KR20170116770A - 천연 유기질 골재를 이용한 투수성 블록 및 이의 생산 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간벌재, 폐목재, 농산폐유기물을 기본 골재로 사용한 투수성 블록및 이의 생산 방법에 관한 것이다.
지구의 온난화 주범으로 이산화 탄소를 비롯한 각종 화석연료 연소물에 의한 오염이 지적되고 있다. 이러한 문제와 더불어 점점 도시화되어 도로를 위시한 모든 표면이 불투수성 재질에 의하여 포장되면서 빗물이 하부의 지하로 침투되지 못하고 있다.
이러한 단점을 개선하고자 크기가 큰 직경의 골재를 이용한 투수성 블록이 점차 사용되고 있어 투수성 문제를 어느 정도 해소하고 있다.
이러한 좋은 점에도 불구하고 그 재질 자체가 자연상태에서 부식이 거의 안되는 골재이기 때문에 사용기간 경과후에 처리가 또 다른 공해의 요인이 되고 있다. 또한 골재 자체의 투수성외에는 습도 조절, 도시의 열섬화 방지 기능에는 많은 제약이 있다.
본 발명은 외층은 일반적으로 널리 사용되는 골재를 이용한 무기질 층으로 구성하고, 중앙부는 천연 유기질재료인 우드칩, 섬유사로 구성된 재질로 충진하며, 이들의 사이에는 강한 체결력을 부여하는 결합층을 구성하도록 하였다. 따라서 단순히 우드칩이나 유기질 섬유사에 의한 구조물만이 갖는 내구성, 충격강도, 인장강도 등의 단점을 외층에 의하여 보강하도록 하며, 이들 이질 재질간의 체결력 불량을 결합층을 구성하여 주어 강한 체결력을 확보하도록하였다. 그결과 천연 재질의 특성과 무기질 재질의 특성을 동시에 겸비하여 내구성의 증대, 천연 재질의 친환경성 이 겸비하여 도심과 산간지방 혹은 공원 녹화지대에 탁월한 기능을 갖도록 하였다.

Description

천연 유기질 골재를 이용한 투수성 블록 및 이의 생산 방법{Pedestrian block made of the organic material and its manufacturing process}

본 발명은 자연계에서 분해가능한 동시에 수질정화기능을 겸비한 천연 유기질 골재를 이용한 투수성블록 및 이의 생산 방법에 관한 것이다.

도시화가 집중되면서 지표면을 콘크리트, 아스팔트 등에 의한 피복으로 자연스러운 물의 선순환이 방해되고 있다. 이러한 문제를 해소하기 위하여 최근에 보도블록이나 도로포장시 가능한 물 순환이 가능한 구조물을 설치하기 위하여 다양한 블록이나 포장방법들이 개발되어 오고있다.

그 주요한 기술은 보도블록의 경우 세멘트와 같은 경화접착제에 골재로서 입도가 큰 것을 다량함유시켜 성형한 것이 대부분의 주류를 이루고 있다. 이러한 구조에 의하여 골재와 골재사이에 빈 공간이 형성되면서 이곳을 통하여 물이 순환이 가능하도록 한다. 그외에도 폐타이어, 고무류, 합성수지류 혹은 우드칩류를 배합하여 주어 폐자원을 재활용하는 측면이 강조되고 있다. 그러나 고무나 합성수지류는 다시 2차오염원으로 작용하기 때문에 사실상 소비자들이 외면하고 있다. 근래에는 투수성블록으로 특허제 829164호의 경우 우드칩을 배합하고 있다.

상기 특허는 "우드칩 또는 볏짚, 왕겨 또는 왕겨분말, 황토 또는 마사토 등 투수성을 갖는 천연자재를 혼합하여 도로포장재의 주재료로 하고, 상기 주재료에 시멘트와 붕산화합물 또는 규불화소다 중 어느 하나인 것으로 구성되는 경화제를 혼합하여 믹싱한 건식 혼합물과, 규산알칼리화합물로 구성되는 결합제와 유동제 및 물을 혼합하여서 만들어진 액상 세라믹 바인더를 혼합한 혼합물을 일정시간 양생하고, 이를 일정형태로 가공 및 절삭하여서 되는 것을 특징으로 하는 액상 세라믹 바인더가 함유된 투수성 도로 포장재 및 그 제조방법"을 제공하고 있으며,

상기 특허의 투수성 도로포장재의 제조방법은 (a) 0.5 ~ 50 mm 크기의 우드칩 또는 볏짚, 왕겨 또는 왕겨 분말 및 황토 또는 마사토를 혼합한 도로포장재의 주재료에 시멘트와 붕산화합물 또는 규불화소다 중 어느 하나인 것으로 구성되는 경화제를 혼합하여 믹싱함으로써 건식 혼합물을 제조하는 단계; (b) 규산알칼리화합물로 구성되는 결합제와 물을 믹싱기에 넣어 격렬하게 믹싱한 후에 소디움 메틸 실리케이트로 구성되는 액상 유동제를 첨가하면서 교반하여 믹싱함으로써 액상 세라믹 바인더를 제조하는 단계; (c) 상기 (a)단계에서 제조된 건식 혼합물과 상기 (b)단계에서 제조된 액상 세라믹 바인더를 혼합하여 믹싱한 후, 이를 지촉건조(指觸乾操,dry-to-the touch)상태로 유지하면서 경화하는 단계; (d) 상기 (c)단계가 완료된 상태의 혼합물을 작업 중인 포장면에 포설한 후 롤러로 압력을 가하고, 포장면을 다짐하여 완전건조상태로 양생하는 단계로 구성되고있다.

상기한 발명은 주위에서 쉽게 구할 수 있는 벌목재, 왕겨, 볏짚 등 천연 자재를 재활용하는 측면에서 "친환경적" 이며 "자연자원 순손실 방지원칙" 에 부합하고, 포장재료가 천연에 가까운 소재이므로 친밀감을 주며 주변 환경과 조화될 수 있는 녹색환경사업에 적합하게 제공될 수 있다. 또한 투수성이 있는 천연자재들을 사용하므로 빗물이 땅속으로 쉽게 스며들어, 열섬현상을 억제할 뿐만 아니라 빗물 등에 의한 포장재의 훼손 등을 방지하여 포장재의 내구성을 더욱 확보할 수 있는 효과가 있다. 바인더 재료 또한 에멀젼 합성수지(에폭시, 우레탄)가 아닌 천연소재로 만든 액상 세라믹을 사용하였으므로 특수기계나 어려운 작업이 없어 시공성이 뛰어나고, 압축강도와 인장강도 등 콘크리트 구조물 못지않은 내구성을 지닐 뿐만 아니라 탄성효과도 있어 보행자도로, 자전거도로, 운동시설 포장재로 활용이 가능하다.

이러한 좋은 장점이 있는 반면에 0.5 ~ 50 mm 크기의 우드칩 또는 볏짚, 왕겨 또는 왕겨 분말 및 황토 또는 마사토를 혼합하여 사용하고 있으며, 특히 보도블록으로서의 강도를 보강하기위하여 마사토와 모래등 골재를 다량 첨가하고 있어 강도가 좋은 장점이 있으나, 궁극적으로는 우드칩은 상기 모래 등의 골재의 부분적인 보완적인 기능외에는 천연적인 우드칩이 갖는 생분해성과 수분의 흡수와 방출기능은 골재들로 차단되어 본래의 기능은 발휘하기 어렵다.

또한 천연 세멘트와 모래가 함께 혼합되면서 이들은 경화가 되고 나면 분해가 되지 않는 또다른 2차오염원으로 작용하는 문제를 갖고 있다.

또 다른 예로 등록 특허 10-1016060-0000호 "우드칩 15 내지 25%(v/v), 폐골재 50 내지 60%(v/v), 마사토, 모래 및 규사로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상 18 내지 33%(v/v), 탄산칼슘 1 내지 2%(v/v) 및 아크릴 우레탄계 액상 결합재 바인더 3 내지 5%(v/v)로 이루어진 에코 투수 보도블럭 조성물."을 개발하여Tekk. 상기 특허의 경우 우드칩이 최저 15, 최고 25%를 배합하고 있다. 보다 구체적으로 2항에서는 "우드칩 22%(v/v), 폐골재 52%(v/v), 마사토 또는 모래 16%(v/v), 규사 5%(v/v), 탄산칼슘 1%(v/v) 및 아크릴우레탄계 액상 결합재 4%(v/v)로 이루어진 것을 특징으로 하는 에코 투수 보도블럭 조성물."을 개시한다. 즉, 우드칩을 22%사용하고 나머지는 골재, 마사토 모래 등의 무기질 골재로 이들 무기질 골재에 의하여 우드칩은 포괄되어버리면서 우드칩이 외부 노출이 될 수 없게 된다. 즉, 우드칩을 부분적으로 사용하지만 우드칩이 갖는 보습성과 셀룰로오스 세포체의 기능은 차단되어버리게 하였다. 또한 사용한 우드칩의 3항의 경우 "우드칩이 임목 폐기물로서 톱밥 수준의 입자크기 2 내지 4 mm를 갖는 것을 특징으로 하는 에코 투수 보도블럭조성물."을 개시하는 바, 상기 무기 골재 내부에 포괄되어버리면 사실상 우드칩이 갖는 모든 보습 기능은 상실되어 버리게 된다.

상기한 선등록 특허의 경우, 우드칩의 사용량을 극히 제한한 가장 큰 이유로, 무기골재보다 상대적으로 약한 결합력으로 우드칩의 사용은 상징적으로 사용하고 그 대부분의 역활은 종래 사용하는 무기골재들로 이루어지도록 한 것이다.

본 발명은 산간 경영시에 발생하는 다양한 간벌목(簡伐木) 혹은 여러 경로를 통하여 발생하는 폐목재와 같은 유기골재를 일정한 크기로 세분한 우드칩을 사용한 투수성과 생분해성을 갖춘 블럭을 제공하고자 한다.

본 발명은 더 나아가서 우드칩과 같은 목질재가 갖는 셀룰로오스에 의한 세포구조의 자연적 현상인 수분의 흡수와 발산의 기능을 최대한 살려 하부 토양과의 수분교류가 자연스럽게 이루어지면서 생분해가능한 보도블럭을 제공하고자 한다.

본 발명은 목재를 잘게 부순 칩을 골재로 사용하면서도 자갈, 마사토, 모래 와같은 무기골재의 보강없이도 강한 체결력을 갖춘 블럭을 제공하고자 한다.

본 발명은 무기질 결합제와 충진재에 의한 외층을 형성하고, 외층의 내측으로 무기질 결합제를 피복한 유기(有機) 골재를 충진하여 투수층을 형성하였다.

본 발명은 특히 상기 유기골재가 우드칩으로 이루어짐에 따라 체결력이 종래의 무기골재보다 현저하게 약함을 보완하고자, 외층의 일부에 상기 유기 골재 단부가 침투하여 경화된 외층과 투수층의 체결역활을 하는 결합층을 함께 이루도록 하여, 무기골재와 유사한 강도를 갖는 투수성 블록을 제공하고자 한다.

본 발명에서 투수층은 우드칩과 함께 섬유사를 배합하여 보다 강화된 체결력을 확보하도록 하였다.

본 발명은 또한 상기 투수성 블록의 생산 방법도 함께 제공하고자 한다.

본 발명은 산림경영시에 부득이하게 발생하는 간벌재 혹은 여러가지 경로를 통하여 발생하는 폐목재를 발생하는 현장에서 적절한 크기로 분쇄처리하여 투수성 블록 제조용 자재로 재활용할 수 있게 하였다.

본 발명은 특히 우드칩만을 블럭의 핵심 골재로 사용하고, 이들 우드칩간의 체결력의 강화는 별도의 무기 결합제에 의한 코팅층의 형성으로 마사토, 자갈과 같은 무기골재의 사용이 없이도 강한 내구성을 갖는 블럭을 개발하게 되었다.

본 발명은 또한 투수성 부분에는 천연 우드칩과 같은 목질재의 표면만을 무기질 경화접착제로 도포후 수경화에 의하여 체결된 것으로, 목재표면의 외부에 노출되어져 있어 자연스러운 분해를 유도하여 천연 유기질 비료로도 작용이 가능하게 되었다. 따라서 천연 목질재 표면에 토양에서 성장하는 천연 미생물의 흡착에 의하여 생분해가 이루어지도록 하였다.

본 발명에 의한 투수성 블록은 노상(路上)에 배치되면서 강우가 있는 경우에는 강우를 효과적으로 내부 지반구조로 유도하며, 건조시에는 지반에 있는 수분을 모세관 현상에 의하여 적절히 흡인하게 되어, 도심에서 발생하는 하절기 열섬현상을 극소화하게 된다. 하절기 직사광선이 조사되는 경우 비투수성 보도 보다 온도가 낮으며, 동절기에는 온도차이가 없다.

본 발명은 특히 천연 유기질 재료인 우드칩에 의하여 다공성을 부여하면서 노출된 목재표면과 형성된 공간부에 다양한 미생물이 서식하여 오염원이 될 수 있는 유기성 오염 물질을 분해제거하는 효과도 발휘하게 되었다.

본 발명은 유기 골재, 특히 우드 칩이 갖는 무기질 결합제와의 체결력의 한계를 유기 골재를 무기질 결합제로 코팅 처리한 다음, 이 코팅 처리된 유기 골재의 단부가 외층에 침투되어 양생됨에 따라 강한 체결력을 발휘하게 하여, 유기 골재로서의 한계를 극복하게 하였다.

또한 유기 골재의 표면을 코팅 처리한 무기 결합제가 유기 골재가 갖는 목재로서의 특성인 보습성을 가능한 유지토록 하여 설치후 보도 블록으로서의 기능과 함께 토양과의 통기성 확보, 투수성에 의한 토양과 대기간의 원활한 수분 교류를 이루게 되었다.

도 1 은 본 발명의 투수성 블록의 단면도,
도 2 는 본 발명의 투수성 블록의 부분확대 단면도,
도 3a 는 본 발명의 투수성 블록의 사시도,
도 3b 는 본 발명의 투수성 블록의 실제 조립 설치상태도,
도 4 는 본 발명의 부분확대 사시도임.

이하 본 발명의 대표적인 투수성 블록과 그 생산 방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예에 의하여 구체적으로 예시한 사항은 유사한 형태로 구현될 수 있으며, 이들 유사한 기술적 변경사항은 본 발명의 청구범위에 기재한 기술적 사항에 포함된다. 본 발명에서 무기질 결합제의 예시는 유기결합제를 제외한 모든 무기질계 결합제를 예시한 것으로, 제시한 결합제와 유사한 골재간의 체결기능을 갖는 다양한 무기 결합제가 이용될 수 있으며, 당업계의 통상의 지식을 갖는 자가 무기결합제, 유기 골재들의 채용가능한 다양한 변경들도 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

본 발명의 대표적인 단면 구성도는 도 1에 도시하며, 도 2 는 본 발명의 투수성 블록의 부분확대 단면이고, 도 3a 는 본 발명의 투수성 블록의 사시도이다. 본 발명의 실제 현장의 조립 상태는 도 3b로 도시하며, 도 4 는 본 발명의 투수층, 결합층 그리고 외층간의 양생후의 내구 구성상태를 보여주는 부분확대 사시도이다.

본 발명은 무기질 결합제와 충진재에 의한 외층(1),

유기(有機) 골재의 표면을 무기질 결합제를 피복하여 양생한 다공성의 투수층(3)

상기 외층와 투수층의 사이에 상기 투수층의 유기 골재 단부가 침투하고, 반대측면은 외층과 접하여 외층과 투수층의 체결역활을 하는 결합층(2)으로 이루어진 천연 유기 골재를 이용한 투수성 블록이다.

본 발명에서 외층(1)은 고로 슬래그, 플라이 애쉬, 알루미노 실리케이트, 석고 혹은 세멘트 혹은 이들의 하나 이상의 혼합물과 같은 무기질 경화접착성분을 중심으로 구성한 수경화성의 무기질 결합제를 이용한다. 상기 수경성 무기질 결합제외에도 블록이 설치할 환경에 따라 황토성분을 함께 배합한다. 황토와 같은 성분은 상기 무기질 결합제만이 갖는 색상의 한계를 극복한다. 즉, 설치현장이 대부분 산간 산책로, 강변, 도로변 보행로이므로 보행자를 위한 시각성과 보행자의 편의성 그리고 주변의 토양과 어울리도록 가능한 황토색으로 구성하며, 황토 자체가 갖는 친환경적인 기능을 함께 갖추도록 한다. 황토 외에도 필요시에는 무기 혹은 유기 안료와 같은 착색제, 벤토나이트, 제올라이트, 맥반석과 같은 기능성 소재들의 채용으로 미감과 함께 다양한 기능을 강화할 수 있으며, 이러한 기능성 소재들의 첨가가 있다하여도 투수층, 결합층, 외층의 기본 구성을 갖추는 구성은 모두 당업계의 통상의 지식을 갖는 자가 개발가능한 재질로서 본 발명의 기술적 범위를 벗어나지 않는다.

상기한 외층에 대한 강도를 보강하기 위하여 외층전체 부피를 기준으로 직경 0.1 내지 5 ㎜의 골재와 5 내지 15㎜의 골재를 1 내지 15% 혼합하여 사용한다. 설치현장이 하천변이나 해안가와 같은 직접적인 물에 의한 연속적이고 지속적인 풍화작용이 일어나는 곳이라면 자갈과 같은 골재를 부분적으로 배합하여 내구성을 높여 주는 것이다.

본 발명에서 투수층(3)에 사용하는 유기골재는 주로 간벌처리하여 폐기되는 목재들을 잘게 분쇄처리한 우드칩을 사용한다. 특히 직경 0.1 ~ 15 ㎜, 길이 1 내지 50 mm인 것을 사용한다. 우드칩이 0.1 mm 보다 작은 경우 무기질 결합제와 체결력을 확보할 수는 있지만 필요한 투수공간의 확보가 어렵다. 또한 무기질 결합제에 의하여 표면이 피복됨에 따라 수분의 흡수와 배출의 기능이 거의 상실되어 버린다. 반대로 5 mm 보다 큰 경우에는 노출 표면적의 확보로 수분흡수와 배출에 우수한 효과를 보이는 반면, 입자간의 체결 면적이 작아 필요한 강도를 유지하지 못하게 된다. 상기 유기 골재의 직경은 15 mm 보다 작을 경우 단위 면적당 유기 골재의 사용량을 증가시키고 입자간 간격의 치밀함으로 강도를 좋게하는 반면 투수성을 제한한다. 특히 표면에 코팅처리된 무기질 결합제에 의하여 기공이 부분적으로 차단되어 목적한 투수성과 목질 세포의 원활한 수분흡수 배출기능이 제한 되어진다. 반면에 15 mm 보다 클 경우에는 투수성이나 수분흡수 배츨기능이 크게 향상되지만, 입자간 체결면적이 적어지면서 강도가 낮아지며, 과도한 목질 세포의 노출로 비교적 단기간에 생분해가 이루어지게 된다. 본 발명에서 유기 골재는 길이가 1 mm 보다 작을 경우 역시 단위 면적당 유기 골재의 사용량을 증가시키고 입자간 간격의 치밀함으로 강도를 좋게하는 반면 투수성을 제한한다. 특히 표면에 코팅처리된 무기질 결합제에 의하여 기공이 부분적으로 차단되어 목적한 투수성과 목질 세포의 원활한 수분흡수 배출기능이 제한 되어진다. 반면에 50 mm 보다 긴 경우에는 투수성이나 수분흡수 배츨기능이 크게 향상되지만, 입자간 체결면적이 적어지면서 강도가 낮아지며, 과도한 목질 세포의 노출로 비교적 단기간에 생분해가 이루어지게 된다

본 발명에서 유기골재로 이용하는 우드칩은 그 특성상 자연에서 광합성 작용에 의하여 세포벽(Cell wall)과 세포벽속의 빈 공간인 세포내강(Lumen), 세포벽과 세포벽을 연결하는 중간막(Middle lamella, 또는 세포간층)으로 구성되어 있고, 내부에 마이크로 단위의 복잡한 공간부가 형성되어져 있다. 이러한 나무의 공간부는 섬유의 인장강도, 팽윤 및 수축 특성과 밀접하게 관련되어 수분을 흡수하면 셀룰로오스 분자쇄 사이의 거리가 증가함으로 폭방향으로 주로 팽윤한다. 따라서 보도로 설치시 주변의 수분을 흡수하기도 하고 건조시에는 서서히 배출하여 도심에서의 자연스러운 환경조성에 기여할 수있다. 예를 들어 침엽수인 경우 셀룰로오스가 40~45%, 헤미셀룰로오스가 15~25%, 리그닌이 26~30%이며, 활엽수는 각각 38~49%, 22~34%, 16~25% 정도이며, 셀룰로오스는 약품에 대한 저항성이 매우 강하고, 헤미셀룰로오스는 수분과의 친화력이 강하다.

본 발명은 상기한 침엽수와 활엽수의 적절한 배합에 의하여 셀룰로오스와 헤미셀룰로오스의 함량차이로 인한 내약품성 그리고 수분친화력을 조절한다. 예를 들면, 비교적 건조한 지역에 설치하는 경우에는 활엽수의 함량을 높여 수분흡수력을 강화한다. 습한 지역에 설치하는 경우에는 침엽수의 배합비를 높여 수분흡수성을 낮추어주면서 내약품성을 높여 주었다. 가장 적합하게는 침엽수의 부피를 기준으로 활엽수를 0.6 ~ 1.5 배를 설치 현장의 상황에 맞추어 적절히 배합조절한다.

상기한 우드칩의 특성상, 빗물에 의한 수분이 공급되면 상기하듯이 수분의 흡수로 셀룰로오스 분자의 팽윤으로 인하여 일정한 양의 수분을 흡수한다. 반대로 건조시에는 이들 수분이 외부로 방출되면서 대기중에 적절한 수분을 공급한다. 이러한 특성에 의하여 종래의 무기 골재를 이용한 보도블록과 달리 가장 적절한 수분의 흡수와 방출의 상호작용으로 주변 환경을 최적화하는 효과를 보여준다.

상기하듯이 본 발명에서 채용한 우드칩과 같은 유기골재는 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌 그리고 기타 다양한 천연물이 자연계에 존재하는 다양한 미생물에 의하여 생분해성을 보여준다. 따라서 일정한 기간이 경과하면 자연스럽게 생분해되면서 하부의 토양과 함께 천연 유기질 비료와 같은 효과를 보이면서 자연스러운 생태계의 복원효과를 보인다. 이러한 생분해성은 사용한 무기질 결합제의 사용량과 종류에 따라 2 내지 3 년 정도에서 최장 5년 까지의 내구성을 보인다. 통상적으로 보행을 위한 보도블럭의 경우, 최장 3년 정도면 대개의 경우 새롭게 교체가 이루어지고 있으며, 이들 보도블럭은 거의 전량 폐기물로 취급되어지면서 또 다른 공해유발물질이 되고 있으나 본 발명의 블록은 자연스러운 생분해로 오히려 주변환경을 복구하는 기능을 갖게 된다.

본 발명은 더 나아가서 길이 1 내지 50 ㎜ 를 갖는 우드칩의 부피를 기준으로 섬유사를 5 내지 10%를 배합하여 사용한다. 섬유사란 주로 천연 섬유재질, 특히 자연에서 생분해가능한 목질계 파이버들을 사용한다. 이들 섬유사의 사용으로 우드칩간에 보다 강한 체결력을 확보하여 준다. 구체적으로는 볏짚, 마, 펄프, 코코넛섬유사와 같은 다양한 천연 섬유사들이 채용가능하다.

본 발명의 투수성 블록은 도 3a 와 같이 상하좌우에 돌출부와 홈부를 형성하여, 이들이 서로 끼워 맞춤에 의하여 연속반복적으로 체결되어져, 도 3b 와 같이 체결되어져 안정된 보도를 구성한다. 이러한 구성은 블록간에 끼워 맞춤의 안정성을 확보할 수 있는 다양한 형태의 적용이 가능하며, 도시한 예시는 하나의 예시로서 이로 인하여 본 발명의 구조가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 또 다른 특징은 투수성 블록의 생산 방법에 관한 것이다.

외층의 내부에 투수층을 형성하게 되면, 이들 유기 골재, 특히 우드칩으로 구성한 유기 골재와 무기 결합제로 이루어진 외층간의 체결력은 종래의 자갈, 모래로 이루어진 골재보다 약한 체결력을 보인다. 이러한 단점을 개선하고자 본 발명은 별도의 결합충을 형성한 것이다.

보다 구체적으로 본 발명은 무기질 결합제와 충진재로 이루어진 혼합물을 금형의 내측면에 충진하여 외층을 형성하는 단계,

상기 외층이 양생되기 전에 상기 무기질 결합제와 동종의 무기질 결합제로 코팅처리한 유기 골재를 상기 외층의 내측으로 충진히여 투수층을 형성하는 단계,

상기 형성된 투수층의 상하에 압력을 가하여 투수층의 단부가 상기 외층의 내부로 침투하여 결합층을 형성하는 단계로 이루어진 천연 유기 골재를 이용한 투수성 블록의 생산 방법에 관한 것이다.

본 발명에서 투수층을 위하여 유기 골재의 표면에 무기질 결합제를 코팅하는 것은, 산림경영시 발생하는 간벌재를 주로 이용하며, 이들 간벌재를 우드 크러셔에 의하여 직경 0.1 내지 5 ㎜ 그리고 길이 1 내지 50 ㎜의 우드칩으로 생산한 다음, 이들을 무기질 결합제의 슬러리와 함께 혼합하는 것이다. 코팅의 두께는 우드 칩의 표면에 0.1 내지 1.0 mm 정도로 코팅하는 것이 적합하다. 코팅 두께가 0.1 보다 적으면 체결력이 약하여 내구성을 보장할 수 없으며, 1.0 mm 보다 두꺼우면 내구성은 강해지지만 상대적으로 내부에 있는 우드칩에 대한 통기성을 확보하기 어렵다. 즉, 우드칩의 표면이 외부에 노출되어지면서, 목질 셀룰로스가 갖는 수분 흡수와 방출의 기능을 차단하기 때문이다.

본 발명에서 투수층을 외층내에 충진후 압력을 가하는 정도는, 생산할 블록의 크기에 따라 다양하게 변화가능하다. 가장 적합하게는 외층 두께의 10 내지 30%에 투수층의 우드칩 단부들이 침투하는 것이 적합하다.

상술하듯이 우드칩의 표면에는 무기질 결합제가 코팅되어져 있으며, 이들 무기질 코팅된 우드칩이 외층내에 침투하여 양생이 되면 외층과 투수층이 일체로 되면서 강한 내구성을 발휘하게 되는 것이다.

본 발명의 또 다른 특징은 무기질 결합제와 충진재로 이루어진 혼합물을 금형의 내측면에 충진하는 외층 형성 단계,

상기 외층이 양생되기 전에 상기 무기질 결합제와 동종의 무기질 결합제로 코팅처리한 유기 골재를 상기 외층의 내측으로 충진히여 투수층을 형성하는 단계,

상기 형성된 투수층의 상하에 압력을 가하여 투수층의 단부가 상기 외층의 내부로 침투하여 결합층을 형성하는 단계로 이루어진 천연 유기 골재를 이용한 투수성 블록의 생산 방법으로서,

상기 외층 형성 단계에서 외층의 내측면 전체에 결합층을 형성하며,

상기 결합층에 상기 무기질 결합제를 코팅 처리한 유기 골재를 상기 결합층의 내부에 충진후 가압 처리하는 것을 특징으로 하는 유기 골재를 이용한 투수성 블록의 생산 방법이다.

상기한 결합층을 별도의 재질, 즉, 블록의 설치 현장이나 요구되는 내구성과 같은 소비자의 요구가 다를 경우, 무기질 결합제 혹은 유기질 결합제로 이루어진 별도의 결합층을 외층 내부에 형성하는 것이다. 무기질 결합제가 세멘트일 경우, 투수블록이 설치될 현장이 사림이 다니는 것은 물론 일부 자전거 혹은 오토바이와같은 중량물이 지나는 현장일 경우에 결합층을 세멘트 혹은 세멘트와 함께 강도 보강을 위한 다양한 성분을 함께 혼입하여 충진하는 것이다. 방수제, 난연제, 내후성 보강제들을 첨가하여 줄 수 있다.

보다 구체적으로는 에폭시수지, 폴리에스터수지, EPDM(ETHYLENE PROPYLENE DIENE MONOMER) 혹은 천연고무, 이들의 혼합물을 상기 외층의 내벽에 코팅처리후 투수층을 충진하여 체결하는 것도 가능하다. 이러한 합성 혹은 천연고무 혹은 합성수지 접착제의 사용은 설치환경이 일반적인 무기 결합제의 사용만으로는 구조적으로 취약한 지역, 예를 들면, 사람의 통행만이 아니라 자동차와 같은 운송기관이 부분적으로 통행하는 주차장과 같은 지역에 사용할 수 있다.

1:외층, 2:결합층, 3:투수층

Claims (9)

1. 무기질 결합제와 충진재에 의한 외층(1),
   유기(有機) 골재의 표면을 무기질 결합제를 피복하여 양생한 다공성의 투수층(3)
   상기 외층와 투수층의 사이에 상기 투수층의 유기 골재 단부가 침투하고, 반대측면은 외층과 접하여 외층과 투수층의 체결역활을 하는 결합층(2)으로 이루어진 천연 유기 골재를 이용한 투수성 블록.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   외층(1)은 고로슬래그, 플라이애쉬, 석고, 세멘트, 알루미노실리케이트, 규산소다계를 포함하는 무기질 경화접착성분에 마사토나 모래 혹은 황토 중의 어느 한가지 혹은 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 천연 유기 골재를 이용한 투수성 블록.
   
3. 제 2 항에있어서,
   외층(1)은 하여 외층전체 부피를 기준으로 직경 0.1 내지 5 ㎜의 골재와 5 내지 15㎜의 골재를 1 내지 15% 혼합사용하는 것을 특징으로 하는 천연 유기질 골재를 이용한 투수성 블록.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   투수층(3)은 목재의 파쇄물로서, 직경 0.1 내지 5 ㎜ 그리고 길이 1 내지 50 ㎜의 우드칩인 것을 특징으로 하는 천연 유기 골재를 이용한 투수성 블록.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   투수층(3)은 목재의 파쇄물로서, 직경 0.1 내지 5 ㎜ 그리고 길이 1 내지 50 ㎜이며,
   우드칩의 부피를 기준으로 섬유사를 5 내지 10%를 배합하여 주는 것을 특징으로 하는 천연 유기 골재를 이용한 투수성 블록.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   투수층은 침엽수의 부피를 기준으로 활엽수를 0.6 ~ 1.5 배인 우드칩인 것을 특징으로 하는 천연 유기 골재를 이용한 투수성 블록.
7. 무기질 결합제와 충진재로 이루어진 혼합물을 금형의 내측면에 충진하여 외층을 형성하는 단계,
   상기 외층이 양생되기 전에 상기 무기질 결합제와 동종의 무기질 결합제로 코팅처리한 유기 골재를 상기 외층의 내측으로 충진히여 투수층을 형성하는 단계,
   상기 형성된 투수층의 상하에 압력을 가하여 투수층의 유기 골재의 단부가 상기 외층의 내부로 침투하여 결합층을 형성하는 단계로 이루어진 천연 유기 골재를 이용한 투수성 블록의 생산 방법.
   
8. 무기질 결합제와 충진재로 이루어진 혼합물을 금형의 내측면에 충진하는 외층 형성 단계,
   상기 외층이 양생되기 전에 상기 무기질 결합제와 동종의 무기질 결합제로 코팅처리한 유기 골재를 상기 외층의 내측으로 충진히여 투수층을 형성하는 단계,
   상기 형성된 투수층의 상하에 압력을 가하여 투수층의 유기 골재의 단부가 상기 외층의 내부로 침투하여 결합층을 형성하는 단계로 이루어진 천연 유기 골재를 이용한 투수성 블록의 생산 방법으로서,
   상기 외층 형성 단계에서 외층의 내측면 전체에 결합층을 형성하며,
   상기 결합층에 상기 무기질 결합제를 코팅 처리한 유기 골재를 상기 결합층의 내부에 충진후 가압 처리하는 것을 특징으로 하는 유기 골재를 이용한 투수성 블록의 생산 방법.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   결합층에 에폭시수지, 폴리에스터수지, EPDM(ETHYLENE PROPYLENE DIENE MONOMER) 혹은 천연고무, 이들의 혼합물을 상기 외층의 내벽에 코팅처리후 투수층을 충진하여 체결하는 것을 특징으로 하는 유기 골재를 이용한 투수성 블록의 생산방법.
   

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