KR20230115077A - 인공어초용 콘크리트 조성물 및 이를 통해 제조된 인공어초 - Google Patents

인공어초용 콘크리트 조성물 및 이를 통해 제조된 인공어초 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콘크리트 조성물에 대한 것이며, 보다 구체적으로는 인공어초용 콘크리트 조성물 및 이를 통해 제조된 인공어초에 관한 것이다.

Description

인공어초용 콘크리트 조성물 및 이를 통해 제조된 인공어초{Concrete composition for artificial fish reefs and artificial fish reefs manufactured therefrom}
본 발명은 콘크리트 조성물에 대한 것이며, 보다 구체적으로는 인공어초용 콘크리트 조성물 및 이를 통해 제조된 인공어초에 관한 것이다.
최근 우리나라 연안에는 쿠로시오 난류의 강세와 엘리뇨 현상, 기차 환경오염 등의 원인으로 인한 해조의 천이로 기존 연안에 서식하고 있던 미역, 다시마, 대황등 유용 해조가 없어지고, 그 자리에 홍조류의 일종인 무절석 회산호조류가 대량 번식하여 암반을 뒤덮는 갯녹음(백화현상, Algae Whitening)이 많이 발생되고 있다.
이러한 백화현상은 아직까지 정확한 원인을 규명하지 못하고 있으나, 쿠로시오 난류세력의 확산 및 환경변화로 인한 수온의 상승과 해조류의 광합성 저해 등을 원인으로 꼽고 있다. 백화현상은 현재 동해안 및 제주 연안에서 급속하게 확산되어 연안 양식어장이 황폐화되고 있으며 미역, 다시마 등과 같은 해조류가 급격하게 감소하여 해조류를 먹이로 하는 전복, 소라 등과 같은 유용패류 및 어류등의 서식환경이 악화되고 있어 연안수역에서의 어업소득이 감소하고 있는 실정이다. 백화현상은 현재 동해안 일대에 급속하게 확산되어 연안 양식어장이 황폐화되고 있으며 미역, 다시마 등의 해중림도 급격히 파괴되어 전복, 성게 등의 먹이 사슬 구조 변화와 각종 어류의 산란 및 서식환경을 포함한 해양생태계에 상당한 영향을 미치고 있는 실정이다.
백화현상이 발생된 해역에서는 수산자원의 고갈은 물론 부영양화도 촉진되어, 이를 인위적으로 회복시키는 노력이 없이는 자연적인 치유가 불가능한 것으로 알려져 있다. 백화현상이 발생된 어장을 복원시키는 방법 중의 하나로 인공어초를 설치하여 해중림을 조성하는 것이다.
이와 같은 인공어초는 자원증식 및 어군의 군집에 의한 어획의 효율성을 제고할 수 있는 효과를 기대할 수 있고, 어장의 근접화로 조업시간을 단축할 수 있는 효과도 기대할 수 있다. 특히, 갯녹음이 발생한 해역에서는 해조류의 이식 및 배양을 통해 연안 수역의 갯녹음을 방지할 수 있는 효과도 기대할 수 있다.
이러한 갯녹음 현상의 확산을 방지하기 위한 방안으로 기존의 인공어초 투하사업이 어류의 서식장 역할에서 점차 바다숲 조성이 가능한 해중림초 개념으로 전환되어 가고 있다. 해조류 증식을 위한 기술개발은 어·패류의 생육뿐만 아니라 해조류 증산 효과까지 겸한 다양한 기능을 가진 어초의 필요성이 더욱 강조되고 있는 실정이다.
인공어초 및 해중림 조성은 구조체를 제작하거나, 블록 혹은 골재 자체를 이용하여 목적으로 하는 곳에 설치하는 것으로 재료로는 콘크리트, 강재 등이 주로 사용되고 있다. 그러나 콘크리트에 함유된 높은 함량의 탄산칼슘 등의 성분은 바닷물에 용해되어 바닷물의 pH를 증가시킬 수 있는데, 이로 인해 어초나 어패류, 어류 등이 서식하기 어려운 환경이 조성되는 문제가 있다.
또한, 철 이온은 해초나 어패류의 어장형성에 도움을 주나 구조체에 구비되는 강재는 구조체의 기계적 강도를 보완할 뿐 외부로 노출되지 않음에 따라서 강재에 함유된 철 성분이 해초나 어패류의 어장형성에 도움이 되지 못하는 문제가 있다.
최근에는 이러한 취지로 인공어초에 제강슬래그를 함유시키는 시도들이 생겨나고 있는데, 제강슬레그 전체 중량 중 철함량은 많지 않으며, 오히려 함께 포함된 산화칼슘이나 산화마그네슘 성분 등이 바닷물에 용해될 때 발열반응을 일으켜 인공어초 주변의 온도를 상승시키거나 주변의 pH를 알칼리로 만들어 해초나 어패류, 어류 등의 서식에 좋지 않은 영향을 미치는 문제가 있다.
이에 바닷속 환경에 장시간 설치된 이후에도 pH 상승이나 온도상승을 일으키지 않으면서도 해초나 어패류, 어류 등의 서식에 유익한 성분의 방출이 많고 구현된 인공어초의 휨강도, 압축강도 등 기계적 강도가 우수한 인공어초용 콘크리트 조성물의 개발이 시급한 실정이다.
등록특허공보 제10-2214011호
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 바닷속 환경에 장시간 설치된 이후에도 pH 상승이나 온도상승을 일으키지 않으면서도 해초나 어패류, 어류 등의 서식에 유익한 성분의 방출이 많고 구현된 인공어초의 휨강도, 인장강도 등 기계적 강도가 우수한 인공어초용 콘크리트 조성물 및 이를 통해 제조된 인공어초를 제공하는데 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 시멘트, 골재, 밀 스케일를 포함하는 착상증진제, 및 물을 포함하는 인공어초용 콘크리트 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 물을 제외한 고형분 전체 중량에 대하여 상기 시멘트 및 골재는 92~ 97중량%, 상기 착상증진제는 2 ~ 6중량%로 포함될 수 있다.
또한, W/C 배합비율이 35 ~ 45%일 수 있다.
또한, 상기 시멘트 및 골재 전체 중량에 대해서 시멘트는 30 ~ 60 중량%로 함유될 수 있다.
또한, 상기 밀 스케일은 평균입경이 150 ~ 300㎛인 분말 상의 밀 스케일을 포함할 수 있다.
또한, 상기 밀 스케일은 길이가 3 ~ 15㎝이고, 직경이 0.5 ~ 2.0㎜인 선재를 더 포함할 수 있다.
또한, 선재인 밀 스케일은 직경이 0.3 ~ 1.0㎝를 갖도록 일방향으로 권회된 코일형태를 가질 수 있다.
또한, 상기 밀 스케일은 분말 상의 밀 스케일과 선재인 밀 스케일을 1: 0.6 ~ 1.0 중량비로 함유할 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 인공어초용 콘크리트 조성물이 소정의 형상으로 타설 후 고화된 인공어초를 제공한다.
본 발명에 의한 인공어초용 콘크리트 조성물은 바닷속 환경에 장시간 설치된 이후에도 pH 상승이나 온도상승을 일으키지 않아 어류, 해초, 어패류가 서식하기에 매우 적합한 환경을 구현할 수 있다. 또한, 밀 스케일을 통해 구현되는 표면의 거칠기는 해초나 어패류, 어류 등의 서식에 유익한 철 성분의 방출을 향상시킬 수 있고, 표면에 어패류나 해초류 등이 단단하게 고정시킬 수 있어서 해초나 어패류의 생착 및 증식에 더욱 상승된 효과를 발휘할 수 있다. 나아가 구현된 인공어초의 휨강도, 인장강도 등 기계적 강도가 우수함에 따라서 장기간 인공어초로써 활용될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 각각 분말 상의 밀 스케일 및 코일형 선재인 밀 스케일 사진이다.
도 2 내지 도 4는 각각 실시예 1, 2 및 비교예1에 따른 공시체에 대한 사진이다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 의한 인공어초용 콘크리트 조성물은 시멘트, 골재, 밀 스케일를 포함하는 착상증진제, 및 물을 포함한다.
상기 시멘트는 통상적으로 인공어초 제조에 사용되는 시멘트인 경우 제한 없이 사용할 수 있으며, 일예로 포틀랜드 시멘트일 수 있다. 또한, 포틀랜드 시멘트에 부가적으로 초조강 시멘트, 실리카흄, 메타카올린 및 고로슬래그 중 어느 하나 이상의 성분을 시멘트 중량에 대해 15중량% 이내 함량으로 혼합하여 사용할 수 있다.
다음으로 상기 골재는 통상적으로 인공어초용 콘크리트에 함유되는 골재는 제한 없이 사용할 수 있으며, 일 예로 직경이 8㎜ 이상, 보다 바람직하게는 8 ~ 15㎜, 더 바람직하게 직경이 10 ~ 12㎜인 굵은 골재와 직경이 3㎜ 이하, 보다 바람직하게는 0.8 ~ 1.5㎜인 잔골재를 혼합하여 사용할 수 있으며, 이를 통해 구현되는 인공어초 표면을 보다 거칠게 만들기 유리할 수 있다. 또한 굵은 골재와 잔골재는 일예로 1: 0.8 ~ 1.2 중량비로 혼합될 수 있으며, 이를 통해 본 발명의 목적을 달성하기에 유리할 수 있다. 한편, 상기 잔골재는 바람직하게는 규사모래를 포함할 수 있고, 상기 규사모래는 할로이사이트(Al2O3ㆍSiO2ㆍ4H2O)일 수 있다. 할로이사이트를 사용하는 경우 카올리나이트(Al2O3·2SiO2·2H2O)를 사용하는 경우에 대비해 인공어초 표면이 거칠어지고, 표면에 분포하게 되는 밀 스케일의 함량이 높아져 해초, 어패류의 착상이 증가하고 어류 등의 서식에 보다 유리한 환경이 조성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 물을 제외한 고형분 전체 중량에 대하여 상기 시멘트 및 골재는 92 ~ 97중량%로 함유될 수 있다. 또한, 시멘트 및 골재 전체 중량에 대해서 시멘트는 30 ~ 60중량%로 포함될 수 있다. 만일 30중량% 미만으로 함유될 경우 구현되는 인공어초의 기계적 강도가 저하될 우려가 있고, 60중량%를 초과할 경우 용출되는 탄산칸슘으로 인해 인공어초 주위 pH를 높여서 어독성이 증가하고, 기계적 강도가 저하될 우려가 있다.
다음으로 밀 스케일을 함유하는 착상증진제에 대해서 설명한다.
착상증진제는 인공어초 표면에 분포해 거칠 표면을 구현하고, 어패류나 해초류의 부착을 증대시키는 물질로써, 본 발명은 밀 스케일을 함유한다. 상기 밀 스케일은 철강제조공정, 특히 열간압연 또는 냉각작업 중에 강표면에 생기는 산화철(FeO, F2O3, 및/또는 F3O4) 피막을 말한다. 이러한 밀 스케일은 철강공장에서 나오는 주된 폐기물이며 철의 함량이 보통 70% 이상임에 따라서 어류, 어패류, 해초의 증식에 유용한 철분 성분 함유량이 많아 착상증진제로써 매우 적합하다. 한편, 착상증진제로 제강 슬래그를 더 포함할 수 있으나, 제강 슬래그는 철분 성분 함유량이 밀 스케일보다 작고, 산화칼슘 등을 함유해 용출 시 인공어초 주변의 pH 증가 우려가 있으며, 밀 스케일에 대비해 미세 표면 거칠기 형성에 불리함에 따라서 바람직하게는 밀 스케일 단독으로 사용하는 것이 좋다.
상기 밀 스케일은 분말 상의 밀 스케일을 포함할 수 있다. 여기서 분말 상이란 분말의 종횡비가 1.2 이내인 것을 의미한다. 밀 스케일을 함유 시 재령에 따른 압축강도 및/또는 휨강도가 저하될 수 있는데, 분말 상의 밀 스케일을 함유 시 다른 형상, 예를 들어 종횡비가 2.0 이상의 선형인 선재 밀스케일에 대비해 압축강도 저하가 최소화될 수 있다. 이때 상기 분말 상의 밀 스케일은 평균입경이 바람직하게는 150 ~ 300㎛, 더 바람직하게는 150 ~ 200㎛일 수 있고, 이를 통해 기계적 강도 저하를 최소화하면서 인공어초 콘크리트 표면에 미세한 거칠기를 증가시키기 유리하며 이를 통해 해초 및 어패류의 착상을 증대시킬 수 있는 이점이 있다. 여기서 평균입경은 레이저회절식 입도분포측정 장치를 통해 측정한 체적 평균 입자지름을 의미한다. 만일 밀 스케일 분말 상 평균입경이 150㎛ 미만일 경우 인공어초 표면의 미세 거칠기를 증가시키기 어려울 수 있고, 압축강도가 오히려 저하될 수 있으며, 중금속 용출량이 많을 수 있다. 또한, 밀 스케일 분말 간의 2차 응집이 발생하고 이로 인해 밀 스케일 분말의 분산성이 저하될 수 있고, 이로 인해서 수중생물의 생착특성이나 기계적 강도가 위치에 따라 다르게 구현될 수 있다. 만일 밀 스케일 분말 상 입경이 300㎛를 초과하는 분말을 포함할 경우 인공어초 콘크리트 표면의 미세거칠기를 증가시키기 어려울 수 있으며, 철 성분이 용출되는 밀 스케일 전체 비표면적이 작아짐에 따라서 해조류, 어패류, 어류 등의 생장에 미치는 영향이 미미할 수 있다. 또한, 압축강도 및 휨강도의 저하 우려가 있다.
한편, 상기 밀 스케일은 인공어초 콘크리트 표면에 미세한 거칠기를 보다 증가시키고, 인공어초에서 용출되는 중금속의 함량을 저감시키기 위해 길이가 3 ~ 15㎝, 보다 바람직하게는 10 ~ 15㎝이고, 직경이 0.5 ~ 2.0㎜인 선재를 더 포함할 수 있다. 또한, 보다 바람직하게는 상기 선재는 직경이 0.3 ~ 1.0㎝를 갖도록 일방향으로 권회된 코일형태일 수 있으며, 이를 통해 인공어초 표면의 미세거칠기를 더욱 증가시키기 유리하다. 한편, 선재가 코일 형태일 경우 길이는 코일 형태의 선재 장축방향으로 일단에서 타단에서의 길이를 선재의 길이로 보며, 코일을 푼 후 선재의 길이를 의미하지는 않는다. 달리 말하면, 코일 형태 선재의 길이 역시 3 ~ 15㎝, 보다 바람직하게는 10 ~ 15㎝일 수 있는데, 이 때 길이는 코일상태의 길이를 의미한다.
한편, 상술한 것과 같이 선재의 밀 스케일은 분말 상의 밀스케일에 대비해 압축강도 및 휨강도를 저하시킬 수 있는데, 밀 스케일 함유에 따른 압축강도 및 휨강도 저하를 최소화하면서 인공어초 표면의 미세거칠기를 더욱 증가시키기 위하여 분말 상의 밀 스케일과 선재인 밀 스케일을 1: 0.6 ~ 1.0 중량비, 보다 더 바람직하게는 1; 0.6 ~ 0.8 중량비, 더욱 바람직하게는 1:0.7 ~ 0.8 중량비로 함유할 수 있다. 만일 분말 상의 밀 스케일에 대비해 선재인 밀 스케일의 중량이 0.6 중량비 미만일 경우 인공어초 표면의 미세 거칠기 증가 및 이를 통한 착상 증가에 상승효과를 발휘하기 어려울 수 있고, 중금속의 검출량이 증가할 우려가 있다. 또한, 만일 분말 상의 밀 스케일에 대비해 선재인 밀 스케일의 중량이 1.0 중량비를 초과 시 기계적 강도 저하, 특히 압축강도 저하가 크고, 인공어초 표면의 미세 거칠기 증가가 미미할 수 있다.
상기 착상증진제는 물을 제외한 고형분 전체 중량의 2 ~ 6중량%로 포함될 수 있다. 만일 2중량% 미만의 함량으로 포함 시 해초 및 어패류의 착상 향상효과를 기대하기 어려울 수 있고, 6중량%를 초과 시 압축강도 및 휨강도 등 기계적 강도가 현저히 저하될 우려가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 인공어초용 콘크리트 조성물은 W/C 배합비율이 35 ~ 45%일 수 있고, 보다 바람직하게는 38 ~ 42%일 수 있다. 만일 W/C 배합비율이 35% 미만일 경우 배합이 용이하지 않을 수 있고, 45%를 초과할 경우 기계적 강도 저하, 재령시간 연장 등의 우려가 있다.
또한, 상기 인공어초용 콘크리트 조성물은 증점제, 혼화재 등의 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 증점제는 일 예로 에틸셀룰로스(EC), 하이드로 에틸셀룰로스(HEC), 메틸셀룰로스(MC), 하이드로 폴리메틸셀룰로스(HPMC), 폴리메틸셀룰로스(PMC)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 함유할 수 있으며, 바람직하게는 폴리메틸셀룰로오스를 사용할 수 있다. 상기 증점제는 물을 제외한 고형분 전체 중량을 기준으로 0.01 ~ 1.5중량% 함유될 수 있으며, 만일 0.01 중량% 미만의 양으로 사용하면 증점 효과가 떨어져 부착강도가 약해지는 문제점이 있으며, 1.5중량%를 초과하면 압축 강도 및 휨 강도가 저하될 수 있다. 또한, 상기 혼화제는 일예로 멜라민류일 수 있고, 구체적으로 멜멘트(바스프, 독일제품), MM-2000P(이코넥스, 한국제품) 등을 단독으로 사용되거나 혼합 사용할 수 있다. 상기 혼화제는 물을 제외한 고형분 전체 중량을 기준으로 0.1 ~ 1.5중량% 포함될 수 있으며, 0.1 중량% 미만으로 포함될 경우 고형분들의 분산성이 저하될 수 있고, 1.5중량%를 초과하면 유동성이 증가하여 작업성이 저하될 우려가 있다. 또한, 상기 기타 첨가제는 상술한 증점제 및 혼화제 이외에도 통상적으로 인공어초용 콘크리트 조성물에 함유되는 성분인 경우 제한없이 사용될 수 있으며, 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 의한 인공어초용 콘크리트 조성물은 통상적인 제조방법을 통해 인공어초로 구현될 수 있으며, 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
한편, 제조되는 인공어초의 형상 역시 통상적인 인공어초의 형상을 그대로 채용하거나 목적에 따라서 적절히 변형시켜 제조할 수 있으므로 본 발명은 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
<실시예1>
전체 고형분 기준 포틀랜드 시멘트(1종 보통)인 결합재 및 골재를 97중량%(시멘트 및 골재 전체 중량 기준 시멘트 38중량%, 골재 62중량%), 평균입경이 160㎛인 분말 상의 밀 스케일인 착상증진제를 2중량%, 증점제로 폴리메틸셀룰로스 0.2 중량%, 혼화재로 멜멘트(바스프, 독일제품) 0.8 중량%를 혼합하였다. 이때 상기 골재는 직경이 10 ~ 12㎜인 굵은 골재와 직경이 0.8 ~ 1.5㎜인 잔골재를 1: 1.2 중량비로 혼합했고, 잔골재로 할로이사이트(Al2O3ㆍSiO2ㆍ4H2O)인 규사모래를 사용하여 물/결합재(W/B)비 40%인 하기 표 1과 같은 인공어초용 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<실시예 2>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 착상증진제를 길이가 11 ~ 12㎝, 직경은 1㎜, 권회된 코일의 직경은 0.3~0.4㎝인 코일형 선재인 밀 스케일로 변경해 인공어초용 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<비교예1>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 착상증진제를 포함하지 않고, 시멘트 및 골재를 99중량%로 변경해 인공어초용 콘크리트 조성물을 제조하였다.
<실험예 1>
실시예 1 ~ 2 및 비교예1에 따른 인공어초용 콘크리트 조성물에 대해 하기의 물성을 평가해 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
1. 압축강도 및 휨강도
압축강도를 KS F 2405에 의거하여 공시체(50㎜×50㎜×50㎜)를 제조하고 평가했다. 또한, 휨강도는 KS F 2408에 의거하여 공시체(40㎜×40㎜×160㎜)를 제조하고 평가했다.
이때, 제조된 공시체의 사진을 도 2(실시예1), 도 3(실시예2) 및 도 4(실시예 4)에 나타내었다.
2. 어독성 평가
국립확경과학원 고시 제2020-46(2020 11월 03일) ‘화학물질의 시험방법에 관한규정’ 제3장 제3항 ‘어류금성독성시험’을 준용하여 수행하였고, 물 10L 당 실시예 및 비교에에 따른 공시체(40㎜×40㎜×160㎜)를 2개 투입해 96시간 동안 실시하였다. 이때, 수온은 23 ~ 24℃가 유지되도록 했다.
3. 중금속 함량 평가
파우더 상태의 시료를 이용해 유도결합플라즈마질량분석기(ICP-MS)장비를 이용하여 아르곤플라즈마로 원소를 이온화시키고 질량분석기로 이온을 분리하여 시료 중 원소를 분석 및 가스 크로마토그래프 질량분석계(GC-MS) 장비를 이용하여 PAHs 분석을 진행하였다.
실시예1 실시예2 비교예1
착상증진제 고형분 중 함량 2 2 불사용
분말 평균입경(㎛) 160 -
선재(종류/길이) - 코일형/11~12㎝
물성 압축강도
(MPa)		 3일 32.6 30.4 27.0
7일 47.8 36.4 40.9
28일 46.7 37.5 54.4
휨강도
(MPa)		 3일 7.3 6.8 6.1
7일 7.2 7.9 9.2
28일 10.0 9.4 9.4
어독성 pH 8.06 ~ 9.53 7.97 ~ 10.53 9.82 ~ 11.07
잉어
생존여부		 생존(96h) 생존(96h) 치사(24h)
중금속(mg/kg) 크롬 110 73.1 97
아연 523 90.1 421
구리 32.5 315 34
카드뮴 0.66 18.9 0.66
납 46.6 0.43 46.5
니켈 45.7 21.2 33.1
표 1을 통해 확인할 수 있듯이
압축강도에 있어서는 비교예1에 대비해 실시예1 및 실시예2에서 모두 강도가 저하된 것을 확인할 수 있다. 다만, 휨강도의 경우 실시예 1이 비교예1 보다 전체적으로 우수한 것을 확인할 수 있고, 실시예2의 경우 재령 28일째에는 비교예1과 유사한 수준에 도달한 것을 확인할 수 있다. 이를 통해 실시예1이 실시예2에 대비해서는 기계적 강도 측면에서 우수한 것을 알 수 있다.
또한, 어독성 평가 결과 비교에 1의 경우 pH가 실시예1, 2에 대비해 높게 측정되었고, 이는 시멘트에 함유된 탄산칼슘 등의 성분에 의한 pH 증가로 예상된다. 한편, 높아진 pH 영향으로 잉어는 비교예 1에서는 24시간 내 치사했으나, 실시예1, 2에 따른 시편이 들어있는 수조에서는 실험기간동안 생존했고, 이를 통해 실시예1 및 실시에2에 함유된 밀 스케일이 인공어초 주위의 pH 변화를 최소화하는데 우수한 효과를 보이며, 어류 등의 서식 및 생존에 적합한 것을 알 수 있다.
또한, 중금속 평가 결과 실시예1의 경우 비교예1에 대비해 중금속 수치가 다소 높게 검출되었으나, 실시예2의 경우 실시예1 및 비교예1에 대비해 중금속이 현저히 낮게 검출된 것을 알 수 있다.
<실시예 3 ~ 7>
실시예1과 동일하게 실시하여 제조하되, 하기 표 2와 같이 착상증진제의 종류 및/또는 함량을 변경하여 인공어초용 콘크리트 조성물을 제조하였다.
이때 선재는 코일형과 비코일형 두 가지 종류로 나누어 사용했고, 이때, 선재의 직경은 1㎜, 권회된 코일의 직경은 0.3 ~ 0.4㎝이었다.
<실험예2>
실시예1 ~ 7 및 비교예 1에 따른 인공어초용 콘크리트 조성물을 이용해 하기의 물성을 평가하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
1. 압축강도 및 휨강도
실험예1의 방법에 의거하여 재령 28일 압축강도 및 휨강도를 측정하였다.
2. 수상생물 부착특성 평가
통상적인 인공어초 대비 1/10 크기로 축소한 시험 인공어초를 제조하고, 실해역 적용 시험을 실시하였다. 평가는 해수의 수온이 충분히 하강하여 해조류 부착이 시작되는 11월경 시설하여 약 3개월 간 생착시기를 둔 뒤 인공어초에서 생착 증식한 해조류 및 어패류를 채취한 뒤 습중량을 측정하고 단위면적당 해조류 및/또는 어패류의 습중량으로 계산한 뒤 비교예1의 결과값을 100으로 기준해 나머지 실시예의 습중량 결과값을 상대적인 백분율로 표시하였다.
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7 비교예1
착상증진제 고형분 중 함량 2 2 2 2 2 2 2 불포함
분말
평균입경(㎛)		 160 - 160 160 160 160 160
선재(종류/길이) - 코일형/11~12㎝ 코일형/
11~12㎝		 코일형/
11~12㎝		 코일형/
11~12㎝		 코일형/
11~12㎝		 코일형/
11~12㎝
분말상:선재 혼합 중량비 - - 1:0.75 1:0.60 1:0.95 1:0.4 1:1.2
물성 압축강도(MPa) 46.7 37.5 52.8 50.0 49.2 42.7 40.2 54.4
휨강도(MPa) 10.0 9.4 9.8 9.6 9.6 9.4 9.4 9.4
수상생물부착 특성
평가(%)		 142 164 239 201 208 156 173 100
표 2를 통해 확인할 수 있듯이,
휨강도는 실시예가 비교예1보다 다소 높거나 동등한 수준으로 측정되었으나, 압축강도에 있어서 실시예와 비교예간 격차가 발생했고, 특히, 코일형 선재인 밀 스케일을 함유한 실시예2가 다른 실시예 들에 대비해 비교예1과의 격차가 큰 것을 알 수 있다.
또한, 형상이 상이한 분말 상과 코일형 선재를 혼합사용한 실시예 3 내지 실시예5의 경우 분말 상 밀 스케일만을 사용한 실시예1에 대비해 압축강도가 개선되고, 특히 실시예3의 경우 비교예1에 근접하게 압축강도가 개선된 것을 확인할 수 있다.
한편, 비교예 1에 대비해 실시예 1 및 실시예 2에 따른 인공어초는 수상생물 부착특성 평가 결과 수상생물의 습중량이 크게 증가한 것을 알 수 있는데 이는 밀 스케일로 인해 구현된 인공어초 콘크리트 표면의 미세 거칠기 및 밀 스케일에 함유된 철분성분의 용출에 기인한 것으로 예상된다. 또한, 분말 상 밀 스케일을 이용한 경우에 대비해 코일형 선재인 밀 스케일이 수상생물의 부착특성 향상에는 유리하나, 분말 상과 코일형 선재인 밀 스케일을 바람직한 범위로 혼합한 실시예 3 내지 시릿예 5는 수상생물 부착특성 개선에 상승작용이 있었음을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

Claims (9)

  1. 시멘트, 골재, 밀 스케일을 포함하는 착상증진제, 및 물을 포함하는 인공어초용 콘크리트 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    물을 제외한 고형분 전체 중량에 대하여 상기 시멘트 및 골재는 92~ 97중량%, 상기 착상증진제는 2 ~ 6중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 인공어초용 콘크리트 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    W/C 배합비율이 35 ~ 45% 인 것을 특징으로 하는 인공어초용 콘크리트 조성물.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 시멘트 및 골재 전체 중량에 대해서 시멘트는 30 ~ 60 중량%로 함유되는 것을 특징으로 하는 인공어초용 콘크리트 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 밀 스케일은 평균입경이 150 ~ 300㎛인 분말 상의 밀 스케일을 포함하는 인공어초용 콘크리트 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 밀 스케일은 길이가 3 ~ 15㎝이고, 직경이 0.5 ~ 2.0㎜인 선재를 더 포함하는 인공어초용 콘크리트 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    선재인 밀 스케일은 직경이 0.3 ~ 1.0㎝를 갖도록 일방향으로 권회된 코일형태를 가지는 인공어초용 콘크리트 조성물.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 밀 스케일은 분말 상의 밀 스케일과 선재인 밀 스케일을 1: 0.6 ~ 1.0 중량비로 함유하는 인공어초용 콘크리트 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 항에 따른 인공어초용 콘크리트 조성물이 소정의 형상으로 타설 후 고화된 인공어초.
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