KR20140039858A

KR20140039858A - 일반시멘트를 사용하지 않고 천연광물인 포졸란을 이용한 몰타르 조성물

Info

Publication number: KR20140039858A
Application number: KR1020120106631A
Authority: KR
Inventors: 김정란; 이춘식; 백우현
Original assignee: 김정란
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2014-04-02
Also published as: KR101434383B1

Abstract

본원은 전남 신안군의 포졸란 광산에서 산출된 원석의 물성이 우수하고 게르마늄 성분까지 함유하고 있음을 확인하여, 포졸란 몰타르 조성물을 제공하되, 시멘트 성분을 포함시키지 않는 몰타르로 천연에서 산출되는 기능성 원료만을 이용하여 웰-빙 삶을 추구하는 현대인들에게 만족감을 주며 원적외선 방사효과, 탈취 및 흡착작용, 항균작용에 의하여 실내공기를 정화하여 실내환경을 쾌적하게 만들어 줌으로써 삶의 질을 높일 수 있는 포졸란 몰타르 조성물을 제공하고자 하는 발명이다.
본원의 몰타르 조성물은 양질의 포졸란 광물을 채취하여 일광으로 자연건조시킨 뒤 소성로에 넣고 약 350±50℃에서 2~4 시간 범위로 소성시켜 불순물을 제거하고, 상기 소성된 포졸란 광물을 100~300메쉬 크기로 분쇄하여 제공되는 포졸란 광물 30-60중량%와 입도크기 1.5±1.0 ㎜ 범위의 모래 20-40중량%와 천연광석 분말로 제공되는 시멘트를 제외한 무기고화제 10-20중량%와 항균제로 소성패각분말 2-5중량%가 혼합되어 이루어지는 몰타르 조성물에 관한 것이다.

Description

일반시멘트를 사용하지 않고 천연광물인 포졸란을 이용한 몰타르 조성물{The mortar composition using pozzolan}

본 발명은 석회석이 주성분으로 되어 있는 일반시멘트(포틀랜드시멘트)는 전혀 사용하지 않고 그 대신 시멘트 성분을 갖고 있으면서도 유해성분이 전혀 없는 천연광물인 포졸란을 분쇄한 분말을 이용한 바이오 몰타르에 관한 것이다.

종래에는 대부분 주거 공간을 비롯한 대다수 건축물은 석회석이 주성분인 일반시멘트를 주원료로 사용한 콘크리트나 시멘트벽돌로 바닥과 지붕 및 기둥 또는 벽체를 형성하고, 그 위에 일반시멘트로 조합한 몰타르나 합판, 페인트, 벽지 등으로 마감처리 되는 양태였으나, 시멘트 자체에서도 여러 가지 유해물질을 함유하고 있을 뿐 아니라 건축 자재인 일반시멘트로 조합된 몰타르, 합판, 페인트, 벽지 등에서도 휘발성 유기화합물 (VOCs)을 방출하여 새집증후군(Sick Building Syndrome)을 야기하는 주범이 되어 왔다.

새집증후군의 해결책으로는 의도적으로 계획된 환기방식에 의해 오염물질을 외부로 배출시키거나, VOCs 제어용 공기청정기를 설치하는 방법 등이 시도되고 있으나 유해물질의 발생을 근원적으로는 차단하지 못한다는 문제점이 있다.

또한, 현대인의 삶이 윤택해지면서 웰-빙(well being) 삶을 추구하게 되고 실내 환경과 공기 질 개선이 요구되어 왔으며 이 분야의 연구개발이 활발하게 진행되고 있으나 공기 질 개선을 위한 원료선정이나 시공 및 평가방법 등의 확립이 구체적으로 이루어지지는 못하고 있다.

포졸란은 화산회(화산재)의 일종으로서 약 1억 년 전 백악기 시대의 화성암 으로써 내산성, 내부식성, 단열성, 내구성, 방수성, 흡취성이 우수하여 역사적으로도 고대 로마 그리스 지역에 건립되어 있는 콜로세움 원형경기장이나 판테이온 신전 등 수 많은 건축물들이 2,000년 이상이 지난 오랜 세월 속에서도 균열이나 부식, 변형 없이 견고함을 자랑하고 있으나, 석회석이 주성분인 일반시멘트(포틀랜드시멘트 등)는 그 역사가 150 여년에 이내이고, 내구 연수 또한 60년에 불과한 사실이 밝혀지면서 포졸란에 대한 새로운 인식과 관심이 고조되고 있다.

본원 발명자는 포졸란 광석에서 원적외선 및 음이온 방출기능과 기적의 원소, 생명의 원소로 일컬어지는 게르마늄 성분까지 함유된 천연광물로 산출됨을 확인하고 이를 이용한 친환경 소재로 바이오 몰타르 조성물을 제공하고자 몰타르 성분에 석회석이 주성분인 일반시멘트는 일체 사용하지 않고 그 대신 고대 로마시대 때부터 시멘트 기능으로 사용해 왔던 천연광물인 포졸란을 분쇄한 분말을 혼합시켜 결합력과 내구성을 증진시키고 패각 소성분말을 추가시켜 항균성을 드높인 몰타르 조성물로 제공하여 주거공간의 바닥이나 벽체의 마감재로 사용할 경우, 인체에 친화성이 큰 원적외선 및 음이온의 발산효과, 유해물 흡착효과, 방음·방습효과, 새집증후군, 수질개선 및 수맥·전자파 차단효과는 물론 게르마늄 성분효과까지 겸비하도록 하여 쾌적한 웰-빙(well being) 삶을 추구하는 주거 공간을 형성하는데 포졸란이 주원료로 이용되는 바이오 몰타르의 적용 가능성을 실험하고자 하였다.

게르마늄(Ge)에 대한 의학적, 생물학적 효능이 알려진 것은 1930년 카렐 박사에 의하여 프랑스 국경 루르드 기적의 샘물이 질병에 대한 탁월한 치료효과가 있다는 보고서가 발표된 이후 여러 학자들이 그 샘물을 분석한 결과 게르마늄 함유량이 높기 때문이란 사실이 밝혀지면서 게르마늄에 대한 연구가 본격화되었고, 게르마늄(Ge)은 산소를 인체 내에 공급하여 모든 기능을 원활하게 해주는 생명의 원소로써, 몸속의 노폐물, 이물질, 독소, 중금속 등을 신속하게 체외로 배출시키고, 암과 바이러스를 소멸시키며 노화방지 및 두뇌활동을 촉진시켜 주는 효능 등도 차츰 밝혀지고 있다.

사람의 주거환경 개선을 위해 황토나 포졸란 등의 기능성 물질을 이용하여 원적외선 조사 분위기를 이루고 휘발성 유기화합물(VOCs)을 흡착하며 원적외선 방출에 의한 인체의 활성을 도모하며 쾌적한 실내 환경을 이루기 위한 과제를 갖고 연구된 선행 연구기술들이 많이 게시되어 있다.

대한민국 등록특허 제582291호에는 황토 몰타르를 이용하여 실내 공기 질 개선효과를 얻기 위한 황토 몰타르 조성으로 황토 100 중량부에 페트로폼추출물 3중량부를 골고루 혼합하는 제 1공정과 상기 혼합물 100 중량부에 포틀랜드시멘트 200 중량부와 세골재 400 중량부를 혼합하여 믹서기로 골고루 혼합하는 제 2공정과, 상기 제 2공정을 거친 혼합물 100 중량부에 물을 220~300부 넣고 반죽하는 제3공정과, 상기 혼합물 100 중량부에 팽창제 5중량부, AE감수제 6중량부, 중점제 1중량부, 합성산화철 0.1 중량부를 투입하는 제4공정을 포함하여 이루어지는 황토 몰타르 제조방법이 게시되어 있다.

그러나 상기의 기술은 친환경 건축재로 실내 공기 질 개선을 주목적으로 삼고 있으나 수경화에 의한 건축재의 강도를 발현하기 위해 시멘트를 원료로 사용 하고 있고, 시멘트 사용으로 인하여 발생하는 강 알카리 및 기타 유해물질에 대한 대책 수단이 마련되지 않아 실내 공기 질 개선효과가 미흡한 것으로 평가된다.

또한 공개특허 2010년 제20376호에는 친환경용 건축용 블록이나 온돌판구조물, 조적용 불록 등 건축용 구조물 성형을 위하여 사용되는 몰타르 조성물로 생황토에 건사(모래)와 맥반석이 추가되는 구성의 몰타르 조성물로, 생황토 25 ~35 wt%, 건사 15~35 wt %, 맥반석 15~30 wt %, NHL 5~15 wt % 및 고로슬래그분말 10~20wt% 로 구성되는 친환경적인 건축용 몰타르 조성물이 게시되어 있다

그러나 상기에서 제시된 황토 몰타르 조성자체는 인체에 무해한 성분이지만 습기에 약하고 건조 후 균열이 심하며 강도가 낮은 문제점이 있어 건축자재로 사용하는데 한계를 갖고 있다.

또한 포졸란 원료를 사용하여 공기 질을 개선하기 위한 수단으로 게시된 선행기술을 살펴보면, 등록특허 제524381호에는 천연광물인 포졸란 분말을 이용한 포졸란 몰타르 조성물을 건물의 실내 마감재로 이용하여 실내공기 중의 중금속, 휘발성 유기화합물이나 포름알데히드 등을 흡착하여~실내공기를 정화시키고자 하는 기술구성으로 포졸란 분말 100 중량부에 시멘트를 10~40 중량부를 첨가하고 리그닌계 또는 나프탈렌계 시멘트 혼화제를 0.5~4.0 중량부를 첨가하되 혼화제의 10~15배의 물로 희석시켜 혼화제를 첨가하고 혼합기를 이용하여 몰타르 조성물을 얻는 포졸란 몰타르 조성물 제조방법이 게시되어 있으나, 상기 기술에서도 역시 시멘트의 독성을 제거하거나 중화하는 목적을 부각시키고 있으면서도 몰타르 조성물의 기본원료로 유해성분이 많은 일반시멘트를 원료로 사용하고 있는 한계점을 갖는다.

또한 등록특허 886696호에서는 몰타르 조성물로써 개질 액상규산나트륨 100 중량부에 대하여, 질석 발포석 50~200 중량부, 경화조절제 0.1~60 중량부, 펄라이트 0.5~80 중량부, 포졸란 발생물질 1~50 중량부 및 원적외선 방사물질 1~40 중량부 를 첨가한 몰타르 조성물을 개시하여 건축재의 단열성, 흡음성 및 내수성을 향상시키고 유기휘발성 물질과 포름알데히드를 흡착 분해시켜 공기의 질을 높이고자 하는 기술사상이 개시되어 있으나, 상기와 같은 조성을 이루기 위해 고가의 원료 확보가 용이치 않고 현재의 몰타르 공급가와 너무 큰 차이를 갖는 고가의 원료조성으로 인하여 현실 적용성이 떨어지는 문제점을 갖는다.

본원은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본원 발명자는 전국 지자체 중 유일하게 섬으로만 구성되어 있는 전남 신안군 관내 조파도, 정주도, 용출도 소재 해안의 광산에서 산출된 원석의 물성자체가 내륙에서 산출된 포졸란보다 월등하게 우수한 품질이고, 더욱이 게르마늄성분까지 함유하고 있음이 확인되었는바, 상기 특성을 갖는 천연 포졸란을 몰타르 조성물로 적용하되, 석회석이 주성분인 일반시멘트는 전혀 사용하지 않고, 고대 로마시대부터 시멘트로사용해 왔던 포졸란 광석과 패각을 소성시켜 항균성을 높인 소성패각 분말 원료를 포함하는 몰타르 조성물을 제공하고자 하는 과제를 갖고 시작된 발명이다.

본원은 상기의 포졸란 광석 원료 분말과 패각을 소성시켜 항균성을 높인 소성패각 분말 원료와 모래 및 천연원료로 제공되는 무기고화제를 이용하여 몰타르 조성물을 제공하고 주거공간을 비롯한 모든 건축물에 사용할 경우 원적외선 및 음이온 방사효과, 탈취 및 흡착작용, 항균작용에 의하여 실내 공기 질을 개선시키고 특히 게르마늄 성분효과로 인한 건강유지로 현대인이 추구하는 웰-빙(well being) 삶의 질 향상과 만족감을 높여주는 몰타르를 제공하고자 하는 목적을 갖는다.

본원은 상기 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 천연광물인 포졸란을 이용 하는 몰타르 조성물을 제공하기 위한 수단으로, 양질의 포졸란을 채취하여 일광으로 자연 건조시킨 뒤 소성로에 넣고 약 350±50℃에서 2~4시간 범위로 소성시켜 불순물을 제거하는 공정을 수행하고, 상기 소성된 포졸란 광물을 100~300메쉬 크기로 분쇄하여 제공되는 포졸란 광물 30~60중량%와 입도크기 0.5~2.5 ㎜ 범위의 모래 20-40중량%와 무기고화제 10~20중량%와 항균성을 높이기 위한 소성 패각분말 2~5중량%가 혼합하여 제공되는 구성으로 포졸란 광물을 이용한 몰타르 조성물을 제공할 때 원적외선 및 음이온 방사효과, 흡취효과, 항균효과 등과 게르마늄성분 효과까지 함유된 기능성 몰타르 조성물을 제공하고자 하는 기술사상의 발명이다.

본원에서는 특히 전남 신안군의 포졸란 광산에서 산출되는 포졸란 원료를 이용할 때 게르마늄 성분이 주는 효과를 주거공간 내부를 물론, 모든 건축물에 활용토록 하고자 하는바, 게르마늄(Ge)성분은 인체 내의 노폐물, 이물질, 독소, 중금속 등을 신속하게 체외로 배출시키고 암과 바이러스를 소멸시키며 노화방지 및 두뇌활동을 촉진시켜 주는 효능은 이미 밝혀져 있다.

게르마늄의 의학적, 생물학적 효능이 알려진 것은 1930년 카렐 박사에 의하여 프랑스 국경 루르드 기적의 샘물이 질병에 대한 탁월한 치료효과가 있다는 보고서가 발표된 이후 여러 학자들이 그 샘물을 분석한 결과 게르마늄 함유량이 높다는 것이 발견되면서 최근에는 광물적인 무기게르마늄에서 이를 유기화하여 유기게르마늄으로의 활용하는 것도 가능해지고 있다.

본원 발명자는 전남 신안군관내 조파도, 정주도, 용출도에서 산출되는 포졸란 광석을 시료로 채취하고 산출된 원석을 분쇄하여 200mesh체를 통과한 원료를 얻고 이를 분석하였는바, 포졸란 원석의 성분분석은 하기의 표 1과 같았다.

구분	SiO2	Al2O3	Fe2O3	MgO	K2O	Na2O	TiO3	CaO	자연 감량	계 (wt%)
함량	69.4	12,0	4.63	0.62	3.99	1.04	0.62	1.92	(5.78)	100

상기 원석은 분석과정에서 Ge함유량이 2.0ppm으로 함유되고, 상기 원석에서 원적외선 방사율(5~20㎛)이 0.928로 측정되고, 원적외선 방사에너지가 3.74 W/㎡㎛ × 10² 으로 측정되는 우수한 포졸란 원석을 산업상 유용한 용도로 활용하기 위한 연구를 수행하고자 하였다.

본원 발명자는 상기 조성의 포졸란 원료를 이용하여 일반 석회석시멘트 성분을 포함하지 않고, 천연에서 산출되는 원료만을 이용하여 몰타르 조성물로 제공하기 위하여 양질의 포졸란 광물을 채취하여 일광으로 3~4일 자연 건조시켜 풍화과정을 거치고 5~20 ㎜크기의 포졸란 광석을 소성로에 넣고 약 350℃에서 4~6 시간 범위로 소성시켜 불순물을 제거하는 공정을 수행하고, 일 적용예로 상기 소성된 포졸란 광물을 볼밀을 통해 분쇄한 후 200~300메쉬 범위의 체로 걸러서 제공되는 포졸란 분말 50 중량부와 1.5±1.0㎜ 범위의 모래 30중량부와 규산(SiO₂)과 산화알미늄(Al₂O₃) 및 산화마그네슘이 특정 배합비로 제공되는 무기고화제 15 중량부와 항균제로 소성 패각분말 5 중량부를 혼합하여 몰타르 조성물을 만들이 제공되는 조성을 통하여 일정범위의 압축강도를 확보하고, 건축물이 충격을 받을 경우 파손 및 박리현상 등으로 인해 손상되는 경우를 대비하는 내 충격성, 온도와 압력에 대한 균열 및 박리 정도를 평가하는 시험으로, 10기압(180)이하의 오토클레이브 내에 시료를 1시간 방치하였을 때 육안 검사 결과, 균열이나 박리현상은 발견되지 않았으며, 또한 본원의 몰타르 조성물이 건물 내부에 시공되는 경우 여러 불순물, 냄새 등을 제거하는 능력 정도를 평가하기 위하여 가스검지관법을 이용하여 암모니아수 탈취능력 시험결과에서도 만족할 만한 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

이하 본원발명의 기술사상이 구체적으로 구현되는 실시양태는 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용란에서 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 건축 내장재로 제공되는 몰타르 조성물은 천연으로 산출되는 양질의 포졸란 광석을 이용하여 바닥용 및 벽면용 등으로 제공함으로써 인체에 가장 친화성이 큰 영역의 원적외선 및 음이온을 방사하고 탈취작용, 흡착작용 및 항균작용에 의하여 실내공기를 정화하여 실내 환경을 쾌적하게 만들어 줌으로써 현대인이 추구하는 삶의 질을 높일 수 있고 단열 및 축열 기능까지 뛰어나 에너지 절감에도 기여할 수 있는 효과가 있다.

또한, 게르마늄(Ge)성분을 함유한 포졸란 광물이 사용됨으로 게르마늄(Ge) 성분이 주는 인체 내의 노폐물, 이물질, 독소, 중금속 등을 신속하게 체외로 배출시키고 노화방지 및 두뇌활동을 촉진시켜주는 효능을 건축자재를 통하여 평상시 일상적인 삶의 현장에서 누리게 하는 효과를 제공한다.

도 1 : 본원의 기술사상이 적용되어 제공되는 몰타르 조성물의 제조공정도.

이하 본원의 기술사상이 구현되는 실시양태를 하기에 기재하고자 하는바, 본원에서 제공되는 몰타르 조성물의 상한이나 하한을 나타내는 숫자는 본원의 목적을 달성하기 위한 다양한 시행오차법에 의한 실험결과로 출원인이 원하는 기대치를 달성하는 범위의 실시양태를 제시한 것이고, 본원의 기술사상을 모두 대변하는 것은 아니나 본원에서 제시되는 수치의 상한이나 하한을 벗어나는 경우 최상의 물성이 훼손되고 내구성이 떨어지는 문제점을 나타내므로 제시된 숫자이다.

또한 본원의 목적을 달성하기 위한 수단으로 제시되는 각종 사용원료의 채취장소나 순도나 원료성분 분포도, 제조방법의 배합순서에 따라서도 다소 영향을 미칠 수 있을 것이나 본 발명의 기술사상에 따른 권리범위는 특허청구범위에 기재된 내용을 기준으로 균등론적으로 해석되어 적용되어야 할 것이다.

이하 본 발명의 기술사상이 구체적으로 적용되는 실시양태를 도 1에 제시된 몰타르 제조공정도를 참조하여 설명하고자 하며, 하기에 표 2로 제시되는 배합조성물은 수많은 시행 오차를 겪으면서 발명자가 원하는 결과를 얻을 수 있는 최적의 실시양태를 나타낸 것으로, 예를 들어 양질의 포졸란 광물을 채취하여 일광으로 자연건조시킨 뒤 소성로에 넣고 약 350±50℃에서 2~4 시간 범위로 소성시켜 불순물을 제거하고, 상기 소성된 포졸란 광물을 볼밀을 이용하여 분쇄하고 200~300 메쉬 범위의 체로 걸러 제공되는 포졸란 광물 30-60중량%와 입도크기 1.5±1.0 ㎜ 범위의 모래 20-40중량%와 천연광석 분말로 제공되는 무기고화제 10-20중량%와 항균제로 패각분말 을 600℃ 범위의 고온으로 소성시켜 항균성은 높인 소성패각분말 2-5중량%가 혼합하여 제공되는 구성으로 몰타르 조성물이 제공될 수 있다.

특히 본원에서는 전남 신안군의 포졸란 광산에서 산출되는 원석으로 게르마늄(Ge) 성분을 함유한 포졸란 원석을 이용하고 타 원료도 천연에서 산출되는 자연친화적 원료만을 이용하여 건축자재용 자연친화적 포졸란 몰타르 조성물을 제공하고자 하였다.

본 발명 일 실시예에 따른 전남 신안군의 포졸란 광산에서 산출된 포졸란을 이용하여 건축자재용 몰타르을 제조하는 과정은 도 1과 같이 제시된다.

본원의 몰타르 조성물에 사용되는 원료는 모두 천연 자연에서 산출되는 원료를 이용하게 되는바, 먼저 포졸란 원료는 도 1에 제시된 바와 같이, 전남 신안군의 포졸란 광산에서 산출되는 양질의 포졸란을 채취하여 일광으로 3~4일 자연 건조시키며 풍화과정을 거치고 1~20㎜ 크기의 포졸란 광석을 소성로에 넣고 약 350±50℃ 범위에서 4~6 시간 범위로 소성시켜 불순물을 제거하는 공정을 수행하고, 상기 소성된 포졸란 광물을 볼밀을 이용 분쇄하고 200~300메쉬 범위의 체로 걸러 제공되는 포졸란 광물 30 kg을 준비하고, 건사(모래)는 체 걸름공정을 통하여 1.0±0.5㎜ 범위 입도크기의 모래 20 ㎏를 준비하고, 패각분말은 패각류를 수집하여 세정한 후 1~2 ㎜ 범위 크기로 분쇄 후 600℃ 범위의 고온으로 소성시켜 항균성은 높인 소성패각분말을 얻고 볼밀을 이용하여 분쇄하고 200~300 메쉬 범위의 체로 걸러 제공되는 소성패각 분말 15 ㎏를 준비하고, 몰타르의 결합력과 내구성을 증진시키기 위한 기능을 하는 무기고화제는 광석분말로 규산(SiO₂) 4±0.5 : 산화알미늄(Al₂O₃) 1.6±0.3과 산화마그네슘 1±0.2 범위의 조성비를 이루도록 무기고화제가 20 ㎏를 준비하고(하기 표 2에 제시되는 실제 적용에서는 규산(SiO₂)과 12 kg, 산화알미늄(Al₂O₃) 5 kg, 산화마그네슘 3 kg의 조성비로 20 ㎏를 만들어 사용), 아래의 표 2로 제시되는 몰타르 조성물을 만들어서 몰타르가 필요로 하는 물성을 나타내는지 확인하기 위하여 압축강도, 내충격성, 내균열성, 수축율, 탈취율 등의 실험을 수행하였다.

구 분	Sample 1(S-1)	S-2	S-3	S-4
포졸란 분말(kg)	7.0	4.0	6.0	5.0
건사(kg)	1.5	2.5	2.0	3.0
무기고화제(kg)	1.3	2.0	1.8	1.7
소성패각분말(kg)	0.2	0.5	0.2	0.3
7일 압축강도 (㎏/㎤)	72	88	89	90

1) 압축강도 실험

기준 시멘트 몰타르 배합비를 기준으로 하여 포졸란과 건사(모래)와 무기고화제 및 항균제로 혼합된 건식 몰타르 조성물이 실내 바닥용 몰타르로 사용되는 경우 기준강도를 확보할 수 있는지 여부를 확인하기 위해 7일 압축강도를 비교·검토한 결과 7일 압축강도 값이 80 ㎏/㎤ 이상을 확보할 것을 목표로 하는 중에 S-1의 조성에서는 압축강도가 72 ㎏/㎤의 값으로 목표에 미달하였고, S-2, S-3, S-4의 조성에서는 압축강도가 88, 89, 90 ㎏/㎤를 확보하는 결과를 얻을 수 있었다.

2) 내 충격성

건물이 충격을 받을 경우, 파손 및 박리현상 등으로 인해 손상되는 경우가 있으므로 본원에서는 1.0kg 모래주머니를 1.5m 높이로부터 시편에 자유낙하시켜 잔갈림, 파손, 밀판의 박리 유무를 관찰하였으나 본원의 시료샘플에서는 균열과 박리현상 등과 같은 손상은 발견되지 않았는바, 이는 각 샘플에 혼합된 원료의 충격완화작용 때문으로 생각되며 실내 바닥재로서 내충격성에는 문제가 없을 것으로 판단된다.

3) 내 균열성

온도와 압력에 대한 균열, 박리 정도를 평가하는 시험으로, 10기압(180℃)이하의 오토클레이브 내에 시편을 1시간 방치하였을 때 육안 검사 결과, 균열이나 박리현상은 발견되지 않았다.

4) 수축율

표3에서 실험한 시료 S-1, S-2, S-3, S-4에 대한 수축율을 측정하였는데, 1일 경과 후 각 시편의 수축율은 각각 0.27, 0.25, 0.23, 0.22%로 배합비에 약간의 차이를 보이고 있었으며, 3일 경과 후 시편의 수축율은 각각 3.27, 2.26, 1.54, 0.25%를 나타냈다.

5) 탈취율

본원의 포졸란 함유조성의 몰타르를 건물 내부에 시공하여 여러 냄새 등을 제거하는 능력정도를 평가하기 위하여 S-2 샘플제품에 대해서 가스검지관법을 이용하여 암모니아(NH₃) 탈취능력 시험을 실시하였으며, 그 결과는 표 3과 같았다.

시험항목	암모니아(NH₃) 탈취실험
경과시간(분)	blank농도(ppm)	blank농도(ppm)	탈취율(%)
0	200	200	-
30	198	121	38.8
60	194	86	55.6
90	190	77	59.5
120	186	68	63.4
시험방법	KICM-FIR-1085 : 2010

6) 항 곰팡이

일반적으로 건물 내부에서 발생하는 곰팡이류는 사방으로 뻗은 실과 같은 균사체를 가지고 있으며, 포자에 의해 증식되며 비교적 저온에서도 성장을 하는 것으로 알려져 있으며, 상기 곰팡이류는 인간이 생활하는 모든 공간에서 어떤 경로로든 함께 서식하고 있으며, 최근들어 생활수준이 향상되고 건강에 대한 관심이 고조되면서 건자재 등에도 기능성에 대한 요구가 높아지고 있으며, 쾌적한 주거공간에 대한 기대가 확대되고 있는 실정이다.

본 시험에 사용된 곰팡이 균주는 Aspergillus niger ATCC 9642. Penicllium pinophilum ATCC11797, Chaetomium globosum ATCC6025 등의 포자를 채취하여 혼합균주로 사용하고, 사용된 시편의 크기는 20×30×3mm로 하여 표 3에 제시되는 배합조성비에 따른 4주 후의 항곰팡이 시험결과 시료 자체에서의 곰팡이 서식부위는 관찰되지 않았다.

7) 열전도율

실내 바닥 난방시 축열 층은 바닥온도의 급격한 상승을 방지하고, 난방종료 후 급격한 온도가 강하하지 않으면서 지속적인 방열효과가 있어야 하는바, 이를 확인하는 방법으로는 보온력 시험 등이 행해지고 있지만 열전도율 계수를 통해 단열 및 축열의 정도를 예측할 수 있다.

상기의 열전도율이란 임의의 등온 면의 수직방향에 행하여 정상 상태로 단위시간에 단위면적 또는 단위길이를 통하여 흐르는 열량(Q)을 말하고, 열전도율 계수는 주어진 시편에서 열이 얼마나 빨리 흐르는가를 나타내는바, 본원 실험에서 사용된 4개의 시편의 열전도율 측정결과를 표 4에 나타내었다.

구 분	S-1	S-2	S-3	S-4
열전도율 (w/m.k)	1.322	1.488	1. 512	1.521
1 w/m.k = 0.8598 ㎉/m.hr.℃

8) 원적외선 방사율

표 5에 본원에서 사용되는 단위 원료가 갖는 원적외선 방사에너지 값을 나타내었다.

구 분	방사율(5~20㎛ 범위) 이상흑체 대비	방사에너지 (W/㎡.㎛.40℃)	비 고
포졸란	0.92	3.70×10²	중심파장 : 9.3㎛
모래	0.86	3.48×10²
무기고화제	0.88	3.50×10²
항균제	0.84	3.45×10²

이상 제시된 실험결과를 통하여 본원의 기술사상으로 제공되는 몰타르 조성물은 국내에서 천연으로 산출되는 양질의 포졸란 광석을 이용하여 실내 바닥용 및 벽면용 몰타르 조성물로서 실내 주거공간을 쾌적하게 만들어 줄 수 있고 인체에 가장 친화성이 큰 영역의 원적외선을 방사하고 탈취작용, 흡착작용 및 항균작용에 의하여 실내공기를 정화하는 기능, 실내환경을 쾌적하게 만들어 줘서 삶의 질을 높일 수 있고 단열 및 축열효과도 겸하는 몰타르로 제공될 수 있을 것이다.

본원의 도 1은 본원 기술사상이 적용되어 제공되는 몰타르 조성물의 제조공정도에 관한 것으로, 별도의 부호설명이 필요 없다.

Claims

천연광물인 포졸란 광물을 이용하는 몰타르 조성물에 있어서,
양질의 포졸란 광물을 채취하여 일광으로 자연건조시키며 풍화과정을 거친 후 소성로에 넣고 350±50℃에서 2~4 시간 범위로 소성시켜 불순물을 제거하고, 상기 소성된 포졸란 광물을 100~300메쉬의 체를 통과하는 입도크기로 분쇄하여 제공되는 포졸란 광물 30-60중량%와 입도크기 1.5±1.0 ㎜ 범위의 모래 20-40중량%와 천연광석 분말로 제공되는 무기고화제 10-20중량%와 항균제로 소성패각분말 2-5중량%가 혼합하여 제공되는 것을 특징으로 하는 포졸란 광물을 이용한 몰타르 조성물.
제1항에 있어서,
상기의 포졸란 광물은 게르마늄(Ge)성분을 함유한 포졸란 광물이 사용되는 것을 특징으로 하는 포졸란 광물을 이용한 몰타르 조성물.
제1항에 있어서,
상기 몰타르 조성물에 이용되는 무기고화제는 광석분말로 규산(SiO₂) 4±0.5 : 산화알미늄(Al₂O₃) 1.6±0.3 : 산화마그네슘 1±0.2 조성비를 이루도록 제공되는 것을 특징으로 하는 포졸란 광물을 이용한 몰타르 조성물.