KR20150027944A

KR20150027944A - Sound proofing panel combined the no fine concrete for sound absorbing effect with the cement extruding panel for sound proofing effect and its manufacturing method

Info

Publication number: KR20150027944A
Application number: KR20130106377A
Authority: KR
Inventors: 김진만; 이근우; 김장엽; 최덕진
Original assignee: 공주대학교 산학협력단; ㈜익성텍
Priority date: 2013-09-05
Filing date: 2013-09-05
Publication date: 2015-03-13

Abstract

The present invention relates to a sound absorbing colored sound-proof panel using cinder. More specifically, the sound absorbing colored sound-proof panel using cinder can recycle cinder which is a by-product generated in a thermoelectric power plant, reduce sound reflectance by curing a cement extrusion molding panel integrally with a lower surface of a high performance permeability concrete sound absorbing body cured with the cinder, add a color to a sound absorbing panel with high strength and durability, and absorb vehicle noise by being installed around a rapid-transit rail way. A method for manufacturing the sound absorbing colored sound-proof panel using cinder is as follows: forming a paste at the ratio of water to cement (W/C) of 25% by mixing cement and mixing water; attaching a cement extrusion molding panel (20) to a lower surface (21) and both side surfaces (22, 23) of permeability concrete (10) having concave parts (11) and convex parts (12) formed on the front surface of the permeability concrete by mixing 100% cinder of 5-13 mm and a polycarbonate type high performance water reducing agent as a mixing agent in the paste; curing the cement extrusion molding panel attached to the lower surface and the both side surfaces to be integrated; and applying an oxidizing agent (30) for coloring to the concave parts (11) and the convex parts (12) on the front surface of the permeability concrete (10).

Description

Technical Field [0001] The present invention relates to a soundproof type color soundproofing plate which is made of a waterproof concrete colored in a manner such that coal ash is used as an aggregate and a surface void is not blocked, proofing panel for a sound proofing effect and its manufacturing method.

본 발명은 석탄재를 이용한 흡음형 컬러방음판에 관한 것으로, 더욱 바람직하게는 화력발전소에서 발생한 산업부산물인 석탄재를 재활용하고, 석탄재를 이용하여 제조되는 고성능 투수콘크리트 흡음체의 저면에 시멘트 압출성형판을 일체로 결합되게 양생하여 음 반사율을 낮추고, 고강도 및 내구성이 있는 흡입판을 컬러화로 성형하여, 고속철도 주변에 설치하여 자동차 소음을 흡음할 수 있도록 하기 위한 것이다.The present invention relates to a sound absorptive color sound insulating plate using coal ash, more preferably, recycled coal ash, which is an industrial by-product produced in a thermal power plant, and a cement extrusion plate integrally formed on the bottom surface of a high performance permeable concrete sound absorbing body manufactured using coal ash The present invention is intended to reduce the negative reflectance and to form a suction plate having high strength and durability by coloring and to be installed in the vicinity of the high-speed railway so as to absorb automobile noises.

석탄재를 이용하여 흡음판을 생산하는 기술의 필요성을 살펴보면, 화력발전소에서 발생하는 석탄재는 크게 플라이애쉬(Fly ash), 바텀애쉬(Bottom ash)로 구분되며, 석탄재에 대하여 플라이애쉬는 80~85%, 바텀애쉬는 15~20%정도 발생한다.The need for a technology to produce a sound-absorbing plate using coal ash is classified into fly ash and bottom ash from coal-fired power plants, 80 to 85% fly ash, Bottom ash is about 15 to 20%.

상기 발생량이 많은 플라이애쉬의 경우는 많은 연구과 실증을 바탕으로 현재 콘크리트용 혼화재로 폭넓게 재활용되고 있지만, 바텀애쉬는 재활용 기술의 부족으로 지금까지 방치되어 매립지 부족과 환경오염 문제를 야기하고 있다.In the case of fly ash with a large amount of the above-mentioned fly ash, it has been extensively recycled as an admixture for concrete on the basis of a lot of research and demonstration, but the bottom ash has been neglected due to the lack of recycling technology, causing landfill shortage and environmental pollution problem.

천연자원의 절약과 매립지 및 환경오염 문제를 해결을 위해 바텀애쉬의 재활용 기술개발이 필요한 실정이다.It is necessary to develop recycling technology of bottom ash in order to save natural resources, solve landfill and environmental pollution problem.

석탄재의 재활용은 국가적으로 폐기물의 재활용이라는 논리 외에 신규자원의 확보, 미개발 자원의 보호라는 국가 정책적 중요성을 가지고 있다.The recycling of coal ash is nationally important in terms of recycling waste as well as securing new resources and protecting undeveloped resources.

석탄재를 배출하는 회사는 폐기물이 발생하지 않는 청정생산을 구축함으로써 전력생산의 친환경적 이미지를 제공하는데 크게 이바지할 것이다.
The company that discharges coal ash will contribute greatly to providing eco-friendly image of power generation by establishing clean production that does not generate waste.

상기와 같이 석탄재를 이용하여 생산된 방음벽의 시장수요는 고속철도의 경우 소음과 진동이 크기 때문에, 적절한 흡음성능을 확보하는 동시에 고강도의 내구성 있는 방음벽이 요구된다.As described above, the market demand of the soundproof wall produced using coal ash is high in noise and vibration in the case of high-speed railway, and therefore, it is required to have a soundproof wall with high strength and durability while ensuring proper sound absorption performance.

현재 투수콘크리트용 방음벽은 흡음층과 지지층으로 구분되고, 흡음층은 투수콘크리트, 지지층은 철근콘크리트이며, 콘크리트에 의한 공극의 폐쇄, 높은 중량, 색상이 획일적인 단점이 있다.Currently, soundproofing walls for permeable concrete are divided into sound absorbing layer and supporting layer. Sound absorbing layer is permeable concrete. Support layer is reinforced concrete. Concrete pore closes, high weight and color are disadvantageous.

이에 대한 대응으로 철근콘크리트 대신 시멘트 압출성형판을 사용한 제품이 개발되었으나, 흡음층과 지지층을 수지계 접합제로 부착하여 주위 환경조건에 의해 열화가 발생하여 분리의 위험성과 흡음층의 두께가 작아 흡음률의 신뢰가 낮고, 표면의 색상이 단순한 문제점도 여전히 해결하지 못하고 있어 이에 대한 대체 방안이 요구된다.As a countermeasure to this, a product using a cement extrusion plate instead of a reinforced concrete has been developed. However, since the sound absorption layer and the support layer are attached with a resin bonding agent, deterioration occurs due to the environmental conditions and the risk of separation and the thickness of the sound absorption layer are small, And the simple problem of the color of the surface is still not solved. Therefore, an alternative method is required.

그리고 기존 방음벽의 내구성은 금속제 방음벽의 경우, 도심에서 발생하는 오염원과 산성비로 인하여 부식이 발생하고, 부식에 의해 금속제 방음벽이 검은 회색으로 변색되어 도시 미관을 해치는 주요 요인으로 작용한다.Also, the durability of existing soundproof walls is caused by the pollution source and acid rain that occur in the city, and the metallic sound barrier is turned into black gray by corrosion, which is a major factor in damaging the urban aesthetic.

내부에 설치된 흡음재가 비, 바람 등의 영향으로 수년 후에 손상되어 원래의 흡음 목적을 상실하며, 플라스틱 방음벽의 경우 디자인적 요소와 시공성이 우수하지만 5년 정도로 수명이 매우 짧아 유지보수에 많은 비용이 든다.Sound absorbing material installed inside is damaged after years due to rain, wind, etc., and it loses its original purpose of sound absorption. Plastic soundproof wall is excellent in design factor and workability, but it has a short life span of 5 years, .

또한, 흡음형 콘크리트 방음판의 후면은 물시멘트비가 높은 일반 콘크리트를 타설할 때, 시멘트 페이스트 등이 전면판(흡음판)에 스며들어 공극을 막거나, 백화 등의 문제로 품질저하가 발생한다.Also, when the concrete of the sound-absorbing concrete soundproofing plate is laid with a concrete having a high water cement ratio, the cement paste or the like penetrates into the front plate (sound-absorbing plate)

상기와 같은 흡음형 방음판의 필요성을 살펴보면, 도로교통소음의 주원인인 자동차 소음(윈드노이즈, 브레이크소음, 엔진 투과음)은 500~2000㎐의 중심주파수대역에 주로 분포하고 있다.[0004] The need for the sound-absorbing type sound insulation panel as described above is mainly distributed in the center frequency band of 500 to 2000 Hz, which is the main cause of the road traffic noise, such as automobile noise (wind noise, brake noise, engine permeation noise).

도로교통, 철도, 항공기에서 발생하는 중심주파수 대역 소음에 대해서는 하기 도표와 같이 다공질형(흡음형)의 방음판이 효과적인 것으로 나타났다.As shown in the chart below, sound absorbing panels of the porous type (sound absorption type) are effective for the center frequency band noise generated in road traffic, railroad, and aircraft.

(흠음형식에 따른 흡음률) (Sound absorption rate according to the type of the horn)

그뿐만 아니라 페인트, 안료 등을 사용한 컬러 방음판의 문제점은, 안료는 다양하고 안정된 색상구현이 가능하지만, 고가의 안료를 부재 전체에 분산시켜야 하기 때문에 사용량이 많아 비경제적이며, 강도, 내구성 등의 성능이 저하되는 문제점을 가지고 있다.In addition, the problem of the color sound insulation board using paint, pigment and the like is that the pigment can be variously and stably realized in color, but since the expensive pigment must be dispersed throughout the member, it is uneconomical because it is used in a large amount, Is lowered.

페인트를 사용한 컬러 방음판의 경우 콘크리트 수분의 기화에 따라 피막의 분리압이 발생하여 박락현상 발생한다. 또한, 도장에 의해 중고음 주파수 대역의 흡음율이 저하한다.In the case of a color sound insulation panel using paint, peeling pressure of the coating occurs due to evaporation of the water of the concrete, resulting in peeling. In addition, the sound absorption rate of the middle frequency band is lowered by coating.

(도장으로 인한 중고음역 흡음변화)(Change of sound absorbtion of high-frequency sound due to painting)

이와 같이 산업폐기물로 발생하는 석탄재를 재활용하기 위한 국내관련기술 현황을 살펴보면, 석탄재의 발생량은 2006년 5,841천톤에서 2011년 8,632천톤으로 지속적으로 증가하고 있고 2011년 현재 68% 정도가 재활용되고 있으나, 이 중 80% 이상이 콘크리트 및 시멘트 원료 등으로 플라이애쉬의 재활용이고, 20%는 벽돌용 골재 및 기타 용도로 바텀애쉬의 재활용률을 나타내고 있다.According to the domestic technology for recycling coal ash generated from industrial waste, the amount of coal ash has been continuously increasing from 5,841 thousand tons in 2006 to 8,632 thousand tons in 2011, and about 68% is recycled as of 2011 More than 80% of these are recycled fly ash with concrete and cement raw materials, and 20% represents the recycling rate of bottom ash for brick aggregates and other uses.

전체적인 석탄재의 재활용 측면에서 많은 양이 재활용되고 있지만 플라이애쉬의 재활용에 치우친 면이 있고, 바텀애쉬의 경우 재활용에 의한 2011년의 수익은 -53억원인 것으로 나타나 기준 이외의 플라이애쉬나 바텀애쉬의 고부가가치의 재활용 방안 필요한 실정이다.In terms of overall recycling of coal ash, a large amount is recycled, but there is a tendency to recycle fly ash. In the case of bottom ash, the revenues from recycling in 2011 were -53.0 billion won, indicating that fly ash and bottom ash Recycling of value added is necessary.

2007년 바텀애쉬를 콘크리트용 골재로 사용할 수 있는 국가표준이 마련되어 콘크리트용으로의 사용에 관한 제도적 기반이 조성되어 다양한 용도로의 활용이 용이해졌다. (KSF 4569 도로용 바텀애쉬 골재, KS F 4570 프리캐스트 콘크리트용 바텀애쉬 골재)In 2007, a national standard for the use of Bottom Ash as a concrete aggregate has been prepared, and an institutional basis for the use of concrete has been established, making it easy to use for various purposes. (Bottom ash aggregate for KSF 4569 roads, bottom ash aggregate for KS F 4570 precast concrete)

(연도별 석탄재 발생량) (연도별 석탄재 재활용량) (Amount of coal ash generated by year) (recycled coal ash by year)

(연도별 석탄재 재활용률) (연도별 석탄재 재활용에 따른 수익) (Recycled coal ash by year) (revenue from recycling coal ash by year)

그리고 상기 석탄재를 재활용하여 생산되는 방음판에 관련된 기술을 살펴보면, 1980년대 초반부터 일본의 기술을 받아들여 방음벽이 설치되기 시작되었고, 1996년도에 고속철도의 방음벽의 성능을 유럽의 CEN-10 흠음율 기준으로 향상하면서 다양한 모양과 색상, 두께의 방음벽이 시공이 시공되었다. 2000년대를 들어서서 목재방음벽, 플라스틱 방음벽 등이 금속형을 대신하여 많이 사용되기 시작하였다. 근래에 들어 디자인적 요소가 중요한 사한으로 적용되여 다양한 컬러, 형상의 방음벽이 등장하고 있다.In the technology related to the soundproofing plate produced by recycling the coal ash, the soundproof wall was installed by adopting the Japanese technology from the early 1980's. In 1996, the performance of the soundproofing wall of the high-speed railway was evaluated based on the European CEN- The construction of the soundproof walls of various shapes, colors and thicknesses was improved. In the 2000s, wooden soundproofing walls and plastic soundproofing walls began to be used instead of metallic ones. In recent years, design elements have been applied as important deadlines, and various color and shape soundproofing walls are emerging.

이와 같이 시공되는 방음판 종류별 시장점유현황은 하기의 도표와 같다.The following table shows the market share of each type of soundproofing panel.

또한, 국내의 석탄재에 대한 관련기술을 살펴보면, 미국의 경우 2007년 미국 ACCA(American Coal combustion Association)에서 발표한 보고서에 의하면 2007년에 1억3천만톤의 CCP(Coal Combustion Product)가 생산되었으며, 이중 43%만 재활용되었으며 7천5백만톤은 폐기되었다고 보고되고 있다. 1980년대부터 미국전력연구소인 EPRI(Electric Power Research Institute)가 주도적으로 많은 연구를 수행하고 있으며, 주로 콘크리트에서의 알칼리실리카반응에 대한 고칼슘 플라이애쉬의 역할, C급 플라이애쉬를 대량 사용한 콘크리트 연구, 석탄재의 환경적인 영향과 토목용도의 충전재로서의 연구가 중점적으로 수행되고 있다.According to a report by the American Coal Combustion Association (ACCA) in 2007, 130 million tons of Coal Combustion Product (CCP) was produced in 2007, Of these, only 43% were recycled and 75 million tons were reported to have been disposed of. Since the 1980s, the Electric Power Research Institute (EPRI) has been carrying out a number of researches, mainly in the role of high calcium fly ash in the reaction of alkali silica in concrete, concrete research using large amounts of C fly ash, And the research as a filler for civil engineering applications are being carried out.

일본의 경우 석탄에너지센터(Japan Coal Energy Center)의 보고서에 의하면 일본의 석탄재 발생은 2006년 총 10,969천톤이 생산되었으며, 미국과 한국에 비해 재활용률이 상당히 높고 다양한 활용을 전개하고 있으며, 전력회사 자체 또는 계열사를 통해 실용화기 술을 선보이고 있다.(석탄회 조립볼, geo seed, neo ash콘크리트, 세골재 대체, light sand 등)In Japan, the Japan Coal Energy Center reported that coal production in Japan totaled 10,969 thousand tons in 2006, and the recycling rate is significantly higher than that of the US and Korea. (Coal fly ash balls, geo seed, neo ash concrete, fine aggregate replacement, light sand, etc.)

그리고 방음판의 관련 시술은 미국의 경우 넓은 국토로 인하여 도심에서는 방음벽을 보기 어렵고 간선도로변의 주택지역을 보호하기 위한 콘크리트 기둥과 프리캐스트 콘크리트판을 이용한 방음벽이 많이 시공되었다.In the United States, due to the wide land area, it is difficult to see soundproof walls in urban areas. Many soundproof walls have been constructed using concrete columns and precast concrete plates to protect the residential areas of main roads.

일본의 경우 국토면적이 좁고 대도시가 발달한 특성으로 다양한 방음벽이 사용되고 있다. 도심지 고가구간은 금속형과 투명형 방음판의 사용이 많고, 토공구간은 금속형 방음벽이 많이 사용되다가 최근에 콘크리트 방음벽의 사용량이 증가하고 있다.(관련회사agk-acoustic.com, hirano-bouon.com)In Japan, various soundproof walls are being used due to the narrow land area and the development of large cities. There are many metal type and transparent type soundproofing boards in the urban high-rise section, and metal-type soundproofing walls are used in the grounding section. Recently, the usage of concrete soundproofing walls is increasing. (Related company agk-acoustic.com, hirano-bouon.com )

유럽의 경우 국토가 평할 하고 도로가 발달하여 콘크리트 방음벽이 많이 발달되었다. 그 중 독일 업체가 기술적으로 선두에 있으며, 라인강 주변의 화산석을 이용한 흡음형 콘크리트 방음벽과 경량골재를 이용한 흡음형 콘크리트 방음벽이 많이 사용되고 있다.(관련회사 www.liapor.com, www.nuedling.de, www.zueblin.de)In the case of Europe, concrete soundproof walls have been developed due to the fact that the country is flat and roads are developed. German companies are at the forefront of technology, and sound-absorbing concrete soundproofing walls using volcanic rocks around the Rhine River and sound absorbing concrete soundproofing walls using lightweight aggregate are widely used (www.liapor.com, www.nuedling.de, www. zueblin.de)

그러나, 이러한 석탄회의 재활용에 시대적 환경적 필요성에도 불구하고 자원이라는 인식보다는 산업 폐기물이라는 고정관념 때문에 재활용률은 선진국의 절반 수준인 약 30% 정도로 매우 저조한 실정이다.However, the recycling rate of coal ash is about 30%, which is about half of that of developed countries, due to the fixed idea of industrial waste rather than the recognition of resources in spite of environmental necessity.

이러한 이유로, 상기 석탄화력 발전소의 산업 폐기물의 재활용을 위한 연구가 각 분야에서 활발하게 진행되고 있으며, 그 중에서 플라이애쉬와 같은 석탄회를 이용하여 시멘트 대체제 및 경량골재로 사용하는 다음과 같은 방법들이 공지되어 있다.For this reason, researches for the recycling of industrial waste of coal-fired power plants have been actively carried out in various fields. Among them, the following methods for using coal fly ash as a substitute for cement and lightweight aggregate are known have.

대한민국 특허공개 제97-26983호에서는 플라이 애쉬 40∼90중량% 및 세일 10∼60 중량%로 이루어지는 경량골재 및 그들의 제조방법에 관하여 기술하고 있다. 또한, 대한민국 특허공고 제95-1668호에서는 플라이애쉬 84∼66 중량%에 금속 알루미늄분말 0.005∼0.4중량%, 탄산칼륨 0.33중량%, 탄산소오다 0.33∼ 0.35중량%, 3%의 식염수 16∼16중량% 및 2%의 규산소오다 0.33∼6중량%를 혼합한 후 가열 건조시켜 로타리 킬른에서 800∼1150℃로 1시간 소성, 방냉하여서 된 플라이애쉬를 이용한 인공 경량건재의 제조방법에 관하여 기술되어 있다. 그리고, 대한민국 특허공고 제96-1690호는 플라이애쉬 함유 시멘트조성물용 공기 연행제로 폴리옥시에틸렌, 알킬에테르술페이트 또는 폴리옥시에틸렌 알킬페닐에테르술페이트 등과 그리고 그들의 염,수지산 등을 사용하여, 시멘트용 대체제로 사용하는 기술에 관하여 공지하고 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 97-26983 discloses a lightweight aggregate composed of 40 to 90% by weight of fly ash and 10 to 60% by weight of sail and a method for producing them. In Korean Patent Publication No. 95-1668, 0.005-0.4% by weight of metallic aluminum powder, 0.33% by weight of potassium carbonate, 0.33-0.35% by weight of sodium carbonate, 3% of saline 16-16% by weight of fly ash, A method for producing an artificial lightweight construction material using fly ash is disclosed, which is a method of producing an artificial lightweight construction material by mixing and heating the mixture at a ratio of 0.33 to 6 wt% in weight% and 2% of silicon dioxide, followed by firing in a rotary kiln at 800 to 1150 DEG C for 1 hour have. Korean Patent Publication No. 96-1690 discloses an air entraining agent for fly ash-containing cement compositions, which comprises polyoxyethylene, alkyl ether sulfates, polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfates, etc. and salts thereof, As well as techniques for use as an alternative agent.

그러나, 상기 방법들은 그 공정이 복잡할 뿐만 아니라 고도의 기술을 필요로 하고 있으며, 제조단가가 고가로서 비경제적인 문제점을 가지고 있어 이를 해결할 수 있는 새로운 방법의 필요성이 대두되고 있다.However, the above-described methods are complicated, require a high level of technology, are expensive, and have uneconomical problems, and therefore there is a need for a new method for solving the problems.

또한, 대한민국 특허 제 10-0370546호의 "석탄회의 재활용을 위한 복합재료 조성물과 이의 제조방법"은 불포화폴리에스테르 수지 및 에폭시 수지 중에서 선택된 수지 10∼90 중량부; 입자크기 180∼550 메쉬의 석탄회 1∼90 중량부; 및 유리섬유 매트 1∼60 중량부, 1∼10㎜로 절단된 유리섬유 칩 1∼60 중량부, 입자크기 180∼360 메쉬의 탄산칼슘 5∼60 중량부, 입자크기 180∼360 메쉬의 규사 5∼60 중량부, 입자크기 180∼360 메쉬의 석분 5∼60 중량부, 산화안티몬 1∼10 중량부 및 안료 1∼15 중량부 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 함유되어 있는 것으로, 복합재료를 만들기 위해 필요 이상의 성분들이 다량함유되어 있기 때문에 제조공정에 많은 어려움이 있었던 것이다.Also, Korean Patent No. 10-0370546 entitled " Composite Composition for Recycling Fly Ash and Method for Producing the Same "discloses that 10 to 90 parts by weight of a resin selected from an unsaturated polyester resin and an epoxy resin; 1 to 90 parts by weight of fly ash having a particle size of 180 to 550 mesh; 1 to 60 parts by weight of glass fiber mat, 1 to 60 parts by weight of glass fiber chips cut to 1 to 10 mm, 5 to 60 parts by weight of calcium carbonate having a particle size of 180 to 360 mesh, silica sand having a particle size of 180 to 360 mesh 60 to 60 parts by weight of particles of 180 to 360 mesh, 5 to 60 parts by weight of antimony oxide, 1 to 10 parts by weight of antimony oxide and 1 to 15 parts by weight of pigment, , There was a lot of difficulties in the manufacturing process because it contained a large amount of components than necessary.

[선행기술문헌][Prior Art Literature]

1. 대한민국 특허공개 ; 제97-26983호1. Korean Patent Disclosure; No. 97-26983

2, 대한민국 특허등록 : 10-0370546호2, Korea Patent Registration: 10-0370546

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 화력발전 과정 중 발생하는 석탄재를 이용한 고성능 투수콘크리트 흡음판과 시멘트 압출 성형판을 기계적 결합을 통해 일체화를 하고, Acid stain agent를 이용하여 공극구조를 유지한 상태로 채색하는 기술을 이용하여 석탄재를 이용한 흡음형 컬러 방음판을 개발하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a high performance permeable concrete sound absorbing plate and a cement extrusion plate using coal ash, So that the sound absorption type color sound insulation board using the coal ash material is developed.

즉, 부산물인 석탄재를 이용한 투수콘크리트 흡음판을 개발하여 시멘트 압출 성형판의 일체화를 통한 의장성을 갖는 고내구성 흡음형 방음판 개발하는 데 그 목적이 있다.That is, the purpose of the present invention is to develop a soundproof concrete sound absorbing plate using coal ash as a byproduct, and to develop a soundproof sound absorbing plate having high durability through the integration of cement extrusion plates.

그뿐만 아니라 Acid stain agent를 이용해 음 반사율을 낮춘 투수콘크리트 흡음판의 컬러화 기술 개발하는데 그 목적이 있다.The purpose of this study is to develop a colorization technique of a permeable concrete sound absorbing plate that has a low negative reflectivity using an acid stain agent.

그리고 본 발명은 다공성에 의한 중저음역대의 흡음 효과가 커서 방음벽으로 사용시 자동차소음을 억제하기 적합하고, 수입에 의존하는 경량골재를 산업부산물인 석탄재로 대체하여 경제성 향상시켜 수요를 증가시키고, 또 중화반응을 통해 색상을 가진 염을 생성하여 착색하므로 피막분리의 염려가 없고 페인팅과 동일한 방법으로 사용이 가능하므로 사용방법이 단순하고 시공성이 우수하고, 콘크리트의 표면에 도포하여 색상을 구현하지만 공극의 막힘 현상을 제거하여 흡음효과 유지하며, 기존의 페인트, 안료 등을 사용한 컬러 방음판보다 수명이 길고 경제적인 방음판을 성형하는데 그 목적이 있는 것이다.In addition, the present invention is suitable for suppressing automobile noise when used as a soundproofing wall due to its large sound absorption effect due to porosity, and it is possible to replace the lightweight aggregate which is dependent on import with coal ash, which is an industrial byproduct, It can be used in the same way as painting. Therefore, it is simple to use and has excellent workability. It is applied to the surface of concrete to achieve color, but the clogging phenomenon So as to maintain a sound absorption effect and to form an economical sound insulation plate having a longer life than a conventional color sound insulation plate using paint or pigment.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.

본 발명은 배합수와 시멘트를 혼합하여 페이스트(W/C는 25%로 함)를 형성하고, 상기 페이스트에 5~13mm 석탄재 100중량%와 혼화제인 Polycarbonate type의 고성능 감수제를 혼합하여 전면에 다수개의 요부(11)와 철부(12)가 형성되는 투수콘크리트(10)의 저면(21)과 양측면(22,23)에 시멘트 압출성형판(20)을 부착하여 일체가 되게 양생한 후, 투수콘크리트(10)의 전면 요부(11)와 철부(12)에는 착색용 산화제(30)를 도포하여 구성한 것을 특징으로 한다.
In the present invention, a mixture of water and cement is mixed to form a paste (W / C is made to be 25%), 100 weight% of 5 to 13 mm coal ash and a high performance water reducing agent such as Polycarbonate type admixture are mixed into the paste, The cement extrusion forming plate 20 is attached to the bottom surface 21 and the both side surfaces 22 and 23 of the permeable concrete 10 in which the recess 11 and the convex portion 12 are formed and cured to be integrally formed. (10) and the convex portion (12) are coated with a coloring oxidizing agent (30).

또한, 본 발명은 상기 착색용 산화제(30)는 뿜칠로 2~3회 도포하는 것을 특징으로 한다.Further, the present invention is characterized in that the coloring oxidizing agent (30) is applied two or three times by spraying.

또한, 본 발명은 상기 착색용 산화제(30)는 물과 질량비 1:1로 혼합하여 구성한 것을 특징으로 한다.Further, the present invention is characterized in that the coloring oxidizing agent (30) is mixed with water at a mass ratio of 1: 1.

또한, 본 발명은 상기 시멘트 압출성형판(20)은 투수콘트리트(10)와 일체로 양생하여 분리되지 못하도록 전면에 간격을 두고 "ㅜ"자형의 결합돌출턱(24)을 구성한 것을 특징으로 한다.The cement extrusion forming plate 20 is formed with an engaging protrusion 24 having a "t" -shaped shape on the front surface thereof so as not to be cured and separated from the pitcher concrete 10.

또한, 본 발명은 상기 투수콘크리트(10)의 전방에 형성되는 철부(12)의 내각이 28°~36°로 구성한 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that the convex portion 12 formed at the front of the permeable concrete 10 has an internal angle of 28 ° to 36 °.

또한, 본 발명은 상기 투수콘크리트(10)의 양생은 초기강도 발현을 위하여 촉진양생인 상압증기 양생하도록 구성한 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that curing of the water permeable concrete (10) is performed so that atmospheric pressure vapor curing is accelerated curing for the initial strength development.

또한, 상기 석탄재는 5~13㎜크기로 구성한 것을 특징으로 한다.The coal ash is 5 to 13 mm in size.

또한, 본 발명에 따른 다공질 방음판(100)은 공기층의 두께와 입자속도가 최대로 되는 음의 1/4파장의 홀수배, 즉 λ/4, 3λ/4, 5λ/4간격의 배후에 공기층을 설치하도록 구성한 것을 특징으로 한다.
In addition, the porous sound insulation board 100 according to the present invention has an air layer at an odd multiple of a negative 1/4 wavelength, that is, at intervals of? / 4, 3? / 4 and 5? / 4, So as to be installed.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명은 화력발전소에서 발생한 산업부산물인 석탄재를 이용하여 투수콘크리트를 양생할 때 투수콘크리트의 저면에 시멘트 압출성형판을 일체로 부착시켜서 흡음용 방음판을 성형하여 도시철도 주변이나 도로 등에 설치할 경우 도로교통소음의 주원인인 자동차 소음인 500~2000Hz의 중심주파수 대역의 소음을 다공질형 방음판에 의해 흡수하여 차단할 수 있는 효과가 있다.The present invention having such characteristics as described above is characterized in that when the permeable concrete is cured by using coal as a by-product of the thermal power plant, the cement extrusion-molded plate is integrally attached to the bottom of the permeable concrete to form a sound- It is possible to absorb noise in the center frequency band of 500 to 2000 Hz, which is the main cause of road traffic noise, by absorbing and blocking the noise by the porous sound insulating plate.

그뿐만 아니라 본 발명은 화력발전소에서 발생한 산업부산물인 석탄재를 이용하여 자원 재활용하기 때문에 자연친화적인 방음판을 제공하게 되는 효과도 있다.In addition, since the present invention utilizes coal ash, which is an industrial by-product generated from a thermal power plant, resources are recycled, thereby providing a sound-friendly sound-absorbing plate.

또한, 투수콘크리트의 전면에 형성되는 다수개의 요부와 철부의 표면에 착색용 산화제를 뿜칠로 도포하기 때문에 중고음주파수 대역의 흡음율이 높은 효과도 있다.Further, since the surface of the convex portions and the convex portions formed on the front surface of the permeable concrete is coated with the oxidizing agent for coloring, the sound absorption ratio of the middle frequency band is high.

그리고 화력 발전소에서 부산물로 발생하는 석탄재는 저부가가치의 매립 등으로 사용되고 있어서 이를 고부가가치용 골재로 재활용이 가능하고, 다공질의 석탄재를 이용하여 다공성 흡음체 제조를 가능하게 하고, 이를 통해 우수한 흡음 성능을 확보할 수 있는 효과도 있다.And coal ash which is generated as a by-product in the thermal power plant is used for reclamation of low added value and it can be recycled as high value added aggregate and it is possible to manufacture porous sound absorbing material by using porous coal as material, There is also an effect that can be secured.

게다가 석탄재를 사용함으로써 재료비절감으로 인한 경제성 향상이 기대된다.In addition, the use of coal ash is expected to improve economic efficiency by reducing material costs.

도 1은 본 발명에 따른 석탄재를 이용한 흡음형 컬러방음판의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 석탄재를 이용한 흡음형 컬러방음판에 부착되는 압출성형판을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 석탄재를 이용한 흡음형 컬러방음판을 성형하기 위한 거푸집을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 투수계수 측정장치를 나타낸 정면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 투수계수 측정용 투수콘트리트의 시험편을 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 표준차음실의 평면을 나타낸 평면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 차음성능 시험에 사용된 패널의 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 w/c에 따른 컬러별 표면 특성(현미경)을 나타낸 사진이다.
도 9는 본 발명에 따른 재령에 따른 컬러별 미세구조(SEM)를 나타낸 사진이다.
도 10은 본 발명에 따른 재령에 따른 컬러별 표면특성(현미경)을 나타낸 사진이다.
도 11은 본 발명에 따른 양생방법에 따른 컬러별 미세구조(SEM)를 나타낸 사진이다.
도 12는 본 발명에 따른 양생방법에 따른 컬러별 표면 특성(광학 현미경)을 나타낸 사진이다.
도 13은 본 발명에 따른 바인더 종류에 따른 색상발현을 나타낸 사진이다.
도 14는 본 발명에 따른 잔향실을 나타낸 사진이다.
도 15는 본 발명에 따른 투수콘크리트를 거푸집에 타설하는 성형하는 상태를 나타낸 정면도이다.
도 16은 본 발명에 따른 도포 후 흡음형 방음패널 모습을 나타낸 사진이다.
도 17은 본 발명에 따른 표준 차음실의 평면도이다.1 is a cross-sectional view of a sound-absorbing color sound insulation board using coal ashes according to the present invention.
2 is a cross-sectional view illustrating an extrusion-molded plate adhered to a sound-absorbing color sound insulating plate using coal ash according to the present invention.
3 is a perspective view illustrating a mold for molding a sound-absorbing color sound insulation plate using coal ash according to the present invention.
4 is a front view showing a permeability coefficient measuring apparatus according to the present invention.
5 is a perspective view showing a test piece of a permeable concrete for measuring permeability coefficient according to the present invention.
6 is a plan view showing a plane of a standard sound insulating room according to the present invention.
7 is a cross-sectional view of a panel used in the sound insulation performance test according to the present invention.
8 is a photograph showing the surface characteristics (microscope) of each color according to w / c according to the present invention.
9 is a photograph showing a color microstructure (SEM) according to the present invention according to the present invention.
10 is a photograph showing the surface characteristics (microscope) according to the age according to the present invention.
11 is a photograph showing a color microstructure (SEM) according to the curing method according to the present invention.
12 is a photograph showing surface characteristics (optical microscope) for each color according to the curing method according to the present invention.
13 is a photograph showing color development according to the type of binder according to the present invention.
14 is a photograph showing a reverberation chamber according to the present invention.
15 is a front view showing a state in which the water permeable concrete according to the present invention is cast into a mold.
16 is a photograph showing a sound-absorbing soundproof panel after application according to the present invention.
17 is a plan view of a standard sound insulating room according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 석탄재를 이용한 흡음형 컬러방음판 및 설치방법에 대한 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면들을 참조로 하여 상세히 설명한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a sound absorptive color sound absorbing plate and a method of installing the same using coal ash according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 석탄재를 이용한 흡음형 컬러방음판(100)을 성형하기 위하여 먼저, 투수콘크리트(10)의 흡음체를 제조하기 위한 석탄재의 특성에 대하여 살펴보면, In order to form the sound-absorbing color sound insulation board 100 using the coal ash according to the present invention, first, as for the characteristics of the coal ash for manufacturing the sound-absorbing material of the water permeable concrete 10,

1. 석탄재의 물리적 성질 및 표면 형상1. Physical properties and surface morphology of coal ash

1) 밀도, 흡수율, 단위용적 중량1) Density, Absorption Rate, Unit Volume Weight

본 발명에 사용될 석탄재는 충남 보령의 중부발전에서 배출된 석탄재이며 물리적 성질은 [표 1]과 같다. 콘크리트 경화체의 다공성을 최대한 유지하기 위하여 잔입자를 제거하고 석탄재 입도를 5∼9㎜, 10∼12㎜로 분급하였다. 분급된 석탄재는 밀도, 흡수율, 단위용적 중량, 실적률을 검토하였다.The coal ash to be used in the present invention is the coal ash discharged from the central power plant of Boryeong, Chungnam, and its physical properties are shown in Table 1. In order to maintain the porosity of the cured concrete as much as possible, the residual particles were removed and the particle size of coal ash was classified into 5 to 9 mm and 10 to 12 mm. The classified coal ash was examined for density, water uptake rate, unit volume weight and performance ratio.

측정결과 밀도의 경우 입자크기에 따른 차이는 0.02g/㎤으로 거의 유사한 밀도를 나타내었고 흡수율, 단위용적중량, 실적률 또한 유사한 값을 나타내어 골재 입자크기에 따른 차이는 나타나지 않았다.As a result of measurement, the difference of density according to particle size was 0.02g / ㎤, and the absorption rate, unit volume weight and yield ratio were similar, and there was no difference according to the aggregate particle size.

2) 열중량 분석(TGA)2) Thermogravimetric analysis (TGA)

석탄재의 미연탄량을 알아보기 위하여 가열온도에 따른 중량변화를 검토하였다. 열중량 분석은 바텀애쉬 골재 크기별로 실시하였으며, 골재크기는 5mm이하, 5∼10mm, 10∼13mm 크기의 골재를 대상으로 실시하였다.In order to investigate the amount of briquettes of coal ash, weight change with heating temperature was examined. The thermogravimetric analysis was carried out for the bottom ash aggregate size, and the aggregate size was 5 mm or less, 5 to 10 mm, and 10 to 13 mm.

시험 결과 모든 시료에서 400℃에서 발열피크가 발생하였다. 이는 석탄의 발화점이 330∼450℃인 것을 고려할 때, 골재에 포함된 미연탄분 연소에 따른 피크로 판단된다. 특히 [표 2] 내지 [표 4]에 나타내는 바와 같이, 5∼10, 10∼13mm 골재의 중량감소율 곡선에서 400∼500℃사이에서 6%정도의 중량감소가 나타났다.As a result of the test, an exothermic peak occurred at 400 ° C in all the samples. Considering that the ignition point of the coal is 330 to 450 ° C, it is judged as a peak due to the combustion of the unburned coal contained in the aggregate. In particular, as shown in [Table 2] to [Table 4], a weight reduction of about 5% to 10% and 10% to 13%

(석탄재의 열중량 변화(TGA, 5mm)(Thermal weight change of coal ash (TGA, 5 mm)

(석탄재의 열중량 변화(TGA, 5mm~10mm)(Change in thermal weight of coal ash (TGA, 5 mm to 10 mm)

(석탄재의 열중량 변화(TGA, 10mm~13mm)(Change in thermal weight of coal ash (TGA, 10 mm to 13 mm)

2. 석탄재의 산화물 조성2. Oxide composition of coal ash

석탄재의 산화물 조성을 검토해 본 결과 [표 5] 및 [표 6]과 같다. 석탄재에는 SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO, K2O, TiO₂, MgO, Na₂O, MnO 산화물이 전체의 95wt% 이상 차지하는 것으로 나타났다. 가장 높은 조성비를 보이고 있는 것은 SiO₂로 53∼57wt%까지 존재하고 있는 것으로 나타났다.[Table 5] and [Table 6] show the oxide composition of coal ash. Coal ash include _{_{_{SiO 2, Al 2 O 3,}}} Fe 2 O 3, appeared to account _{CaO, K2O, TiO 2, MgO} , Na 2 O, MnO oxide is more than 95wt% of the total. The highest composition ratio of SiO ₂ was found to be 53 ~ 57wt%.

(석탄재 산화물의 조성)
(Composition of coal ash oxide)

그리고 석탄재 사용조건에 따른 콘크리트 흡음체의 물리적 특성에 대하여 설펴보면,The physical properties of the concrete sound absorbing material according to the conditions of use of coal ash,

1. 석탄재 입도 구성에 따른 단위용적 중량 및 공극률에 대하여 살펴보면, 1. As for the unit volume weight and porosity according to coal particle size composition,

1) 실험목표1) Experimental objectives

석탄재를 혼합 비율에 따른 흡음특성을 검토하여 최적 입도 구성을 도출하고자 하였다.The sound absorption characteristics according to the mixing ratio of coal ash were examined to derive the optimal particle size composition.

2) 실험계획2) Experimental plan

콘크리트 경화체의 공극크기 및 공극량을 제어하기 위하여 석탄재의 입도차이에 의한 콘크리트 경화체의 단위중량, 공극률을 검토하고자 하였다. 실험은 [표 7]에 나타내는 바와 같이, 5~9㎜크기의 석탄재에 10~12㎜의 크기의 석탄재를 25wt%씩 대체하여 5수준으로 혼합하였다. 재료분리 및 공극을 유지하기 위하여 W/C는 25%로 하였고, 초기강도 발현을 위하여 촉진양생인 상압증기 양생을 실시하였다. 측정항목은 재료분리, 단위중량, 공극률을 측정하였다.In order to control the pore size and porosity of the cured concrete, the unit weight and the porosity of the cured concrete were investigated. As shown in Table 7, coal ash with a size of 5 to 9 mm was replaced with coal ash having a size of 10 to 12 mm at a level of 5 wt%. W / C was set to 25% in order to maintain the material separation and pore, and the accelerated curing was performed for the initial strength development. The measurement items were material separation, unit weight, and porosity.

(석탄재 입도구성에 따른 흡음 특성 실험 계획)(Experimental Design of Sound Absorption Characteristics According to the Composition of Coal Material Particle Size)

3) 실험배합3) Experiment formulation

실험에 사용된 배합은 다음 [표 8]과 같다.The formulation used in the experiment is shown in [Table 8].

(석탄재 입도 구성에 따른 흡음특성 실험 배합)(Mixing Test of Sound Absorption Characteristics According to the Composition of Coal Material Particle Size)

4) 사용재료4) Materials used

본 발명에 사용된 재료는 [표 9]에 나타낸 바와 같이, KS규격에 준하는 밀도 3.15g/㎤의 보통포틀랜드 시멘트를 사용하였고, 실험에 사용된 석탄재는 충남 보령의 중부발전에서 배출된 것으로 밀도는 1.65∼1.67g/㎤, 흡수율 9.66∼9.93%, 단위용적중량 779∼780kg/㎥, 실적률 51∼52%의 물리적 성질을 가지고 있다.As shown in Table 9, the material used in the present invention was ordinary portland cement having a density of 3.15 g / cm 3 according to the KS standard. The coal ash used in the experiment was discharged from the central power plant in Boryeong, Chungnam, , A water absorption rate of 9.66 to 9.93%, a unit volume weight of 779 to 780 kg / m 3, and a yield ratio of 51 to 52%.

5) 실험방법5) Experimental method

가) 혼합방법A) Mixing method

본 발명의 혼합방법은 배합수와 시멘트를 혼합하여 페이스트를 제조 한 후, 석탄재(골재)를 투입하여 투수콘크리트(10)를 제조하는 방법을 사용하였다.In the mixing method of the present invention, a paste is prepared by mixing the compounding water and cement, and then the permeable concrete (10) is produced by adding coal ash (aggregate).

이때 투수콘크리트(10)의 양생방법은 상압증기양생방법을 채택하였고 하기 [표 10]과 같이 나타난다.At this time, the method of curing the permeable concrete (10) adopts the atmospheric pressure steam curing method as shown in Table 10 below.

나) 측정방법B) Measurement method

- 재료분리 : 재료분리는 [표 11]에서 나타낸 바와 같이, 실린더 형상의 시험체를 상·중·하 세등분하여 각각의 중량을 체크하고 각 부분의 중량차이를 통하여 재료분리를 확인하였다.- Separation of materials: As for the material separation, as shown in [Table 11], cylindrical specimens were divided into upper, middle, and lower parts, and the weight of each part was checked.

(투수콘크리트 재료분리 측정방법)(Measurement method of separating permeable concrete material)

- 단위중량 : 양생이 끝난 시험체의 중량을 측정하여 골재(석탄재)의 혼합비율에 따른 중량차이를 검토하였다.- Unit weight: The weight of the cured specimen was measured and the weight difference according to the mixing ratio of aggregate (coal ash) was examined.

- 공 극 률 : 각 재료의 밀도와 실린더 시험체의 중량을 비교하여 공극률을 도출하였다.- Porosity: Porosity was calculated by comparing the density of each material with the weight of the cylinder test body.

다. 실험결과All. Experiment result

1) 단위중량 및 공극률1) Unit weight and porosity

골재 크기별 혼합 비율에 따른 단위중량 및 공극률 측정 결과 [표 12] 및 [표 13]에 나타낸 바와 같이, 5∼9㎜크기 50wt%, 10∼12㎜크기 50wt%를 혼합하였을 때 가장 높은 단위중량을 나타내었고 5∼9㎜골재를 100wt% 사용하였을 경우 가장 낮은 단위 중량과 가장 높은 공극률을 나타내었다.As shown in [Table 12] and [Table 13], when the 50 wt% of 5 to 9 mm size and the 50 wt% of 10 to 12 mm size were mixed, the highest unit weight was obtained And 100wt% of aggregate of 5 ~ 9mm showed the lowest unit weight and highest porosity.

상기 실험의 결과로 판단하였을 경우 공극률이 가장 높은 5∼9㎜크기의 골재(석탄재)를 100wt% 사용할 경우 높은 흡음률을 가질 것으로 판단되어 진다. 단위 중량이 낮기 때문에 시공성과 자중감소로 인한 안정성이 높아질 것으로 판단된다.As a result of the above experiment, it is considered that when 100 wt% of aggregate (coal ash) having 5 ~ 9 mm in the highest porosity is used, it will have a high sound absorption rate. Since the unit weight is low, the stability due to the workability and self weight reduction will be enhanced.

(투수콘크리트 단위중량 및 공극률 측정용 시험체)(Test specimen for measurement of permeability and weight of permeable concrete unit)

(골재 크기별 혼합비율에 따른 투수콘크리트의 단위중량 및 공극률 측정결과)
(Measurement of Unit Weight and Porosity of Permeable Concrete by Mixing Ratios by Aggregate Size)

2. 석탄재 입도구성에 따른 공극특성을 살펴보면, 2. Pore characteristics according to coal particle size composition,

1) 실험계획1) Experimental plan

실험계획은 다음 [표 14]와 같이 석탄재(바텀애쉬) 골재 크기별 3종류 5∼7, 8∼9, 10∼13mm골재를 대상으로 7수준으로 포러스 콘크리트 시험체를 제조하여 연속공극률, 투수계수를 측정하여 공극특성을 알아보고자 하였다.The experimental plan is to produce porous concrete specimens with 7 levels of 5 ~ 7, 8 ~ 9, 10 ~ 13mm aggregates of 3 types according to aggregate size of coal ash (bottom ash) To investigate the pore characteristics.

(석탄재 입도구성에 따른 공극특성 실험 계획)
(Pore characteristics test plan according to coal particle size composition)

2) 실험배합2) Experimental formulation

석탄재를 3종류의 크기로 분급하여 제조한 포러스 콘크리트의 배합은 [표 15]과 같이 W/C비 32% 공극률 46.4%의 포러스 콘크리트를 제조하였다.As shown in Table 15, porous concrete with a W / C ratio of 32% and a porosity of 46.4% was produced by mixing porous concrete with three kinds of sizes.

(석탄재 입도구성에 따른 공극특성 실험 배합)(Pore characteristics test according to coal particle size composition)

3) 사용재료3) Materials used

실험에 사용된 재료는 [표 16]에 나타내는 바와 같이 바인더의 경우 국내 S사에서 생산하는 1종 보통포틀랜드 시멘트를 사용하였고, 골재는 국내 J발전소에서 배출된 바텀애쉬를 습식 채가름 하여 5~7, 8~9, 10~13㎜로 분급하여 사용하였다. 혼화제의 경우 Polycarbonate type의 고성능 감수제를 사용하였다.As shown in Table 16, the binder used was one kind of ordinary Portland cement produced by the domestic S company. The aggregate was wet-laid with bottom ash discharged from domestic J power plant, , 8 to 9, and 10 to 13 mm, respectively. Polycarbonate type high performance water reducing agent was used for admixture.

(사용 재료의 물리적 특성)
(Physical properties of materials used)

4) 실험 방법4) Experimental method

가) 투수계수 : 투수시험에 사용된 장치는 도 4에 나타내는 바와 같으며 Φ100 x H127㎜ 크기의 투수용기에 도 5에 나타내는 바와 같이, Φ100 x H200㎜ 실린더 몰드로 제작된 시험편을 투수용기에 맞게 가공하여 투수계수를 측정하였다. 이때 시험편 측면으로 물의 이동을 제한하기 위하여 테이프와 그리스를 사용하여 밀봉하였다. 측정방법은 KS F 2322에 준하여 측정하였다.A) Permeability Coefficient: The apparatus used for the permeability test is as shown in FIG. 4, and a test piece made of a cylinder mold of? 100 x H200 mm is fitted to a pitcher container of? 100 x H127 mm size, And the permeability coefficient was measured. At this time, the tape was sealed with grease to restrict the movement of water to the side of the test piece. The measurement method was measured in accordance with KS F 2322.

5) 실험 결과5) Experimental results

가) 공극구조A) Pore structure

골재크기별 혼합비율에 따른 시험편 단면을 컷팅하여 관찰해본 결과 10~13mm크기의 골재를 100% 사용한 시험편(001)이 가장 큰 공극을 가진 것으로 나타났고, 5~7mm골재를 100% 사용한 시험편(100)이 지름 약 4mm로 가장 작은 공극을 가지고 있었다.The test piece (001) using 100% of aggregate of 10 ~ 13mm size had the largest pore and the test piece (100) using 5 ~ 7mm aggregate as 100% It had the smallest void of about 4 mm in diameter.

나) 투수계수B) Permeability coefficient

투수계수 시험결과 연속공극률이 높을수록 투수계수가 높은 것으로 나타났다. 이는 [표 17]과 [표 18]에서 나타낸 바와 같이, 높은 연속공극률과 입자가 큰 골재를 사용함으로써 골재와 골재 사이의 공극 크기가 커졌기 때문에 공극 사이를 통과하는 유체의 저항이 감소했기 때문으로 판단된다.As a result of the permeability test, the higher the continuous porosity, the higher the permeability coefficient. This is because, as shown in [Table 17] and [Table 18], it is judged that the resistance of the fluid passing between the pores decreases because the pore size between the aggregate and the aggregate becomes larger by using the high continuous porosity and the large aggregate do.

(투수콘크리트의 투수계수와 연속공극률)(Permeability coefficient and continuous porosity of permeable concrete)

(투수콘크리트의 투수계수와 공극크기)
(Permeability Coefficient and Pore Size of Permeable Concrete)

3. 투수콘크리트 흡음체의 최적 단면설계에 대하여 살펴보면,3. The optimum section design of the permeable concrete sound absorbing body is as follows.

가. 이론적 고찰end. Theoretical Considerations

1) 다공질 흡음재의 흡음특성1) Sound absorption characteristics of porous sound absorbing materials

다공질 재료의 주파수별 흡음 특성은 중고음역의 흡음성이 높고 상대적으로 저음부분에서는 흡음성능이 급격히 저하된다. 그러나 이 흡음특성은 다공성의 특성이라 할 수 있는 두께와 밀도로 인한 통기성 저항과 사용조건이라 할 수 있는 배후 공기층의 영향으로 흡음 특성이 변화하므로 그 영향은 다음과 같다.The sound absorption performance of the porous material at the frequency is high in the middle range and the sound absorption performance is drastically lowered in the low range portion. However, this sound absorption characteristic is affected by the thickness and density, which is the characteristic of porosity, and the influence of the rear air layer, which is the condition of use, changes as follows.

2) 다공질 흡음재 두께의 영향2) Influence of thickness of porous sound-absorbing material

다공질 흡음재를 강벽에 밀착시킨 후 그 흡음재의 두께와 그 흡음 특성의 변화 관계는 [표 19]에 나타내었다. 다공질 재료의 흡음률은 주파수가 증가함에 따라 증가하다가 어느 주파수대역이 되면, 거의 일정한 값에 달하게 된다. 한편 다공질 재료의 두께가 증가함에 따라 저음역과 중음역의 흡음률이 증가하는데 특히 저음역이 크게 높아진다. 이처럼 다공질 재료의 두께를 증가함으로써 흡음재료로서의 유효한 주파수 영역이 확대되기 때문에 이 다공질 흡음재의 두께에 대한 고려는 흡음률의 개선에 매우 중요한 조건이라 할 수 있다.The relationship between the thickness of the sound absorbing material and the sound absorption characteristics after the porous sound absorbing material is in close contact with the steel wall is shown in Table 19. The sound absorption rate of the porous material increases as the frequency increases, and reaches a substantially constant value in any frequency band. On the other hand, as the thickness of the porous material increases, the sound absorption ratio in the low and middle ranges increases, especially in the low range. Since the effective frequency range of the sound absorbing material is increased by increasing the thickness of the porous material, consideration of the thickness of the sound absorbing material is an important condition for improvement of the sound absorption rate.

(다공질 재료와 흡음 특성)
(Porous materials and sound absorption characteristics)

3) 배후 공기층의 영향3) Influence of rear air layer

다공질 흡음재의 두께, 밀도를 일정하게 하고, 내부에 공기층을 둔 경우와 바탕벽에 그냥 붙인 경우의 흡음 특성은 [표 20]과 같다. 흡음재와 바탕벽 사이에 공기층을 두면 저음역에서도 흡음특성이 좋아지는 것을 알 수 있다. 이는 다공질 흡음재를 벽에 바로 밀착시킨 경우는 파장이 길어 입자속도가 낮아지지만 고음역으로 갈수록 파장이 짧아져 입자속도가 빨라져 흡음은 증가하고 음의 1/4파장과 재료의 두께가 같게 되는 부근의 상위 주파수에서 더욱더 흡음이 증가된다. 따라서 다공질 흡음재를 공기층을 두고 설치하는 경우에는 공기층의 두께와 입자속도가 최대가 되는 음의 1/4파장 홀수배, 즉 λ/4, 3λ/4, 5λ/4간격의 배후에 공기층을 설치하면 저음역의 흡음률 개선 효과를 볼 수 있다.Table 20 shows the sound absorption characteristics when the thickness and density of the porous sound-absorbing material are made constant and the air layer is placed inside and the base wall is stuck. It can be seen that when the air layer is placed between the sound absorbing material and the base wall, the sound absorption characteristics are improved even in the low frequency range. This is because when the porous sound-absorbing material is directly brought into close contact with the wall, the particle speed is lowered due to the longer wavelength, but the wavelength is shortened as the frequency goes higher in the higher frequency range. As a result, the particle speed is increased and the sound absorption is increased. Sound absorption is further increased at frequencies. Therefore, when the porous sound absorbing material is installed with an air layer, if an air layer is provided behind the negative 1/4 wavelength odd number times of λ / 4, 3λ / 4, and 5λ / 4 spacing The effect of improving the sound absorption rate in the low frequency range can be seen.

(다공질 재료의 배후 공기층과 흡음특성)(Behind air layer of porous material and sound absorption characteristics)

4) 밀도의 영향4) Effect of density

일정한 두께의 흠음재에서 밀도 차이에 따른 흡음률 변화는 [표 21]과 같다. 일반적으로 밀도가 증가하게 되면 흡음률도 약간씩 커지게 된다. 그러나 이러한 경향은 재료의 범위를 한정한 경우이고, 다공질 재료에서 동일한 밀도를 가지고 있다고 할지라도 섬유질의 굵기나 배열상태에 따라 흡음률의 값이 변화될 수 있다.[Table 21] shows the variation of sound absorption rate according to the density difference in the sound damping material of constant thickness. Generally, as the density increases, the sound absorption rate also increases slightly. However, this tendency is limited when the range of the material is limited. Even if the porous material has the same density, the value of the sound absorption rate may be changed depending on the thickness and arrangement of the fibers.

(밀도변화에 따른 흡음특성의 변화)(Change in Sound Absorbing Characteristics with Density Change)

5) 표면 마감상태에 따른 흡음률 변화5) Sound absorption rate change according to surface finishing condition

다공질 흡음재료는 대부분 표면 그대로를 마감면으로 사용하지 않고, 표면에 피복 또는 도장을 하여 사용하고 있다. 이 경우 피복 및 도장의 방법에 따라 흡음률은 크게 차이가 난다. 이 경우 피복 및 도장으로 인해 표면의 미세한 공극이 막혀 고주파수의 흡음특성이 저하되기 때문이다. [표 22]는 다공질 흡음판의 도장 방법에 의한 흡음률의 특성변화를 보여주고 있다. 마감처리를 하지 않은 구조에 비해 뿜칠을 한 경우, 약간의 흡음성능 향상이 있지만 로울러로 도장한 경우에는 고주파수 흡음성능이 더욱 낮아짐을 알 수 있다. 따라서 표면을 피복 및 도장으로 마감할 경우에는 흡음률의 변화에 주의를 기울여야만 한다.Most of the porous sound-absorbing materials are not used as a surface as a surface but are coated or painted on the surface. In this case, the sound absorption rate varies greatly depending on the method of coating and painting. In this case, the micropores on the surface are clogged due to coating and coating, and the sound absorption characteristics at high frequencies are lowered. Table 22 shows the variation of the sound absorption rate by the painting method of the porous sound-absorbing panel. When the spraying is performed compared to the structure not subjected to the finishing treatment, the sound absorption performance is slightly improved, but when the coating is applied by a roller, the high frequency sound absorption performance is further lowered. Therefore, careful attention should be paid to the change in the sound absorption rate when the surface is finished with coating and painting.

(표면처리방법에 따른 흡음특성 변화)
(Change of Sound Absorption Characteristics by Surface Treatment Method)

4. 투수콘크리트 흡음체와 시멘트 압출성형판의 최적 단면 설계에 대하여 살펴보면,4. Optimum design of cross-section of permeable concrete sound absorber and cement extrusion plate,

1) 압출성형판의 최적 단면 설계1) Optimum cross-section design of extruded plate

가) 실험 계획A) Experimental plan

본 실험은 압출성형판(20)의 단면형상에 따른 차음특성을 알아보기 위한 것으로 실험계획은 [표 23]에 나타낸 바와 같이, 패널의 단면 형상 및 두께에 따른 차음성능을 측정하고자 하였다.This experiment was conducted to investigate the sound insulation characteristics according to the cross-sectional shape of the extrusion-molded plate 20. The experimental plan was to measure the sound insulation performance according to the cross-sectional shape and thickness of the panel as shown in [Table 23].

패널의 종류의 경우 중공층이 있는 두께 35, 50㎜패널과 한 면이 개방되어 있는 50㎜패널을 대상으로 KS F 2862:2002 건물 및 건물 부재의 공기 전달음 차단 성능 평가 방법으로 비교 검토하였다.In the case of panel type, it was compared with the evaluation method of the air transmission sound blocking performance of KS F 2862: 2002 buildings and building members by using 35, 50 mm panel with hollow layer and 50 mm panel with open side.

(압출성형판의 단면 형상에 따른 차음성능 실험 계획)(Experimental Study on Sound Insulation Performance According to the Sectional Profile of Extruded Plate)

나) 실험 방법B) Experimental method

(1) 잔향실험실 및 측정방법(1) reverberation laboratory and measurement method

패널 두께 및 단면 형상에 따른 차음성능 측정은 KS F 2808:2001 건축부재의 공기전달음 차단성능 실험실 측정방법에 준하여 실시하였으며 측정실은 도 6에 나타내는 바와 같이, 일반적으로 차음성능시험에 사용되는 표준화된 측정실에서 실시하였다. 실험시 표준 온도 범위는 8~12℃이며, 표준 습도조건은 RH 45~50%이고, 음향감쇠계수(음향투과손실)측정을 위한 잔향 실험실의 체적은 음원용 잔향실이 249㎥이며, 수음용 잔향실이 325㎥로 구성되어 있다.The sound insulation performance according to the panel thickness and cross-sectional shape was measured in accordance with the measurement method of air transmission noise cutoff performance of the building member of KS F 2808: 2001. As shown in FIG. 6, Were performed in the measurement room. The standard temperature range of the experiment is 8 ~ 12 ℃, the standard humidity condition is RH 45 ~ 50%, the volume of the reverberation laboratory for the acoustic attenuation coefficient (acoustic transmission loss) is 249㎥ for the sound source, The reverberation chamber is composed of 325 m3.

(2) 패널 구성(2) Panel configuration

시험에 사용된 3종류 패널의 단면형상은 도 7에 나타내었다. 중공층이 있는 35㎜, 50㎜두께의 패널과 한쪽면이 개방된 50㎜두께의 패널을 사용하였다.The cross-sectional shapes of the three kinds of panels used in the test are shown in Fig. A 35 mm, 50 mm thick panel with a hollow layer and a 50 mm thick panel with one open side were used.

다) 실험 결과C) Experimental results

각 실험 요인별로 구분하여 125~4000Hz 범위의 16개 옥타브 밴드에서 측정한 음향감쇠 계수 값을 [표 24]에 나타내었다.Table 24 shows the acoustic attenuation coefficients measured in 16 octave bands in the range of 125-4000 Hz.

(압축패널 단면형상 및 두께에 따른 차음성능 결과)(Results of sound insulation performance according to cross-sectional shape and thickness of compression panel)

단면 형상 및 두께에 따라 H35, H50, I50로 지정한 패널의 차음성능 실험 결과 [표 25]에 나타내었다. 실험결과 H35, H50, I50의 스펙트럼 조정항을 고려한 단일수치평가량(Rw+C)은 각각 32, 31, 30dB로 나타났다. 중공형 단면을 갖는 패널인 H50과 H35 패널은 I50 패널에 비하여 125∼1000Hz의 주파수 범위에서는 거의 유사한 수준의 음향투과 손실값을 보이고 있으나 기타의 주파수 범위에서는 I50 패널에 비하여 높은 값을 보이고 특히 1600Hz 보다 높은 주파수 대역에서 그 차이는 크게 증가하고 있다.Table 25 shows the results of the sound insulation performance test for panels designated H35, H50, I50 according to the cross-sectional shape and thickness. Experimental results show that the single numerical value (Rw + C) considering the spectrum adjustment term of H35, H50, I50 is 32, 31, 30dB respectively. The H50 and H35 panels, which have hollow sections, show almost similar acoustic transmission loss values in the frequency range of 125 to 1000 Hz compared to the I50 panel, but they show higher values than the I50 panel in the other frequency ranges. The difference is increasing significantly in the high frequency band.

한편, 동일한 중공층 패널인 H50과 H35의 음향투과 손실 값을 비교하면, 200Hz 이하에서는 H35, 250∼500Hz 범위에서는 H50, 1000Hz 이상에서는 H35가 근소하게 높은 값을 보이고 있으나, 그 차이는 매우 작은 것으로 나타나 중공패널의 두께에 의한 차이는 크지 않은 것으로 나타났다. 그러나, 향후 흡음형차음벽 구성시 패널과 흡음체의 부착 및 가공성, 무게의 경량화 등을 고려할 때, I50이 흡음형 방음벽 구성시 합리적인 단면형상으로 판단된다. 또한, I50의 차음성능은 KS 및 건설교통부에서 제시하는 차음성능에는 만족하는 것으로 나타나 흡음형 방음벽의 구성재료로서 적합한 것으로 판단된다. 또한 단면 구성상 중공형 단면을 가진 패널보다 투입재료 및 단위중량 저감 효과가 있어 개발제품 제작시 생산성 및 경제성이 향상될 것으로 판단된다.On the other hand, when comparing the acoustic transmission loss values of H50 and H35, which are the same hollow layer panels, H35 is slightly higher at 200 Hz or lower, H50 is higher at 250 to 500 Hz and H35 is higher than 1000 Hz, And the difference due to the thickness of the hollow panel was not large. However, considering the attachment of the panel and the sound absorbing body, the workability and the weight reduction in the sound absorption type soundproof wall in the future, the I50 is considered to have a reasonable cross sectional shape when the sound absorption type soundproof wall is constructed. In addition, the sound insulation performance of I50 is satisfied with the sound insulation performance presented by KS and the Ministry of Construction and Transportation. It is also expected that productivity and economical efficiency will be improved when the developed product is manufactured because it has the effect of reducing the input material and the unit weight than the panel having the hollow section in the sectional configuration.

(패널 단면형상 및 두께에 따른 차음성능)(Sound insulation performance according to the cross-sectional shape and thickness of panel)

(3) 최적단면설계(3) Optimum section design

실험 결과를 바탕으로 도 2와 같은 단면을 가진 차음형 압출패널을 설계하였다.Based on the experimental results, a sound-absorbing extruded panel with the cross section shown in FIG. 2 was designed.

즉, 저면(21)과 양측면(22)(23)으로 형성되고, 저면(21)의 내측에는 간격을 두고 "ㅜ"자형으로 형성되는 압출성형판(24)을 설계하게 되는 것이다.That is, the extrusion-molded plate 24 formed of the bottom surface 21 and the both side surfaces 22 and 23 is formed on the inner side of the bottom surface 21 in a spaced-apart shape.

그리고 양측면(22)(23)에서 일측은 삽입홈(25)이 형성되고, 타측은 삽입돌기(26)를 형성하여 삽입홈(25)에 삽입돌기(26)가 삽입되어 압출성형판(20)을 서로 연결하여 시공할 수 있도록 구성한다.An insertion groove 25 is formed at one side of each of the side faces 22 and 23 and an insertion projection 26 is formed at the other side to insert the insertion protrusion 26 into the insertion groove 25, So that they can be connected to each other.

2) 투수콘크리 흡음체 최적 단면 설계2) Optimum section design of permeable concrete sound absorbing material

가) 이론적 고찰A) Theoretical considerations

일반적으로 무반사 장치로서 흡음재를 고깔(wedge)형태로 하면 효과적인 것으로 알려져 있다. 미국의 Bolton의 수치해석 결과에서도 쐐기의 각도가 도 1에 나타내는 바와 같이, 36°인 경우 흡음력이 가장 좋은 것으로 연구 발표한 바 있다.Generally, it is known that it is effective to form a sound absorbing material as a wedge as an anti-reflection device. Bolton's numerical analysis also showed that when the angle of the wedge is 36 degrees as shown in Fig. 1, the sound absorption power is the best.

그리고 고깔의 각도 90°, 60°, 36°, 28°로 변화시키면서 흡음계수를 측정한 결과 [표 26]와 같이 각도가 감소함에 따라 전반적으로 흡음이 증가하고 있는 것으로 나타났다. 특히 각도가 36°인 경우보다 28°인 경우가 더 높은 흡음률을 보이고 있다. 이것은 Bolton 의 경우와 약간 다른 결론을 주고 있다. 이는 각 흡음재의 특성이 서로 다르기 때문에 비슷한 종류의 폼이라고 할지라도 다른 특성을 가질 수 있기 때문이다. 또한 흡음재를 고깔 모양으로 만들면 단순히 평탄한 것을 사용하는 것보다도 더 좋은 효과를 가질 수 있음을 확인할 수 있었다.As a result of measuring the sound absorption coefficient by varying the angles of 90 °, 60 °, 36 °, and 28 ° of the cone, it is found that the sound absorption is increased as the angle decreases as shown in Table 26. Especially, the case where the angle is 28 ° is higher than the case where the angle is 36 ° is higher. This gives slightly different conclusions to Bolton's case. This is because the characteristics of each sound absorbing material are different from each other, so that they can have different characteristics even if they are similar kinds of foam. Also, it can be confirmed that when the sound absorbing material is made into a conical shape, the sound absorbing material can have a better effect than using a flat sound absorbing material.

(흡음재 끝부분의 고깔 모양의 각도에 따른 흡음계수 비교)(Comparison of Sound Absorption Coefficient According to the Angle of the Cone at the End of Sound Absorbing Material)

나) 단면설계 결과B) Sectional design results

흡음형 방음 패널의 단면은 흡음률 향상과 기계적 결합을 위하여 도 2에 나타내는 바와 같은 폭600mm 높이 150mm 크기로 설계하였다.
The cross-section of the sound-absorbing sound-proof panel is designed to have a width of 600 mm and a height of 150 mm as shown in FIG. 2 for improving the sound absorption rate and mechanical coupling.

그리고 Acid stain agent를 이용한 흡음패널의 컬러화 기술 개발에 대하여 구체적으로 설명하면 다음가 같다.The development of the colorization technology of the sound absorption panel using the acid stain agent will be described in detail as follows.

1. 착색용 산화제의 도포 방법 검토1. Review of application method of oxidizing agent for coloring

투수콘크리트(10)의 흡음판(100)의 컬러화를 위하여 다양한 도포 방법을 검토하였다. 그 실험 결과는 아래 내용과 같다.Various coating methods have been studied for the colorization of the sound absorbing panel 100 of the permeable concrete 10. The results of the experiment are as follows.

- 붓을 사용한 도포방법 : 붓의 결무늬가 나타남.- Application method with brush: The pattern of brush appears.

- 분사기를 사용한 도포방법 : 균일한 도포가 가능하지만 표면 굴곡에 의하여 얼룩이생김.- Application method using sprayer: uniform application is possible, but the surface is bent to cause stains.

- 극세사를 이용한 도포방법 : 분사기를 사용하여 도포 후 극세사를 이용하여 도포한 경우 가장 균질한 컬러를 얻을 수 있었다.
- Coating method using microfiber: When applied with microfiber after spraying using sprayer, the most homogeneous color was obtained.

2. 제조 조건에 따른 Acid stain agent의 성능발현 특성 검토2. Examination of performance characteristics of Acid stain agent according to manufacturing conditions

가. W/C비에 따른 착색 특성end. Coloring characteristics according to W / C ratio

1) 실험계획1) Experimental plan

[표 27]은 바탕재의 종류 중 W/C비에 따른 착색용 산화제의 특성을 파악하기 위한 실험구성이다. 바탕재의 W/C비는 40%, 50%, 60%로 구분하였다.[Table 27] is an experiment configuration for grasping the characteristics of the coloring oxidizing agent according to the W / C ratio among kinds of the base material. The W / C ratio of the base material was divided into 40%, 50% and 60%.

착색용 산화제(30)를 이용하여 구현되는 색상은 금속산화물의 종류와 함유량에 따라 달라지기 때문에 종류를 Gold(Fe), Black(Cr, Mn), Green(Cu), Red(Fe, Cr)로 구분하여 실험하였다.Since the color realized by using the coloring oxidizing agent 30 varies depending on the kind and the content of the metal oxide, it is preferable that the color is changed to gold (Fe), black (Cr, Mn), green (Cu) Respectively.

착색용 산화제(30)는 바탕재와의 화학 반응에 의해 색을 구현한다. 표면에 공극량에 따라 수분의 침투 깊이가 달라지므로 W/C비에 따른 착색용 산화제(30)의 특성을 파악하기 위해 현미경을 통한 표면 특성을 측정하였다.The coloring oxidizing agent 30 implements color by chemical reaction with the base material. Since the penetration depth of water varies depending on the amount of voids on the surface, the surface characteristics through the microscope were measured to characterize the coloring oxidizer (30) according to the W / C ratio.

(W/C에 따른 착색 특성 실험계획)(Experimental Design of Coloring Characteristics According to W / C)

2) 실험재료 및 방법2) Materials and methods

가) 실험재료A) Experimental material

착색용 산화제(30)는 산성용액으로 금속 이온을 함유하고 있다. 용액의 색상은 Gold는 황색이며, Black은 갈색이며, Green은 청색이며, Red는 황록색이다.The coloring oxidizing agent (30) contains metal ions as an acidic solution. The color of the solution is Gold for yellow, Black for brown, Green for blue, and Red for yellow green.

착색용 산화제(30)의 주요 구성 원소는 다음과 같다. Gold는 Cl 38.09%, Fe 61.59%, Black은 Cl 38.2%, Cr이 22.7%, Mn 37.2%, Green은 Cl 39.0%, Cu가 55.0%, Red는 Cl 34.8%, Fe이 57.6%, Cr이 5.6%가 함유되어 있는 것으로 나타났다.The main constituent elements of the coloring oxidizing agent 30 are as follows. In the case of Gold, 38.09% of Cl, 61.59% of Fe, 38.2% of Black, 38.7% of Cr, 22.7% of Cr, 37.2% of Mn, 39.0% of Cl, 55.0% of Cu, Red of 34.8%, Fe of 57.6% %, Respectively.

OPC는 KS L 5201, WPC는 KS L 5204에서 규정하는 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하였다.OPC used KS L 5201 and WPC used ordinary Portland cement specified in KS L 5204.

나) 실험방법B) Experimental method

- 시험체 제작 방법 : 착색용 산화제(30)를 도포하기 위한 시험체는 KS L ISO679(2006)에 따라 제조하였고, 배합비는 질량비로 시멘트 1에 대해 물/시멘트비 0.5, 잔골재 3으로 하고, 70(L)×70(W)×20(T)㎜의 크기로 제작하였다.- Preparation of test specimens: The test specimens for applying the coloring oxidizer (30) were prepared in accordance with KS L ISO 679 (2006). The mixing ratios were 70 (L) with water / cement ratio of 0.5 and fine aggregate 3, × 70 (W) × 20 (T) mm.

- 용액 도포 방법 : 착색용 수용액은 물과 착색용 산화제를 질량비로 1 : 1로 혼합하여 제작하였다. 수용액은 20일 동안 상온에서 양생 된 모르타르 표면에 2회 도포하였다. 도포는 분무기를 사용했으며, 1차 도포 후 반응과 건조를 위해 6시간 동안 실온에 방치하여 건조시킨 다음 2차 도포하고 24시간 자연건조 시킨 후 표면을 물로 세척하였다.- Solution application method: The aqueous solution for coloring was prepared by mixing water and oxidizing agent for coloring in a mass ratio of 1: 1. The aqueous solution was applied twice to the surface of the mortar cured at room temperature for 20 days. The spraying was carried out using an atomizer. After the first application, it was left to stand for 6 hours at room temperature for reaction and drying, and then dried. After the second application, the surface was naturally dried for 24 hours and then the surface was washed with water.

- 측정방법 : 표면에 공극량에 따라 수분의 침투 깊이가 달라지므로 W/C비에 따른 착색용 산화제의 특성을 파악하기 위해 현미경을 통한 표면 특성, 공극량에 따라 달라지는 표면 거칠기, 용액의 침투 깊이에 따른 색의 발색도 즉 얼룩의 정도를 측정하였다. 여기서 발색도는 외부의 빛에 의해 차이가 발생하므로 같은 조건으로 현미경을 통해 측정하였다. 측정된 시편을 이미지 분석을 통해 각 시편의 이미지가 가지고 있는 픽셀의 히스토그램을 이용해 가장 많은 색을 분포하고 있는 픽셀의 수로 나타내었다. 이는 같은 범위의 이미지에서 색이 갖는 픽셀의 수가 많을수록 같은 색을 많이 분포하고 있다는 것이다.- Measurement method: Since the penetration depth of water varies depending on the amount of voids on the surface, the surface roughness depending on the surface characteristics through the microscope, the porosity, and the penetration depth of the solution in order to characterize the oxidizing agent depending on the W / C ratio The color development degree of the color, that is, the degree of the unevenness, was measured. Here, the chromaticity was measured by a microscope under the same conditions because the difference was caused by the external light. The measured specimens were analyzed by image analysis, and the histogram of the pixels of each specimen was used to show the number of pixels having the largest number of colors. This means that the larger the number of pixels the color has in the same range of images, the more the same color is distributed.

다) 실험결과 및 고찰C) Results and discussion

(1) 표면특성(1) Surface properties

도 8은 물-시멘트비에 따른 바탕재에 착색용 산화제를 도포한 시편의 표면 특성을 현미경을 통해 측정한 결과이다. 도 8에 나타나 있듯이, 물-시멘트비가 높을수록 바탕재의 표면이 매끄러운 것을 확인할 수 있었다. 이는 물-시멘트비가 높을수록 점도가 낮아지고 유동성이 향상되어 공시체 제작 중 다짐 작업에 의해 시멘트 페이스트가 하부로 침하하여 발생한 것으로 판단된다.FIG. 8 is a result of microscopic measurement of the surface characteristics of the sample coated with the oxidizing agent for coloring on the base material according to the water-cement ratio. As shown in FIG. 8, it can be seen that the surface of the base material is smoother as the water-cement ratio is higher. It is considered that the higher the water - cement ratio, the lower the viscosity and the better the fluidity, and the lowering of the cement paste due to the compaction process during the preparation of the specimen.

나. 재령에 따른 착색 특성I. Coloration characteristics according to age

1) 실험계획1) Experimental plan

[표 28]은 바탕재의 종류 중 재령에 따른 착색용 산화제의 특성을 파악하기 위한 실험 구성이다. 바탕재의 재령은 3일, 14일, 28일로 구분하였다.[Table 28] is an experimental setup for grasping the characteristics of the oxidizing agent for coloring according to the age of the base material. The ages of the base materials were divided into 3 days, 14 days and 28 days.

착색용 산화제를 이용하여 구현되는 색상은 금속산화물의 종류와 함유량에 따라 달라지기 때문에 종류를 Gold(Fe), Black(Cr, Mn), Green(Cu), Red(Fe, Cr)로 구분하여 실험하였다.Since the colors to be realized using the oxidizing agent for coloring vary depending on the kind and content of the metal oxide, it is classified into gold (Fe), black (Cr, Mn), green (Cu) Respectively.

착색용 산화제는 바탕재와의 화학 반응에 의해 색을 구현한다. 바탕재의 시멘트 수화물에 따라 착색용 산화제의 반응성을 파악하기 위해 미세구조(SEM), 표면특성(현미경), 광물분석(XRD), 발색도를 측정하였다.The coloring oxidizing agent implements color by chemical reaction with the base material. Microstructure (SEM), surface characteristics (microscope), mineral analysis (XRD) and coloring degree were measured in order to determine the reactivity of the coloring oxidizer according to the cement hydrate of the base material.

(재령에 따른 착색 특성 실험 계획)(Experimental design of coloring characteristics according to age)

2) 실험방법2) Experimental method

- 시험체 제작 방법 : 착색용 산화제를 도포하기 위한 시험체는 KS L ISO679(2006)에 따라 제조하였고, 배합비는 질량비로 시멘트 1에 대해 물/시멘트비 0.5, 잔골재 3으로 하고, ?90㎜, 두께 15mm의 플라스틱 용기를 이용하여 성형하였다.- Preparation of test specimens: The test specimens for coating the oxidizing agents for coloring were prepared in accordance with KS L ISO 679 (2006). The mixing ratios were as follows: water / cement ratio 0.5, fine aggregate 3, Molded using a plastic container.

- 용액 도포 방법 : 착색용 수용액은 물과 착색용 산화제를 질량비로 1 : 1로 혼합하여 제작하였다. 수용액은 20일 동안 상온에서 양생된 모르타르 표면에 2회 도포하였다. 도포는 착색용 산화제 수용액 10g에 10분간 침지시켰으며, 1차 도포 후 반응과 건조를 위해 6시간 동안 실온에 방치하여 건조시킨 다음 2차 도포하고 24시간 자연건조 시킨 후 표면을 물로 세척하였다.- Solution application method: The aqueous solution for coloring was prepared by mixing water and oxidizing agent for coloring in a mass ratio of 1: 1. The aqueous solution was applied twice to the surface of the mortar cured at room temperature for 20 days. The coating was immersed in 10 g of a coloring oxidizing agent solution for 10 minutes. After the first coating, the coating was allowed to stand at room temperature for 6 hours for reaction and drying, followed by a second coating, followed by naturally drying for 24 hours, and then the surface was washed with water.

- 측정방법 : 바탕재의 시멘트 수화물에 따라 착색용 산화제의 반응성을 파악하기 위해 세구조(SEM), 표면특성(현미경), 광물분석(XRD), 발색도를 측정하였다. 여기서 광물 분석은 X-선회절 분석(XRD, X-Ray Diffraction)을 이용하여 측정하였다.- Measurement method: Three structures (SEM), surface characteristics (microscope), mineral analysis (XRD) and coloring degree were measured in order to determine the reactivity of the coloring oxidizer according to the cement hydrate of the base material. Mineral analysis was performed using X-ray diffraction (XRD).

3) 실험결과 및 고찰3) Results and discussion

가) 미세구조A) Microstructure

도 9는 재령별 착색용 산화제를 도포한 모르터 표면의 미세구조이다. 용액을 도포하지 않은 모르타르를 보면 재령이 지날수록 시멘트의 초기 수화물인 에트링가이트가 줄면서 넓은 판상형과 C-S-H겔과 같은 뭉쳐 있는 미세구조를 확인 할 수 있었다. 이와 마찬가지로 착색용 산화제를 도포한 모르터르는 색상별 양상이 비슷하게 나타났다.Fig. 9 is a microstructure of a surface of a mortar coated with an oxidizing agent for coloring according to age. In the case of mortar without solution, Etchinggeite, which is the initial hydrate of cement, decreases, and it is possible to confirm the coherent microstructure such as wide plate type and C-S-H gel. Likewise, the morphor applied with the coloring oxidizer exhibited similar color patterns.

나) 표면특성B) Surface properties

재령 및 양생방법에 따라 시멘트의 강도가 변화된다. 이러한 현상은 시멘트 수화물의 변화로 상온 및 증기 양생의 조건에서는 수산화칼슘, C-S-H, 에트링자이트, 모노설페이트 등이 경시변화에 따라 양과 종류가 변화되고, 오토클레이브양생에서는 11Åtobermorite, Z-phose, Ca(H3SiO4)2, gyrolite, afwilite, 등이 온도 및 압력과 CaO/SiO2 mole ratio에 따라 생성되는 종류가 변화된다. 이에 수화물의 차이가 착색제의 반응에 미치는 영향을 검토한 결과 도 10과 같이 미비한 것으로 나타났다.The strength of cement is changed according to age and curing method. This phenomenon is due to changes in cement hydrate. In the conditions of room temperature and steam curing, amounts and kinds of calcium hydroxide, CSH, etringate and monosulfate are changed with time. In the autoclave curing, 11 Å tobermorite, Z-phose, Ca H3SiO4) 2, gyrolite, afwilite, etc. are changed depending on temperature and pressure and CaO / SiO2 mole ratio. As a result of examining the effect of the difference in hydrate on the reaction of the colorant,

다. 양생 방법에 따른 착색 특성All. Coloration characteristics according to curing method

1) 실험계획1) Experimental plan

[표 29]는 바탕재의 종류 중 양생방법에 따른 착색용 산화제의 특성을 파악하기 위한 실험 구성이다. 바탕재의 양생방법은 기건양생, 증기양생, 오토클레이브 양생으로 구분하였다. 착색용 산화제를 이용하여 구현되는 색상은 금속산화물의 종류와 함유량에 따라 달라지기 때문에 종류를 Gold(Fe), Black(Cr, Mn), Green(Cu), Red(Fe, Cr)로 구분하여 실험하였다.[Table 29] is an experiment configuration for grasping the characteristics of the coloring oxidizing agent according to the curing method among kinds of the base material. The curing method of the base material was classified into curing curing, steam curing, and autoclave curing. Since the colors to be realized using the oxidizing agent for coloring vary depending on the kind and content of the metal oxide, it is classified into gold (Fe), black (Cr, Mn), green (Cu) Respectively.

착색용 산화제(30)는 바탕재와의 화학 반응에 의해 색을 구현한다. 바탕재의 양생방법 따른 착색용 산화제(30)의 반응성을 파악하기 위해 미세구조(SEM), 표면특성(현미경), 화학적 구성(EDS)를 측정하였다.The coloring oxidizing agent 30 implements color by chemical reaction with the base material. Microstructure (SEM), surface properties (microscope) and chemical composition (EDS) were measured to determine the reactivity of the coloring oxidant (30) according to the curing method of the substrate.

(양생방법에 따른 착색 특성 실험 계획)(Experimental Design of Coloring Characteristics by Curing Method)

2) 실험방법2) Experimental method

가) 실험방법A) Experimental method

- 시험체 제작 방법 : 착색용 산화제(30)를 도포하기 위한 시험체는 KS L ISO679(2006)에 따라 제조하였고, 배합비는 질량비로 시멘트 1에 대해 물/시멘트비 0.5, 잔골재 3으로 하고, ?90㎜, 두께 15mm의 플라스틱 용기를 이용하여 성형하였다. 양생조건은 기건양생을 20±2℃, 증기양생은 적산온도 28일 80℃ 8시간, 오토클레이브양생은 180℃ 8시간으로 콘크리트 제품의 생산 조건에 맞춰서 제작하였다.- Preparation of test specimens: The test specimens for applying the coloring oxidizer (30) were prepared in accordance with KS L ISO 679 (2006). The mixing ratios were as follows: water / cement ratio 0.5 and fine aggregate 3, And molded using a plastic container having a thickness of 15 mm. Curing conditions were 20 ± 2 ℃ for steam curing, 8 hours for 80 ℃ and 28 ℃ for total steam curing, and 8 hours for 180 ℃ for autoclave curing.

- 용액 도포 방법 : 착색용 수용액은 물과 착색용 산화제를 질량비로 1 : 1로 혼합하여 제작하였다. 수용액은 20일 동안 상온에서 양생된 모르타르 표면에 2회 도포하였다. 도포는 분무기를 사용했으며, 1차 도포 후 반응과 건조를 위해 6시간 동안 실온에 방치하여 건조시킨 다음 2차 도포하고 24시간 자연건조 시킨 후 표면을 물로 세척하였다.- Solution application method: The aqueous solution for coloring was prepared by mixing water and oxidizing agent for coloring in a mass ratio of 1: 1. The aqueous solution was applied twice to the surface of the mortar cured at room temperature for 20 days. The spraying was carried out using an atomizer. After the first application, it was left to stand for 6 hours at room temperature for reaction and drying, and then dried. After the second application, the surface was naturally dried for 24 hours and then the surface was washed with water.

- 측정방법 : 착색용 산화제는 바탕재와의 화학 반응에 의해 색을 구현한다. 바탕재의 양생방법 따른 착색용 산화제의 반응성을 파악하기 위해 미세구조(SEM), 표면특성(현미경), 화학적 구성(EDS), 발색도를 측정하였다- Measuring method: The oxidizing agent for coloring is colored by chemical reaction with the base material. The microstructure (SEM), surface properties (microscope), chemical composition (EDS) and coloring degree were measured in order to understand the reactivity of the oxidizing agent for coloring according to the curing method of the base material

3) 실험결과 및 고찰3) Results and discussion

가) 미세구조A) Microstructure

도 11은 양생방법별 착색용 산화제(30)를 도포한 모르터르 표면의 미세구조를 나타낸 것이다. 기건 양생은 경시에 따라 시멘트 수화물로 인해 치밀한 구조를 변화되어 표면이 평평한 형태를 갖고 있지만, 이를 증기양생 또는 오토클래이브양생을 하면 표면 구조가 기건 양생의 초기재령 조건의 형상과 유사한 형태가 나타났다. 하지만 착색용 산화제를 도포한 경우 양생방법에 따른 미세구조의 차이는 없는 것으로 나타났다. 이는 착색용 산화제와 시멘트의 중화반응에 의해 매우 미세한 반응생성물을 발생시키는 메카니즘을 갖기 때문으로 사료된다.11 shows the microstructure of the surface of the mortar coated with the coloring oxidizing agent 30 for each curing method. The curing curing of the cement mortar was changed into a dense structure due to the cement hydrate, and the surface was flat. When the cement was cured or autoclave cured, the surface structure was similar to that of the initial age condition of curing curing. However, when the oxidizing agent for coloring was applied, there was no difference in microstructure according to the curing method. This is presumably due to the mechanism of generating very fine reaction products by the neutralization reaction of the coloring oxidizing agent and cement.

나) 표면특성B) Surface properties

도 12에 나타내는 바와 같이, 재령 및 양생방법에 따라 시멘트의 강도가 변화된다. 이러한 현상은 시멘트 수화물의 변화로 상온 및 증기 양생의 조건에서는 수산화칼슘, C-S-H, 에트링자이트, 모노설페이트 등이 경시변화에 따라 양과 종류가 변화되고, 오토클레이브양생에서는 11Å tobermorite, Z-phose, Ca(H3SiO4)2, gyrolite, afwilite, 등이 온도 및 압력과 CaO/SiO2 mole ratio에 따라 생성되는 종류가 변화된다. 이에 수화물의 차이가 착색제의 반응에 미치는 영향을 검토한 결과 미비한 것으로 나타났다.As shown in Fig. 12, the strength of the cement is changed according to the age and curing method. This phenomenon is due to changes in cement hydrate. In the conditions of room temperature and steam curing, amount and type of calcium hydroxide, CSH, etringate and monosulfate are changed with time. In the autoclave curing, 11 Å tobermorite, Z-phose, Ca (H3SiO4) 2, gyrolite, afwilite, etc. are changed depending on temperature and pressure and CaO / SiO2 mole ratio. The effect of the difference of the hydrates on the reaction of the colorant was examined.

다) 화학적 조성C) Chemical composition

콘크리트와 모르터르는 Ca(OH)2, C-S-H, C-A-￣S-H 등의 칼슘 수화물을 형성한다. 산에 의한 열화 현상으로 칼슘 수화물이 용해 및 용출된다면, 칼슘 수화물의 주요 원소인 Ca, Si, Al 등의 함량이 줄어들 것으로 추정된다. 이것을 확인하기 위하여 착색된 표면을 EDS로 측정하였으며 그 결과를 [표 30]에 나타내었다. 모르터르의 칼슘 수화물의 주요 원소인 Ca, Si, Al은 각각 기건 양생은 28.5, 7.3, 1.8%, 증기 양생은 30.5, 7.0, 2.1%, 오토클레이브 양생은 30.1, 7.1, 1.5%로 나타났고, 착색된 시험체는 모르터르 보다 낮게 나타났다. 감소된 비율은 모르터르를 기준으로 Black, Green, Red는 양생 온도가 높을수록 현저히 저하하는 것으로 나타났으며, Gold는 양생별로 비슷한 경향이 나타났다. 칼슘 수화물의 주요 원소 외에 Fe, Mg, Cu, S 등은 다소 감소하는 것으로 나타났다. 하지만 산화제에 일부 금속 산화물의 함량을 높여 컬러를 구현한 경우는 다르게 나타난다. 4가지 색상 모두 기건 양생일 때보다 온도가 높을수록 금속 산화물의 함량이 높아진 것으로 나타났다.Concrete and mortar form calcium hydrates such as Ca (OH) 2, C-S-H, and C-A-S-H. If the calcium hydrate dissolves and dissolves due to acid degradation, the content of Ca, Si, Al, etc., Which are the main elements of calcium hydrate, is estimated to decrease. To confirm this, the colored surface was measured by EDS and the results are shown in Table 30. The contents of Ca, Si, and Al, which are the main elements of calcium hydrate of mortar, were 28.5, 7.3, 1.8%, 30.5, 7.0 and 2.1% in steam curing, 30.1, 7.1 and 1.5% in autoclave curing, respectively. The colored specimens were lower than the mortar. Reduction rate of black, green and red in mortar was significantly lowered with higher curing temperature and gold was similar in curing. In addition to the major elements of calcium hydrate, Fe, Mg, Cu, and S decreased slightly. However, when the color is implemented by increasing the content of some metal oxides in the oxidizing agent, it appears differently. In all four colors, the higher the temperature, the higher the content of metal oxide was.

반면 시멘트에 소량 함유된 Na, K는 오히려 증가되는 것으로 나타났다. 산에 의해 용해되어 용출되는 양이 칼슘 수화물의 원소보다 적어 상대적으로 높게 나온 것으로 판단된다.On the other hand, Na and K contained in small amount of cement were increased. It is considered that the amount dissolved and eluted by the acid is relatively higher than that of the element of calcium hydrate.

(양생방법에 따른 컬러별 산화물 조성(EDS))(Oxide composition (EDS) for each color according to curing method)

라. Acid stain agent의 투수 콘크리트에의 적용성 검토에 대하여 살펴보면,la. Acid stain agent was applied to permeable concrete,

1) 실험계획1) Experimental plan

착색용 산화제(Acid stain agent)(30)의 투수콘크리트(10)에서의 색상발현을 검토하기 위하여 [표 31]에 나타낸 바와 같이, 7종류의 착색용 산화제(30)를 이용하여 백시멘트로 제조된 투수콘크리트(10)에 1회, 2회 도포한 후 색상발현을 비교하였다.As shown in Table 31, in order to examine the color development in the permeable concrete 10 of the acidic stain agent 30, seven kinds of coloring oxidizing agents 30 were used to prepare white cement (10) were applied once or twice to compare the color development.

(실험계획)(Experimental plan)

2) 실험방법2) Experimental method

시험에 사용된 시험체는 착색용 산화제(30)의 색상발현을 뚜렷하게 확인하기 위하여 도 13에 나타내는 바와 같이, 백시멘트와 보통포틀랜드 시멘트를 바인더로 하여 5~7mm크기의 바텀애쉬를 100% 사용하여 제조하였다.As shown in FIG. 13, in order to clearly confirm the color development of the coloring oxidizing agent 30, the test specimen used in the test was prepared by using 100% bottom ash having a size of 5 to 7 mm using white cement and ordinary portland cement as binders Respectively.

착색용 산화제(30)는 물과 5:5비율로 혼합한 후 스프레이 방식의 분무기로 도포하여 20℃, RH50%조건의 실내에서 자연 건조하였다. 2회 도포는 1회 도포 후 자연건조 후 1일 후에 실시하였다.The coloring oxidizing agent (30) was mixed with water at a ratio of 5: 5, sprayed with a sprayer, and dried naturally in a room at 20 ° C and RH 50%. The two coatings were applied one time and one day after the natural drying.

마. Acid stain agent 도포에 따른 흡음 특성을 살펴보면,hemp. As a result of the absorption properties of the acid stain agent,

1) 실험 계획1) Experimental plan

개발제품 표면의 Acid stain agent 도포 유무에 따른 흡음 특성의 변화를 알아보기 위하여 [표 32]과 같이 실험 계획을 수립했다.To investigate the change of the sound absorption characteristics according to presence or absence of the acid stain agent on the surface of the developed product, an experimental plan as shown in [Table 32] was established.

(실험계획)(Experimental plan)

2) 실험 방법2) Experimental method

개발제품의 흡음성능을 측정하기 위하여 도 14에 나타내는 바와 같이, Alpha Cabin(RIETER/스위스)의 잔향실에서 흡음률을 측정하였다. 흡음률은 자동차 흡음재의 상용주파수 구간인 400~10kHz까지 측정하였고, 측정시료는 600x500mm크기의 시험편 4개를 조립하여 1200x1000mm크기로 설치하였다.In order to measure the sound absorption performance of the developed product, the sound absorption ratio was measured in a reverberation room of Alpha Cabin (RIETER / Switzerland) as shown in Fig. The sound absorption rate was measured up to 400 ~ 10kHz, which is the commercial frequency range of the sound absorbing material. The test samples were assembled with four specimens of 600x500mm size and installed at a size of 1200x1000mm.

3) 실험 결과3) Experimental results

실험결과 [표 33]과 같이 Acid stain agent 도포에 따른 흡음률 변화는 중저음 주파수영역에서 약 0.05~0.1 정도 낮게 나타났으며 고음 주파수영역에는 큰 차이가 나타나지 않았다. 이와 같이 페인팅할 경우에는 고음역대의 주파수에서 흡음성능이 떨어지는 것과 달리 Acid stain agent 도포시 고음역대의 흡음률을 저하시키지 않거나 약간 증가 시키는 것으로 나타났다.As shown in [Table 33], the absorption rate change due to the application of acid stain agent was about 0.05 ~ 0.1 in the bass frequency range, and no significant difference was observed in the high frequency range. In case of painting, it is shown that the sound absorption performance of the high frequency range is not decreased or increased slightly when the acid stain agent is applied.

(Acid stain agent 도포에 따른 흡음률 변화)
(Change of Absorption Rate due to Acid Stain Agent Application)

또한, 흠음체와 베이스판의 일체화를 통한 고내구성 흡음형 방음판에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Further, a high durability sound-absorbing type sound insulation board obtained by integrating the sound-proof body and the base plate will be described in detail as follows.

1. 시작품 제작1. Prototype production

가. 시작품 거푸집 설계end. Prototype design

흡음형 방음판(100)을 제작하기 위한 거품집(40)을 도 3에 나타내는 바와 같이 500x560x150mm크기로 설계하였다. 흡음성능 향상을 위하여 제품표면이 요부(11)와 철 부(12)을 갖기 위하여 높이 50mm크기의 내부면에 요철을 가진 형상을 갖도록 설계하였다.The bubble collector 40 for manufacturing the sound-absorbing type sound insulation board 100 was designed to have a size of 500 x 560 x 150 mm as shown in Fig. In order to improve the sound absorption performance, the surface of the product is designed to have a concavo-convex shape on the inner surface of 50 mm in height in order to have the concave portion 11 and the convex portion 12.

나. 거푸집 제작I. Formwork

흡음형 방음판(100) 시작품 제작을 위한 거푸집은 도 3과 같이 방수코팅된 합판(41)과 표면형 상을 성형하기 위하여 스치로폼(42)으로 요철형상을 제작하여 내부에 결합돌출턱(24)이 형성된 차음형 압출성형패널(20)과 결합하였다.
As shown in FIG. 3, the mold for manufacturing the sound-absorbing type sound insulation board 100 is formed by forming a concave-convex shape with a waterproof coated plywood 41 and a hydrofoil 42 to form a surface shape, And joined with the sound insulation type extrusion panel 20.

다. 타설 및 성형All. Casting and molding

흡음형 방음판(100)을 성형하기 위하여 도 15에 나타내는 바와 같이, 시멘트와 바텀애쉬를 건비빔으로 1분간 혼합하여 균질하게 분산시킨 다음 배합수와 감수제를 투입하여 유동성이 생길때까지 약 3분간 혼합하였다. 혼합된 시료는 진동테이블을 사용하여 상기의 방법으로 제작된 거푸집(40)에 수직으로 타설하여 제작하였다.15, the cement and the bottom ash were mixed with a dry beam for 1 minute and then homogeneously dispersed. Then, the compounding water and the water reducing agent were added and mixed for about 3 minutes until fluidity was obtained . The mixed sample was prepared by vertically placing it on the mold 40 manufactured by the above method using a vibration table.

라. 탈 형la. Demolding

제작된 흡음형 방음판(100)은 20℃, RH 50% 조건에서 1일간 양생 후 탈형 하였다.The manufactured sound-absorbing sound insulation board (100) was demolded after curing for 1 day at 20 ° C and RH 50%.

마. 컬러화 색상구현 (Acid stain agent 도포)hemp. Colorized color implementation (Acid stain agent application)

흡음형 방음판(100)의 컬러를 구현하기 위하여 착색용 산화제(30)인 Acid stain agent용액은 Green, Cola, Umber, Gold, Blue, Black, Red, Aqua총 8가지 색상을 사용하였으며, 도포 결과 도 16과 같이 시멘트와 미연탄분에 의해 어두운 계열이었던 색상에 밝은색 계열인 blue밍 Aqua의 색상발현이 가능한 것으로 나타났다.
8 colors of green, cola, umber, gold, blue, black, red and aqua were used as the coloring oxidizing agent 30 to realize the color of the sound-absorbing type sound insulation board 100, And blue ming Aqua, which is a darker color due to cement and briquettes.

상기와 같이 구성하여 석탄재를 이용하여 제작된 방음판(100)의 성능검토에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The performance of the sound insulation board 100 constructed as described above using the coal ash will be described in detail as follows.

1. 개발 제품의 성능 평가1. Performance evaluation of developed products

가. 투과손실end. Transmission loss

1) 측정방법1) Measurement method

투과손실은 도 17과 같은 평면을 가진 잔향실험실에서 측정하였으며 측정장비 제원은 [표 34]와 같다. 투과손실 측정에 사용된 패널의 단면과 크기는 [표 35]과 같다.The transmission loss was measured in a reverberation laboratory having a plane as shown in FIG. 17, and the measurement equipment specifications are shown in Table 34. The cross-section and size of the panel used to measure the transmission loss are shown in [Table 35].

2) 측정결과 2) Measurement result

측정결과 [표 36]에 나타내는 바와 같이, 자동차 소음영역대인 500, 1000Hz에서 29.4, 31.6dB의 투과손실을 나타내본 과제의 성능목표인 26, 31dB을 만족하였다. 또한 투과손실을 압출성형패널로만 측정하였기 때문에 흡음체와 일체화를 시킬 경우 그 성능은 더욱 향상될 것으로 판단된다.Measurement results As shown in Table 36, the transmission loss was 29.4 dB and 31.6 dB at 1000 Hz, which is the noise level of the automobile, and 26 and 31 dB, which is the performance target of the present invention, were satisfied. In addition, since the transmission loss was measured only by the extrusion molding panel, the performance is expected to be further improved when integrated with the sound absorbing body.

나. 흡음 성능I. Sound absorption performance

1) 시험 방법1) Test method

개발제품의 흡음성능을 측정하기 위하여 Alpha Cabin(RIETER/스위스)의 잔향실에서 흡음률을 측정하였다.In order to measure the sound absorption performance of the developed product, the absorption rate was measured in the reverberation room of Alpha Cabin (RIETER / Switzerland).

흡음률은 자동차 흡음재의 상용주파수 구간인 400~10kHz까지 측정하였고, 측정시료는 600x500mm크기의 시험편 4개를 조립하여 1200x1000mm크기로 설치하였다.The sound absorption rate was measured up to 400 ~ 10kHz, which is the commercial frequency range of the sound absorbing material. The test samples were assembled with four specimens of 600x500mm size and installed at a size of 1200x1000mm.

2) 시험 결과2) Test result

흡음률 측정결과 [표 37]에 나타내는 바와 같이, 자동차 소음 영역대인 500~1k(Hz)영역에서 평균 0.77의 흡음성능을 나타냈고 500, 1k, 2k, 4k(Hz)의 평균 흡음률은 0.89로 나타나 개발목표치인 평균흡음률(NRC) 0.75보다 높은 것으로 나타났다.As shown in Table 37, the average sound absorption performance was in the range of 500 to 1k (Hz), and the average sound absorption rate of 500, 1k, 2k and 4k (Hz) was 0.89 (NRC) of more than 0.75.

(개발제품의 흡음률 시험결과)(Sound absorption rate test results of developed products)

다. 탄성변위량All. Elastic displacement amount

1) 시험 방법1) Test method

탄성변위량 시험방법은 KS F 4770-3:2003을 차용하여 3등분점 하중 시험법을 실시하였다. 재하 속도는 매분 약 15MPa 이하로 하였고, 재하 하중은 KS에서 규정하는 내하중 등급에 따른 시험 하중으로 다음의 계산식(식.1)을 이용하여 구하였다.The elastic displacement test method was applied to the third - order point load test using KS F 4770-3: 2003. The loading rate was less than 15 MPa per minute. The load was calculated by the following formula (Equation 1) as the test load according to the KS load rating.

?여기에서 q : 단위 폭당 시험 하중(N/m)Where q is the test load per unit width (N / m)

L: 시험편의 길이L: length of specimen

시험편은 500x600x150mm 크기의 시편을 사용하였으며 지간거리(L)은 400mm로 하였다.The test specimens used were 500x600x150mm specimens and the distance between them was 400mm.

2) 시험 결과2) Test result

탄성변위 시험결과 [표 38]에 나타내는 바와 같이, 재하하중 666N에서 8.50mm의 탄성변위를 나타내 KS F 4770-3에 정하는 50mm이하 기준을 모두 만족하였다.As a result of the elastic displacement test, as shown in [Table 38], the elastic load exhibited a load displacement of 666N to 8.50mm, satisfying all the criteria of 50mm or less as defined in KS F 4770-3.

(개발제품의 탄성변형율 시험결과)
(Result of elastic strain test of developed product)

상기와 같은 본 발명은 산업부산물인 석탄재의 활용을 통해 처리비용 절감 및 고부가가치화와, 전량 수입 사용되는 경량골재를 석탄재로 대체하여 수입대체효과를 얻을 수 있고, 방음판의 고내구화를 통해 유지보수 비용을 절감할 수 있다.As described above, the present invention can reduce the processing cost and high value through the use of coal ash, which is an industrial byproduct, and can replace imported lightweight aggregate with coal ash, thereby achieving import substitution effect. The cost can be reduced.

그뿐만 아니라 착색용 산화제를 이용하여 반 영구적 컬러 구현으로 유지보수 비용을 절감할 수 있고, 전량 수입하던 인공경량골재에 대해 년간 5억원의 수입대체 효과를 얻을 수 있는 것이다.In addition, it is possible to reduce the maintenance cost by implementing the semi-permanent color using the oxidizing agent for coloring, and it is possible to obtain the import substitution effect of 500 million won per year for the artificial lightweight aggregate which is imported all over the country.

이와 같이 본 발명은 석탄재의 물리적 특성과 화학조성을 검토해본 결과 일반 쇄석보다 낮은 밀도를 가지고 있어 흡음체 제조시 흡음판 경량화에 효과가 있는 것으로 나타났다.As a result of examining the physical properties and chemical composition of the coal ash, the present invention has a lower density than that of the ordinary crushed stone, so that it is effective in weight reduction of the sound absorption plate in manufacturing the sound absorption body.

그리고 입도 5mm~13mm크기의 석탄재 골재를 사용한 경우 흡음성능이 가장 높은 것으로 나타나 흡음체에 사용가능한 골재크기는 5mm 정도가 적당한 것으로 판단된다. 또한, 5mm 이상의 석탄재는 파분쇄 후 마쇄를 하여 입형가공을 하면 흡음체에 사용 가능한 골재로 생산 가능 할 것으로 판단된다.
When the coal ash aggregate having the size of 5mm ~ 13mm was used, the sound absorption performance was the highest, and the size of the aggregate that can be used for the sound absorption body is considered to be about 5mm. In addition, it is judged that coal ash of 5mm or more can be produced as agglomerates that can be used for sound absorbing materials by grinding after milling and granulating.

그뿐만 아니라, 다양한 컬러의 Acid stain agent를 도포한 결과 시멘트와 석탄재에 의해 어두운 계열 색상을 나타내던 표면을 다양한 컬러로 구현할 수 있는 것으로 나타나, 도로용 흡음패널로 적용시 도시경관 및 주변 경관 개선에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단되고, Acid stain agent 용액으로 컬러 구현시 기존 페인팅 공법과 달리 고음영역대의 소음 주파수 흡음 성능에는 영향이 없는 것으로 나타나 Acid stain agent용액에 의한 공극구조 영향은 없는 것으로 판단된다.
In addition, the application of acid stain agent of various colors showed that the surface of dark color could be realized in various colors by cement and coal ash. It is considered that there is no effect of the void structure due to the acid stain agent solution in the color implementation of the acid stain agent solution.

그리고 개발된 본 발명의 흡음체와 베이스판인 압출성형 패널의 일체화를 위하여 기존 목표인 조립식방법을 제시하였다. 그러나 조립식 방법의 경우 조립공정의 추가와 조립시 조립공차에 따른 불량률 상승, 높은 정밀도를 요구하기 때문에 개선 방법으로 압출패널을 흡음체 제조시 일부분 적용하여 타설과 동시에 일체화 하는 공정을 창안하게 된 것이다.
In addition, the existing prefabricated method is proposed for integrating the sound absorbing body of the present invention and the extrusion molding panel as the base plate. However, in the case of the prefabricated method, it is required to add the assembly process and increase the defect rate due to the assembly tolerance during assembling, and to achieve high precision.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명이 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다 할 것이다.Although the present invention having been described above has been described with reference to a limited number of embodiments, it is to be understood that the present invention is not limited thereto and that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention by those skilled in the art. Various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.

10. 투수콘크리트 11. 요부
12. 철부 20. 압출성형판
21. 저면 22. 23. 측면
24. 결합돌출부 25. 삽입홈
26. 삽입돌기 30. 착색용 산화제
40. 거푸집 41. 합판
42. 스치로폴 100. 방음판10. Pitcher concrete 11. Lumber
12. convex 20. extruded plate
21. Bottom 22. 23. Side
24. engaging projection 25. insertion groove
26. Insertion protrusion 30. Coloring oxidizing agent
40. Die 41. Plywood
42. Styrofoam 100. Soundproofing board

Claims

A mixture of water and cement is mixed to form a paste (W / C is made to be 25%). 100% of 5 to 13 mm coal ash and a high performance water reducing agent of polycarbonate type as an admixture are mixed into the paste, The cement extrusion forming plate 20 is attached to the bottom surface 21 and both side surfaces 22 and 23 of the permeable concrete 10 in which the convex portions 12 and the convex portions 12 are formed, Wherein the concave portion (11) and the convex portion (12) are coated with an oxidizing agent (30) for coloring.

The method according to claim 1,
Wherein the coloring oxidizing agent (30) is applied two to three times by spraying.

The method according to claim 1,
Wherein the coloring oxidizing agent (30) is mixed with water at a mass ratio of 1: 1.

The method according to claim 1,
Characterized in that the cement extrusion forming plate (20) is formed with an engaging protrusion (24) having a shape of """so as to be separated from the surface of the permeable concrete (10) .

The method according to claim 1,
Wherein the convex portion (12) formed at the front of the permeable concrete (10) has an internal angle of 28 ° to 36 °.

The method according to claim 1,
Characterized in that curing of the permeable concrete (10) is such that the atmospheric pressure vapor cures as accelerated curing for initial strength development.

The method according to claim 1,
Characterized in that the coal ash is 5 ~ 13 mm in size.

The soundproofing color sound insulation board 100 formed by the method of claim 1 is characterized in that the thickness and the particle velocity of the air layer are set to be an odd multiple of a negative 1/4 wavelength, that is, behind the intervals of? / 4, 3? / 4 and 5? / 4 And an air layer is disposed on the upper surface of the base plate.

A foam panel (11) and a convex portion (12) are formed on the inner surface of the styrofoam, which is adhered to the inside of the plywood coated with the outer surface so that the concave and convex portions are formed on the surface of the color sound insulation panel. 40).
The cement and bottom ash were mixed for 1 minute with a dry beam, dispersed homogeneously, mixed with water and water reducing agent, mixed for about 3 minutes until fluidity was formed, and mixed concrete was put into the mold installed on the upper part of the vibration table Step and.
The vibration table is vibrated so as to compose the concrete without compaction in the concrete inserted into the mold, and the vibration plate is demolded after curing for one day under conditions of 20 ° C and RH 50%
Acid stain agent solution for coloring oxidizing agent 30 may be selected from eight colors of green, cola, umber, gold, blue, black, red and aqua to realize colors on the soundproof plate. And coloring the bright color system blue and Aqua color so as to be able to express the color of the dark color system by the light color system and the color expression of the bright color system blue and Aqua.