KR20230096223A - 황토 벽돌 제조방법 및 이를 이용한 아치형 구조물 제조방법 - Google Patents

황토 벽돌 제조방법 및 이를 이용한 아치형 구조물 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 본 발명은 황토 벽돌 제조방법 및 이를 이용한 아치형 구조물 제조방법에 관한 것으로, 그 구성은 황토, 탄산칼슘, 규산나트륨, 너도밤나무펄프를 혼합하여 혼합물을 제조하는 제 1 단계, 상기 혼합물과 물을 섞고 반죽하여 반죽혼합물을 제조하는 제 2 단계, 상기 반죽혼합물을 성형하는 제 3 단계, 상기 성형된 반죽혼합물을 숙성하는 제 4 단계, 상기 숙성된 반죽혼합물을 건조하는 제 5 단계;를 포함하여 황토 벽돌을 구성하는 것을 특징으로 한다.

Description

황토 벽돌 제조방법 및 이를 이용한 아치형 구조물 제조방법{Manufacturing method of ocher bricks and manufacturing method of arched structure using thereof}
본 발명은 황토 벽돌 제조방법 및 이를 이용한 아치형 구조물 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 황토의 단점인 건조수축으로 인한 균열, 약한 강도, 낮은 방수력을 해결하며, 상기와 같이 제조한 황토 벽돌을 이용하여, 손쉽게 제조할 수 있으며 견고한 아치형 구조물 제조방법에 관한 것이다.
시멘트를 주원료로 사용하는 구조물의 증가와 아름다운 실내장식을 원하는 소비자들의 요구에 부응하기 위하여 화공약품으로 가공된 건축내외장재 사용이 증가함에 따라 구조물로부터 각종유해물질이 발생되고, 더불어 새집증후군이 유발되고 있음이 알려지고 있다.
특히, 시멘트는 재활용이 어렵고 그 속에 포함된 포름알데히드, 니켈, 라돈, 크롬 등과 같은 유해물질은 인체에 치명적인 위해를 줄 수 있으며, 특히 크롬은 호흡기가 아닌 인체의 피부에 직접 파고들어 피부암 등의 질환을 일으키는 가장 치명적인 위해를 줄 수 있는 중금속임이 밝혀지고 있다. 그로 인하여 환경 친화적인 구조물 구축재 및 내외장재가 요구되고 있다. 이러한 요구에 부응하여 최근에는 친환경 건축자재인 황토가 주목받고 있다.
일반적으로, 황토는 전국에 걸쳐 분포되어 있고, 인체에 유익한 원적외선을 방출하여 신체리듬을 원활하게 해주며, 축열효과에 의한 에너지 절약효과와 바퀴벌레와 같은 유해 곤충류의 서식을 막아주고 뛰어난 습도조절 기능으로 쾌적한 주거공간을 만들어 주어 이상적인 건축자재로 애용되고 있다.
그리고, 황토는 인체에 유익한 원적외선을 복사하여 복사된 원적외선이 인체에 흡수되게 하므로 신진 대사작용을 원활하게 하고, 혈액순환을 활성화시켜 세포활동을 왕성하게 함으로써 노화방지, 신진대사의 촉진, 만성피로 등 각종 성인병예방에 효과가 있다는 것이 이미 학술적으로 많이 알려지고 있다.
따라서, 황토를 사용하여 만든 벽돌을 건물에 사용할 경우 원적외선에 의한 혈액순환을 촉진시켜 주며, 미생물과 효소작용 등에 의한 제독작용을 하고, 실내 악취제거 및 곰팡이를 방지해 주고, 제습작용, 항균작용으로 쾌적한 주거환경을 제공하며, 시멘트독소 중화작용, 탁월한 방음효과 및 열에너지 절감효과(축열)가 있고 생활공간을 생명공간으로 바꾸어 준다.
그러나, 종래의 황토 벽돌은 그 강도가 낮아서 표면이 갈라지거나 떨어지며, 지속적인 먼지와 흙 부스러기를 발생시키는 문제점이 있었고, 방수기능이 충분하지 않아 황토 벽돌을 이용한 구조물 제조 시 물이 새는 등의 문제점이 발생되었다.
대한민국 등록특허 제10-11965410호
상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 황토의 단점인 건조수축으로 인한 균열, 약한 강도, 낮은 방수력을 해결하며, 상기와 같이 제조한 황토 벽돌을 이용하여, 손쉽게 제조할 수 있으며 견고한 아치형 구조물의 제조방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 것으로, 본 발명인 황토 벽돌 제조방법 및 이를 이용한 아치형 구조물 제조방법은 황토, 탄산칼슘, 규산나트륨, 너도밤나무펄프를 혼합하여 혼합물을 제조하는 제 1 단계, 상기 혼합물과 물을 섞고 반죽하여 반죽혼합물을 제조하는 제 2 단계, 상기 반죽혼합물을 성형하는 제 3 단계, 상기 성형된 반죽혼합물을 숙성하는 제 4 단계, 상기 숙성된 반죽혼합물을 건조하는 제 5 단계;를 포함하여 황토 벽돌을 구성하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 단계의 혼합물은,
상기 황토 85 중량부에 대하여, 상기 탄산칼슘 3 내지 5 중량부, 상기 규산나트륨 5 내지 10 중량부, 상기 너도밤나무펄프 2 내지 3 중량부로 포함되는 것을 특징으로 한다
상기 제 3 단계의 성형은,
상기 황토 벽돌의 단면이 등변사다리꼴이며,
상기 황토 벽돌의 양 측면에서 내부로의 홈이 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 방법으로 제조되는 황토 벽돌을 이용하여,
상기 황토 벽돌을 준비하는 준비단계, 상기 황토 벽돌을 적층하는 적층단계, 상기 황토 벽돌의 홈에 파이프를 삽입하는 파이프삽입단계, 상기 적층된 황토 벽돌 사이에 몰탈을 채워넣고 건조시켜 고정시키는 고정단계;를 포함하여 아치형 구조물을 제조하는 것을 특징으로 한다.
상기 파이프삽입단계에서 상기 파이프는,
상기 황토 벽돌의 양측 홈 중, 어느 하나 이상에 마련되며,
아치형 구조물 층별로 지그재그가 되게끔 위치하도록 마련하여 아치형 구조물을 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 황토 벽돌 제조방법 및 이를 이용한 아치형 구조물 제조방법에서는 다음과 같은 효과가 있다. 황토의 단점인 건조수축으로 인한 균열, 약한 강도, 낮은 방수력을 해결하며, 상기와 같이 제조한 황토 벽돌을 이용하여, 손쉽게 제조할 수 있으며 견고한 아치형 구조물을 제공한다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명인 황토 벽돌 제조 순서도이다.
도 2 는 본 발명인 황토 벽돌을 이용한 아치형 구조물 제조 순서도이다.
도 3은 본 발명인 황토 벽돌의 단면도이다.
도 4는 본 발명인 황토 벽돌에 의해 제조된 아치형 구조물의 정면도이다.
도 5는 본 발명인 황토 벽돌에 의해 제조된 아치형 구조물의 평면도이다.
이하, 본 발명에 의한 황토 벽돌 제조방법 및 이를 이용한 아치형 구조물 제조방법의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명에 의한 황토 벽돌의 제조방법에 관하여 상세하게 설명한다.
본 발명인 황토 벽돌(10)은 황토, 탄산칼슘(CaCO3), 규산나트륨(Na2SiO3), 너도밤나무펄프를 혼합하여 혼합물을 제조하는 제 1 단계(S1), 상기 혼합물과 물을 섞고 반죽하여 반죽혼합물을 제조하는 제 2 단계(S2), 상기 반죽혼합물을 성형하는 제 3 단계(S3), 상기 성형된 반죽혼합물을 숙성하는 제 4 단계(S4), 상기 숙성된 반죽혼합물을 건조하는 제 5 단계(S5);를 포함하여 황토 벽돌(10)을 구성하는 것을 특징으로 한다.
먼저, 본 발명에서 황토 벽돌(10)은 황토, 탄산칼슘(CaCO3), 규산나트륨(Na2SiO3), 너도밤나무펄프를 혼합하여 혼합물을 제조하는 제 1 단계(S1)가 진행된다.
상기 제 1 단계(S1)는 황토의 단점인 건조수축으로 인한 균열, 약한 강도, 낮은 방수력을 보완하고 방수 기능 및 강도 향상을 부여하여 견고한 벽돌을 제조하기 위한 단계이다.
상기 탄산칼슘(CaCO3)은 탄산이온과 칼슘이온이 만나 생성되는 흰색 물질로 탄산 석회라고도 하며, 자연계에 존재하는 염 중에서 가장 많다. 그 형태도 여러 가지이며, 대리석 ·방해석 ·선석(霰石) ·석회석 ·백악 ·빙주석(氷洲石) ·조개껍데기 ·달걀껍데기 ·산호 등으로서 존재한다. 물에 잘 녹지 않아 수용액 상에서 침전한다. 석회암 동굴의 종유석이나 석순, 석주 등을 이루는 물질이며, 흑칠판에 쓰는 분필의 성분이기도 하다. 본 발명에서 탄산칼슘(CaCO3)는 황토 벽돌(10)이 쉽게 부서지지 않도록 점성을 제공하며 크랙의 발생을 억제하는 역할을 한다.
상기 규산나트륨(Na2SiO3)은 냄새가 없으며 흰 빛을 띄는 고체로 콘크리트 경화촉진제, 기초 공사 터파기 토질이 붕괴성 토질인 경우 지반의 화학적 안정화에 쓰이기도 한다. 본 발명에서 규산나트륨(Na2SiO3)는 다공성인 황토 벽돌(10)에 침투하여 강도를 향상시키는 역할을 수행한다.
상기 너도밤나무펄프는, 너도밤나무에서 종이 등을 만들기 위해 섬유 식물에서 뽑아낸 재료이다. 상기 너도밤나무는 내음성이 강하여 일반적으로 음수로 취급되며 토양이 다소 습한 곳, 경사진 곳에서 잘 자란다. 본 발명에서 너도밤나무펄프는 방수기능을 향상시키는 역할을 수행한다.
더욱 상세하게 상기 제 1 단계(S1)의 혼합물은, 상기 황토 85 중량부에 대하여, 상기 탄산칼슘(CaCO3) 3 내지 5 중량부, 상기 규산나트륨(Na2SiO3) 5 내지 10 중량부, 상기 너도밤나무펄프 2 내지 3 중량부로 포함되는 것을 특징으로 한다. 상기 황토 85 중량부에 대하여 상기 탄산칼슘(CaCO3)이 3 중량부 미만으로 포함되거나, 상기 규산나트륨(Na2SiO3)이 5 중량부 미만으로 포함되면 상기 탄산칼슘(CaCO3)과 상기 규산나트륨(Na2SiO3)에 의한 강도 향상이 발현되지 않을 수 있으며, 상기 탄산칼슘(CaCO3)이 5 중량부를 초과하거나, 상기 규산나트륨(Na2SiO3)이 10 중량부를 초과하여 포함되면, 상기 황토에 의한 향균, 탈취 및 보온 효과가 충분하지 않을 수 있다. 또한, 상기 황토 85 중량부에 대하여 상기 너도밤나무펄프가 2 중량부 미만으로 포함되면 상기 너도밤나무펄프에 의한 방수 현상이 발현되지 않을 수 있으며, 3 중량부를 초과하여 포함되면 상기 황토에 의한 향균, 탈취 및 보온 효과가 충분하지 않을 수 있다. 가장 바람직하게는 상기 황토 85 중량부에 대하여, 상기 탄산칼슘(CaCO3) 4 중량부, 상기 규산나트륨(Na2SiO3) 7.5 중량부, 상기 너도밤나무펄프 2.5 중량부가 포함되는 것이다.
다음으로, 상기 혼합물과 물을 섞고 반죽하여 반죽혼합물을 제조하는 제 2 단계(S2)가 진행된다.
상기 제 2 단계(S2)는 상기 제 1 단계(S1)에서 제조한 혼합물에 물을 섞고 반죽하여, 상기 물과 상기 혼합물을 교반시킴으로서 반죽형태의 반죽혼합물을 제조하는 과정이다.
다음으로 상기 반죽혼합물을 성형하는 제 3 단계(S3)가 진행된다.
상기 제 3 단계(S3)는 벽돌의 형태를 성형할 때 원하는 형태의 벽돌로 생성하기 위한 단계이다. 상기 제 3 단계(S3)의 성형은 압축프레스 등을 이용할 수 있으며 본 발명에서 제조하고자하는 형태로 제조될 수 있다면 어느 방법에 한정되지 않는다.
더욱 상세하게, 본 발명에서 상기 제 3 단계(S3)는 도 3과 같이 황토 벽돌(10)의 단면이 등변사다리꼴이며, 상기 황토 벽돌(10)의 양 측면에서 내부로의 홈(11)이 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다. 단면을 등변 사다리꼴로 형성함으로써 황토 벽돌(10)을 이용한 아치형 구조물을 형성하기에 적합하다. 즉, 윗변이 길고, 아랫변이 짧은 등변사다리꼴을 이용하여 윗면 호가 길고 아랫면 호가 짧은 아치형 구조물을 손쉽게 제조할 수 있다. 또한, 양 측면에서 내부로 홈(11)이 형성됨으로써 상기 황토 벽돌(10)끼리 지지할 수 있는 몰탈(30)이 내부로 스며들 수 있고, 상기 홈(11)에 하기에서 설명될 파이프(20)를 마련할 수 있으므로 제조완료된 아치형 구조물이 더욱 견고할 수 있다.
다음으로, 상기 성형된 반죽혼합물을 숙성하는 제 4 단계(S4)가 진행된다.
상기 제 4 단계(S4)는 숙성을 통해 건조단계에서 상기 반죽혼합물 내부에 발생될 수 있는 기포를 미리 예방함으로써 크랙을 방지하는 단계이다. 따라서, 상기 숙성은 고온숙성으로 진행되어, 미리 반죽혼합물의 온도를 높여 크랙을 방지하는 단계일 수 있다.
다음으로 상기 숙성된 반죽혼합물을 건조하는 제 5 단계(S5)가 진행된다.
상기 제 5 단계(S5) 상기 숙성된 반죽혼합물을 건조시켜 수분을 제거시켜 벽돌로 제조하는 단계이다. 상기 제 5 단계(S5)는 자연 건조를 진행할 수도 있고, 일정한 온도에서 굽기를 통해 건조를 진행할 수 있으며 어느 방법에 한정되지 않고 수분을 제거하는 단계이다.
다음으로 상기와 같은 방법으로 제조되는 황토 벽돌(10)을 이용한 아치형 구조물(100) 제조방법에 대하여 상세하게 설명한다.
황토 벽돌(10)을 이용한 아치형 구조물(100) 제조방법에는 상기 황토 벽돌(10)을 준비하는 준비단계(S6), 상기 황토 벽돌(10)을 적층하는 적층단계(S7), 상기 황토 벽돌(10)의 홈(11)에 파이프(20)를 삽입하는 파이프삽입단계(S8), 상기 적층된 황토 벽돌(10) 사이에 몰탈(30)을 채워넣고 건조시켜 고정시키는 고정단계(S9)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
먼저, 본 발명인 황토 벽돌(10)을 이용한 아치형 구조물(100)은 황토 벽돌(10)을 이용한 아치형 구조물 제조방법에는 상기 황토 벽돌(10)을 준비하는 준비단계(S6)가 진행된다.
상기 황토 벽돌(10)은 단면이 등변사다리꼴이며, 상기 황토 벽돌(10)의 양 측면에서 내부로의 홈(11)이 형성되도록 형성된 것을 사용하는 것으로, 이는 아치형 구조물(100)을 손쉽고 견고하게 제조하기 위한 것이다.
먼저, 상기 황토 벽돌(10)의 단면을 등변사다리꼴로 형성함으로써, 윗변이 길고, 아랫변이 짧게 제작된다. 그리고, 본원 발명에서 제조하는 아치형 구조물(100)은 구부러진 곡선의 모양으로 위에서 누르는 힘을 곡선을 따라 아래로 분산시켜 주는 건축 기법이다. 따라서, 아치형 구조물(100)의 윗면 호의 길이가 아랫면 호의 길이보다 길기에, 윗변이 길고 아랫변이 짧은 본 발명인 황토 벽돌(10)을 쌓으면 자연스럽게 아치형으로 형성가능하여 아치형 구조물(100)로의 손쉬운 제작이 가능하다. 일반적인 사각 벽돌을 사용하면 쌓아 올리는것만으론 아치형으로 제조되지 않기 때문에 윗면에 몰탈(30)을 많이 채워넣어 형태를 임의로 형성해야되는 어려움이 발생한다.
또한, 상기 황토 벽돌(10)은 양 측면에서 내부로의 홈(11)이 마련된다. 따라서 쌓아올려진 상기 황토 벽돌(10) 사이에 몰탈(30)을 채워넣으면, 내부의 홈(11)에 몰탈(30)이 채워지면서 더욱 견고하게 상기 황토 벽돌(10) 사이를 고정시킬 수 있다. 또한, 상기 내부 홈(11)에 파이프(20) 등의 추가 지지구조를 마련하여 아치형 구조물(100)을 더욱 견고하게 제조할 수 있다.
다음으로, 상기 황토 벽돌(10)을 적층하는 적층단계(S7)가 진행된다.
여기서, 본 발명의 황토 벽돌(10)을 이용함으로써 적층하면서 아치형 구조가 완성된다.
다음으로, 상기 황토 벽돌(10)의 홈(11)에 파이프(20)를 삽입하는 파이프삽입단계(S8)가 진행된다.
이 때 상기 파이프삽입단계(S8)에서 상기 파이프(20)는, 도 5인 아치형 구조물(100) 평면도에서 확인할 수 있듯이 상기 황토 벽돌(10)의 양측 홈(11) 중, 어느 하나 이상에 마련되며, 아치형 구조물(100) 층별로 지그재그가 되게끔 위치하도록 마련하여 아치형 구조물(100)을 제조하는 것을 특징으로 한다.
더욱 상세하게, 상기 황토 벽돌(100)의 양측 홈(11) 중 어느 하나 이상에 상기 파이프(20)를 마련하여, 제조완료된 아치형 구조물(100)에서 층별로 지그재그로 파이프(20)가 위치하게끔 상기 파이프(20)를 고정시킴으로써 상기 아치형 구조물(100)의 강도가 상승할 수 있으며, 본 발명의 목적인 견고한 아치형 구조물(100)이 제조된다.
다음으로 상기 적층된 황토 벽돌(10) 사이에 몰탈(30)을 채워넣고 건조시켜 고정시키는 고정단계(S9)가 진행되면서 본 발명인 황토 벽돌을 이용한 아치형 구조물(100)의 제조가 완료된다.
하기에서는 본 발명인 황토 벽돌(10)의 흡수율, 압축강도, 탈취 실험 및 황토 벽돌(10)을 이용한 아치형 구조물(100)의 강도 실험에 대하여 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명인 황토 벽돌의 흡수율, 압축강도 실험은, KS L 4201;2020 시험방법으로 진행하였다.
그리고, 흡수율 실험은 점토, 고령토, 항토 등을 원료로 하여 혼련, 성형, 건조, 소성시켜 만든 벽돌에 적용되는 KS L 4201의 품질 기준값 중, 내장재 및 외장재에 사용하는 1종에 해당하는 흡수율인 10.0% 를 초과하면 부적합, 10% 이하면 양호, 5% 이하면 매우 양호로 평가하였다.
압축강도 실험은 점토, 고령토, 항토 등을 원료로 하여 혼련, 성형, 건조, 소성시켜 만든 벽돌에 적용되는 KS L 4201의 품질 기준값 중, 내장재 및 외장재에 사용하는 1종에 해당하는 압축강도인 24.50MPa 미만이면 부적합, 24.50Mpa 이상이면 양호, 28.50Mpa이상이면 매우 양호로 평가하였다.
그리고 본 발명인 황토 벽돌의 탈취 실험은 본 발명으로 제조한 황토 벽돌의 품질 특성을 비교하기 위하여 15m2 크기의 방에 황토 벽돌을 쌓아 올리고, 공중에 암모니아를 분사하여 24시간 후 평가내용으로 구분하였다. 평가내용은 냄새 매우 강함, 냄새 강함, 냄새 있음, 냄새 조금 있음, 냄새 없음으로 평가하였다.
그리고, 본 발명인 황토 벽돌을 이용한 아치형 구조물의 강도 실험은 본 발명으로 제조한 황토 벽돌을 이용한 아치형 구조물을 평균 기온 10℃, 평균 습도 55%를 유지하는 공간에 한달간 뒀을 때, 구조물이 무너지거나, 구조물의 표면에 금이 간다면 ×, 구조물이 처음과 같은 상태를 유지한다면 ○라고 표기하였다.
(ㄱ) 탄산칼슘 함량에 따른 황토 벽돌의 흡수율, 압축강도, 탈취 실험
[비교예 1]
황토 85 중량부에 대하여, 규산나트륨 7.5 중량부, 너도밤나무펄프 2.5 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물과 물을 섞고 반죽하여 반죽혼합물을 제조하며, 상기 반죽혼합물을 단면이 등변사다리꼴이며, 양 측면에서 내부로의 홈이 형성되도록 성형하고, 상기 성형된 반죽혼합물을 숙성시킨 후 상기 숙성된 반죽혼합물을 건조하여 황토 벽돌을 제조하였다.
[비교예 2]
황토 85 중량부에 대하여, 탄산칼슘 2 중량부, 규산나트륨 7.5 중량부, 너도밤나무펄프 2.5 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물과 물을 섞고 반죽하여 반죽혼합물을 제조하며, 상기 반죽혼합물을 단면이 등변사다리꼴이며, 양 측면에서 내부로의 홈이 형성되도록 성형하고, 상기 성형된 반죽혼합물을 숙성시킨 후 상기 숙성된 반죽혼합물을 건조하여 황토 벽돌을 제조하였다.
[실시예 1]
황토 85 중량부에 대하여, 탄산칼슘 3 중량부, 규산나트륨 7.5 중량부, 너도밤나무펄프 2.5 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물과 물을 섞고 반죽하여 반죽혼합물을 제조하며, 상기 반죽혼합물을 단면이 등변사다리꼴이며, 양 측면에서 내부로의 홈이 형성되도록 성형하고, 상기 성형된 반죽혼합물을 숙성시킨 후 상기 숙성된 반죽혼합물을 건조하여 황토 벽돌을 제조하였다.
[실시예 2]
황토 85 중량부에 대하여, 탄산칼슘 4 중량부, 규산나트륨 7.5 중량부, 너도밤나무펄프 2.5 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물과 물을 섞고 반죽하여 반죽혼합물을 제조하며, 상기 반죽혼합물을 단면이 등변사다리꼴이며, 양 측면에서 내부로의 홈이 형성되도록 성형하고, 상기 성형된 반죽혼합물을 숙성시킨 후 상기 숙성된 반죽혼합물을 건조하여 황토 벽돌을 제조하였다.
[실시예 3]
황토 85 중량부에 대하여, 탄산칼슘 5 중량부, 규산나트륨 7.5 중량부, 너도밤나무펄프 2.5 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물과 물을 섞고 반죽하여 반죽혼합물을 제조하며, 상기 반죽혼합물을 단면이 등변사다리꼴이며, 양 측면에서 내부로의 홈이 형성되도록 성형하고, 상기 성형된 반죽혼합물을 숙성시킨 후 상기 숙성된 반죽혼합물을 건조하여 황토 벽돌을 제조하였다.
[비교예 3]
황토 85 중량부에 대하여, 탄산칼슘 6 중량부, 규산나트륨 7.5 중량부, 너도밤나무펄프 2.5 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물과 물을 섞고 반죽하여 반죽혼합물을 제조하며, 상기 반죽혼합물을 단면이 등변사다리꼴이며, 양 측면에서 내부로의 홈이 형성되도록 성형하고, 상기 성형된 반죽혼합물을 숙성시킨 후 상기 숙성된 반죽혼합물을 건조하여 황토 벽돌을 제조하였다.
구분 황토 85 중량부에 대한 탄산칼슘 중량부
비교예 1 X
비교예 2 2
실시예 1 3
실시예 2 4
실시예 3 5
비교예 3 6
구분 흡수율(%) 압축강도(Mpa) 탈취 시험
비교예 1 양호 부적합 냄새 없음
비교예 2 양호 부적합 냄새 없음
실시예 1 매우 양호 양호 냄새 없음
실시예 2 매우 양호 양호 냄새 없음
실시예 3 매우 양호 양호 냄새 없음
비교예 3 매우 양호 매우 양호 냄새 조금 있음
표 1과 표 2를 통해 실시예 1 내지 실시예 3이 실험 결과가 양호함을 알 수 있다. 이는 황토 85 중량부에 대한 탄산칼슘 함량 차이에 의해 기인된 결과라고 판단된다.
먼저, 비교예 1은 탄산칼슘이 전혀 포함되지 않아, 탄산칼슘에 의한 강도 향상의 효과가 발현되지 않았다고 판단된다.
또한, 비교예 2는 탄산칼슘의 함량이 적어, 탄산칼슘에 의한 강도 향상의 효과가 충분히 발현되지 않았다고 판단되며, 비교예 3은 탄산칼슘의 함량이 높아 강도 향상은 충분히 발현되었지만, 황토의 함량에 비해 탄산칼슘의 함량이 많아지면서 황토의 탈취 능력이 충분히 발현되지 못하였다고 판단된다.
따라서 실시예 1 내지 실시예 3과 같이 황토 85 중량부에 대하여 탄산칼슘은 3 내지 5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
(ㄴ) 규산나트륨 함량에 따른 흡수율, 압축강도, 탈취 실험
[비교예 4]
황토 85 중량부에 대하여, 탄산칼슘 4 중량부, 너도밤나무펄프 2.5 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물과 물을 섞고 반죽하여 반죽혼합물을 제조하며, 상기 반죽혼합물을 단면이 등변사다리꼴이며, 양 측면에서 내부로의 홈이 형성되도록 성형하고, 상기 성형된 반죽혼합물을 숙성시킨 후 상기 숙성된 반죽혼합물을 건조하여 황토 벽돌을 제조하였다.
[비교예 5]
황토 85 중량부에 대하여, 탄산칼슘 4 중량부, 규산나트륨 2.5 중량부, 너도밤나무펄프 2.5 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물과 물을 섞고 반죽하여 반죽혼합물을 제조하며, 상기 반죽혼합물을 단면이 등변사다리꼴이며, 양 측면에서 내부로의 홈이 형성되도록 성형하고, 상기 성형된 반죽혼합물을 숙성시킨 후 상기 숙성된 반죽혼합물을 건조하여 황토 벽돌을 제조하였다.
[실시예 4]
황토 85 중량부에 대하여, 탄산칼슘 4 중량부, 규산나트륨 5.0 중량부, 너도밤나무펄프 2.5 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물과 물을 섞고 반죽하여 반죽혼합물을 제조하며, 상기 반죽혼합물을 단면이 등변사다리꼴이며, 양 측면에서 내부로의 홈이 형성되도록 성형하고, 상기 성형된 반죽혼합물을 숙성시킨 후 상기 숙성된 반죽혼합물을 건조하여 황토 벽돌을 제조하였다.
[실시예 5]
황토 85 중량부에 대하여, 탄산칼슘 4 중량부, 규산나트륨 7.5 중량부, 너도밤나무펄프 2.5 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물과 물을 섞고 반죽하여 반죽혼합물을 제조하며, 상기 반죽혼합물을 단면이 등변사다리꼴이며, 양 측면에서 내부로의 홈이 형성되도록 성형하고, 상기 성형된 반죽혼합물을 숙성시킨 후 상기 숙성된 반죽혼합물을 건조하여 황토 벽돌을 제조하였다.
[실시예 6]
황토 85 중량부에 대하여, 탄산칼슘 4 중량부, 규산나트륨 10 중량부, 너도밤나무펄프 2.5 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물과 물을 섞고 반죽하여 반죽혼합물을 제조하며, 상기 반죽혼합물을 단면이 등변사다리꼴이며, 양 측면에서 내부로의 홈이 형성되도록 성형하고, 상기 성형된 반죽혼합물을 숙성시킨 후 상기 숙성된 반죽혼합물을 건조하여 황토 벽돌을 제조하였다.
[비교예 6]
황토 85 중량부에 대하여, 탄산칼슘 4 중량부, 규산나트륨 12.5 중량부, 너도밤나무펄프 2.5 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물과 물을 섞고 반죽하여 반죽혼합물을 제조하며, 상기 반죽혼합물을 단면이 등변사다리꼴이며, 양 측면에서 내부로의 홈이 형성되도록 성형하고, 상기 성형된 반죽혼합물을 숙성시킨 후 상기 숙성된 반죽혼합물을 건조하여 황토 벽돌을 제조하였다.
구분 황토 85 중량부에 대한 규산나트륨 중량부
비교예 4 X
비교예 5 2.5
실시예 4 5.0
실시예 5 7.5
실시예 6 10.0
비교예 6 12.5
구분 흡수율(%) 압축강도(Mpa) 탈취 시험
비교예 4 부적합 부적합 냄새 없음
비교예 5 양호 부적합 냄새 없음
실시예 4 매우 양호 양호 냄새 없음
실시예 5 매우 양호 양호 냄새 없음
실시예 6 매우 양호 양호 냄새 없음
비교예 6 매우 양호 매우 양호 냄새 있음
표 3과 표 4를 통해 실시예 4 내지 실시예 6이 실험 결과가 양호함을 알 수 있다. 이는 황토 85 중량부에 대한 규산나트륨 함량 차이에 의해 기인된 결과라고 판단된다.
먼저, 비교예 4는 규산나트륨이 전혀 포함되지 않아, 규산나트륨에 의한 강도 향상의 효과가 발현되지 않았다고 판단된다.
또한, 비교예 5는 규산나트륨의 함량이 적어, 규산나트륨에 의한 강도 향상의 효과가 충분히 발현되지 않았다고 판단되며, 비교예 6은 규산나트륨의 함량이 높아 강도 향상은 충분히 발현되었지만, 황토의 함량에 비해 규산나트륨의 함량이 많아지면서 황토의 탈취 능력이 충분히 발현되지 못하였다고 판단된다.
따라서 실시예 4 내지 실시예 6과 같이 황토 85 중량부에 대하여 규산나트륨은 5 내지 10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
(ㄷ) 너도밤나무 함량에 따른 흡수율, 압축강도, 탈취 실험
[비교예 7]
황토 85 중량부에 대하여, 탄산칼슘 4 중량부, 규산나트륨 7.5 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물과 물을 섞고 반죽하여 반죽혼합물을 제조하며, 상기 반죽혼합물을 단면이 등변사다리꼴이며, 양 측면에서 내부로의 홈이 형성되도록 성형하고, 상기 성형된 반죽혼합물을 숙성시킨 후 상기 숙성된 반죽혼합물을 건조하여 황토 벽돌을 제조하였다.
[비교예 8]
황토 85 중량부에 대하여, 탄산칼슘 4 중량부, 규산나트륨 7.5 중량부, 너도밤나무펄프 1.5 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물과 물을 섞고 반죽하여 반죽혼합물을 제조하며, 상기 반죽혼합물을 단면이 등변사다리꼴이며, 양 측면에서 내부로의 홈이 형성되도록 성형하고, 상기 성형된 반죽혼합물을 숙성시킨 후 상기 숙성된 반죽혼합물을 건조하여 황토 벽돌을 제조하였다.
[실시예 7]
황토 85 중량부에 대하여, 탄산칼슘 4 중량부, 규산나트륨 7.5 중량부, 너도밤나무펄프 2.0 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물과 물을 섞고 반죽하여 반죽혼합물을 제조하며, 상기 반죽혼합물을 단면이 등변사다리꼴이며, 양 측면에서 내부로의 홈이 형성되도록 성형하고, 상기 성형된 반죽혼합물을 숙성시킨 후 상기 숙성된 반죽혼합물을 건조하여 황토 벽돌을 제조하였다.
[실시예 8]
황토 85 중량부에 대하여, 탄산칼슘 4 중량부, 규산나트륨 7.5 중량부, 너도밤나무펄프 2.5 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물과 물을 섞고 반죽하여 반죽혼합물을 제조하며, 상기 반죽혼합물을 단면이 등변사다리꼴이며, 양 측면에서 내부로의 홈이 형성되도록 성형하고, 상기 성형된 반죽혼합물을 숙성시킨 후 상기 숙성된 반죽혼합물을 건조하여 황토 벽돌을 제조하였다.
[실시예 9]
황토 85 중량부에 대하여, 탄산칼슘 4 중량부, 규산나트륨 7.5 중량부, 너도밤나무펄프 3.0 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물과 물을 섞고 반죽하여 반죽혼합물을 제조하며, 상기 반죽혼합물을 단면이 등변사다리꼴이며, 양 측면에서 내부로의 홈이 형성되도록 성형하고, 상기 성형된 반죽혼합물을 숙성시킨 후 상기 숙성된 반죽혼합물을 건조하여 황토 벽돌을 제조하였다.
[비교예 9]
황토 85 중량부에 대하여, 탄산칼슘 4 중량부, 규산나트륨 7.5 중량부, 너도밤나무펄프 3.5 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물과 물을 섞고 반죽하여 반죽혼합물을 제조하며, 상기 반죽혼합물을 단면이 등변사다리꼴이며, 양 측면에서 내부로의 홈이 형성되도록 성형하고, 상기 성형된 반죽혼합물을 숙성시킨 후 상기 숙성된 반죽혼합물을 건조하여 황토 벽돌을 제조하였다.
구분 황토 85 중량부에 대한 너도밤나무 중량부
비교예 7 X
비교예 8 1.5
실시예 7 2.0
실시예 8 2.5
실시예 9 3.0
비교예 9 3.5
구분 흡수율(%) 압축강도(Mpa) 탈취 시험
비교예 7 부적합 양호 냄새 없음
비교예 8 부적합 양호 냄새 없음
실시예 7 양호 양호 냄새 없음
실시예 8 매우 양호 양호 냄새 없음
실시예 9 매우 양호 양호 냄새 없음
비교예 9 매우 양호 양호 냄새 조금 있음
표 5와 표 6을 통해 실시예 7 내지 실시예 9가 실험 결과가 양호함을 알 수 있다. 이는 황토 85 중량부에 대한 너도밤나무 함량 차이에 의해 기인된 결과라고 판단된다.
먼저, 비교예 7은 너도밤나무가 전혀 포함되지 않아, 너도밤나무에 의한 흡수율 하락의 효과가 발현되지 않았다고 판단된다.
또한, 비교예 8는 너도밤나무의 함량이 적어, 너도밤나무에 의한 흡수율 하락의 효과가 충분히 발현되지 않았다고 판단되며, 비교예 9는 너도밤나무의 함량이 높아 흡수율 하락은 충분히 발현되었지만, 황토의 함량에 비해 너도밤나무의 함량이 많아지면서 황토의 탈취 능력이 충분히 발현되지 못하였다고 판단된다.
따라서 실시예 7 내지 실시예 9와 같이 황토 85 중량부에 대하여 너도밤나무는 2 내지 3 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
(ㄹ) 황토 벽돌 성형에 따른 아치형 구조물의 강도 실험
[비교예 10]
황토 85 중량부에 대하여, 탄산칼슘 4 중량부, 규산나트륨 7.5 중량부, 너도밤나무펄프 2.5 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물과 물을 섞고 반죽하여 반죽혼합물을 제조하며, 상기 반죽혼합물을 단면을 등변사다리꼴으로 성형하고, 상기 성형된 반죽혼합물을 숙성시킨 후 상기 숙성된 반죽혼합물을 건조하여 황토 벽돌을 제조하였다. 다음으로 상기 황토 벽돌을 적층하고, 상기 적층된 황토 벽돌 사이에 몰탈을 채워넣고 건조시켜 고정시켜 아치형 구조물을 제조하였다.
[실시예 10]
황토 85 중량부에 대하여, 탄산칼슘 4 중량부, 규산나트륨 7.5 중량부, 너도밤나무펄프 2.5 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물과 물을 섞고 반죽하여 반죽혼합물을 제조하며, 상기 반죽혼합물을 단면이 등변사다리꼴이며 양 측면에서 내부로의 홈이 형성되도록 성형하고, 상기 성형된 반죽혼합물을 숙성시킨 후 상기 숙성된 반죽혼합물을 건조하여 황토 벽돌을 제조하였다. 다음으로 상기 황토 벽돌을 적층하고, 상기 황토 벽돌의 홈에 파이프를 삽입하되, 상기 파이프는 상기 황토 벽돌의 양측 홈에 마련되며, 아치형 구조물 층별로 지그재그가 되게끔 위치하도록 마련된다. 다음으로 상기 적층된 황토 벽돌 사이에 몰탈을 채워넣고 건조시켜 고정시켜 아치형 구조물을 제조하였다.
구분 벽돌 내부 홈 유무
비교예 10 ×
실시예 10 ○
구분 강도 실험 결과
비교예 10 ×
실시예 10 ○
표 7과 표 8를 통해 실시예 10이 실험 결과가 양호함을 알 수 있다. 이는 황토 벽돌 내부 홈 유무에 따른 결과라고 판단된다.
비교예 10은 황토 벽돌 내부에 홈이 마련되지 않음으로써, 몰탈이 황토 벽돌 내부까지 충분히 스며들지 못했을 수 있고, 추가적으로 아치형 구조물을 지지하여줄 수 있는 파이프도 추가되지 못함으로써 무너지거나 금이 가는 등의 불량이 발생하였을 수 있다.
따라서 실시예 10과 같이 황토 벽돌은 내부로의 홈이 마련되는 것이 아치형 구조물의 견고함에 바람직하다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 황토 벽돌 11 : 홈
20 : 파이프 30 : 몰탈
100 : 아치형 구조물
S1 : 혼합물 제조 단계
S2 : 반죽혼합물 제조 단계
S3 : 반죽혼합물 성형 단계
S4 : 반죽혼합물 숙성 단계
S5 : 반죽혼합물 건조 단계
S6 : 황토 벽돌 준비 단계
S7 : 황토 벽돌 적층 단계
S8 : 파이프 삽입 단계
S9 : 고정 단계

Claims (5)

  1. 황토, 탄산칼슘, 규산나트륨, 너도밤나무펄프를 혼합하여 혼합물을 제조하는 제 1 단계;
    상기 혼합물과 물을 섞고 반죽하여 반죽혼합물을 제조하는 제 2 단계;
    상기 반죽혼합물을 성형하는 제 3 단계;
    상기 성형된 반죽혼합물을 숙성하는 제 4 단계;
    상기 숙성된 반죽혼합물을 건조하는 제 5 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 황토 벽돌 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 단계의 혼합물은,
    상기 황토 85 중량부에 대하여, 상기 탄산칼슘 3 내지 5 중량부, 상기 규산나트륨 5 내지 10 중량부, 상기 너도밤나무펄프 2 내지 3 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 황토 벽돌 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 3 단계의 성형은,
    상기 황토 벽돌의 단면이 등변사다리꼴이며,
    상기 황토 벽돌의 양 측면에서 내부로의 홈이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 황토 벽돌 제조방법.
  4. 제 1항으로 제조되는 황토 벽돌을 이용하여,
    상기 황토 벽돌을 준비하는 준비단계;
    상기 황토 벽돌을 적층하는 적층단계;
    상기 황토 벽돌의 홈에 파이프를 삽입하는 파이프삽입단계;
    상기 적층된 황토 벽돌 사이에 몰탈을 채워넣고 건조시켜 고정시키는 고정단계;를 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 황토 벽돌에 의해 제조된 아치형 구조물 제조방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 파이프삽입단계에서 상기 파이프는,
    상기 황토 벽돌의 양측 홈 중, 어느 하나 이상에 마련되며,
    아치형 구조물 층별로 지그재그가 되게끔 위치하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 황토 벽돌에 의해 제조된 아치형 구조물 제조방법.
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