 더 첨가하며, 상기 반응촉진제는 개미산칼슘, 탄산나트륨, 탄산칼륨 중 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.

이하에서, 본 발명에 따른 흙포장 조성물의 실시예를 더욱 구체적으로 제시하며 다음에 제시하는 실시예에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시예의 특성을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 비교예를 제시하며 비교예 는 실시예와 단순히 비교하기 위하여 제시한 것이고 본 발명의 선행기술이 아님을 밝혀둔다.

<실시예>

실시예는 물 100 중량%에 대하여 25 중량%의 토양경화제를 혼합하였으며, 상기 토양경화제는 아크릴수지 50 중량%와, 리튬실리게이트 25 중량%와, 폴리실록산 15 중량%와, 폴리초산비닐 5 중량%와, 인산전분 1.5 중량%와, 지방산 1.4 중량%와, 규소수지 0.7 중량%와, 폴리소베이트 0.7 중량%와, 과산화수소 0.7 중량% 로 제조하였으며,

상기에서 제조된 흙포장 조성물 5㎏, 흙 500㎏을 균일하게 배합하여 28일동안 상온에서 수중양생하여 직경 10㎝, 높이 20㎝의 원기둥 형상의 시료를 얻었다.

<비교예>

비교예는 시중에서 구입한 A사 제품의 흙포장 조성물 5㎏, 흙 500㎏을 사용한 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 시료를 얻었다.

<시험예>

실험예와 비교예에서 얻어진 시료들에 대해 3일, 7일 및 28일 시간 경과 후, KS F 2476 '폴리머 시멘트 모르타르 시험방법' 에 따라 압축강도, 휨강도, 흡수율을 측정하였다. 흡수율은 재령별 양생한 시료를 1일 건조시킨 후 측정하엿다. pH는 재령별 양생한 시료를 물속에 1일 침지 시킨 후의 물의 pH를 측정하였다.

시험항목	재령	실시예	비교예
압축강도 (N/mm²)	3일	8.8	5.6
	7일	20.5	13.6
	28일	22.5	19.7
휨강도 (N/mm²)	3일	4.1	2.7
	7일	5.9	3.6
	28일	6.1	5.7
흡수율 (%)	7일	8.7	10.5
흡수율 (%)	28일	7.8	8.5
pH	7일	8.4	11.5
pH	28일	8.1	9.4

상기 표 1에서 알 수 있듯이, 실시예가 비교예에 비해 압축강도 및 휨강도가 증가하였으며, 특히 초기 재령에서의 강도증가는 현저한 차이를 나타내는 것으로 보아 재령 초기에 안정한 구조체를 형성하는 것을 알 수 있다. 흡수율에서는 실시예의 경우 비교예에 비해 월등한 특성을 나타내는 것으로 보아 흙포장 조성물의 방수성능에 의한 것으로 추정된다.

pH의 경우는 실시예가 비교예에 비해 우수한 특성을 나타내었다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

이와 같은 본 발명은 흙포장 조성물을 원지반토와 별도의 혼합과정 없이 살포함으로 인해 시공이 용이하여 공기가 단축됨과 아울러, 수화반응을 촉진시켜 초기 강도 발현에 빠르며 발현강도 또한 높아 크랙이 발생되지 않는 효과가 있다.

본 발명에 의해, 흙포장 조성물을 원지반토와 별도의 혼합과정 없이 살포함으로 인해 시공이 용이하여 공기가 단축됨과 아울러, 수화반응을 촉진시켜 초기 강도 발현에 빠르며 발현강도 또한 높아 크랙이 발생되지 않는 흙포장 조성물을 제공한다.

또, 양질의 마사토가 필요없이 원지반토를 활용함으로 인해 공사비용이 절감됨과 아울러, 시멘트 및 골재의 사용량이 현저하게 적어 친환경적인 흙포장 조성물도 제공한다.

또, 미끄럼방지 및 열섬현상이 완화되는 흙포장 조성물도 제공한다.

또한, 인체에 유익한 원적외선을 방사하는 흙포장 조성물도 제공한다.

Claims

물 100 중량%에 대하여 20 ~ 30 중량%의 토양경화제를 포함하며,
상기 토양경화제는 아크릴수지 35 ~ 64.3 중량%와, 리튬실리게이트 20 ~ 30 중량%와, 폴리실록산 10 ~ 20 중량%와, 폴리초산비닐 3 ~ 7 중량%와, 인산전분 1 ~ 3 중량%와, 지방산 1 ~ 3 중량%와, 규소수지 0.5 ~ 1 중량%와, 폴리소베이트 0.1 ~ 0.5 중량%와, 과산화수소 0.1 ~ 0.5 중량% 로 이루어짐을 특징으로 하는 흙포장 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 흙포장 조성물 100 중량%에 대하여 반응촉진제 0.1 ~ 0.3% 더 첨가하며, 상기 반응촉진제는 개미산칼슘, 탄산나트륨, 탄산칼륨 중 선택된 어느 하나임을 특징으로 하는 흙포장 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 흙포장 조성물 100 중량%에 대하여 안료 0.5 ~ 5% 더 첨가하며, 상기 안료는 무기질계 산화철안료 또는 황토분말 중 선택된 어느 하나임을 특징으로 하는 흙포장 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 흙포장 조성물 100 중량%에 대하여 인체에 유익한 원적외선을 방사 하기 위해 숯, 토르말린 중 선택된 어느 하나를 3 ~ 8% 더 첨가함을 특징으로 하는 흙포장 조성물.