KR20180117825A - Mortar composition for impact absorption sidewalk block using acrylic resin and the impact absorption sidewalk block using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 아크릴 수지를 사용한 충격흡수 콘크리트 보도블록 제조용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 충격흡수 콘크리트 보도블록에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도로, 보행로, 아파트, 일반 주택가, 산책로, 놀이공원 등과 같은 도로 및 시설물의 바닥에 사용되는 콘크리트 보도블록에 충격흡수성능을 부여하기 위하여 콘크리트 블록에 사용되는 시멘트에 대해 아크릴수지를 첨가하여 아크릴 수지의 첨가량에 따라 충격을 용이하게 흡수함으로써 보행 피로감을 줄여주며, 보행 안정성을 확보하고, 시멘트의 일부를 니켈슬래그 분말로 대체하여 시멘트 입자 사이를 충전하여 시멘트 사용을 저감할 수 있도록 한 아크릴 수지를 사용한 충격흡수 콘크리트 보도블록 제조용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 충격흡수 콘크리트 보도블록에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mortar composition for producing a shock-absorbing concrete press block using an acrylic resin, and a shock-absorbing concrete press block using the same. More particularly, the present invention relates to a mortar composition for a road, a walkway, an apartment, In order to give shock absorbing performance to the concrete pavement block used on the floor, acrylic resin is added to cement used in concrete block to absorb shock easily according to the amount of acrylic resin added, thereby reducing walking fatigue and ensuring gait stability The present invention relates to a mortar composition for producing a shock-absorbing concrete press block using an acrylic resin and a shock-absorbing concrete press block using the same, which can reduce the use of cement by filling cement particles with a part of cement with nickel slag powder.
일반적으로, 도로, 보행로, 아파트, 일반 주택가, 산책로, 놀이공원 등의 바닥에는 보행자의 편익성과 도심의 깨끗한 환경을 도모하기 위해 다양한 모양과 칼라를 갖는 보도블록이 설치된다.Generally, a pedestrian block having various shapes and colors is installed at the bottom of roads, walkways, apartments, residential areas, walkways, amusement parks, etc. in order to provide pedestrian convenience and clean environment of the city center.
상기와 같은, 보도블럭은 제조시 대부분 시멘트 블럭(인트로킹 블럭)이나 폐고무칩 등의 단일재료로 성형제작됨에 따라 그 단일 재질적 요소가 가지는 문제점을 그대로 노출될 수 밖에 없었다.Since the sidewall block is formed of a single material such as a cement block (intro King block) or a waste rubber chip, the sidewall block can not be exposed to the problem of the single material element.
즉, 시멘트 콘크리트 보도블록의 경우 제작비가 저렴하고, 내구성 및 표면강도가 높아 차량 등과 같은 중량체의 통행에도 파손의 우려가 적으며, 외부환경의 급격한 변화에도 비교적 변형이 적다는 이점이 있다..In other words, the cement concrete pavement block has a low production cost, durability and surface strength, so that there is little fear of damage even in the passage of a heavy body such as a vehicle, and a comparatively less deformation even in a sudden change of the external environment.
그러나, 시멘트 콘크리트 보도블록은 비탄성포장체로 반발 탄성이 미흡하여 보행자의 피로감을 증대시키고 보행감을 저하시켜 보행자의 장기간 보행을 저하시키는 문제점을 가지며, 특히 보행 약자의 보행에서 지표면에 비해 낮은 충격 흡수로 인하여 보행의 불편함을 주는 문제가 있다. However, the cement concrete sidewalk block is an inelastic pavement with insufficient rebound resilience, which increases the fatigue of the pedestrian and reduces the walking sensation, thereby reducing the long-term walking of the pedestrian. Especially, There is a problem that causes inconvenience of walking.
상기한 시멘트 콘크리트 보도블록의 문제점을 해결하기 위하여, 노면의 보행성과 탄력성 또는 충격흡수성을 부가하기 위하여 탄성을 가지는 포장수단이 제안되었는데, 한국등록특허 10-0641869(2006년10월26일)에는 기존의 콘크리트 및 석재로 된 보도블럭을 걷어내고, 이를 45mm이하로 부수어 걷어낸 위치에 채워 충분히 다짐한 후 우레탄 수지계열의 혼화제를 살포한 다음 8mm이하의 재생 고무칩을 뿌려 포설하여 탄성 기초층을 형성하고 그 위에 10mm이하의 크기를 갖는 재생 고무칩과 우레탄 바인더로 혼합된 보조 탄성층을 형성하며 표층을 칼라 탄성층으로 마감처리 함을 특징으로 하는 재활성 석재 및 콘크리트 블록의 부순 돌을 이용한 다층구조의 탄성포장재가 공지되어 있다.In order to solve the problem of the above-described cement concrete pavement block, a packaging means having elasticity has been proposed to add the walkability and elasticity or impact absorbability of the road surface. Korean Patent No. 10-0641869 (October 26, 2006) The concrete block and the stone block are cut off, and the block is broken down to a size of 45 mm or less to fill the cut-off position. After fully filling the block, an urethane resin-based admixture is sprayed and then a regenerated rubber chip of 8 mm or less is sprinkled to form an elastic foundation layer And an auxiliary elastic layer mixed with a reclaimed rubber chip having a size of 10 mm or less and a urethane binder is formed thereon, and the surface layer is finished with a color elastic layer. The multi-layered structure using recycled stone and concrete block Elastic packaging materials are known.
또한, 한국등록실용신안 20-0295075(2002년10월31일)에는 근린 체육시설 포장 및 조경공간, 공원, 인도, 자전거도로, 광장, 골프장, 산책로 등의 블록 구성층 에 있어서, 콘크리트는 일정사각 형태이며 그 상면에 일정형태의 10mm 깊이로 음각되며, 양생 후 그 표면에 0.2∼0.4mm 의 두께로 우레탄바인더를 고르게 도포하여 하층부를 구비하고, 직경 1∼5mm 크기의 폐타이어 분말을 우레탄바인더와 고르게 혼합하여 상층부가 구비된 후, 상층부와 하층부를 최대한 밀착 접합시켜 마무리되는 구조를 특징으로 하는 콘크리트와 폐타이어를 이용한 2단 복층블록이 공지되어 있다.Also, in the Korean Registered Utility Model 20-0295075 (October 31, 2002), in the block building layer such as the neighborhood sports facility packing and landscaping space, the park, the India, the bicycle road, the square, the golf course and the promenade, The cured material is applied to the upper surface of the cured material to uniformly coat the urethane binder with a thickness of 0.2 to 0.4 mm to form a lower layer. The cured tire powder having a diameter of 1 to 5 mm is coated with a urethane binder A double-layered double-layer block using concrete and a waste tire is known, which is characterized in that the upper layer portion is uniformly mixed and then the upper layer portion and the lower layer portion are adhered to each other as tightly as possible.
그러나, 상기와 같이, 우레탄 바인더와 탄성칩(폐타이어칩 또는 재생우레탄칩, EPDM칩 등)으로 제조된 보도블록은 탄성도가 높다는 장점은 있으나, 시간이 지나면서 자외선 등에 의한 바인더의 결합력 약화로 탄성칩 입자가 이탈하는 등 내후성 및 내구성에 취약한 단점이 있으며, 시공시 기후에 따른 시공 조건(대기중 습도 등)에 민감하고, 접착면이 습기에 취약한 단점이 있어 시공후 접착면의 크랙이나 들뜸 현상으로 인해 탄성칩의 이탈 및 박리 등으로 인한 하자가 발생하여 재시공이나 보수가 불가피한 경우가 많다는 문제가 있었다.However, as described above, the press block made of a urethane binder and an elastic chip (a waste tire chip or a regenerated urethane chip, an EPDM chip, etc.) has an advantage of high elasticity. However, the binder strength of ultraviolet rays There is a disadvantage that the elastic chip particles are detached, and they are vulnerable to weatherability and durability, and they are sensitive to the construction conditions (such as atmospheric humidity) during the construction at the time of construction, There has been a problem that defects due to separation and peeling of the elastic chips occur due to the development, so that there are many cases in which rework or maintenance is inevitable.
한편, 상기와 같은, 우레탄 바인더와 탄성칩을 사용하지 않은 보도블록이 개발되었는데, 한국등록특허 10-1110703(2012년01월20일)에는 아크릴 에멀젼 58 내지 66 중량%; 일반시멘트 14 내지 20 중량%; 생석회 14 내지 20 중량%; 마이크로시멘트 1.0 내지 1.4 중량%; 알루미나시멘트 1.0 내지 1.4 중량%; 급결시멘트 0.4 내지 0.8 중량%; 소포제 0.4 내지 0.8 중량%; 유동화제 0.4 내지 0.8 중량%; 팽창제 0.4 내지 0.8 중량%; 방수분말수지 0.2 내지 0.4 중량%; 를 주원료 하여 성형된 성형물로 이루어진 것을 특징으로 하는 건축용 탄성블럭이 공지된 바 있다.On the other hand, a sidewall block without the use of a urethane binder and an elastic chip as described above has been developed. Korean Patent No. 10-1110703 (Jan. 20, 2012) discloses an acrylic emulsion containing 58 to 66% by weight; 14 to 20% by weight of general cement; 14 to 20% by weight of quicklime; 1.0 to 1.4% by weight of microcement; 1.0 to 1.4% by weight of alumina cement; From 0.4 to 0.8% by weight of cemented cement; 0.4 to 0.8% by weight of defoamer; 0.4 to 0.8% by weight of a fluidizing agent; 0.4 to 0.8 wt% of an expanding agent; 0.2 to 0.4 wt% waterproof powder resin; And an elastic block for building, which is formed of a molded product.
또한, 한국공개특허 10-2016-0066085(2016년06월10일)에는 몸체부와 표피부를 포함하는 블록에 있어서, 상기 몸체부는 시멘트 100 중량부에 대하여, 골재, 400 내지 500 중량부, 아크릴계 에멀젼 수지 20 내지 40 중량부를 포함하며, 상기 표피부는 시멘트 100 중량부에 대하여 골재 300 내지 400 중량부, 아크릴계 에멀젼 수지 4 내지 10 중량부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 블록이 공지되어 있다.Korean Unexamined Patent Application Publication No. 10-2016-0066085 (Jun. 10, 2016) discloses a block including a body part and a surface skin, wherein the body part is composed of 100 to 100 parts by weight of aggregate, 400 to 500 parts by weight, And 20 to 40 parts by weight of an emulsion resin. The block skin is composed of 300 to 400 parts by weight of aggregate and 4 to 10 parts by weight of acrylic emulsion resin per 100 parts by weight of cement.
그러나, 상기 특허들은 아크릴계 수지를 사용하는 폴리머 콘크리트로서 탄성블록의 성능을 발휘하기는 하나, 아크릴 수지를 블록 전체에 대해서 사용하는 것과 전량 시멘트를 사용하는 것으로 시멘트는 이산화탄소를 발생시키는 친환경적이지 못할 뿐만 아니라, 시멘트 외에 생석회 또는 골재를 추가로 사용함에 따른 문제점이 있었다.However, although the above-mentioned patents disclose the performance of an elastic block as a polymer concrete using an acrylic resin, the use of an acrylic resin as a whole block and the use of a whole amount of cement are not only environmentally friendly in which cement generates carbon dioxide , There is a problem in addition to the use of calcium oxide or aggregate in addition to cement.
상기와 같은 시멘트 사용의 문제점을 개선하기 위한 노력으로, 시멘트를 플라이애시나 고로슬래그를 일부 대체하여 사용하는 것이 이루어지고 있지만, 본 발명에서는 발생량 대부분이 매립 처리되고 있는 니켈슬래그의 분말을 시멘트에 대해서 대체하여 친환경적이고, 보도블록의 탄성 및 충격흡수성능을 제공하기 위하여 아크릴 수지를 시멘트에 대해서 대체하여 사용하는 것을 특징으로 하는 아크릴 수지를 사용한 충격흡수 콘크리트 보도블록 제조용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 충격흡수 콘크리트 보도블록을 개발하고 본 발명을 완성하게 되었다.In order to solve the above-mentioned problem of using cement, cement has been replaced with fly ash or blast furnace slag in part. However, in the present invention, since most of the generated amount of nickel slag is buried, A mortar composition for producing a shock-absorbing concrete press block using an acrylic resin and a shock-absorbing concrete press using the same, characterized in that an acrylic resin is substituted for cement to provide an elasticity and impact absorption performance of a press block Block and developed the present invention.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여, 도로, 보행로, 아파트, 일반 주택가, 산책로, 놀이공원 등과 같은 도로 및 시설물의 바닥에 사용되는 콘크리트 보도블록에 충격흡수성능을 부여하기 위하여 콘크리트 블록에 사용되는 시멘트에 대해 아크릴수지를 첨가하여 아크릴 수지의 첨가량에 따라 충격을 용이하게 흡수함으로써 보행 피로감을 줄여주며, 보행 안정성을 확보하고, 시멘트의 일부를 니켈슬래그 분말로 대체하여 시멘트 입자 사이를 충전하여 시멘트 사용을 저감할 수 있도록 한 아크릴 수지를 사용한 충격흡수 콘크리트 보도블록 제조용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 충격흡수 콘크리트 보도블록을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.In order to solve the above problems, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems and it is an object of the present invention to provide a cement block for cement, which is used for concrete blocks to impart shock absorbing performance to concrete pavement blocks used on the roads and the bottoms of facilities such as roads, walkways, apartments, , Acrylic resin is added to absorb the shock easily according to the addition amount of acrylic resin, thereby reducing walking fatigue, ensuring gait stability, replacing part of cement with nickel slag powder to fill cement particles, The present invention provides a mortar composition for manufacturing a shock-absorbing concrete press block using an acrylic resin capable of reducing the impact strength of the concrete, and an impact-absorbing concrete press block using the same.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여, 시멘트 80~90중량% 및 니켈슬래그 분말 10~20중량%로 이루어지는 무기질계 분체와; 골재와; 상기 시멘트 사용량에 대하여 2~10중량%의 아크릴수지 에멀젼;을 포함하여 이루어지는 아크릴수지를 사용한 충격흡수 콘크리트 보도블록 제조용 모르타르 조성물을 과제의 해결수단으로 한다.In order to solve the above-described problems, the present invention provides a method of manufacturing a honeycomb structure, comprising: an inorganic powder comprising 80 to 90% by weight of cement and 10 to 20% by weight of nickel slag powder; Aggregate and; And a mortar composition for producing an impact-absorbing concrete press block using an acrylic resin comprising 2 to 10 wt% of an acrylic resin emulsion based on the amount of cement used.
상기 아크릴수지 에멀젼은 고형분 46~47중량%, pH 8.5~8.7, 점도(25℃) 800~900 cp 인 것을 과제의 해결수단으로 한다.The acrylic resin emulsion has a solids content of 46 to 47 wt%, a pH of 8.5 to 8.7, and a viscosity of 25 to 800 cP (800 to 900 cp).
상기 니켈슬래그 분말은 밀도(g/㎤) 2.7~3.5, 흡수율(%) 1~2, 분말도(㎠/g) 3,000~4,000 인 것을 과제의 해결수단으로 한다.The nickel slag powder has a density (g / cm 3) of 2.7 to 3.5, a water absorption (%) of 1 to 2, and a powdery degree (cm 2 / g) of 3,000 to 4,000.
상기 니켈슬래그 분말은 턴디쉬를 통해 배출되는 용융 니켈슬래그에 고속의 공기를 분사하여 상기 용융 니켈슬래그를 미세한 액적으로 분리하면서 상기 분리된 미세한 액적을 상기 분사된 고속의 공기와 주위 분위기에 의해 급냉시켜 생성되는 니켈슬래그볼을 파쇄 및 입도조절 공정에 발생되는 분말을 포집한 것을 과제의 해결수단으로 한다.The nickel slag powder sprayed high-speed air to the molten nickel slag discharged through the tundish to separate the molten nickel slag into fine droplets while rapidly cooling the separated fine droplets by the jetted high-speed air and the surrounding atmosphere And the resulting nickel slag balls are crushed and the powder generated in the grain size control process is collected.
상기 니켈슬래그 분말은 배출되는 용융 니켈슬래그를 살수냉각 또는 공기중 서냉시키고, 40~150℃의 건조기를 통해서 건조시킨 후 파쇄 및 입도조절 공정에 발생되는 분말을 포집한 것을 과제의 해결수단으로 한다.The nickel slag powder is dried or cooled in air by slowly cooling the molten nickel slag discharged from the nickel slag, dried through a drier at 40 to 150 ° C, and then collected in a crushing and particle size regulating process.
또한, 본 발명은 상기 아크릴 수지를 사용한 충격흡수 콘크리트 보도블록 제조용 모르타르 조성물을 이용한 충격흡수 콘크리트 보도블록을 과제의 해결수단으로 한다.In addition, the present invention provides a shock absorbing concrete press block using a mortar composition for manufacturing an impact-absorbing concrete press block using the acrylic resin.
상기 충격흡수 콘크리트 보도블록은 시멘트 사용량에 대하여 7.5중량%의 아크릴 수지 에멀젼을 사용하였을 때, 2.5g의 철구를 높이 30mm에서 16*16*4cm의 판상에 낙하 시험을 실시하여 반발되는 높이로 충격흡수성을 측정한 결과 1mm인 것을 과제의 해결수단으로 한다.When the 7.5 wt% acrylic resin emulsion was used for the amount of cement used, the above impact-absorbing concrete press block was subjected to a drop test on a plate of 2.5 x g steel sheet having a height of 30 mm and a height of 16 x 16 x 4 cm, As a result of the measurement.
본 발명에 의한 아크릴 수지를 사용한 충격흡수 콘크리트 보도블록 제조용 모르타르 조성물 및 이를 이용한 충격흡수 콘크리트 보도블록은 콘크리트 블록에 사용되는 시멘트에 대해 아크릴수지를 첨가하여 아크릴 수지의 첨가량에 따라 충격을 용이하게 흡수함으로써 보행 피로감을 줄여주며, 보행 안정성을 확보하고, 시멘트의 일부를 니켈슬래그 분말로 대체하여 시멘트 입자 사이를 충전하여 시멘트 사용을 저감할 수 있도록 하는 우수한 효과가 있다.The mortar composition for producing a shock-absorbing concrete press block using the acrylic resin according to the present invention and the impact-absorbing concrete press block using the acrylic resin according to the present invention can easily absorb the shock depending on the amount of the acrylic resin added to the cement used for the concrete block There is an excellent effect that the walking fatigue is reduced, the walking stability is secured, and a part of the cement is replaced with the nickel slag powder to fill the space between the cement particles to reduce the use of the cement.
도 1은 본 발명의 모르타르 조성물에 사용되는 서냉 니켈슬래그 사진
도 2는 본 발명의 모르타르 조성물에 사용되는 급냉 니켈슬래그 입자 사진
도 3은 본 발명의 모르타르 조성물에 사용되는 아크릴수지 에멀젼 작용사진
도 4는 본 발명의 충격흡수 콘크리트 보도블록의 충격흡수 반응기구 개념도FIG. 1 is a graph showing the results of a hot-rolled nickel slag photograph used in the mortar composition of the present invention
2 is a photograph of quenched nickel slag particles used in the mortar composition of the present invention
Fig. 3 is a photograph showing the action of the acrylic resin emulsion used in the mortar composition of the present invention
Fig. 4 is a conceptual diagram of the impact absorption reaction mechanism of the impact-
본 발명은, 시멘트 80~90중량% 및 니켈슬래그 분말 10~20중량%로 이루어지는 무기질계 분체와; 골재와; 상기 시멘트 사용량에 대하여 2~10중량%의 아크릴수지 에멀젼;을 포함하여 이루어지는 아크릴수지를 사용한 충격흡수 콘크리트 보도블록 제조용 모르타르 조성물을 기술구성의 특징으로 한다.The present invention relates to an inorganic powder comprising 80 to 90% by weight of cement and 10 to 20% by weight of nickel slag powder; Aggregate and; And a mortar composition for producing an impact-absorbing concrete press block using an acrylic resin comprising 2 to 10% by weight of an acrylic resin emulsion based on the amount of cement used.
상기 아크릴수지 에멀젼은 고형분 46~47중량%, pH 8.5~8.7, 점도(25℃) 800~900 cp 인 것을 기술구성의 특징으로 한다.The acrylic resin emulsion is characterized by having a solid content of 46 to 47% by weight, a pH of 8.5 to 8.7, and a viscosity (25 캜) of 800 to 900 cp.
상기 니켈슬래그 분말은 밀도(g/㎤) 2.7~3.5, 흡수율(%) 1~2, 분말도(㎠/g) 3,000~4,000 인 것을 기술구성의 특징으로 한다.Wherein the nickel slag powder has a density (g / cm 3) of 2.7 to 3.5, a water absorption (%) of 1 to 2, and a powder degree (cm 2 / g) of 3,000 to 4,000.
상기 니켈슬래그 분말은 턴디쉬를 통해 배출되는 용융 니켈슬래그에 고속의 공기를 분사하여 상기 용융 니켈슬래그를 미세한 액적으로 분리하면서 상기 분리된 미세한 액적을 상기 분사된 고속의 공기와 주위 분위기에 의해 급냉시켜 생성되는 니켈슬래그볼을 파쇄 및 입도조절 공정에 발생되는 분말을 포집한 것을 기술구성의 특징으로 한다.The nickel slag powder sprayed high-speed air to the molten nickel slag discharged through the tundish to separate the molten nickel slag into fine droplets while rapidly cooling the separated fine droplets by the jetted high-speed air and the surrounding atmosphere And the generated nickel slag balls are crushed and the powder generated in the grain size control process is captured.
상기 니켈슬래그 분말은 배출되는 용융 니켈슬래그를 살수냉각 또는 공기중 서냉시키고, 40~150℃의 건조기를 통해서 건조시킨 후 파쇄 및 입도조절 공정에 발생되는 분말을 포집한 것을 기술구성의 특징으로 한다.The nickel slag powder is discharged by cooling water or slowly cooling in air, drying it through a drier at 40 to 150 ° C, and then collecting powder generated in the crushing and particle size control process.
또한, 본 발명은 상기 아크릴 수지를 사용한 충격흡수 콘크리트 보도블록 제조용 모르타르 조성물을 이용한 충격흡수 콘크리트 보도블록을 기술구성의 특징으로 한다.The present invention also provides a shock absorbing concrete press block using a mortar composition for manufacturing an impact-absorbing concrete press block using the acrylic resin.
상기 충격흡수 콘크리트 보도블록은 시멘트 사용량에 대하여 7.5중량%의 아크릴 수지 에멀젼을 사용하였을 때, 2.5g의 철구를 높이 30mm에서 16*16*4cm의 판상에 낙하 시험을 실시하여 반발되는 높이로 충격흡수성을 측정한 결과 1mm인 것을 기술구성의 특징으로 한다.When the 7.5 wt% acrylic resin emulsion was used for the amount of cement used, the above impact-absorbing concrete press block was subjected to a drop test on a plate of 2.5 x g steel sheet having a height of 30 mm and a height of 16 x 16 x 4 cm, The result of the measurement is 1 mm.
이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 도면을 통하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 도면에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the illustrative embodiments set forth herein.
먼저, 본 발명의 아크릴수지를 사용한 충격흡수 콘크리트 보도블록 제조용 모르타르 조성물은 시멘트 80~90중량% 및 니켈슬래그 분말 10~20중량%로 이루어지는 무기질계 분체와; 골재와; 상기 시멘트 사용량에 대하여 2~10중량%의 아크릴수지 에멀젼;을 포함하여 이루어진다.First, the mortar composition for producing a shock-absorbing concrete press block using the acrylic resin of the present invention comprises an inorganic powder composed of 80 to 90% by weight of cement and 10 to 20% by weight of nickel slag powder; Aggregate and; And 2 to 10% by weight of an acrylic resin emulsion based on the amount of the cement used.
상기 시멘트는 이산화탄소를 발생시키는 건설 재료이기에 이를 억제하는 실용 연구가 진행되고 있으며 이 중 플라이애시나 고로슬래그를 일부 대체하여 사용하는 것이 이루어지고 있다. 이에 본 발명에서는 니켈 슬래그의 분말을 시멘트에 대해서 대체하여 진행하였으며 보도블록의 충격흡수를 제공하기 위하여 아크릴 수지를 시멘트에 대해서 대체하여 첨가하여 사용하는 것을 핵심적인 기술구성의 특징으로 한다.Since the cement is a construction material that generates carbon dioxide, practical research for suppressing it has been going on, and among them, fly ash and blast furnace slag have been partially replaced. In the present invention, the nickel slag powder is substituted for the cement and the acrylic resin is substituted for the cement in order to provide impact absorption of the sidewalk block.
이때, 상기 니켈 슬래그에 관하여 상세히 설명하면, 니켈(Nickel)은 클라크 수가 0.01로서 지각(地殼)에는 구리와 같은 정도의 존재량을 보이지만, 지구중심부에는 철과 함께 다량 존재하는 것으로 알려져 있고, 바닷물 속에 존재하는 양은 5g/ℓ이며, 운철(隕鐵)에도 8% 정도 함유되어 있다.Nickel has a Clark number of 0.01 and is present in the earth crust to the same extent as copper but is known to exist in a large amount together with iron in the center of the earth. The amount present is 5g / ℓ, and 8% is also contained in meteorite.
니켈의 성질은 철과 유사한 화학적 특성을 지닌 은백색의 금속으로서 우수한 내부식성과 가공용이성으로 스테인레스강의 원료로 사용되고 있으며, 단조 및 단접이 가능하고, 전성·연성이 풍부하며 연마가공도 가능하다. 강한 자성을 지니고 있으나, 철보다는 약하고 전기전도도는 구리의 14.9%이며, 공기 및 습기에 대해 철보다도 안정하여 잘 산화되지 않으며, 또한 알칼리에도 잘 침식되지 않는다. 묽은 질산에 쉽게 녹지만, 진한 질산에는 철과 마찬가지로 부동상태로 되어 침식되지 않으며, 염소 및 브롬 등과는 격렬하게 반응한다.Nickel is a silver-white metal with chemical properties similar to iron. It is used as a raw material for stainless steel due to its excellent corrosion resistance and easy processing. It is capable of forging and welding, abundant in malleability and ductility, and also capable of polishing. It has strong magnetism, but it is weaker than iron and its electric conductivity is 14.9% of copper. It is more stable than iron in air and humidity and is not oxidized well, and it is not well attacked by alkali. It is easy to dissolve in dilute nitric acid, but nitric acid is not immobilized in the same floating state as iron and reacts violently with chlorine and bromine.
세계 니켈 총산출량의 40% 이상은 캐나다에서 산출되며, 이 밖에 러시아 연방, 뉴칼레도니아섬, 아프리카의 짐바브웨에서 많이 산출된다. 한국에서는 전라북도 남원시 산내광산과 경상북도 성주군 금성광산에서 산출된다.More than 40% of the world's total nickel output is generated in Canada, and in many other countries in the Russian Federation, New Caledonia, and Zimbabwe in Africa. In South Korea, Jeollabuk-do is located in Namwon-si mine in Gyeongbuk province and Venus mine in Sungju-gun, Gyeongbuk province.
니켈을 함유한 주요 자연광물로서는 황화광물로 산출되는 펜틀란다이트(pentlandite)와 밀러라이트(millerite)가 있으며, 그 외에 니켈린(nickeline)과 가니에라이트(garnierite)가 있다. 펜틀란다이트는 등축정계이며 괴상 또는 등립질 집합체로서 초염기성 암석에서 자류철석 또는 황동석과 수반되어 산출된다. 굳기는 3.5~4이며 비중은 4.6~5이다. 이쇄성이며 금속광택을 갖고 황갈색이다.The main natural minerals containing nickel include pentlandite and millerite, which are produced from sulfide minerals, as well as nickel nickels and garnierites. Pantelandite is an equilibrium system and is massive or isoclastic assemblage, which is produced in superbasic rocks accompanied by plagioclase or chalcopyrite. The hardness is 3.5 ~ 4 and the specific gravity is 4.6 ~ 5. It is brittle and has metallic luster and is yellowish brown.
밀러라이트는 육방정계에 속하고 흔히 다른 함니켈광물의 저온 변질산물로서 공극에서 형성된다. 니켈린은 육방정계이며 흔히 괴상이나 신장상(腎臟狀)으로 산출된다. 굳기는 5~5.5이며, 비중은 7.78이다. 적동색으로 쉽게 구별된다. 가니에라이트는 함니켈-마그네슘규산염광물로서 Ni:Mg 비의 변화폭이 크고 녹색을 띠며, 염기성 규산염광물인 감람석의 풍화산물로 산출된다Millerite belongs to the hexagonal system and is often formed in voids as a low temperature alteration product of other Ham Nickel minerals. Nickeline is a hexagonal system and is often produced in massive or renal (肾虚iform) form. The hardness is 5 to 5.5 and the specific gravity is 7.78. It is easily distinguished by reddish color. Gannierite is a nickel-magnesium silicate minerals, which has a large change in Ni: Mg ratio and is greenish, and is produced as a weathering product of olivine, which is a basic silicate mineral
상기 니켈(Nickel)은 스텐레스강 제조 원료인 페로니켈(Ferronickel)의 원료로서, 니켈광석을 이용하여 전기로 형식의 로에서 코크스 등으로 니켈광석을 환원처리하여 페로니켈을 제조하게 되며, 이때 발생되는 슬래그가 니켈슬래그이다.Nickel is a raw material for Ferronickel, which is a raw material for producing stainless steel. Nickel ore is used to reduce nickel ore from an electric furnace furnace to a coke or the like to produce ferronickel. The slag is nickel slag.
이때, 상기 니켈슬래그는 [도 1]에 도시한 바와 같이, 수쇄 및 서냉방식에 의하여 배출되는 경우, 수쇄방식은 1일당, 적게는 약 500ton에서 많게는 1,500ton 가량이 배출되며, 배출즉시 살수 시설에 의해 살수되어 슬래그 온도를 100℃ 이하로 냉각된 후 처리업체로 운송되어 파쇄처리되며, 서냉방식에 의해 배출되는 니켈 슬래그는 발생형태가 괴상(塊狀)이며, 1500℃이상의 고온용융단계를 거쳐 생성되기 때문에 환경적으로 유해성이 없으므로 골재로서의 활용가능성이 매우 높게 평가되고 있다.As shown in FIG. 1, when the nickel slag is discharged by the water chain and the slow cooling method, the nickel slag is discharged at a rate of about 1,500 tons per day, less than about 500 tons, And the slag is cooled to below 100 ° C. and transported to a processing company for crushing. The nickel slag discharged in the slow cooling method is massive in shape and is produced through a high temperature melting step of 1500 ° C. or more And the possibility of its application as an aggregate is highly evaluated because it is not environmentally harmful.
본 발명에서 사용되는 수쇄 및 서냉 방식에 의해 배출되는 니켈 슬래그 분말은 배출되는 용융 니켈슬래그를 살수냉각 또는 공기중 서냉시키고, 40~150℃의 건조기를 통해서 건조시킨 후 파쇄 및 입도 조절 공정에 발생되어지는 분말을 포집한 것으로 [도 2]에 도시한 바와 같다. 이런 분말은 사용 용처가 없어 대부분 매립에 의존하여 처리하고 있다.The nickel slag powder discharged by the water chain and the slow cooling method used in the present invention is produced by spray-cooling or slowly cooling the discharged nickel slag by drying in a dryer at 40 to 150 ° C, The powder is collected as shown in Fig. 2. These powders have no usages and are mostly processed depending on the landfill.
또한, 본 발명에서 사용되는 상기 니켈슬래그는 급냉하여 배출될 수 있는데, 턴디쉬를 통해 배출되는 용융 니켈슬래그에 고속의 공기를 분사하여 상기 용융 니켈슬래그를 미세한 액적으로 분리하면서 상기 분리된 미세한 액적을 상기 분사된 고속의 공기와 주위 분위기에 의해 급냉시켜 생성되는 니켈슬래그볼을 파쇄 및 입도조절 공정에 발생되어지는 분말을 포집한 것으로 [도 2]에 도시한 바와 같다. In addition, the nickel slag used in the present invention can be quenched and discharged. By spraying high-speed air to the molten nickel slag discharged through the tundish, the molten nickel slag is separated into fine droplets while separating the separated fine droplets The high-speed sprayed air and the nickel slag balls generated by quenching by the ambient atmosphere are collected and collected in the crushing and particle size control process as shown in FIG. 2.
상기와 같은 고속가스분사 과정에서 출탕되어 구형액적으로 비산되는 급냉 니켈슬래그 분말은 [도 2]에 도시된 바와 같이 구형액적 비산과 마찰력에 의해 니켈슬래그 분말은 구형 또는 타원형을 띄게 되며, 입자들의 표면 색상이 녹색, 흑녹색, 회녹색, 녹갈색, 회갈색, 흑갈색, 흑회색 또는 흑색 색상을 띠거나 상기 색상 중 2종 이상의 색상이 혼합되고, 매끈한 형태의 니켈슬래그 입자를 얻을 수 있으며, 기존의 수쇄 또는 서냉에 의한 무정형의 니켈슬래그 분말의 형상과 대비되는 구형 또는 타원형 형상을 나타낸다.In the quenched nickel slag powder spouted in the high-speed gas injection process as described above and sprayed in a spherical droplet, the nickel slag powder becomes spherical or elliptical due to spherical droplet scattering and frictional force as shown in FIG. 2, It is possible to obtain nickel slag particles having a color of green, black green, gray green, green brown, gray brown, black brown, black gray or black, mixing two or more of the above colors, And shows a spherical or elliptical shape which is in contrast to the shape of the amorphous nickel slag powder by slow cooling.
본 발명의 상기 니켈슬래그 분말은 다음 [표 1]에 나타낸 바와 같이, 밀도(g/㎤) 2.7~3.5, 흡수율(%) 1~2, 분말도(㎠/g) 3,000~4,000 인 것을 사용하는데, 모래의 품질기준인 절건밀도 2.4 이상 g/㎤, 흡수율 4% 이하와 대비해 볼 때, 물성이 우수함을 알 수 있다. The nickel slag powder of the present invention has a density (g / cm 3) of 2.7 to 3.5, a water absorption (%) of 1 to 2 and a powdery degree (cm 2 / g) of 3,000 to 4,000 as shown in the following Table 1 , And the quality of the sand is 2.4 or more g / cm3, and the absorptance is 4% or less.
한편, 상기 아크릴수지는 아크릴산이나 메타크릴산 등의 에스테르로부터의 중합체로서, 무색 투명하며 빛, 특히 자외선이 보통 유리보다도 잘 투과하며(굴절률 1.49), 옥외에 노출시켜도 변색하지 않고 내약품성도 좋으며, 전기 절연성·내수성이 모두 양호하지만, 각종 강도·굳기·내열성은 약한 반면, 물·산·알칼리에 강한 특성이 있다.On the other hand, the acrylic resin is a polymer from an ester such as acrylic acid or methacrylic acid, and it is colorless and transparent, and light, particularly ultraviolet ray, penetrates better than ordinary glass (refractive index: 1.49), does not discolor even when exposed to the outside, Both electric insulation and water resistance are good, but various strength, hardness and heat resistance are weak, while they are resistant to water, acid, and alkali.
또한, 성형성이 뛰어나 150℃ 이상에서 압축성형하거나 형틀에 넣어 주형 성형하여 성형품을 제조할 수 있으며, 이러한 성형품들은 항공기의 특수 창유리, 조명기구 커버, 차량유리, 광학기계용 프리즘, 필터, 시계유리 등에 이용될 수 있고, 아크릴산이나 그 메틸에스테르, 에틸에스테르의 중합물과 혼성 중합물을 형성하여 섬유와 종이 가공, 도료·접착제, 건축재료로도 사용된다.In addition, it is excellent in moldability and can be molded by compression molding at 150 ° C or higher or by injection molding into molds. Such molded articles can be used as special windowpanes for airplanes, lighting apparatus covers, vehicle glasses, prisms for optical machines, filters, And it forms a hybrid polymer with a polymer of acrylic acid, its methyl ester and ethyl ester and is used as fiber, paper processing, paint, adhesive, building material.
본 발명에서는 상기한 아크릴수지는 [도 3] 및 [도 4]에 도시한 바와 같이, 콘크리트 블록의 충격흡수를 위해 사용하는 것을 본 발명의 핵심 특징으로 하는데, 즉, 상기한 아크릴수지는 무기질계 분체 사이에서 연속 필름막을 형성하여 무기질계 분체 입자간의 탄성 및 중격흡수을 나타내게 한다. In the present invention, the acrylic resin is a core feature of the present invention that is used for absorbing impact of a concrete block as shown in FIGS. 3 and 4, that is, the acrylic resin is an inorganic resin Thereby forming a continuous film film between the powders to exhibit elasticity and septation absorption between the inorganic powder particles.
특히, 본 발명에서 사용되는 아크릴수지는 [표 2]에 도시한 바와 같이, 아크릴수지 에멀젼으로서, 고형분 46~47중량%, pH 8.5~8.7, 점도(25℃) 800~900 cp 인 것을 사용하는 것이 바람직하다.Particularly, as shown in Table 2, the acrylic resin used in the present invention is an acrylic resin emulsion having a solid content of 46 to 47% by weight, a pH of 8.5 to 8.7, and a viscosity (25 ° C) of 800 to 900 cp .
[본 발명의 충격흡수 콘크리트 보도블록 제조용 모르타르 조성물 제조][Manufacture of Mortar Composition for Manufacture of Impact Absorbing Concrete Pressblock of the Present Invention]
니켈슬래그 분말을 시멘트 사용량에 대하여 10중량%, 20중량% 각각 대체 사용하고, 상기 니켈슬래그 분말의 10중량% 대체사용시 상기 시멘트 사용량에 대하여 2.5중량%, 5.0중량%, 7.5중량%의 아크릴수지 에멀젼을 사용한 충격흡수 콘크리트 보도블록 제조용 모르타르 조성물을 각각 제조하였다.Nickel slag powder was used in place of 10 wt% and 20 wt% of cement, respectively. When 10 wt% of the nickel slag powder was used, 2.5 wt%, 5.0 wt% and 7.5 wt% of acrylic resin emulsion Mortar composition for the production of shock - absorbing concrete press block.
[충격흡수 콘크리트 보도블록 물성시험][Physical properties test of shock-absorbing concrete press block]
[실시예 1]에서 제조한 모르타르 조성물을 이용하여 콘크리트 보도블록을 성형하고 각각 휨강도, 압축강도, 충격흡수성능을 측정하고 다음 [표 3], [표 4]에 나타내었다.The concrete press block was molded using the mortar composition prepared in Example 1, and the flexural strength, the compressive strength and the impact absorption performance were measured, and the results are shown in Table 3 and Table 4, respectively.
상기 충격흡수성능은 니켈슬래그 미분말 사용 10% 사용시, 2.5g의 철구를 높이 30mm에서 16*16*4cm의 판상에 낙하 시험을 실시하여 반발되지는 높이로 측정하였다.The impact absorption performance was measured by dropping 2.5 g of steel balls at a height of 30 mm on a plate of 16 * 16 * 4 cm when the nickel slag fine powder was used at 10%.
상기 [표 3]에 나타난 바와 같이, 본 발명의 상기 충격흡수 콘크리트 보도블록은 니켈슬래그 대체율에 따라 휨강도 및 압축강도에 있어서 큰 차이가 없는 것으로 나타나고 있으므로 니켈슬래그는 시멘트를 10~20중량% 범위내에서 니켈슬래그로 대체사용할 수 있음을 알 수 있다.As shown in Table 3, the impact-absorbing concrete pavement block of the present invention shows no significant difference in flexural strength and compressive strength according to nickel slag substitution ratio, so that nickel slag has a cement content within a range of 10 to 20 wt% It can be seen that nickel slag can be used in place of nickel slag.
또한, 상기 [표 4]에 나타난 바와 같이, 본 발명의 상기 충격흡수 콘크리트 보도블록은 시멘트 사용량에 대하여 7.5중량%의 아크릴 수지 에멀젼을 사용하였을 때, 2.5g의 철구를 높이 30mm에서 16*16*4cm의 판상에 낙하 시험을 실시하여 반발되는 높이로 충격흡수성을 측정한 결과 1mm로 나타나고 있으며, 아크릴수지 에멀젼 혼입율 2~10중량% 범위에서 충격흡수성이 우수한 것을 알수 있다.In addition, as shown in Table 4, when the acrylic resin emulsion having a weight of 7.5% by weight is used for the cement use amount, the impact absorbing concrete press block according to the present invention has a 2.5 g steel ball at 16 mm * 16 * The drop impact test was carried out on a plate having a size of 4 cm, and the impact absorbency was measured at the height of repulsion. As a result, it was found to be 1 mm, and the shock absorptivity was excellent in the acrylic resin emulsion incorporation rate of 2 to 10 wt%.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the drawings disclosed in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
Claims (7)
An inorganic powder comprising 80 to 90% by weight of cement and 10 to 20% by weight of nickel slag powder; Aggregate and; And 2 to 10 weight% of an acrylic resin emulsion based on the amount of the cement used. The mortar composition for producing a shock absorbing concrete press block using an acrylic resin
상기 아크릴수지 에멀젼은 고형분 46~47중량%, pH 8.5~8.7, 점도(25℃) 800~900 cp 인 것을 특징으로 하는 아크릴수지를 사용한 충격흡수 콘크리트 보도블록 제조용 모르타르 조성물
The method according to claim 1,
Wherein the acrylic resin emulsion has a solid content of 46 to 47 wt%, a pH of 8.5 to 8.7, and a viscosity (25 DEG C) of 800 to 900 cp.
상기 니켈슬래그 분말은 밀도(g/㎤) 2.7~3.5, 흡수율(%) 1~2, 분말도(㎠/g) 3,000~4,000 인 것을 특징으로 하는 아크릴수지를 사용한 충격흡수 콘크리트 보도블록 제조용 모르타르 조성물
The method according to claim 1,
Wherein the nickel slag powder has a density (g / cm 3) of 2.7 to 3.5, a water absorption (%) of 1 to 2 and a powder degree (㎠ / g) of 3,000 to 4,000.
상기 니켈슬래그 분말은 턴디쉬를 통해 배출되는 용융 니켈슬래그에 고속의 공기를 분사하여 상기 용융 니켈슬래그를 미세한 액적으로 분리하면서 상기 분리된 미세한 액적을 상기 분사된 고속의 공기와 주위 분위기에 의해 급냉시켜 생성되는 니켈슬래그볼을 파쇄 및 입도조절 공정에 의해 발생되는 분말을 포집한 것을 특징으로 하는 아크릴수지를 사용한 충격흡수 콘크리트 보도블록 제조용 모르타르 조성물
The method according to claim 1,
The nickel slag powder sprayed high-speed air to the molten nickel slag discharged through the tundish to separate the molten nickel slag into fine droplets while rapidly cooling the separated fine droplets by the jetted high-speed air and the surrounding atmosphere A mortar composition for producing a shock-absorbing concrete press-block using an acrylic resin, characterized in that the nickel slag ball produced is crushed and the powder generated by the particle size regulating process is collected.
상기 니켈슬래그 분말은 배출되는 용융 니켈슬래그를 살수냉각 또는 공기중 서냉시키고, 40~150℃의 건조기를 통해서 건조시킨 후 파쇄 및 입도조절 공정에 발생되는 분말을 포집한 것을 특징으로 하는 아크릴수지를 사용한 충격흡수 콘크리트 보도블록 제조용 모르타르 조성물
The method according to claim 1,
Wherein the nickel slag powder is dried by spray cooling or slow cooling in air and dried through a drier at 40 to 150 ° C. and then powder generated in the crushing and particle size control process is collected. Mortar composition for the manufacture of shock-absorbing concrete sidewall blocks
A shock-absorbing concrete pavement block comprising a mortar composition for the production of a shock-absorbing concrete press block using an acrylic resin according to any one of claims 1 to 5
상기 충격흡수 콘크리트 보도블록은 시멘트 사용량에 대하여 7.5중량%의 아크릴 수지 에멀젼을 사용하였을 때, 2.5g의 철구를 높이 30mm에서 16*16*4cm의 판상에 낙하 시험을 실시하여 반발되는 높이로 충격흡수성을 측정한 결과 1mm인 것을 특징으로 하는 충격흡수 콘크리트 보도블록The method according to claim 6,
When the 7.5 wt% acrylic resin emulsion was used for the amount of cement used, the above impact-absorbing concrete press block was subjected to a drop test on a plate of 2.5 x g steel sheet having a height of 30 mm and a height of 16 x 16 x 4 cm, , And the result is that the impact-absorbing concrete pavement block
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