KR20140014677A

KR20140014677A - 친환경 차열성 투수블록 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20140014677A
Application number: KR1020120081316A
Authority: KR
Inventors: 서곤성
Original assignee: 주식회사 서호에코탑
Priority date: 2012-07-25
Filing date: 2012-07-25
Publication date: 2014-02-06

Abstract

본 발명은 친환경 차열성 투수블록 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 표층부가 두께가 0.1 내지 1mm이고 입도가 1.0 내지 3mm인 폐유리 28-36 중량를 포함함으로써, 휨강도 및 투수력을 유지하면서도 햇빛의 반사율을 향상시켜 도심의 열섬화 현상을 방지함은 물론, 폐유리에 해당하는 LCD 평판의 폐유리 조각의 폐기 처리를 촉진시킬 수 있는 이점을 제공한다.

Description

친환경 차열성 투수블록 및 그 제조 방법{Water permeable block having Eco-friendly heat shield function and Method for the same}

본 발명은 친환경 차열성 투수블록 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 블록 표층부에 반사율을 극대화하여 태양광의 50를 차지하는 적외선을 흡수하지 않고 반사하여 보도블록 표면의 온도를 하강시켜 도시의 열섬화 현상을 방지하고, 우수는 투수하는 투수 기능이 있는 친환경 차열성 투수블록 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 콘트리트 블록은 인도와 차도를 구분하는 경계석 또는 보도, 차도, 공원 등에 사용되는 보차도용 인터로킹 블록이 있다.

종래의 콘트리트 블록은 기층부와 표층부를 포함하고, 기층부는 굵은골재, 모래, 시멘트, 석분 등을 포함하며, 표층부는 인조석과 백시멘트 등을 포함하여 구성된다.

최근에는, 표층부의 혼합 성분으로서 폐유리를 포함함으로써 야간에 불빛이나 가로등에 반사되어 차도와 인도의 시인성을 높여주어 차량의 주행 사고를 최소화함은 물론, 야간에 반딧불처럼 빛나는 보도의 경관을 형성하여 시민들로부터 각광을 받는 반사형 콘크리트 블록이 개발되고 있는 실정이다.

그러나, 종래 기술에 따른 반사형 콘크리트 블록은, 상술한 바와 같이, 야간 시인성을 향상시키는 이점이 있으나, 주간에 강렬한 태양광의 50%를 차지하는 적외선을 반사시키지 못하고 흡수함으로써 도심의 열섬화 현상을 가속화하는 문제점이 있다.

한편, 상술한 도심의 열섬화 현상을 방지하기 위해서, 블록 표면에 차열성 도료나 폐유리를 도포하여 햇빛을 반사하도록 구성할 수 있지만, 이 방법의 경우 보도로의 보행자 보행 및 차도로의 차량 주행에 따라 블록 표면에 도포된 표면의 마모가 비교적 빨리 진행되어 지속적인 차열성을 유지할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 폐유리를 포함하여 야간 시인성을 확보하되, 우수의 투수 기능을 유지하면서도 차열성을 지속적으로 유지하도록 구성됨으로써 도시의 열섬화 현상을 방지할 수 있는 친환경 차열성 투수블록 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 친환경 차열성 투수블록은, 기층부와 표층부로 형성된 친환경 차열성 투수블록에 있어서, 상기 기층부는, 입도가 5 내지 10mm인 굵은골재 80 내지 82중량%와, 시멘트 18-20 중량%와, 상기 시멘트 대비 25% 이하의 물과, 상기 시멘트 대비 1% 이하의 고성능 감수제를 포함하고, 상기 표층부는, 입도가 1.0 내지 3mm인 백운석 부순골재 45 내지 53 중량와, 두께가 0.1 내지 1mm이고 입도가 1.0 내지 3mm인 폐유리 28-36 중량와, 백시멘트 10-12 중량와, 고로슬래그 8-10 중량와, 백시멘트와 고로슬래그 대비 25 이하의 물과, 백시멘트와 고로슬래그 대비 1의 고성능감수제를 포함한다.

여기서, 상기 폐유리는, 폐기물 처리되기 전의 LCD 평판 등을 파쇄하여 획득된 폐유리 조각을 재활용하는 것이다.

또한, 상기 표층부는, 표면이 빗살무늬 형상으로 성형하므로 다양한 각도에서도 태양열을 반사할 수 있도록 형상화한 것이다.

한편, 본 발명에 따른 친환경 차열성 투수블록의 제조방법의 바람직한 일실시예는, 입도가 5 내지 10mm인 굵은골재 80 내지 82중량%와, 시멘트 18-20 중량%와, 상기 시멘트 대비 25% 이하의 물과, 상기 시멘트 대비 1% 이하의 고성능 감수제를 혼합하여 1차 진동가압으로 기층부를 형성하는 기층부 성형단계와, 입도가 1.0 내지 3mm인 백운석 부순골재 45 내지 53 중량와, 두께가 0.1 내지 1mm이고 입도가 1.0 내지 3mm인 폐유리 28-36 중량와, 백시멘트 10-12 중량와, 고로슬래그 8-10 중량와, 백시멘트와 고로슬래그 대비 25 이하의 물과, 백시멘트와 고로슬래그 대비 1의 고성능감수제를 혼합하여 2차 진동가압으로 표층부를 성형하는 표층부 성형단계를 포함한다.

여기서, 상기 표층부 성형단계에서 2차 진동가압 성형으로 표층부를 빗살무늬 형상으로 성형하고, 표면을 반사율을 높이기 위해 다이아몬드가 부착된 브러쉬를 회전하여 블록표면의 피복을 깨끗하게 닦아내는 커링 가공단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 친환경 차열성 투수블록 및 그 제조방법의 바람직한 일실시예는, 폐유리의 함량 비율을 종래와 비교하여 더 늘려줌으로써 차열성을 향상시키는 효과를 가진다.

또한, 본 발명에 따른 친환경 차열성 투수블록 및 그 제조방법의 바람직한 일실시예는, 휨강도 및 투수력을 유지하면서도 햇빛의 반사율을 향상시켜 도심의 열섬화 현상을 방지할 수 있는 효과를 가진다.

아울러, 본 발명에 따른 친환경 차열성 투수블록 및 그 제조방법의 바람직한 일실시예는, 폐기 처분이 어려운 폐유리를 재활용할 수 있으므로 제품의 비용을 절감할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 친환경 차열성 투수블록의 바람직한 일실시예를 나타낸 사시도이고,
도 2는 본 발명에 따른 친환경 차열성 투수블록의 바람직한 일실시예의 작용을 나타낸 구조도이며,
도 3은 본 발명에 따른 친환경 차열성 투수블록의 바람직한 일실시예의 시공 사시도이며,
도 4는 본 발명에 따른 친환경 차열성 투수블록을 이용한 블록 포장면의 시간대별 온도변화에 따른 반사율을 나타낸 그래프이고,
도 5는 본 발명에 따른 친환경 차열성 투수블록의 제조방법을 나타낸 순서도이다.

이하, 본 발명에 따른 친환경 차열성 투수블록의 바람직한 일실시예 및 본 발명에 따른 친환경 차열성 투수블록의 제조 방법의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 친환경 차열성 투수블록의 바람직한 일실시예를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 친환경 차열성 투수블록의 바람직한 일실시예의 작용을 나타낸 구조도이며, 도 3은 본 발명에 따른 친환경 차열성 투수블록의 바람직한 일실시예의 시공 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 친환경 차열성 투수블록을 이용한 블록 포장면의 시간대별 온도변화에 따른 반사율을 나타낸 그래프이다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 친환경 차열성 투수블록(1)은 보도와 차도의 경계 또는 보도와 차도를 연속하여 설치되어, 보도와 차도의 경계를 표시 및 보도를 포장하는 것으로서, 도 1에 참조된 바와 같이, 기층부(2)와, 기층부(2)의 적어도 일면에 형성된 표층부(3)를 포함한다.

기층부(2)는 입도가 5 내지 10mm인 굵은골재 80 내지 82중량%와, 시멘트 18-20 중량%와, 상기 시멘트 대비 25% 이하의 물과, 상기 시멘트 대비 1% 이하의 고성능 감수제를 포함한다.

기층부(2)는, 상술한 바와 같이 혼합하여 성형기 형틀에 넣고 1차 진동가압 성형하여 형성한다. 이와 같은 기층부(2)는, 비교적 굵은골재와 시멘트를 혼합하여 성형함으로써 인위적인 공극을 형성하여 우수에 대한 투수성을 향상시키도록 구성된다.

표층부(3)는 입도가 1.0 내지 3mm인 백운석 부순골재 45 내지 53 중량와, 두께가 0.1 내지 1mm이고 입도가 1.0 내지 3mm인 폐유리(3) 28-36 중량와, 백시멘트 10-12 중량와, 고로슬래그 8-10 중량와, 백시멘트와 고로슬래그 대비 25 이하의 물과, 백시멘트와 고로슬래그 대비 1의 고성능감수제를 포함한다.

여기서, 폐유리(3)는 야간에 차량이나 가로등 불빛을 반사시켜 도로의 경계를 명확하게 표시하거나 보도의 시인성과 경관을 높여주는 역할을 한다. 또한, 폐유리(3)는, 최근 폐기 및 처리 비용의 소모가 커서 사회적 문제가 되고 있는 폐기물 처리되기 전의 LCD 평판을 파쇄하여 입도가 조절된 폐유리(3) 조각을 채용할 수 있다. 본 발명에서는, 폐유리(3)의 종류는 불문하는 바, 최근 효과적인 대량처리 방법이 제시되지 않은 LCD 평판의 폐유리(3) 조각을 이용함으로써 사회적 문제를 해결할 수 있는 좋은 방안이 될 수 있다.

이와 같은 표층부(3)는, 상술한 바와 같이 혼합하여 성형기 형틀에 넣고 2차 진동가압 성형하여 형성한다.

여기서, 본 발명에 따른 친환경 차열성 투수블록(1)의 경우. 상기 표층부(3)를 성형함에 있어서, KS F 4419의 유색층 두께 8mm 이상을 유지함으로 마모에 뛰어나고 다소 마모가 발생하더라도 표층부(3)의 두께에 따른 폐유리(3)의 반사율이 반영구적으로 유지할 수 있는 이점이 있다.

그리고, 본 발명에 따른 친환경 차열성 투수블록(1)의 경우, 백운석 부순골재의 입도가 1.0 내지 3mm이고, 폐유리(3)는 입도가 1.0 내지 3mm로써 잘 혼합되어 있는 바, 인위적인 공극을 형성할 수 있어 우수가 잘 투수되는 투수성을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 친환경 차열성 투수블록(1)의 경우에는, 도 1 내지 3에 참조된 바와 같이, 표층부(3)는 그 표면이 빗살무늬(5) 모양으로 성형된다. 빗살무늬(5) 모양은 연속적인 굴곡을 형성함으로 다양한 각도에서 햇빛의 반사율을 높일 수 있고, 블록의 표면 가공방법 중 다이아몬드가 부착된 브러쉬를 회전하여 블록 표면의 피복을 깨끗하게 가공하는 커링가공 방법을 사용함으로써 블록 표면의 반사율을 극대화할 수 있다. 상기와 같은 표층부(3)의 표면인 빗살무늬(5) 형상은 아래 표 1에서도 알 수 있는 바와 같이, 태양열의 50를 차지하는 적외선의 흡수를 감소시키고 반사율을 증대시킴으로써 실질적으로 콘크리트 블록의 표면 온도를 20 이상 떨어뜨려 여름에 보도의 온도에 따른 열섬화 현상을 완화시킬 수 있다.

표 1은 기층부(2)의 경우, 입도가 5 내지 10mm의 굵은골재 80 내지 82 중량와, 시멘트 18 내지 20 중량와, 시멘트 대비 25 이하의 물 및 시멘트 대비 1 이하의 고성능감수제를 혼합하여 1차 성형한 것이고, 표층부(3)의 경우, 효과적인 실험을 위하여 폐유리(3)의 배합량의 변화 및 블록 표면의 형상 변화에 따른 휨강도 및 투수력의 변화를 비교 검토한 표이다.

NO	1차 기층부		2차 표층부					휨강도 (mpa)	투수력 (cm/ sec)
NO	시멘트 (kg)	굵은 골재 (kg)	백시멘트 (kg)	고로슬래그 (kg)	백운석 부순골재 (1-3mm)	폐유리 (1-3mm)	혼화제 (1차/2차)	휨강도 (mpa)	투수력 (cm/ sec)
비교1	300	1,300	40	30	211 (57%)	89 (24%)	3/0.7	4.8	2.0
비교2	300	1,300	40	30	196 (53%)	104 (28%)	3/0.7	4.6	1.7
비교3	300	1,300	40	30	182 (49%)	118 (32%)	3/0.7	4.3	1.5
비교4	300	1,300	40	30	167 (45%)	133 (36%)	3/0.7	4.2	1.2
비교5	300	1,300	40	30	152 (41%)	148 (40%)	3/0.7	3.7	0.8
실험1	300	1,300	40	30	182 (49%)	118 (32%)	3/0.7	4.5	표면 빗살무늬 형상

표 1은 표층부의 폐유리(3)의 함유량에 따른 제품의 휨강도 및 투수력을 비교 실험한 것으로, 비교 1 내지 5의 경우 표층부(3)를 구성하는 폐유리(3)의 함량 비율을 4 중량씩 증가시켰고, 실험 1의 경우 비교 3와 폐유리(3)의 함량 비율이 동일하나 표층부(3)의 표면을 빗살무늬(5) 형상으로 채용한 것이다.

표 1을 통해 알 수 있는 바와 같이, 비교 1 내지 5의 경우 폐유리(3)의 함량 비율이 증가함으로써 휨강도와 투수력이 계속하여 낮아지는 것을 알 수 있고, 특히, 폐유리(3)의 함량 비율이 40 중량 이상일 경우에는 휨강도와 투수력이 현저히 떨어져서 KS 기준(휨강도:4.0mpa 이상, 투수력:1.0cm/sec)에도 못미치는 것을 알 수 있다.

한편, 표 2는 표 1의 비교 제품들을 블록 포장 후 블록표면의 온도를 측정하여 시간대별로 온도변화를 실험한 것으로 블록의 반사율을 측정하는 방법으로 블록표면의 온도가 낮을수록 태양의 반사율이 높은 것을 알 수 있다. 이 실험에서, 표 1의 비교 1 내지 5 및 실험 1과 실험 1과 대비할 수 있는 복수개의 블록이 포장된 포장면 위의 온도를 측정한 결과를 나타낸 표이다.

구 분	포장면 위의 온도(도)
구 분	살수직후 (11시)	1시간후 (12시)	2시간후 (13시)	3시간후 (14시)	4시간후 (15시)	5시간후 (16시)	6시간후 (17시)
비교1	24.1	29.9	37.2	41.5	39.5	37.7	36.8
비교2	24.1	28.8	32.2	34.5	33.1	31.1	30.5
비교3	24.1	28.1	31.9	32.3	30.6	28.6	26.7
비교4	24.1	25.8	29.5	30.2	29.5	27.8	26.3
비교5	24.1	25.7	29.1	29.5	28.5	27.5	25.8
실험1	24.1	24.8	28.5	29.1	27.8	27.3	25.6
유리층 없는블록	24.1	31.8	42.5	46.5	43.5	42.5	41.8
밀입도 아스팔트	24.5	33.9	45.5	52.7	49.5	47.5	45.2

햇빛의 반사율은 일반적으로 블록 포장면의 온도차를 측정하는 방법으로 간접 측정 가능하고, 본 발명의 실험에서는 적외선 온도계를 이용하여 시간대별로 측정하였으며, 보다 정확한 측정값을 획득할 수 있도록, 시험체에 대하여 실험 당일날 오전 10시 30분에 20분간 살수를 실시한 후, 살수 종료 후 각각 1시간 경과마다 시험체 포장면 위의 온도를 측정하여 그 결과값을 기재하였다.

표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 폐유리(3)의 함량 비율이 증가할수록 표면 온도는 떨어지는 바 적외선의 반사율이 점점 높아짐을 알 수 있다.

비교1에서 폐유리(3)의 함유량이 24 중량% 이하는 태양의 적외선의 반사율이 낮아 차열성블록으로써 기능을 충분히 하지 못함을 알 수 있다.

그리고, 도 4에 참조된 바와 같이, 실험 1과 폐유리(3)를 전혀 함유하고 있지 않은 유리층 없는 블록의 경우 및 밀입도 아스팔트의 경우와 비교하면, 시험체 표면온도가 가장 높은 시간인 14시까지 시간이 경과할수록 지속적으로 온도가 증가함은 물론 그 온도차가 계속적으로 더 커지는 것을 알 수 있다.

그러나, 비교 5의 실험 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 폐유리(3)의 함량 비율이 40 중량를 초과할 경우에는 햇빛의 적외선 반사율이 다소 높아지는 장점은 있지만, 제품의 휨강도가 급격히 저하됨은 물론, 투수력이 다소 저하되는 문제점이 있어 과다한 폐유리(3)의 혼합은 바람직하지 않다.

이와 같은 문제점을 직시하고, 본 발명에 따른 친환경 차열성 투수블록(1)의 바람직한 일실시예에서는 비단 폐유리(3)의 함량 비율을 단순이 점진적으로 높이는 것으로부터 최적의 함량 비율을 찾고자 하는 것은 아니다.

즉, 본 발명에 따른 친환경 차열성 투수블록(1)의 경우, 표 1 및 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 투수블록으로서의 일정 투수성을 갖되, 보차도에 설치되는 특성상 일정 휨강도를 지녀야 함은 물론, 차열성 투수블록으로서의 특성인 햇빛의 반사율 또한 좋아야 한다.

그러므로, 본 출원인은 본 발명의 바람직한 일실시예의 경우, 폐유리(3)의 함량 비율을 결정 및 선택함에 있어서, 휨강도로써는 보차도의 보행자 및 차량의 중량을 견딜 수 있게 적어도 4.3Mpa보다 낮아지지 않으면서도, 투수력 또한 1.5cm/sec 이하로 낮아지지 않도록 하며, 가장 중요한 요소인 차열성을 구비함에 있어서도 가장 표면 온도가 높은 시간대에서도 35를 초과하지 않는 범위 내에서 설정됨이 바람직하다.

따라서, 본 발명에 따른 친환경 차열성 투수블록(1)의 경우, 비교 4와 같은 휨강도 및 투수력을 갖도록 폐유리(3)의 함량 비율을 28 내지 36 중량 범위로 설정되고, 표면 온도가 가장 높은 시간대에서도 35를 초과하지 않도록 표층부(3)의 표면이 빗살무늬(5) 형상으로 형성된 것을 그 특징으로 하는 것이다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 친환경 차열성 투수블록의 제조방법의 바람직한 일실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 친환경 차열성 투수블록의 제조방법을 나타낸 순서도이다.

본 발명에 따른 친환경 차열성 투수블록(1)의 제조방법은, 입도가 5 내지 10mm인 굵은골재 80 내지 82중량%와, 시멘트 18-20 중량%와, 상기 시멘트 대비 25% 이하의 물과, 상기 시멘트 대비 1% 이하의 고성능 감수제를 혼합하여 1차 진동가압으로 기층부(2)를 형성하는 기층부 성형단계(S1)와, 입도가 1.0 내지 3mm인 백운석 부순골재 45 내지 53 중량와, 두께가 0.1 내지 1mm이고 입도가 1.0 내지 3mm인 폐유리(3) 28-36 중량와, 백시멘트 10-12 중량와, 고로슬래그 8-10 중량와, 백시멘트와 고로슬래그 대비 25 이하의 물과, 백시멘트와 고로슬래그 대비 1의 고성능감수제를 혼합하여 2차 진동가압으로 표층부(3)를 성형하는 표층부 성형단계(S2)를 포함한다.

여기서, 표층부 성형단계(S2)는, 2차 진동가압으로 빗살무늬(5) 형상으로 성형하고 표면은 가공단계(S3)를 포함할 수 있다. 표면 가공단계(S3)는, 다이아몬드가 부착된 브러쉬를 회전하여 블록 표면의 피복을 깨끗하게 가공하는 커링가공 방법에 의해 빗살무늬의 표면의 반사율을 높일 수 있다.

이상, 본 발명에 따른 친환경 차열성 투수블록의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 반드시 상술한 바람직한 일실시예에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다고 할 것이다. 그러므로, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 정해진다고 할 것이다.

1: 차열성 투수 블록 2: 기층부
3: 표층부 4: 폐유리
5: 빗살무늬

Claims

기층부와 표층부로 형성된 친환경 차열성 투수블록에 있어서,
상기 기층부는,
입도가 5 내지 10mm인 굵은골재 80 내지 82중량%와, 시멘트 18-20 중량%와, 상기 시멘트 대비 25% 이하의 물과, 상기 시멘트 대비 1% 이하의 고성능 감수제를 포함하고,
상기 표층부는,
입도가 1.0 내지 3mm인 백운석 부순골재 45 내지 53 중량와, 두께가 0.1 내지 1mm이고 입도가 1.0 내지 3mm인 폐유리 28-36 중량와, 백시멘트 10-12 중량와, 고로슬래그 8-10 중량와, 백시멘트와 고로슬래그 대비 25 이하의 물과, 백시멘트와 고로슬래그 대비 1의 고성능감수제를 포함하는 친환경 차열성 투수블록.
청구항 1에 있어서,
상기 폐유리는 LCD 평판 폐유리 등 두께가 0.1-2mm이고, 입도가 1.0-3mm로 파쇄한 폐유리를 활용한 친환경 차열성 투수블록.
청구항 1에 있어서,
상기 표층부는, 표면이 빗살무늬 형상으로 형성된 친환경 차열성 투수블록.