KR20170107716A - 친환경 다공성 구형체 자갈 블럭 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 친환경 다공성 구형체 자갈 블럭(Porous Concrete Block, PCB) 제조방법으로서, 더욱 상세하게는 구 형태의 PCB는 공극율 21% 이상으로 투수성과 투기성이 우수하고 오수에 의해 오염된 하천의 수질 정화 뿐만 아니라, 식생으로 인한 생태계의 보존과 복원을 할 수 있으며, 소류력이 45 이상으로 집중호우시 쇄골현상으로 인한 토사유실과 법면 붕괴를 막을 수 있고, 압축강도가 250kgf/㎠으로서 콘크리트 강도를 유지하여 사용 수명이 70년에 이르며, 하천에 설치시 사용수명 후에도 수질정화가 지속되어 산업폐기물 생성이 되지 않는 경제성이 보장될 뿐만 아니라 비점오염지역의 납, 카드뮴, 아연 등의 중금속 오염물질의 흡착 및 제거로 정화작업이 가능하고 수중의 어패류의 서식공간을 제공하여 수중의 CO2를 제거하고 산소발생으로 적조현상을 방지하는 등 수중생태계 복원이 가능한 특징이 있다.

Description

친환경 다공성 구형체 자갈 블럭 제조방법{Manufacturing method of environmentally friendly spheric Porous Concrete Cobble}
본 발명은 친환경 다공성 구형체 자갈 블럭(Porous Concrete Block, PCB) 제조방법으로서, 더욱 상세하게는 구 형태의 PCB는 공극율 21% 이상으로 투수성과 투기성이 우수하고 오수에 의해 오염된 하천의 수질 정화 뿐만 아니라, 식생으로 인한 생태계의 보존과 복원을 할 수 있으며, 소류력이 45 이상으로 집중호우시 쇄골현상으로 인한 토사유실과 법면 붕괴를 막을 수 있고, 압축강도가 250kgf/㎠으로서 콘크리트 강도를 유지하여 사용 수명이 70년에 이르며, 하천에 설치시 사용수명 후에도 수질정화가 지속되어 산업폐기물 생성이 되지 않는 경제성이 보장될 뿐만 아니라 비점오염지역의 납, 카드뮴, 아연 등의 중금속 오염물질의 흡착 및 제거로 정화작업이 가능하고 수중의 어패류의 서식공간을 제공하여 수중의 CO2를 제거하고 산소발생으로 적조현상을 방지하는 등 수중생태계 복원이 가능한 특징이 있다.
일반적으로 식생 호안블록이란 호안이나 법면에 시공되어 토사가 유실되는 것을 방지하는 목적으로 사용되는 것으로, 블록의 사이에 다양한 식물과 수생식물이 자랄 수 있는 공간을 형성하고 이곳에 터잡아 생장할 수 있도록 삶의 터전을 넓혀 주어 각종 미생물과 식물에 의해 토양의 자정능력을 높여주기 위한 호안과 법면에 많이 사용되고 있다.
그러나 종래의 호안블록은 사각형의 형상으로 지면에 밀착시키면서 서로 연결하는 단순 결합방식으로 이루어지고, 한정된 용적 공간을 가지는 한계가 있었다.
이러한 종래의 사각형 형태의 호안블록을 개선하기 위하여 일본국 특허공개공보 특개평10-8435호인 다공성블록 및 그 구축물이 제안되었으며, 파쇄한 쇄석과 콘크리트를 혼합하여 구형상을 단위체로 하는 다공성의 옥석을 제안하였다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-0521251호인 콘크리트 자갈의 다공성 구형체 제조방법을 통해 다공성 구형체의 연결방법을 제안하기도 하였다. 그러나 이러한 종래의 식생블럭을 제조하는 방법은 내구성이 저하되고, 생산성이 낮으며, 제조공정이 복잡하여 제조하는 기계의 설치비가 많이 소요되는 등의 문제점이 발생하였다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 다공성 자갈 블럭(PCB)의 내구성을 개선하고 제조단계를 단순화하여 기계설비에 소요되는 비용을 절감하여, 생산성을 향상시키는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 풍부한 기공으로 다공성의 공극을 형성시켜 투수성과 투기성이 우수함에 따라 오수로 인하여 오염된 하천의 수질정화 및 중금속 제거뿐만 아니라 식생으로 인한 생태계의 보존과 복원을 가능케 하고자 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 공극구조에 의한 필터기능과 내부에 살고 있는 미생물의 작용에 의해 수질정화의 효과를 상승시키고, 다양한 식생물에 적합한 생물공간이 되며, 생태계와의 조화공생을 꾀하는 호안공을 구축하고자 한다. 특히 구형체 다공성 자갈블럭 제조시 혼합된 제오라이트, 슝기트, 엑티바 등에 흡착된 오염물질은 하천의 자생적 미생물들에 의해 분해되며, 이는 식물의 자양분이 되어 어류들에게 좋은 먹이를 제공하게 되도록 하여 수중 오염원이 사라지게 하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 집중호우시 쇄골현상으로 인한 토사유실과 법면 붕괴를 막을 수 있고, 산사태 예방뿐 아니라 빗물을 흡수하거나 배수하는 기능이 있어 고갈되기 쉬운 지하수 증가에 도움을 줄 수 있도록 한다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 친환경 다공성 구형체 자갈 블럭의 제조방법은 분쇄한 쇄석을 여과체를 통과시켜 소정의 크기로 선별하는 선별단계; 상기 선별된 쇄석을 계량하여 물, 시멘트, 혼화제, 규사와 함께 배합기에 공급하는 배합단계; 상기 배합단계를 통과한 배합물을 1차 호퍼(Hopper)에 투입하여 계량한 후 컨베이어로 이송하는 이송단계; 상기 컨베이어에 의해 이송된 배합물을 성형틀이 장착된 2차 호퍼에 투입하는 투입단계; 상기 배합물을 구형상으로 성형하기 위하여 하형틀 상에서 양방향의 엇갈린 교차축(X)(Y)에 의한 관통봉이 서로 교차하게 하고 상형틀이 하강한 후 상기 2차 호퍼에 의해 투입된 배합물을 성형틀에 투입하여 투입된 배합물이 잘 섞이도록 진동시키는 1차 진동단계; 상기 1차 진동단계 후 높이방향으로 상부(Z)에 위치한 수직방향의 중앙 관통봉이 하강한 후 다시 진동시키는 2차 진동단계 및 구형상 성형물의 강도와 최종적 성형을 위하여 진동하는 3차 진동단계; 상기 관통봉 및 상형틀이 원위치로 복원된 후 구형체의 성형물이 있는 하형틀을 인출하여 별도의 전기로에서 습식으로 건조하는 양생단계;로 이루어지되, 상기 배합물은 쇄석 55~57중량부, 재활용 골재 25~27중량부, 시멘트 0.1~0.3중량부, 규사 9~11중량부, 물 2~3중량부, 활성탄 0.004~0.006중량부, 제오라이트 0.0001~0.0002중량부, 송진 4~6중량부, 슝기트 0.0001~0.0002중량부와, 엑티바 0.0001~0.0002중량부와, 블랙스톤 0.0001~0.0002중량부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 친환경 다공성 구형체 자갈 블럭의 제조방법은 분쇄한 쇄석을 여과체에 통과시켜 소정의 크기로 선별하는 S1단계와; 상기 선별된 쇄석, 물, 시멘트, 규사, 활성탄 및 제오라이트를 포함하는 배합물을 마련하는 S2단계와; 하부틀과, 상기 하부틀 상에 배치되는 중간틀과, 상기 중간틀 상에 배치되는 상부틀을 포함하는 성형틀을 마련하는 S3단계와; 적어도 상기 성형틀의 길이보다 길게 형성되는 천연 장섬유를 마련하는 S4단계와; 상기 하부틀과 중간틀 사이 및 상기 중간틀과 상부틀 사이에 각각 상기 천연 장섬유를 인서트하는 S5단계와; 상기 성형틀 내에 배합물을 투입하여 투입된 배합물이 잘 섞이도록 진동시키는 S6단계와; 상기 성형틀에서 성형된 구형체를 양생하고 상기 성형틀을 탈형하는 S7단계와; 상기 탈형된 구형체에서 상기 천연 장섬유를 제거하는 S8단계;를 포함하되, 상기 배합물은 쇄석 55~57중량부, 재활용 골재 25~27중량부, 시멘트 0.1~0.3중량부, 규사 9~11중량부, 물 2~3중량부, 활성탄 0.004~0.006중량부, 제오라이트 0.0001~0.0002중량부, 송진 4~6중량부, 슝기트 0.0001~0.0002중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 친환경 다공성 구형체 자갈 블럭의 제조방법에 있어서, S8단계는 상기 S7단계에서 성형된 구형체가 완전히 양생되기 전에 상기 성형틀을 탈형한 다음, 상기 구형체에서 상기 천연 장섬유를 뽑아서 이루어지되, 상기 천연 장섬유의 표면에는 박리제를 도포하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 친환경 다공성 구형체 자갈 블럭의 제조방법에 있어서, S8단계는 상기 구형체를 가열하여 상기 천연 장섬유를 태워서 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 친환경 다공성 구형체 자갈 블럭의 제조방법에 있어서, 배합물에는 천연 단섬유를 더 포함하며, 상기 S8단계에서는 상기 천연 장섬유 및 천연 단섬유를 동시에 태워서 제거하고, 상기 천연 장섬유 및 천연 단섬유를 태워서 발생한 재를 제거하기 위하여 상기 구형체를 계면활성제가 첨가된 물 속에 침지시킨 다음 꺼내어 건조시키는 S11단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 제조방법에 의하면, 종래의 다공성 콘크리트 자갈의 제조방법에 비하여 내구성이 개선되고, 시멘트 사용량을 최소화하고 제조단계를 단순화하여 환경 친화적이면서도 기계설비에 소요되는 비용을 절감하였으며, 더불어 생산성을 향상시켰다.
기존 식생블럭과 차별화되는 상기 기능을 가지도록 제조하는데, 구형체로 제조하여 외기에 대한 접촉면적을 최대화하였으며, 관통공을 통해 각각의 단위 구형체를 다양한 형태의 입체구조물로 결합함으로써, 용적변화가 풍부한 연속공간을 형성할 수 있다. 그리고 풍부한 기공으로 다공성의 공극을 형성시켜 투수성과 투기성이 우수함에 따라 오수로 인하여 오염된 하천의 수질정화 및 중금속 제거뿐만 아니라 식생으로 인한 생태계의 보존과 복원을 가능케 하는 효과가 있다.
구체적인 효과를 보면, 첫째로 본 발명의 구형체의 울퉁불퉁한 표면은 집중호우시 유속제어를 잘 하고, 소류력이 45이상이 되도록 하여 쇄골방지를 할 수 있으며, 토사유실과 법면 붕괴를 막을 수 있고, 압축강도가 높아 사용수명이 오래되며, 구형체 사이의 간극이 많아 어류들에게 집을 공급하고 식물이 뿌리를 내리기 좋도록 하였다.
둘째로는 자갈블럭의 공극이 25%로서 타 식생블럭과 비교할 때 가장 높은 수치이며, 이로 인해 집중호우시 물을 흡수하여 유속을 더욱 제어할 수 있고, 미생물들의 번식처를 제공할 수 있다.
셋째로는 타 식생블럭과 차별화되고 공극구조에 의한 필터기능과 내부에 살고 있는 미생물의 작용에 의해 오염물질을 식물의 양분으로 선순환시키도록 하는 수질정화 기능뿐 아니라, 오염물질 흡착 및 수질정화를 돕는 제오라이트, 활성탄, 슝기트, 엑티바 분말을 함께 배합하여 중금속오염물질, 폐광의 폐수 및 핵 방사선 오염물질까지 제거할 수 있도록 하였다.
또한, 관통공을 통해 각각의 단위 구형체를 다양한 형태의 입체구조물로 결합함으로써, 용적변화가 풍부한 연속공간을 형성할 수 있다.
더불어 본 발명은 어초로 이용할 경우 암초 부착생물 등이 부착하여 식물연쇄를 동반하는 등의 어류자원의 확보, 어장의 확대를 꾀할 수 있으며, 옹벽으로 사용할 경우 배수성에 의하여 토사의 유실방지나 수질오염 방지 효과가 우수하다.
또한, 비점오염지역의 납, 카드뮴, 아연 등의 중금속 오염물질의 흡착 및 제거로 정화작업이 가능하고 수중의 어패류의 서식공간을 제공하여 수중의 CO2를 제거하고 산소발생으로 적조현상을 방지하는 등 수중생태계 복원이 가능하게 하는 효과가 있다.
본 발명에 의한 다공성 콘크리트 자갈 구형체의 제조방법을 도시한 공정도
도 2는 본 발명에 의한 다공성 콘크리트 자갈 구형체의 제조방법의 공정을 도시한 계략도
도 3은 본 발명에 의한 다공성 콘크리트 자갈의 구형체를 성형하기 위한 하형틀을 도시한 사시도
도 4는 본 발명에 의한 다공성 콘크리트 자갈의 구형체를 도시한 사시도
도 5는 본 발명의 성형틀의 분리 사시도
도 6은 도 5의 성형틀에 따라 성형된 구형체의 측단면도.
도 1은 본 발명에 의한 친환경 다공성 구형체 자갈 블럭 제조방법을 도시한 공정도이며, 도 2는 본 발명에 의한 친환경 다공성 구형체 자갈 블럭 제조방법의 공정을 도시한 계통도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 친환경 다공성 구형체 자갈 블럭의 제조방법은 분쇄된 쇄석을 여과체를 통과시켜 소정의 크기로 선별하는 선별단계(300)로 시작된다.
특히 본 발명에 사용되는 조골재는 보통의 콘크리트 작업에 사용되는 골재에 비해 본 발명의 구(球) 형상을 유지하기 위해 배합되는 골재 및 시멘트의 정량과 조골재의 입도나 입자 형태의 선별이 중요하다.
따라서, 상기 선별단계(300)에서 여과체에 의해 선별되는 쇄석은 입도가 13 내지 20mm 크기인 것이 바람직하다.
상기 배합물은 쇄석 55~57중량부, 재활용 골재 25~27중량부, 시멘트 0.1~0.3중량부, 규사 9~11중량부, 물 2~3중량부, 활성탄 0.004~0.006중량부, 제오라이트 0.0001~0.0002중량부, 송진 4~6중량부, 슝기트 0.0001~0.0002중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 배합물의 조성을 살펴보면, 등록특허 제10-1045317호에서 시멘트 함량이 13~14중량%인 것에 비해 현저히 적은 양을 사용하되, 성형성과 결합력을 확보하기 위해 송진 4~6중량부를 사용한다는 점에서 가장 큰 차이가 있다.
일반적으로 시멘트는 강 알칼리성으로 독성 물질인 크롬, 6가크롬, 구리, 납, 비소, 카드뮴, 수은 등이 함유되어 있다. 따라서 등록특허와 같이 시멘트 함량이 상대적으로 과량인 경우에는 물 속에서 독성 성분들이 용출되어 오히려 수질 오염에 심각한 문제를 야기할 수 있는 반면, 본 발명과 같이 시멘트 함량은 최대로 낮추고 시멘트 대신 송진을 사용함으로써 시멘트로 인한 수질 오염 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 장점이 있다.
추가적으로, 상기 배합물에 엑티바 0.0001~0.0002중량부와, 블랙스톤 0.0001~0.0002중량부를 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 슝기트는 탄소를 함유하는 암석으로 유일한 천연 나노구조 복합물로서 유기 및 무기화합물로부터 물을 정화시키는 흡착력이 매우 우수하며, 살균 성질을 가지고 있어 물에서 오염물질을 완전히 제거하고 원자력 방사능 물질인 세슘을 제거하는 효과도 있다.
상기 엑티바는 엑티바는 환경오염원인 광폐수를 정제할 수 있으며, 물을 활성화시키는 촉매제 역할도 하고, 중금속 등을 흡착시키며, 특히 원전 핵폐기물의 중금속, 냄새 오염물질을 흡착 정화하는 효과가 있는 것으로서, 알루미노-실리케이트계 무기물 분말인 것을 예시할 수 있다.
상기 블랙스톤은 탄소가 25~40중량%, 회분 60~75중량%이며, 탄소 60개가 공같은 원형을 이루는 탄소 화합물로서, 자연계에서 얻어진 원석이다. 그리고 상기 회분에는 SiO2 57.2중량%, C 30.0중량%, Al2O3 4.0중량%, FeO 1.5중량%, MgO 1.5중량%, S 1.2중량%, 물 1.7중량%를 함유하는 것으로서, 독성이 없고 생태적으로 안전하다.
상기 배합기를 통해 골고루 섞인 배합물은 1차 호퍼(Hopper)에 투입하여 1개의 구형 단위체에 해당하는 부피로 계량한 후 컨베이어(Conveyer)로 이송하는 이송단계(320)를 거치게 된다.
상기 1개의 구형 단위체에 해당되는 부피는 0.32 내지 0.33 루베가 바람직하다.
상기 컨베이어에 의해 이송된 배합물은 성형기가 장착된 2차 호퍼(Hopper)에 투입하는 투입단계(330)를 거친다.
도 3은 본 발명에 의한 다공성 콘크리트 자갈을 성형하기 위한 하형틀을 도시한 사시도로서, 도 3을 참조하면, 상기 배합물을 구형상으로 성형하기 위한 하형틀(200)상에서 수평방향으로 서로 엇갈리게 구성한 양방향의 축(X)(Y)에 의한 관통봉이 서로 교차하여 인입하고 상형틀이 하강한 후 상기 2차 호퍼에 의해 투입된 배합물을 성형틀에 투입하여 투입된 배합물이 잘 섞이도록 진동시키는 1차 진동단계(340)를 수행한다.
상기와 같은 1차 진동단계(340)는 성형틀에 투입된 배합물이 채워지지 않은 빈 공 간이 없도록 골고루 채워질 수 있게 하기 위하여 행해지는 작업이다.
상기 1차 진동단계(340) 후 높이방향으로 상부(Z)에 위치한 중앙의 수직 관통봉이 하강한 후 재진동시키는 2차 진동단계(350)를 거치며, 상기 2차 진동단계(350)를 통하여 원하는 구형상으로 성형 되고, 상기 구형상의 성형물을 최종적으로 압착하여 구 형상이 부서지지 않고 구 형상을 그대로 유지토록 하기 위하여 재진동 시키는 3차 진동단계(360)를 거치게 된다.
상기와 같은 양방향의 축(X)(Y)에 위치한 관통봉이 서로 교차한 성형틀 내에 배합물을 투입하고 또한 높이방향으로 상부에 위치한 관통봉이 하강하여 성형된 구형상의 성형체의 내부에 3차원 방향(X, Y, Z)의 관통공(110,120, 130)을 형성함으로써 각기 1개의 단위체를 연결수단을 통해 상하좌우로 연결함으로써 연속된 다공성 구형체 자갈의 집합체를 형성할 수 있다.
상기 3차 진동단계(360)를 통과한 구형의 성형체에서 관통봉 및 상형틀을 제거한 후 하형틀(200) 상에서 인출하여 전기로에서 양생하는 양생단계(370)를 통과한다.
특히 상기한 3차 진동단계(360)를 거친 후에는, 각 관통봉은 원위치로 복원이 되고 상형틀을 상부로 상승되며 성형체가 있는 하형틀(200)은 외부로 이송이 되며 다음으로 양생단계 거치게 된다.
즉, 양생단계(370)에서의 전기로 온도는 승온속도 20℃/h, 최고온도 65℃가 적정하며, 4시간 동안의 습식건조 후 다시 1일 자연 건조하여 하형틀(200)에서 탈형하면 구 형상의 다공성 콘크리트 자갈에 의한 다공성의 완성된 구형체 제품을 얻을 수 있는 것이다.
이상과 같은 과정을 거쳐 제조된 다공성 구형체 자갈 블록의 규격을 보면, 기본 1헤베(1㎡) 사이즈는 가로 1,000mm, 세로 1,000mm, 높이 240mm이고, 공극율은 21%이상, 압축강도 21MPa, 투수계수 1.5cm/sec, 흡수율 7.0이하이다.
한편, 여름이나 건조한 시기에는 자연 건조시 급격한 건조를 피하는 것이 내구성의 향상을 위하여 바람직하다.
또한, 본 발명에 의한 다공성의 콘크리트 자갈 구형체 제조시 주골재로 사용되는 쇄석의 입도, 배합 시 투입되는 물의 양이 내구성을 좌우하므로 정량을 사용해야 한다.
도 4는 본 발명 제조방법에 의한 콘크리트 자갈의 다공성 성형체를 도시한 사시도이다.
참고로 본 발명 공극률은 25.3%로서 풍부한 다공성의 공극이 형성되어 투수성 및 투기성이 우수하여 오수로 인하여 오염된 하천의 수질정화뿐만 아니라 식생으로 인한 생태계의 보존 및 복원을 가능케 하는 등의 우수한 효과가 있는 발명이다.
이하에서는 본 발명에 따른 친환경 다공성 구형체 자갈 블럭의 제조방법의 다른 실시예를 설명한다.
본 실시예에서는 도 5 및 도 6a, 6b를 참조하면, 분쇄한 쇄석을 여과체에 통과시켜 소정의 크기로 선별하는 S1단계와, 상기 선별된 쇄석, 물, 시멘트, 규사, 활성탄 및 제오라이트를 포함하는 배합물을 마련하는 S2단계와, 하형틀(200)과, 상기 하형틀(200) 상에 배치되는 중간틀(210)과, 상기 중간틀(210) 상에 배치되는 상형틀(230)을 포함하는 성형틀을 마련하는 S3단계와, 적어도 상기 성형틀의 길이보다 길게 형성되는 천연 장섬유(180)를 마련하는 S4단계와, 상기 하형틀(200)과 중간틀(210) 사이 및 상기 중간틀(210)과 상형틀(230) 사이에 각각 상기 천연 장섬유(180)를 인서트하는 S5단계와, 상기 성형틀 내에 배합물을 투입하여 투입된 배합물이 잘 섞이도록 진동시키는 S6단계와, 상기 성형틀에서 성형된 구형체(100)를 양생하고 상기 성형틀을 탈형하는 S7단계와, 상기 탈형된 구형체(100)에서 상기 천연 장섬유(180)를 제거하는 S8단계를 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 앞서 설명한 실시예와 달리 도 5에 도시된 바와 같이 천연 장섬유(180)를 구형체(100) 내에 삽입한 다음 S8단계에서 제거함으로써, 횡방향으로 관통되는 유로(path)(190)를 형성함으로써 공극률을 현저히 높일 뿐만 아니라 물이 통과할 수 있는 구조를 형성함으로써 정화 기능을 높일 수 있다.
상기 S8단계는 크게 2가지 방법으로 이루어질 수 있다.
첫 번째는 성형된 구형체(100)가 완전히 양생되기 전에 상기 금형형틀(520)을 탈형한 다음, 상기 구형체(100)에서 상기 천연 장섬유(180)를 뽑아서 제거하는 방법으로서, 천연 장섬유(180)를 손쉽게 제거하기 위해서 천연 장섬유(180)의 표면에 박리제를 도포할 수도 있다. 다만, 천연 장섬유 대신 합성 섬유나 금속 와이어 등을 사용하는 것도 가능하다.
두 번째는 도 6과 같이 구형체(100)를 가열하여 상기 천연 장섬유(180)를 태워서 제거하는 것인데, 이때 합성 섬유를 사용하게 되면 태우고 난 다음 검댕이 발생하여 기공을 막기 때문에 천연 장섬유(180)를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 천연 장섬유(180)는 면, 마와 같은 식물성 섬유와, 견, 모와 같은 동물성 섬유를 예시할 수 있으나, 상기 동물성 섬유에는 소량의 황이 함유되어 있어 태울 때 환경오염 물질인 이산화황이 발생하므로 식물성 섬유를 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 천연 장섬유(180)는 성형된 구형체(100)의 직경보다 길게 형성되며, 한가닥의 실부터 실을 꼬아 만든 다발까지 다양한 직경으로 이루어진 것을 사용할 수 있는데, 상기 천연 장섬유의 직경에 대응하는 유로(190)가 형성된다.
한편, 배합물에는 천연 단섬유(181)를 더 포함할 수 있는데, 상기 천연 단섬유도 천연 장섬유와 마찬가지로 태워져 제거됨으로써 유로(190)를 형성하는 역할을 한다. 상기 천연 단섬유는 천연 장섬유를 수 cm 길이로 커팅하여 이루어지는 것을 예시할 수 있다.
상기 두 번째 방법을 사용하는 경우, 상기 천연 장섬유를 태워서 발생한 재를 제거하기 위하여 상기 구형체를 계면활성제가 첨가된 물 속에 침지시킨 다음 꺼내어 건조시키는 S9단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 S8단계에서 천연 장섬유 및 천연 단섬유를 태울 때, 구형체에 직접 화염이 닿도록 직화 방식을 이용할 수도 있고, 구형체(100)를 전기로(600) 등에 넣고 가열하는 간접가열 방식을 이용할 수도 있다.
상기 S5단계에서 상기 천연 장섬유는 상기 배합물 100중량부를 기준으로 1중량부를 사용하고, 상기 배합물에 3cm 길이의 천연 단섬유 1중량부를 함유하는 경우, S8단계에서 천연 장섬유 및 천연 단섬유를 태워서 제거하는 경우 제조된 구형체(100)는 공극율 29% 이상, 압축강도 25㎫ 이상, 투수계수 1.9㎝ 이상의 우수한 품질을 가진다.
한편, 다른 실시예로서, S8단계에서 천연 장섬유 및 천연 단섬유를 태울 때에는 400~700℃의 고온으로 가열하기 때문에 상기 배합물은 쇄석 55~57중량부, 재활용 골재 25~27중량부, 규사 9~11중량부, 물 10~20중량부, 활성탄 0.004~0.006중량부, 제오라이트 0.0001~0.0002중량부, 점토 5~7중량부, 슝기트 0.0001~0.0002중량부와, 천연 단섬유 1중량부로 이루어질 수 있는데, 이는 시멘트에 의한 독성 성분이 대부분 분해되기 시멘트를 전혀 사용하지 않을 수 있으며, 송진 함량을 줄이는 대신 점토를 첨가하여 도자기를 굽는 것과 같은 특성을 이용하여 배합물을 경화시킬 수 있다. 그리고 이 경우에는 구형체를 양생하는 S8단계를 생략하거나 또는 양생 시간을 단축할 수도 있다.
본 발명은 비록 한정된 실시예를 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
100 : 구형체 110, 120, 130 : 관통공
180 : 천연 장섬유 181 : 천연 단섬유
190 : 유로 200 : 하형틀
210 : 중간틀 230 : 상형틀
300 : 선별단계
310 : 배합단계 320 : 이송단계
330 : 투입단계 340 : 1차 진동단계
350 : 2차 진동단계 360 : 3차 진동단계
370 : 양생단계 380 : 완제품
X : 가로축 관통봉 Y : 세로축 관통봉
Z : 상부 관통봉

Claims (5)

  1. 분쇄한 쇄석을 여과체를 통과시켜 소정의 크기로 선별하는 선별단계;
    상기 선별된 쇄석을 계량하여 물, 시멘트, 혼화제, 규사와 함께 배합기에 공급하는 배합단계;
    상기 배합단계를 통과한 배합물을 1차 호퍼(Hopper)에 투입하여 계량한 후 컨베이어로 이송하는 이송단계;
    상기 컨베이어에 의해 이송된 배합물을 성형틀이 장착된 2차 호퍼에 투입하는 투입단계;
    상기 배합물을 구형상으로 성형하기 위하여 하형틀 상에서 양방향의 엇갈린 교차축(X)(Y)에 의한 관통봉이 서로 교차하게 하고 상형틀이 하강한 후 상기 2차 호퍼에 의해 투입된 배합물을 성형틀에 투입하여 투입된 배합물이 잘 섞이도록 진동시키는 1차 진동단계;
    상기 1차 진동단계 후 높이방향으로 상부(Z)에 위치한 수직방향의 중앙 관통봉이 하강한 후 다시 진동시키는 2차 진동단계 및 구형상 성형물의 강도와 최종적 성형을 위하여 진동하는 3차 진동단계;
    상기 관통봉 및 상형틀이 원위치로 복원된 후 구형체의 성형물이 있는 하형틀을 인출하여 별도의 전기로에서 습식으로 건조하는 양생단계;로 이루어지되,
    상기 배합물은 쇄석 55~57중량부, 재활용 골재 25~27중량부, 시멘트 0.1~0.3중량부, 규사 9~11중량부, 물 2~3중량부, 활성탄 0.004~0.006중량부, 제오라이트 0.0001~0.0002중량부, 송진 4~6중량부, 슝기트 0.0001~0.0002중량부와, 엑티바 0.0001~0.0002중량부와, 블랙스톤 0.0001~0.0002중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 다공성 구형체 자갈 블럭의 제조방법.
  2. 분쇄한 쇄석을 여과체에 통과시켜 소정의 크기로 선별하는 S1단계와;
    상기 선별된 쇄석, 물, 시멘트, 규사, 활성탄 및 제오라이트를 포함하는 배합물을 마련하는 S2단계와;
    하형틀과, 상기 하형틀 상에 배치되는 중간틀과, 상기 중간틀 상에 배치되는 상형틀을 포함하는 성형틀을 마련하는 S3단계와;
    적어도 상기 성형틀의 길이보다 길게 형성되는 천연 장섬유를 마련하는 S4단계와;
    상기 하형틀과 중간틀 사이 및 상기 중간틀과 상형틀 사이에 각각 상기 천연 장섬유를 인서트하는 S5단계와;
    상기 성형틀 내에 배합물을 투입하여 투입된 배합물이 잘 섞이도록 진동시키는 S6단계;
    상기 성형틀에서 성형된 구형체를 양생하고 상기 성형틀을 탈형하는 S7단계;
    상기 탈형된 구형체에서 상기 천연 장섬유를 제거하는 S8단계;를 포함하되,
    상기 배합물은 쇄석 55~57중량부, 재활용 골재 25~27중량부, 시멘트 0.1~0.3중량부, 규사 9~11중량부, 물 2~3중량부, 활성탄 0.004~0.006중량부, 제오라이트 0.0001~0.0002중량부, 송진 4~6중량부, 슝기트 0.0001~0.0002중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 다공성 구형체 자갈 블럭의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 S8단계는,
    상기 S7단계에서 성형된 구형체가 완전히 양생되기 전에 상기 성형틀을 탈형한 다음, 상기 구형체에서 상기 천연 장섬유를 뽑아서 이루어지되,
    상기 천연 장섬유의 표면에는 박리제를 도포하는 것을 특징으로 하는 친환경 다공성 구형체 자갈 블럭의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 S8단계는,
    상기 구형체를 가열하여 상기 천연 장섬유를 태워서 이루어지는 것을 특징으로 하는 친환경 다공성 구형체 자갈 블럭의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배합물에는 천연 단섬유를 더 포함하며,
    상기 S8단계에서는 상기 천연 장섬유 및 천연 단섬유를 동시에 태워서 제거하고,
    상기 천연 장섬유 및 천연 단섬유를 태워서 발생한 재를 제거하기 위하여 상기 구형체를 계면활성제가 첨가된 물 속에 침지시킨 다음 꺼내어 건조시키는 S11단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 다공성 구형체 자갈 블럭의 제조방법.
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