KR20150010072A - 친환경 보도블럭 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 친환경 보도블럭 제조방법 및 그 보도블럭에 관한 것으로, 자갈 100 중량부에 대하여, 모래 20 ~ 50 중량부, 철강 슬래그 20 ~ 35 중량부, 가용성 실리카 3 ~ 7 중량부, 알칼리 활성석고 10 ~ 13 중량부, 폐석회석 7 ~ 13 중량부, 황토 미분 9 ~ 21 중량부, 표면개질된 탄산칼슘 2 ~ 5 중량부 및 규산염 유리분말 5 ~ 15 중량부로 구성된 친환경 보도블럭 및 그 제조방법을 제공함으로써, 활성처리된 폐석회석, 황토 미분 및 규산염 유리분말로 이루어진 무기질 결합제를 활용하여 천연 모래, 자갈 등의 바디부와 철강 슬래그, 가용성 실리카, 재생 석고의 코어부를 소성 결합함으로써 이산화탄소 배출없이 강도가 우수한 무시멘트 타입의 친환경 보도블럭을 제조할 수 있는 효과가 있다.

Description

친환경 보도블럭 제조방법 및 그 보도블럭 {Method of manufacturing ecofriendly sidewalk blocks and them thereof}

본 발명은 무시멘트 타입의 친환경 보도블럭 제조방법 및 그 보도블럭에 관한 것이다.

일반적인 시멘트는 배합시 다량의 이산화탄소를 배출하기 때문에 세계적 지구 온난화 방지를 위한 교토 의정서와 발리 로드맵 등을 만족할 수 없다.

이러한 온실가스의 배출량 감소를 위한 일방안으로 제안된 대한민국 등록특허 제0908498호(등록일자: 2009.7.13., 발명의 명칭: 무시멘트 알카리 활성 벽돌)는 고로슬래그를 포함하는 원재료와 나트륨계를 포함하는 알카리성 무기질 재료를 포함하는 무시멘트 알카리 활성결합재; 모래 또는 석분을 포함하는 잔골재; 및 물;을 포함하며, 상기 알카리성 무기질 재료는 규산나트륨, 분말형의 수산화나트륨, 액상형의 물유리 및 액상형의 수산화나트륨 어느 하나이고, 상기 알카리성 무기질 재료에 포함된 나트륨계 대 원재료의 중량비가 0.038 내지 0.088로서, 상기 나트륨계의 중량은 Na₂O로 환산된 값인 것을 특징으로 하는 무시멘트 알카리 활성 벽돌이 개시되어 있다.

이러한 종래 기술은 이산화탄소를 방출하지 않아 친환경적일 뿐만 아니라 무시멘트 알카리 활성 결합재로서 고로슬래그, 플라이애쉬 및 메타카올린 등의 산업 부산물을 이용함으로써 환경 부하를 감소시킬 수 있는 효과가 있다고 주장하고 있으나 실제 포크랜트 시멘트에 비하여 강도가 우수하지 못함은 물론 제조단가가 높은 단점이 있었다.

또한, 대한민국 등록특허 제1121724호(등록일자: 2012.2.22., 발명의 명칭: 고로슬래그, 분말형 규산나트륨, 탈황석고를 포함하는 결합재를 이용하는 무시멘트 콘크리트 조성물 및 무시멘트 콘크리트의 제조방법)는 결합재, 잔골재, 굵은골재, 배합수를 포함하는 콘크리트 조성물에 있어서, 상기 결합재는 고로슬래그, 분말형 규산나트륨 및 탈황석고를 포함하며 이들의 비율은 고로슬래그 77~83중량%, 분말형 규산나트륨 15~18중량%, 탈황석고 2~5중량%인 것을 특징으로 하는 고로슬래그, 분말형 규산나트륨, 탈황석고를 포함하는 결합재를 이용하는 무시멘트 콘크리트 조성물이 개시되어 있다.

이러한 종래 기술은, 압축강도를 25~55MPa 범위로 확보할 수 있는 장점이 있다고 주장하고 있으나, 실제 제조과정이 매우 복잡하고 초기 강도가 낮은 단점이 있었다.

이러한 종래 기술들 외에 대한민국 등록특허 제1188498호(등록일자: 2012.9. 27., 발명의 명칭: 바텀애쉬를 이용한 무시멘트 콘크리트 조성물 및 그 제조방법), 대한민국 등록특허 제1028011호(등록일자: 2011.4.1., 발명의 명칭: 고로슬래그를 이용한 무시멘트 콘크리트 제조방법) 및 대한민국 등록특허 제1217061호(등록일자: 2012.12.24., 발명의 명칭: 무시멘트 콘크리트 조성물 및 무시멘트 콘크리트 제조방법) 등이 제안되고 있으나 통상적인 포크랜드 시멘트와 같은 저단가, 배합의 용이성 및 강도 등을 모두 만족하는 기술은 아직 개발되지 못한 실정에 있다.

또한, 현재 제안되고 있는 무시멘트 기술들은 통상적인 포크랜드 시멘트와의 단순 강도 비교에만 치중되고 있으나 제조에 따른 2차 오염등은 고려되지 않는 근원적인 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자 창출된 본 발명의 목적은, 이산화탄소 배출없이 강도가 우수한 무시멘트 타입의 친환경 보도블럭 제조방법 및 그 보도블럭을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 본 발명의 목적은, 자갈 100 중량부에 대하여, 모래 20 ~ 50 중량부, 철강 슬래그 20 ~ 35 중량부, 가용성 실리카 3 ~ 7 중량부, 알칼리 활성석고 10 ~ 13 중량부, 폐석회석 7 ~ 13 중량부, 황토 미분 9 ~ 21 중량부, 표면개질된 탄산칼슘 2 ~ 5 중량부 및 규산염 유리분말 5 ~ 15 중량부로 구성된 친환경 보도블럭에 의해 달성될 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 상기 모래와 상기 자갈은 주재이며, 상기 철강 슬래그, 상기 가용성 실리카 및 상기 알칼리 활성석고는 코어이고, 상기 코어는 하나의 덩어리를 이루며, 상기 주재와 상기 코어의 중량비는 7 : 3인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 본 발명의 상기 표면개질된 탄산칼슘은 10 ~ 15um의 입경의 중탄산칼슘인 것을 특징으로 한다.

보다 바람직하게는, 본 발명의 상기 코어의 입경은 8.3 ~ 10.0mm인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 철강 슬래그, 가용성 실리카 및 활성 석고를 900℃ 이상의 소성로에서 소성시킨 후 5 ~ 10mm의 입경으로 분쇄하여 코어를 준비하고, 준비된 상기 코어에 모래, 자갈, 코어 및 무기질 결합제인 폐석회석, 황토 미분, 규산염 유리분말을 배합하여 보도블럭 몰드에 타설하여 형태를 만든 후, 양생하는 단계로 이루어지되, 상기 자갈 100 중량부에 대하여, 상기 모래 20 ~ 50 중량부, 상기 철강 슬래그 20 ~ 35 중량부, 상기 가용성 실리카 3 ~ 7 중량부, 상기 알칼리 활성석고 10 ~ 13 중량부, 상기 폐석회석 7 ~ 13 중량부, 상기 황토 미분 9 ~ 21 중량부, 상기 표면개질된 탄산칼슘 2 ~ 5 중량부 및 상기 규산염 유리분말 5 ~ 15 중량부이고, 상기 모래와 상기 자갈인 주재와 상기 코어의 중량비는 7 : 3이고, 상기 표면개질된 탄산칼슘은 10 ~ 15um의 입경의 중탄산칼슘인 것을 특징으로 하는 친환경 보도블럭 제조방법에 의해 달성될 수 있다.

이상과 같은 본 발명은 폐석회석, 황토 미분, 탄산칼슘 및 규산염 유리분말로 이루어진 무기질 결합제를 활용하여 모래, 자갈을 포함하는 주재와, 철강 슬래그, 가용성 실리카, 알칼리 활성석고를 포함하는 코어를 소성 결합함으로써 이산화탄소 배출없이 강도가 우수한 무시멘트 타입의 친환경 보도블럭을 제조할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하기로 한다.

콘크리트 조성물

본 발명에 의한 무시멘트 타입의 친환경 보도블럭은 자갈 100 중량부에 대하여, 모래 20 ~ 50 중량부, 철강 슬래그 20 ~ 35 중량부, 가용성 실리카 3 ~ 7 중량부, 알칼리 활성석고 10 ~ 13 중량부, 폐석회석 7 ~ 13 중량부, 황토 미분 9 ~ 21 중량부, 표면개질된 탄산칼슘 2 ~ 5 중량부 및 규산염 유리분말 5 ~ 15 중량부로 구성되어 있다.

주재(main elements)는 모래와 자갈로 이루어져 있다.

코어는 철강 슬래그, 가용성 실리카, 알칼리 활성석고로 이루어져 있다.

무기질 결합제는 폐석회석, 황토 미분, 규산염 유리분말로 이루어져 있다.

주재와 코어의 중량비는 7 : 3이다.

또한, 표면개질된 탄산칼슘은 10 ~ 15um의 입경의 중탄산칼슘이다. 표면개질된 탄산칼슘은 시멘트 응결성에 있어서 초결시간은 최대 100분, 종결시간은 130분 정도 촉진된다.

코어는 8.3 ~ 10.0mm의 입경으로 제조되어 주재와 무기질 결합제에 의해 결합되며, 본 발명에 의한 강도의 주요한 인자로서 작용한다.

친환경 보도블럭 제조

철강 슬래그, 가용성 실리카 및 활성 석고를 900℃ 이상의 소성로에서 소성시킨 후 5 ~ 10mm의 입경으로 분쇄하여 코어를 준비하고, 준비된 코어에 모래, 자갈, 코어 및 무기질 결합제를 배합하여 보도블럭 몰드에 타설하여 형태를 만든 후, 양생하여 본 발명에 의한 친환경 보도블럭을 제조한다.

여기서, 본 발명의 친환경 보도블럭을 구성하는 주재, 코어 및 무기질 결합제의 중량부는 전술된 바와 동일한다.

실시예 : 강도 테스트

본 발명에서의 강도 테스트는 일반적인 포크랜트 시멘트를 사용한 콘크리트의 7일 압축강도를 '100'으로 하였을 때를 기준으로 한다.

여기서, 본 발명의 실시예는 ① 주재와 코어의 배합비율과 ② 코어의 입경 변화에 따른 강도 테스트이다.

주재와 코어의 배합비율에 따른 강도변화

주재와 코어의 배합비율을 변화시키면서 7일 압축강도를 측정하였으며, 이의 결과는 표 1과 같다.

표 1을 참조하면, 본 실시예에서 주재의 함량비가 6.5 이하인 경우에는 강도가 포클랜드 시멘트를 사용한 콘크리트에 비하여 강도가 현저하게 낮음을 알 수 있으며, 실시예 6 ~ 실시예 10은 우수한 강도를 나타내고 있다.

여기서, 주재의 함량이 7.5를 초과하는 경우는 그 결과를 나타내지 않았으나 강도가 현저히 저하됨을 알 수 있었다.

코어 입경 변화에 따른 강도변화

코어의 입경을 변화시키면서 7일 압축강도를 측정하였으며, 이의 결과는 표 2와 같다.

표 2를 참조하면, 코어의 입경이 8.0 이하인 경우에는 강도가 포클랜드 시멘트를 사용한 콘크리트에 비하여 강도가 현저하게 낮음을 알 수 있으며, 실시예 15 및 실시예 16은 우수한 강도를 나타내고 있다.

여기서, 코어의 입경이 15mm를 초과하는 경우에는 결과를 나타내지 않았으나 강도가 현저히 저하됨을 알 수 있었다.

이상과 같은 본 발명은 일 실시예에 한정되어 설명되었으나, 이에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 토대로 변형되는 실시예들은 모두 본 발명의 권리범위에 속함이 분명하다.

Claims (5)

1. 자갈 100 중량부에 대하여, 모래 20 ~ 50 중량부, 철강 슬래그 20 ~ 35 중량부, 가용성 실리카 3 ~ 7 중량부, 알칼리 활성석고 10 ~ 13 중량부, 폐석회석 7 ~ 13 중량부, 황토 미분 9 ~ 21 중량부, 표면개질된 탄산칼슘 2 ~ 5 중량부 및 규산염 유리분말 5 ~ 15 중량부로 구성된 친환경 보도블럭.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 모래와 상기 자갈은 주재이며, 상기 철강 슬래그, 상기 가용성 실리카 및 상기 알칼리 활성석고는 코어이고,
   상기 코어는 하나의 덩어리를 이루며,
   상기 주재와 상기 코어의 중량비는 7 : 3인 것을 특징으로 하는 친환경 보도블럭.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 표면개질된 탄산칼슘은 10 ~ 15um의 입경의 중탄산칼슘인 것을 특징으로 하는 친환경 보도블럭.
   
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 코어의 입경은 8.3 ~ 10.0mm인 것을 특징으로 하는 친환경 보도블럭.
   
5. 철강 슬래그, 가용성 실리카 및 활성 석고를 900℃ 이상의 소성로에서 소성시킨 후 5 ~ 10mm의 입경으로 분쇄하여 코어를 준비하고, 준비된 상기 코어에 모래, 자갈, 코어 및 무기질 결합제인 폐석회석, 황토 미분, 규산염 유리분말을 배합하여 보도블럭 몰드에 타설하여 형태를 만든 후, 양생하는 단계로 이루어지되,
   상기 자갈 100 중량부에 대하여, 상기 모래 20 ~ 50 중량부, 상기 철강 슬래그 20 ~ 35 중량부, 상기 가용성 실리카 3 ~ 7 중량부, 상기 알칼리 활성석고 10 ~ 13 중량부, 상기 폐석회석 7 ~ 13 중량부, 상기 황토 미분 9 ~ 21 중량부, 상기 표면개질된 탄산칼슘 2 ~ 5 중량부 및 상기 규산염 유리분말 5 ~ 15 중량부이고,
   상기 모래와 상기 자갈인 주재와 상기 코어의 중량비는 7 : 3이고,
   상기 표면개질된 탄산칼슘은 10 ~ 15um의 입경의 중탄산칼슘인 것을 특징으로 하는 친환경 보도블럭 제조방법.