KR20170139890A - 반수석고를 사용한 인공 경량식생토양 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 결합재 100 중량부에 대하여 물 20~40 중량부를 혼합하여 페이스트를 제조하는 단계, 상기 페이스트에 기포제를 첨가하여 기포 슬러리를 제조하는 단계, 상기 기포 슬러리를 경화시켜 기포 콘크리트를 제조하는 단계 및 상기 기포 콘크리트를 파쇄하는 단계를 포함하되, 상기 결합재는 반수석고를 포함하는 것을 특징으로 하는 반수석고를 사용한 인공 경량식생토양 제조방법을 제공한다.

Description

반수석고를 사용한 인공 경량식생토양 제조방법 {METHOD FOR MANUFACTURING ARTIFICIAL LIGHTWEIGHT VEGETATION SOIL USING HEMIHYDRATE}
본 발명은 반수석고를 사용한 인공 경량식생토양 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 도심 내 인공공원, 옥상 및 벽면 녹화 등 인공 녹화시 식물이 생장할 수 있는 인공 경량식생토양의 제조방법에 관한 것이다.
1990년대에 들어 생태복원 등 환경에 관한 관심이 고조되었고, 이에 인공 토양에 관한 다양한 신기술과 신공법이 개발되고 있는 추세이다. 구체적으로, 도심 내 인공공원, 옥상, 벽면, 옹벽, 도로 등 인공 녹화 또는 생태 복원을 위해서는 식물이 생장할 수 있는 인공 식생토양에 대한 기술개발이 요구된다.
기존의 인공 식생토양(본 명세서에서 사용하는 용어 중 "토양"은 골재를 포함한다)은 일반적으로 슬러지 및 회(灰, ash) 등이 사용된 반죽을 1,000℃ 이상의 고온에서 소성 발포시켜 제조되거나(한국특허등록번호 제10-0735030호 참조), 다공성 콘크리트(포러스 콘크리트)를 이용하여 제조되고 있다.
인공토양으로 시멘트 콘크리트를 사용할 경우 시멘트의 높은 pH(약 12)로 식물의 생장을 저해할 수 있고, 슬러지 및 회 등을 소성 발포시킨 인공 식생토양의 pH는 중성(6~8)수준인 반면, 제조 시 고온의 소성과정이 필요하며, 성형된 반죽을 고온에서 발포시키는 방식이므로 입경이 다소 큰 편이다. 즉, 입도 조절이 어렵다.
또한 소성 발포시킨 토양 및 다공성 콘크리트 모두 비중이 1~1.8 정도로 옥상녹화에 적용 시 사용의 제한이 따를 수 있다. 토양층의 무게는 건축물에 부가 고정하중으로 작용함으로써 건축물의 안전에 영향을 미칠 수 있기 때문이다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 고온의 소성 과정을 필수로 하지 않고, 식물 생장에 적합한 인공 경량식생토양을 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 인공 경량식생토양을 제공하는 데 있다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은, 결합재 100 중량부에 대하여 물 20~40 중량부를 혼합하여 페이스트를 제조하는 단계, 상기 페이스트에 기포제를 첨가하여 기포 슬러리를 제조하는 단계, 상기 기포 슬러리를 경화시켜 기포 콘크리트를 제조하는 단계 및 상기 기포 콘크리트를 파쇄하는 단계를 포함하되, 상기 결합재는 반수석고를 포함하는 것을 특징으로 하는 반수석고를 사용한 인공 경량식생토양 제조방법을 제공한다.
일 실시예에 따라, 상기 결합재는, 상기 반수석고 30~99.9중량% 및 고로슬래그 또는 플라이애쉬를 0.1~70중량% 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 결합재는, 단위결합재량이 300~700kg/m3일 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 기포 슬러리를 제조하는 단계는, 물에 1~10중량% 농도로 희석한 기포제를 기포 발생기를 통해 발포율 1000~2000%로 발포하여 형성된 기포군을 상기 페이스트에 혼입하여 1분 이상 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 기포 콘크리트를 제조하는 단계는, 상기 기포 슬러리를 1~7일간 경화시키는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 파쇄하는 단계는, 입경 1~10mm로 파쇄할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 인공 경량식생토양 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 제조방법은, 고온의 소성 과정을 필요로 하지 않으므로, 경량토양제조시 소성 과정에서 소요되는 에너지나 비용을 절감할 수 있다. 또한, 빠른 경화 시간으로 제조 시간이 짧다.
또한, 본 발명에 따라 제조된 토양 조성물은 경량성으로 옥상 녹화시 건축물의 하중 부담을 경감시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따라 제조된 토양 조성물은 pH 6~8 수준으로 식물의 생장에 적합하므로, 인공 녹화, 화분, 경량 골재 등으로 활용 범위가 넓다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 경량식생토양 제조방법에 대한 단계별 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실험예 및 비교실험예에 따라 제조된 콘크리트의 XRD 분석 결과를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 비교실험예에 따라 α50C50 결합재로 제조된 콘크리트의 DTA 분석 결과를 나타낸 도면이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
식물 생장시 주변 환경과 함께 pH 영향을 크게 받으며, 식물 생장에 최적 pH 범위는 일반적으로 5~7 정도이며, 최대 범위는 3~9이다. pH가 3 이하의 산성일 경우 화합물이 잘 녹지 않아 칼슘 및 인산의 흡수가 나빠지며, 9 이상의 알칼리성에서는 이산, 철, 붕소, 망간 및 아연 등의 흡수가 나빠진다. 이처럼 적정범위 이외의 pH 값에서는 식물 뿌리세포의 대사가 원활하게 이루어지지 않으며, 이는 식물의 생육장애의 주요원인이 되기도 한다.
기존 식생용 포러스 콘크리트의 경우 결합재로 시멘트를 주로 사용하고 있는데, 시멘트는 100% 수화반응을 가정하였을 때 단위 시멘트 양의 약 30%의 수산화칼슘(portlandite, Ca(OH)2)을 생성한다. 수산화칼슘의 용해도는 0.126g/100g(20℃)로 낮지만 이온화도가 0.9로 높아 소량으로도 높은 pH를 나타낸다. 이로 인해 시멘트를 사용한 콘크리트의 pH는 11~13의 범위로 강 알칼리성을 띄게 되어 식물의 생장에 불리한 환경을 조성한다.
콘크리트의 높은 알칼리성을 제어하기 위한 한 방법으로서 경화된 콘크리트를 산성인 인산암모늄 용액(pH 4∼5)에 침지시키는 공정도 제안되고 있다(Choi KY. Development of Porous Concrete Blocks and Their Applicability Experiment for the Environment Favorable Consolidation of Rivers and Channels [Doctorate thesis]. [Seoul(Korea)]: Graduate School of Konkuk University; 2005. 204p., Han CG, Kim JS, Hwang JH, Lee ST. Fundamental Properties of Planting Concrete on the Building Roof with the Kinds of Aggregate. Journal of the Architectural Institute of Korea: Structure & Construction. 2001;17(1):91-9.). 하지만 이 방법은 인산암모늄 용액과 접촉되는 콘크리트 표면부의 pH만을 중화시키며, 시간이 지남에 따라 시멘트 콘크리트에서 중화되지 않은 내부의 Ca(OH)2의 용출로 다시 높은 pH가 상승되고 이로 인해 식물의 생장이 어려운 환경을 조성할 수 있다. 또한 현재 식생용 콘크리트에서 일반적으로 사용하고 있는 pH 측정법은 콘크리트의 상단에 물을 부은 후 하부로 흘러나온 물을 사용하거나, 콘크리트 시험편을 일정시간 수중에 침지시켜 콘크리트의 성분을 용출시킨 수용액을 사용하는 KS M 0011[8]의 리칭법(Leaching method)을 이용하고 있다. 하지만 이 방법은 수분이 접촉하는 콘크리트 표면부의 pH 측정에 국한될 수 있으며, 내·외부의 정확한 pH 분포 값을 측정하는 것은 어렵다. 결국 콘크리트의 결합재로 시멘트를 사용할 경우 수화생성물인 Ca(OH)2의 높은 이온화 특성에 높은 수준의 pH를 나타내기 때문에 시멘트 기반의 결합재에서 중성화수준의 pH를 얻기는 매우 어렵다.
이에 따라 본 발명자들은 콘크리트의 pH를 저감시키기 위해 높은 pH를 갖는 시멘트 대신 pH가 6∼7로 중성에 가까우며 Ca(OH)2의 생성 없이 경화 특성을 나타내는 반수석고를 결합재의 원 재료로 사용함으로써, 기존의 문제점을 해결할 수 있음을 알아내고 본 발명에 이르게 되었다.
따라서 본 발명에 따르면, 반수석고를 결합재로 사용하여 중성(pH 6~7) 수준의 식생용 인공 경량식생토양을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 경량식생토양 제조방법에 대한 단계별 흐름도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 반수석고를 사용한 인공 경량식생토양 제조방법은, 결합재 100 중량부에 대하여 물 20~40 중량부 및 지연제 2~10 중량부를 혼합하여 페이스트를 제조하는 단계(S100), 상기 페이스트에 기포를 첨가하여 기포 슬러리를 제조하는 단계(S200), 상기 기포 슬러리를 경화시켜 기포 콘크리트를 제조하는 단계(S300) 및 상기 기포 콘크리트를 파쇄하는 단계(S400)를 포함할 수 있다. 여기서, 결합재는 반수석고를 포함하되, 반수석고는 바람직하게는 30~100%, 바람직하게는 50~100%, 더욱 바람직하게는 80~100%, 가장 바람직하게는 100% 포함될 수 있다.
원 재료(base material)로 사용된 반수석고는 석고를 120~130℃로 가열한 후 그 결정수의 3/4를 없애면 생기는 분말로서, 화학식은 황산칼슘 반수화물(CaSo4·½H2O이다. 이때, 반수석고는 알파형 반수석고(α-calcium sulfate hgemihydrate, α-CH)일 수 있고, 단가 저감 및 강도발현 향상을 고려하여 혼화재로서 고로슬래그(ground granulated blast furnace slag, GGBS) 및 플라이애쉬(fly ash, FA)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이 배합될 수 있다.
GGBS, FA가 치환되는 경우, 결합재 대비 70중량% 이하(구체적으로 0.1~70중량%)로 치환되는 것이 바람직하다. 이때, 결합재는 반수석고를 30중량%~99.9중량% 포함할 수 있다. 결합재 대비 GGBS, FA가 70중량% 초과하여 반수석고를 치환하는 경우, 반수석고와 달리 GGBS 및 FA는 강도 발현에 영향을 미치지 못하기 때문에, 이에 따라 제조된 인공 경량식생토양은 0.3MPa에 미치지 못하며, 만약 압축강도 0.3MPa에 미치지 못하는 토양은 사람 체중 등과 같은 하중에 의해 쉽게 부스러지는 문제가 있다.
여기서, 인공 경량식생토양 비중 0.3~0.7 기준 단위결합재량은 300~700kg/m3가 사용될 수 있다.
이때, 물은 일반 콘크리트 제조시 사용되는 배합수와 같이 지하수, 수도물 등 유해물질이 포함되어 있지 않은 것을 사용하며, 결합재 100 중량부 대비 20~40 중량부, 바람직하게는 30 중량부가 사용될 수 있다. 즉, 물-결합재비 20~40% 바람직하게는 30%의 조건으로 페이스트를 제작할 수 있다.
배합수량이 20 중량부 미만일 경우 콘크리트의 점성이 증가하고 유동성 저하 문제가 발생할 수 있고, 배합수량이 40 중량부 초과할 경우 콘크리트의 재료분리, 건조수축 증가, 블리딩 발생 등으로 콘크리트 품질을 저하시킬 수 있다.
이때, 반수석고는 빠른 속도로 경화하므로 가사시간(작업시간) 확보를 위해 지연제로서 붕사, 붕산, 붕산나트륨, 붕산칼륨과 같은 붕산염류를 사용될 수 있으며, 지연제는 결합재 100 중량부 대비 2~10 중량부, 바람직하게는 3~5 중량부, 가장 바람직하게는 4 중량부가 사용될 수 있다.
상기 제조된 페이스트에 페이스트를 첨가하여 기포 슬러리를 제조할 수 있다. 구체적으로, 물에 1~10중량% 농도로 희석한 기포제를 기포 발생기를 통해 발포율 1,000~2,000%로 발포하여 형성된 기포군을 상기 제조된 페이스트에 혼입하여 1분 이상 혼합하여 기포슬러리를 제조할 수 있다.
여기서, 기포제는 동물성(animal foaming agent), 식물성(vegetable foaming agent) 또는 광물성 기포제(mineral foaming agent) 중 어느 한 종의 기포제를 사용하여도 무방하며, 어느 하나를 특별히 한정하지 않는다. 다만, 친환경적인 토양 조성물을 제공하기 위해 동물성 기포제보다는 식물성 기포제를 사용하는 것이 바람직하며, 일 예로, 코코넛 오일, 왁스, 파라민유 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
이러한 기포제는 결합재 100 중량부에 대하여 0.1~0.3 중량부 함유되는 것이 바람직하며, 0.1 중량부 미만이면 기포 발생이 제대로 이루어지지 못하고, 0.3 중량부를 초과하면 점성증대로 유동성이 떨어지고 펌프 압송력이 저하되며 경화체의 강도 발현성이 떨어지는 문제가 있다.
다만, 기포제는 물에 1~10중량% 농도로 희석한 기포제를 사용하는 것이 바람직하되, 희석한 기포제는 기포 발생기를 통해 발포율 1,000~2,000%로 발포하여 형성된 기포군이 페이스트에 혼입되는 것이 바람직하다. 발포율이 1,000% 미만이면 수분량이 증가하여 콘크리트의 배합, 물성에 영향을 미칠 수 있고, 이와 반대로 2,000%를 초과하면 기포막이 얇아져 기포의 소포가 발생될 수 있기 때문이다.
일 실시예에 따라, 반수석고 페이스트에 기포가 혼합될 때 기포의 표면장력을 증가시켜 비빔 시 기포가 파괴되는 현상을 방지하기 위해 기포강화제가 첨가될 수 있다. 기포강화제로는 지방산계 비이온 계면활성제가 사용되는데 조성물의 점도를 증가시키는 역할뿐만 아니라 기포에 막을 형성하여 보습 작용이 일어나게 해주어 기포의 안정성을 증가시키는 역할도 수행한다. 한편, 상기 기포강화제로서 EVA(Ethylene-vinyl acetate)계 수지를 사용하는 것도 가능하다.
한편, 기포 콘크리트를 제조하는 단계(S300)는 상기 S200에서 제조된 기포 슬러리를 항온항습(20℃, 상대습도 60%) 환경에서 1~7일간 경화시켜 기포 콘크리트를 제조할 수 있다.
이때, 몰드는 다양한 요구에 따라 다양한 것이 사용될 수 있으며, 이렇게 제조된 경량기포콘크리트는 0.3~2 MPa의 압축강도와 0.3~0.7 비중을 갖게 된다.
이렇게 제조된 기포 콘크리트는 토양화(또는 골재화)를 위해 파쇄기를 이용하여 파쇄를 할 수 있다. 파쇄기는 특별히 한정하지 않고, 일 예로 로터리 커터방식, 죠 크래셔 방식, 해머밀 방식 등이 사용될 수 있으며, 파쇄기의 파쇄 날의 간격 및 체거름을 통해 필요한 입경(입도)을 가진 인공 경량 토양을 제조할 수 있다. 이때, 제조된 토양은 필요에 따라 체로 선별하여 사용할 수 있다.
이때, 파쇄 단계(S400)에 의해 파쇄된 토양의 입경은 단위용적중량, 투수계수, 유효수분 등을 고려할 때, 1~10mm인 것이 바람직하다.
이하 본 발명의 구체적인 실험예를 들어 보다 상세히 설명한다.
실험예1
반수석고를 기반으로 한 단위결합재량 300~700kg/m3 범위에서, 결합재 100 중량부에 대하여 물 30 중량부를 혼합하여 제조한 페이스트에 기포를 혼입하고 항온항습(20℃, 상대습도 60%) 환경에서 경화시킨 콘크리트를 1~10mm의 입경으로 파쇄하여 인공 경량식생토양을 제조하였다.
식생용 콘크리트에서 pH 변화에 따른 식물의 생장성(뿌리 활착 및 영양소 흡수성)을 고려한다면 콘크리트 내·외부의 정확한 pH 측정 방법이 요구된다. 따라서 본 실험예에 따른 pH 측정에 있어, 콘크리트 내·외부의 균질한 pH 값을 측정하기 위해 KS F2103[16] 흙의 pH 값 측정방법에 따라 시료를 미분으로 분쇄 후 30 g을 채취하여 증류수 50 ml와 혼합하여 pH를 측정하였다.
그에 따른 실험결과는 하기 표 1과 같다.
Figure pat00001
단위결합재량의 변환에 따라 반수석고 기포콘크리트의 절건비중은 0.31~0.69의 범위로 나타났다. pH는 단위결합재량과 상관없이 평균 약 6.8로 나타났으며, 토양화를 위해 반수석고 기포콘크리트를 파쇄 후 단위용적질량은 절건 비중 대비 평균 약 80% 수준으로 감소하였다.
실험예2
GGBS 및 FA 혼입에 따른 pH 값의 영향을 알아보기 위해, 알파형 반수석고를 GGBS 및 FA로 각각 25중량%, 50중량%, 60중량% 및 70중량% 치환하여 페이스트를 제조하되, pH 측정을 위해 물-결합재비 40% 조건으로 페이스트를 제작하였으며, 항온항습(20℃, 상대습도 60%) 환경에서 28일 동안 양생하였을 때, pH를 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
Figure pat00002
본 발명의 일 실시예에 따라 반수석고를 70중량% 이하의 GGBS 또는 FA로 치환한 결합재를 사용한 콘크리트 또는 이를 이용하여 제조한 토양의 pH는 중성(6~8) 수준을 유지하고 있음을 알 수 있고, pH 값이 혼화재의 종류, 혼화재의 양과 무관하게 비교적 일정하게 유지되고 있는 것으로 보아, 알파형 반수석고 기반의 결합재에 GGBS 및 FA의 혼입이 pH 값에 대해 미치는 영향은 매우 작음을 알 수 있다.
실험예3
GGBS 및 FA 혼입에 따른 압축강도의 영향을 알아보기 위해, 단위결합재량 500kg/m3을 사용하되, 알파형 반수석고를 GGBS 및 FA로 각각 25중량%, 50중량%, 60중량% 및 70중량% 치환하여 물-결합재비 40% 조건에서 페이스트를 제조하고, 결합재 대비 0.2 중량%의 식물석 기포제를 물에 희석하고 기포 발생기를 이용하여 1,500%로 발포한 기포군을 상기 페이스트에 혼입하여 기포 슬러리를 제조한 후 경화시키고 이를 직경 10mm 이하로 파쇄하였다. 이 토양에 대해 측정한 압축강도 값 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
Figure pat00003
여기서, 알파형 반수석고만 사용하여 제작한 토양에 대한 압축강도는 0.8MPa로 측정되었으나, 2MPa로 측정된 경우도 있었다.
본 발명의 일 실시예에 따라 반수석고를 70중량% 이하의 GGBS 또는 FA로 치환한 결합재를 사용한 콘크리트 또는 이를 이용하여 제조한 토양의 압축강도는 0.3MPa 이상의 수준을 유지하고 있음을 알 수 있다. 다만, 반수석고의 함량이 낮아질수록, 알파형 반수석고 기반의 결합재에 GGBS 및 FA의 혼입의 양이 많아질수록 압축강도가 낮아짐을 알 수 있다.
비교실험예
반수석고를 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)로 25중량% 또는 50중량% 치환하였고, 나머지는 실험예2와 동일한 조건으로 페이스트를 제조하였으며, 동일 조건에서 양생하였을 때 측정한 pH 값 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
Figure pat00004
반수석고를 포함한 결합재에 OPC가 일부 치환된 경우, 평균 pH 값이 약 12를 유지하고 있음을 알 수 있다. 이는 OPC의 수화로 인해 생성된 Ca(OH)2의 높은 이온화 특성에 기인한 것이다. 즉, X-ray 회절 분석 결과 도 2에 도시한 바와 같이, 혼화재로 OPC가 사용된 경우 수화생성물로 Ca(OH)2(주요 X선 회절 피크: 18.1°, 28.6°, 34.1°)의 생성이 확인되었으며, 또 시차열분석 결과 도 3에 도시한 바와 같이, 혼화재로 OPC가 사용된 경우 치환율 25중량% 및 50중량% 일 때 경화된 페이스트 질량 대비 각각 약 2.3% 및 5.3%의 Ca(OH)2가 생성되었다. 생성된 Ca(OH)2 양은 OPC의 사용 중량 대비 약 10% 수준으로 나타났다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (8)

  1. 결합재 100 중량부에 대하여 물 20~40 중량부를 혼합하여 페이스트를 제조하는 단계;
    상기 페이스트에 기포제를 첨가하여 기포 슬러리를 제조하는 단계;
    상기 기포 슬러리를 경화시켜 기포 콘크리트를 제조하는 단계; 및
    상기 기포 콘크리트를 파쇄하는 단계;
    를 포함하되,
    상기 결합재는 반수석고를 포함하는 것을 특징으로 하는 반수석고를 사용한 인공 경량식생토양 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합재는, 상기 반수석고 30~99.9중량% 및 고로슬래그 또는 플라이애쉬를 0.1~70중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 반수석고를 사용한 인공 경량식생토양 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합재는, 단위결합재량이 300~700kg/m3인 것을 특징으로 하는 반수석고를 사용한 인공 경량식생토양 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 페이스트를 제조하는 단계는, 결합재 100 중량부에 대하여 지연제 2~10 중량부를 더 혼합하는 것을 특징으로 하는 반수석고를 사용한 인공 경량식생토양 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기포 슬러리를 제조하는 단계는,
    물에 1~10중량% 농도로 희석한 기포제를 기포 발생기를 통해 발포율 1000~2000%로 발포하여 형성된 기포군을 상기 페이스트에 혼입하여 1분 이상 혼합하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 반수석고를 사용한 인공 경량식생 토양 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기포 콘크리트를 제조하는 단계는,
    상기 기포 슬러리를 1~7일간 경화시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 반수석고를 사용한 인공 경량식생 토양 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 파쇄하는 단계는,
    입경 1~10mm로 파쇄하는 것을 특징으로 하는 반수석고를 사용한 인공 경량식생 토양 제조방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 제조방법에 의해 제조된 인공 경량식생토양 조성물.
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JP4726443B2 (ja) * 2004-07-09 2011-07-20 旭化成ホームズ株式会社 人工土壌
JP5690904B2 (ja) * 2013-10-23 2015-03-25 旭化成建材株式会社 軽量気泡コンクリート及びその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102308209B1 (ko) * 2020-11-16 2021-10-01 신기산업(주) 친환경 절개지사면 녹화용 조성물의 제조방법

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