KR20240040224A - 친환경 기능성 골재 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 골재의 표면에 패각분말과 해파리 단백질을 분사하여 피막형성 후 이끼를 식생시켜 기능성 골재로 사용할 수 있는 친환경 기능성 골재의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은골재를 세척하는 단계와, 염분을 제거한 다수의 해파리를 가열, 농축, 건조 후 분쇄하여 해파리 분말을 제조하는 단계 및 상기 해파리 분말을 소정의 정제수로 교반한 해파리 수용액을 상기 골재 표면에 분사하여 코팅 골재를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 친환경 기능성 골재 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 골재의 표면에 패각분말과 해파리 단백질을 분사하여 피막을 형성한 후 이끼를 식생시켜 기능성 골재로 사용할 수 있는 친환경 기능성 골재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
해파리는 강장동물 히드로충류와 해파리류의 부유시기와 유즐동물의 총칭으로, 몸은 한천질로 헤엄치는 힘이 약하기 때문에 수면을 떠돌며 생활하고, 해류와 같이 이동하며 대부분은 바다에 살며 예외적으로 담수(淡水)와 기수(汽水)에 사는 경우도 있다.
해파리 개체수의 증가로 인해 해양 생태계와 해양 산업 활동이 큰 영향을 받고 있다. 해파리들이 섭취를 통해 고갈시키는 작은 어류에 의한 생태계적 문제, 해양 터빈을 막아 발생하는 사고, 그리고 해파리의 자포(nematocyst)에 의한 신체적 상해 등의 피해들은 대규모 해파리 제거를 요구하고 있다.
특히, 최근 지구 온난화로 인해 해파리의 개체수가 급격히 늘어나서 해파리로 인한 피해가 급증하고 있기 때문에 해파리로 인한 피해를 줄이기 위해 해파리 구제작업을 펼치기도 한다.
그러나 구제한 해파리를 처리할 마땅한 방법이 없어서 구제한 해파리를 파쇄하여 바다로 다시 투기하거나 땅에 그냥 폐기처분하기도 한다. 해파리를 바다에 다시 투기하면 해파리 몸체에서 폴립이 떨어져 나가서 해파리 증식이 원인이 되며, 해파리를 땅에 그냥 폐기처분하는 경우에는 환경오염이 유발되기도 한다.
한편, 천열골재의 고갈 현상으로 인해 국가, 지방자치단체, 공공기관 등이 발주하는 공공건설공사를 대상으로 골재 및 아스팔트콘크리트 소요량의 40%이상을 순환골재 및 순환골재 재활용품 제품으로 의무적으로 사용하는 제도가 실시되고 있다.
순환골재는 콘크리트구조물의 해체과정에서 발생된 폐기콘크리트를 파쇄하여 나온 산물을 물리적 또는 화학적 처리 과정을 거친골재이다.
그러나 순환골재의 경우 표면에 부착되어 있는 기존 시멘트페이스트 및 타르와 같은 오염물질로 재사용시 콘크리트 결착력이 저하되고, 콘크리트의 비중, 흡수율, 불순물 등의 함유량에 불리한 단점이 있다.
이러한, 순환골재의 표면에 붙은 시멘트페이스트 및 오염물질을 제거해야 하는데 제거 기술의 한계에 부딪히고 있다. 구체적으로 순환골재의 시멘트페이스트를 제거하기 위해 염산으로 세척할 경우 생산시간이 장기화되고 경제성이 결여되며 환경오염에 대한 우려가 발생한다. 또한, 고온으로 가열 후 분쇄 및 세척할 경우 경제성이 결여되는 문제가 있다.
최근 순환골재의 표면에 붙은 시멘트페이스트의 제거 대신 순환골재의 표면을 코팅하는 기술이 수행되고 있다. 예를 들면, 탄화수소계 아크릴수지 등의 방수제를 순환골재의 표면에 코팅하여 사용하는데 이와 같은 경우 환경오염에 대한 우려 및 높은 비용으로 인해 경제성에 결여되는 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-0586066호는 폐콘크리트를 파쇄하여 재생한 재생골재를 재생골재의 제조공정에서 얻은 폐시멘트와 미립분 등에 소량의 시멘트, 플라이애쉬, 석회등과 같은 신재를 혼합하여 이것으로 재생골재의 표면을 코팅하는 기술이 개시되어 있다. 그러나 이와 같은 경우 제조 생산 기간이 장기화되고 비용적 측면에서 불리한 한계가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 골재의 표면에 해파리 단백질을 이용한 박막을 형성하여 콘크리트 재료의 조직을 치밀화시켜 균열저감 효과가 우수하고, 콘크리트의 염분침투 저항성 및 수밀성 증대로 인한 투수성 감소효과가 있는 친환경 기능성 골재 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 의하면 패각 분말을 이용하여 순환골재를 표면처리함으로써 기존의 순환 골재 표면처리 시 사용되는 특수화학제를 대체한 친환경 기능성 골재 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 기능성 골재의 제조 방법은 골재를 세척하는 단계와, 염분을 제거한 다수의 해파리를 가열, 농축, 건조 후 분쇄하여 해파리 분말을 제조하는 단계 및 상기 해파리 분말을 소정의 정제수로 교반한 해파리 수용액을 상기 골재 표면에 분사하여 코팅 골재를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 코팅 골재에 이끼포자 및 이끼 페이스트 중 적어도 하나를 분사하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 해파리 수용액의 분사 이전에, 상기 세척된 골재에 패각 분말을 분사하는 단계를 더 포함하는 할 수 있다.
상기 해파리 분말을 제조하는 단계 대신, 염분을 제거한 다수의 해파리를 가열 및 농축하여 해파리 겔(gel)을 제조하는 단계를 포함하고, 상기 코팅 골재를 제조하는 단계 대신, 상기 해파리 겔을 상기 골재 표면에 분사하여 코팅 골재를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 친환경 기능성 골재는, 사춤용 모래, 조경용 모래, 제설용 모래, 반려동물 배변용 모래, 도로 복구용 순환 골재, 도로포장의 골재경화지연제, 토양에 직접 사용 중 중 어느 하나로 이용될 수 있다.
상기 해파리 분말은, 섬유소, 리그닌, 키틴, 알긴산 및 고분자 단백질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 친환경 기능성 골재는 상기의 제조 방법을 이용하여 제조될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면 골재의 표면에 해파리 단백질을 이용한 박막을 형성하여 콘크리트 재료의 조직을 치밀화시켜 균열저감 효과가 우수하고, 콘크리트의 염분침투 저항성 및 수밀성 증대로 인한 투수성 감소효과가 있는 기능성 골재를 생산할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면 골재의 표면을 해파리 단백질로 코팅하기 때문에 골재의 이동 중 발생하는 비산 먼지를 최소화하여 비산 먼지로 인한 주변 피해를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면 골재의 표면을 해파리 단백질로 코팅하기 때문에 골재의 묻어있는 시멘트페이스트 등이 시멘트와 물과 직접 반응하는 것을 지연시킴으로써 경화지연제 대신 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면 버려지는 해파리를 자원화하여 유용 소재로 발굴 및 사용함으로써 친환경 기능성 골재를 생산할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면 패각 분말을 이용하여 순환골재를 표면처리함으로써 기존의 순환 골재 표면처리 시 사용되는 특수화학제를 대체한 친환경 골재를 생산할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예1에 따른 친환경 기능성 골재를 제조하는 순서를 나태는 도면이고,
도 2는 본 발명의 실시예1에 따른 친환경 기능성 골재의 제조 방법을 예시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예2에 따른 친환경 기능성 골재의 제조 방법을 예시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예3에 따른 친환경 기능성 골재의 제조 방법을 예시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예1에 따른 친환경 기능성 골재의 제조 방법을 예시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예2에 따른 친환경 기능성 골재의 제조 방법을 예시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예3에 따른 친환경 기능성 골재의 제조 방법을 예시한 흐름도이다.
이하 본 발명의 몇 가지 실시예들을 도면을 이용하여 상세히 설명한다. 다만 이것은 본 발명을 어느 특정한 실시예에 대해 한정하려는 것이 아니며 본 발명의 기술적 사상을 포함하는 모든 변형(transformations), 균등물(equivalents) 및 대체물(substitutions)은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서 어느 한 구성이 어떤 서브 구성을 "구비(have)" 또는 "포함(comprise)" 한다고 기재한 경우, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른(other) 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성을 더 포함할 수도 있음을 의미한다.
<실시예1>
실시예1은 골재의 표면에 해파리 단백질을 분사하여 피막형성 후 이끼를 식생시켜 기능성 골재로 사용할 수 있는 기술에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예1에 따른 친환경 기능성 골재를 제조하는 순서를 나태는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예1에 따른 친환경 기능성 골재의 제조 방법을 예시한 흐름도이다.
실시예1의 제조 방법은 골재를 세척하는 단계(S110), 해파리 분말을 제조하는 단계(S120) 및 코팅 골재를 제조하는 단계(S130)를 포함할 수 있다. 그리고 이끼포자 및 이끼 페이스트 중 적어도 하나를 분사하는 단계(S140)를 더 포함할 수 있다.
골재를 세척하는 단계(S110)는 미리 정해진 크기로 선별된 모래, 자갈, 순환 골재 등을 준비하고, 표면에 달라 붙은 오염물질을 세척한다.
골재를 세척하는 단계(S110)는 준비된 골재를 고압수 또는 고압 에어건을 통해 세척할 수 있다. 또한, 골재를 세척하는 단계(S110)는 화학 약품(예를 들면, 염산)이 희석된 수용액에 골재를 침전시켜 외부 오염물을 제거할 수도 있다.
골재를 세척하는 단계(S110) 이전에 골재를 크기 별로 분류하는 단계(미도시)가 더 수행될 수도 있다. 골재를 크기 별로 분류하는 단계는 기능성 골재의 사용 용도에 따라서 골재를 크기별로 선별한다. 골재를 크기 별로 분류하는 기술은 당업자에게 널리 알려진 기술이므로 구체적인 설명을 생략한다.
해파리 분말을 제조하는 단계(S120)는 염분을 제거한 다수의 해파리를 가열, 농축, 건조 후 분쇄하여 해파리 분말을 제조한다.
해파리 분말을 제조하는 단계(S120)는 바다에서 채집한 해파리를 정제수가 담긴 대형 용기에 일정 시간 동안 넣어 염분을 제거한다. 그리고 염분이 제거된 해파리를 가열수단을 통해 가열하여 해파리를 농축시킨다. 해파리 분말을 제조하는 단계(S120)는 해파리를 60℃ 내지 120℃의 온도에서 가열하여 2∼3% 이상의 농도를 갖도록 농축시킬 수 있다. 참고로, 농축된 해파리는 2∼3% 이상의 농도를 가질 때 실온에서 겔(gel) 형태를 유지할 수 있다.
이어서, 해파리 분말을 제조하는 단계(S120)는 농축된 해파리를 자연 상태 혹은 건조기에 넣어 수분율이 5%이하가 되도록 건조시킨 후 분쇄하여 해파리 분말을 제조한다. 참고로, 해파리 분말은 해파리의 대부분을 차지하는 수분이 대부분 제거되어 남은 주 성분이 해파리에 포함된 단백질일 수 있다.
코팅 골재를 제조하는 단계(S130)는 해파리 분말을 소정의 정제수로 교반하여 해파리 수용액을 제조한다. 해파리 수용액의 점도는 어느 하나로 한정하지 않으며 골재의 종류, 골재의 입자 크기에 따라 해파리 수용액의 점도는 달라질 수 있다.
코팅 골재를 제조하는 단계(S130)는 해파리 수용액을 골재의 표면에 분사하여 코팅 골재를 제조한다. 예컨대, 해파리 수용액은 에어로졸 상태로 골재의 표면에 분사할 수도 있다.
코팅 골재를 제조하는 단계(S130)는 골재의 표면에 해파리 수용액이 분사된 후 미리 정해진 시간동안 자연 건조 또는 건조기를 통해 건조시켜 코팅 골재를 제조할 수도 있다.
상기와 같은 제조 방법으로 제조된 코팅 골재는 사춤용 모래, 조경용 모래, 제설용 모래, 반려동물 배변용 모래, 도로 복구용 순환 골재, 도로포장의 골재경화지연제, 토양에 직접 사용 중 어느 하나로 이용될 수 있다.
코팅 골재는 건설 현장에서 콘크리트 재료로 사용될 때 골재와 시멘트와의 접착제 역할을 할 수도 있고, 골재와 시멘트와의 경화속도를 지연시키므로 별도의 경화 지연제의 사용 없이도 콘크리트의 강도를 향상시킬 수 있다. 예컨대, 종래의 콘크리트 배합 시 골재와, 경화지연제와, 시멘트 및 물을 배합하지만, 코팅 골재를 사용하면 화학 성분을 가지는 경화지연제의 사용 없이도 경화 속도를 지연시키는 것이 가능하다.
또한, 코팅 골재는 코팅층을 통해 콘크리트 재료의 조직 치밀화로 균열저감 효과를 기대할 수 있으며, 콘크리트의 염분침투 저항성 및 수밀성 증대로 투수성 감소시키는 효과를 기대할 수도 있다.
또한, 코팅 골재는 사춤용 모래 또는 도로 복구용 순환 골재로 사용될 때 수축, 응축에 의해 갈라짐 현상에 대응하는 충진제 역할을 할 수도 있다. 즉, 코팅 골재는 동결융해저항성 등 전반적 내구성능 개선효과로 유지보수 빈도가 감소할 수 있다.
또한, 코팅 골재는 도로포장의 골재경화지연제 역할을 함으로써 도로포장의 품질을 우수하게 할 수 있다.
또한, 일반적은 순환 골재는 건설 현장까지 이동시 먼지가 비산되는데, 코팅 골재는 이러한 비산 먼지를 최소화하여 비산 먼지로 인한 주변 피해를 감소시킬 수 있다.
또한, 코팅 골재는 표면에 묻어있는 시멘트페이스트 등이 시멘트와 물과 직접 반응하는 것을 지연시키기 때문에 경화를 지연할 수 있다.
또한, 코팅 골재는 토양에 직접 사용할 경우 해파리 단백질로 코팅된 층이 토양에서 생분해되기 때문에 토양의 오염을 방지하는 친환경 소재로 사용될 수 있다.
또한, 코팅 골재의 코팅 주 성분은 단백질이기 때문에 이끼 성장의 비료 역할을 할 수 있으며 이로 인해 코팅 골재의 표면에 이끼를 식생하는 것이 가능하여 조경용 모래로 사용할 수도 있다.
분사하는 단계(S140)는 코팅 골재의 표면에 이끼포자 및 이끼 페이스트 중 적어도 하나를 분사하여 이끼를 식생한다.
코팅 골재에 분사된 이끼포자 또는 이끼 페이스트는 코팅 골재의 표면에 형성된 코팅층 즉, 해파리의 단백질 성분을 비료로 하여 양생될 수 있다.
이끼가 식생된 코팅 골재는 사춤용 모래 또는 조경용 모래로 사용될 수 있다.
이끼가 식생된 코팅 골재가 사춤용 모래 또는 조경용 모래로 사용되면 이끼에 의해 미세먼지 및 도시 매연의 탄소를 감소시켜 공기정화 기능을 할 수 있으며, 또한, 빗물의 투수성이 향상되고 수질 정화기능을 가질 수 있다.
<실시예2>
실시예2는 실시예1에서 해파리 수용액을 골재의 표면에 분사하기 전에 골재의 표면을 정리하는 기술이 더 포함된 기술에 관한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예2에 따른 친환경 기능성 골재의 제조 방법을 예시한 흐름도이다.
실시예2는 골재를 세척하는 단계(S210), 해파리 분말을 제조하는 단계(S220), 세척된 골재에 패각 분말을 분사하는 단계(S230), 코팅 골재를 제조하는 단계(S240) 및 이끼포자 및 이끼 페이스트 중 적어도 하나를 분사하는 단계(S250)를 포함한다.
골재를 세척하는 단계(S210), 해파리 분말을 제조하는 단계(S220), 코팅 골재를 제조하는 단계(S240) 및 이끼포자 및 이끼 페이스트 중 적어도 하나를 분사하는 단계(S250)는 실시예1과 동일하므로 중복된 설명을 생략하고, 세척된 골재에 패각 분말을 분사하는 단계(S230)에 대해서 설명한다.
세척된 골재에 패각 분말을 분사하는 단계(S230)는 세척된 골재에 패각 분말을 분사한다.
세척된 골재에 패각 분말을 분사하는 단계(S230)는 준비된 패각을 세척 및 건조하여 염분과 표면의 유기물 등을 제거한다. 패각의 세척은 일정 압력의 담수를 패각의 표면에 직접 분사하거나 일정시간동안 패각을 물에 담가 패각으로부터 염분이나 이물질이 자연스럽게 빠져나오게 할 수도 있다.
염분과 이물질이 제거된 패각은 건조작업을 통해 수분을 제거할 수 있다. 이때 패각의 건조는 일정온도로 임의 가열하거나 단순 자연건조를 이용할 수 있다.
세척 및 건조된 패각을 1시간 이상 가열한 뒤 분쇄하여 패각 분말을 형성할 수 있다. 그리고 분쇄된 패각 분말을 정제수 또는 공업용 점착제를 이용하여 패각 혼합물을 형성할 수 있다. 참고로, 공업용 점착제 대신 해파리 수용액을 이용하여 패각 혼합물을 생성할 수도 있다. 패각 혼합물에 사용되는 해파리 수용액의 점도는 코팅 골재를 제조하는 단계(S240)에서 사용되는 해파리 수용액의 점도와 다를 수도 있다.
세척된 골재에 패각 분말을 분사하는 단계(S230)는 패각 혼합물을 골재에 분사하여 패각 분말을 골재의 표면에 흡착시킨다. 참고로, 세척된 골재에 패각 분말을 분사하는 단계(S230)는 패각 분말을 직접 제조하지 않고 분쇄된 패각 분말 구매하여 사용할 수도 있다.
세척된 골재에 패각 분말을 분사하는 단계(S230)는 패각 혼합물을 생성하지 않고 점착제가 묻은 골재의 표면에 패각 분말을 직접 분사하여 골재의 표면에 흡착시킬 수도 있다.
이와 같이, 패각 분말이 표면에 흡착된 골재는 골재 간의 공극을 메꿔주고 표면을 긴밀하게 하여 콘크리트 제조시 콘크리트 재료의 조직 치밀화로 균열저감 효과를 기대할 수 있다.
이후, 이끼포자 및 이끼 페이스트 중 적어도 하나를 분사하는 단계(S250)가 수행될 수도 있으며, 이끼포자 및 이끼 페이스트 중 적어도 하나를 분사하는 단계(S250)는 생략될 수도 있다.
<실시예3>
실시예3은 골재의 표면에 해파리 겔을 분사하여 피막형성 후 이끼를 식생시켜 기능성 골재로 사용할 수 있는 기술에 관한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예3에 따른 친환경 기능성 골재의 제조 방법을 예시한 흐름도이다.
실시예3의 방법은 골재를 세척하는 단계(S310), 해파리 겔을 제조하는 단계(S320), 세척된 골재에 패각 분말을 분사하는 단계(S330), 코팅 골재를 제조하는 단계(S340)를 포함할 수 있다. 그리고 실시예3의 방법은 이끼포자 및 이끼 페이스트 중 적어도 하나를 분사하는 단계(S350)를 더 포함할 수 있다.
골재를 세척하는 단계(S310)는 미리 정해진 크기로 선별된 모래, 자갈, 순환 골재 등을 준비하고, 표면에 달라붙은 오염물질을 세척한다.
골재를 세척하는 단계(S310)는 준비된 골재를 고압수 또는 고압 에어건을 통해 세척할 수 있다. 또한, 골재를 세척하는 단계(S310)는 화학 약품(예를 들면, 염산)이 희석된 수용액에 골재를 침전시켜 외부 오염물을 제거할 수도 있다.
골재를 세척하는 단계(S310) 이전에 골재를 그래뉼 크기 별로 분류하는 단계(미도시)가 더 수행될 수도 있다. 골재를 그래뉼 크기 별로 분류하는 단계는 기능성 골재의 사용 용도에 따라서 골재를 크기별로 선별한다. 골재를 그래뉼 크기 별로 분류하는 기술은 당업자에게 널리 알려진 기술이므로 구체적인 설명을 생략한다.
해파리 겔을 제조하는 단계(S320)는 염분을 제거한 다수의 해파리를 가열 및 농축하여 해파리 겔(gel)을 제조한다. 해파리 겔의 점도는 어느 하나로 한정하지 않는다.
해파리 겔을 제조하는 단계(S320)는 바다에서 채집한 해파리를 정제수가 담긴 대형 용기에 일정 시간 넣어 염분을 제거한다. 그리고 염분이 제거된 해파리를 가열수단을 통해 가열하여 해파리를 농축시킨다. 해파리를 60℃ 내지 120℃의 온도에서 가열하여 2∼3% 이상의 농도를 갖도록 농축시킬 수 있다. 참고로, 농축된 해파리는 2∼3% 이상의 농도를 가질 때 실온에서 겔(gel) 형태를 유지할 수 있다.
세척된 골재에 패각 분말을 분사하는 단계(S330)는 세척된 골재에 패각 분말을 분사한다.
세척된 골재에 패각 분말을 분사하는 단계(S330)는 준비된 패각을 세척 및 건조하여 염분과 표면의 유기물 등을 제거한다. 패각의 세척은 일정압력의 담수를 패각표면에 직접 분사하거나 일정시간동안 패각을 물에 담가 패각으로부터 염분이나 이물질이 자연스럽게 빠져나오게 할 수도 있다.
염분과 이물질이 제거된 패각은 건조작업을 통해 수분을 제거할 수 있다. 이때 패각의 건조는 일정온도로 임의 가열하거나 자연건조를 이용할 수 있다.
세척 및 건조된 패각을 1시간 이상 가열한 뒤 분쇄하여 패각 분말을 형성할 수 있다. 그리고 분쇄된 패각 분말을 정제수 또는 공업용 점착제를 이용하여 패각 혼합물을 형성할 수 있다. 참고로, 공업용 점착제 대신 해파리 수용액을 이용하여 패각 혼합물을 생성할 수도 있다. 패각 혼합물에 사용되는 해파리 수용액의 점도는 코팅 골재를 제조하는 단계(S340)에서 사용되는 해파리 수용액의 점도와 다를 수도 있다.
세척된 골재에 패각 분말을 분사하는 단계(S330)는 패각 혼합물을 골재에 분사하여 패각분말을 골재의 표면에 흡착시킨다.
세척된 골재에 패각 분말을 분사하는 단계(S330)는 패각 분말을 직접 제조하지 않고 분쇄된 패각 분말을 구매하여 사용할 수도 있다.
세척된 골재에 패각 분말을 분사하는 단계(S330)는 패각 혼합물을 생성하지 않고 점착제가 묻은 골재의 표면에 패각 분말을 직접 분사하여 골재의 표면에 흡착시킬 수도 있다.
이와 같이, 패각 분말이 표면에 흡착된 골재는 골재 간의 공극을 메꿔주고 표면을 긴밀하게 하여 콘크리트 제조시 콘크리트 재료의 조직 치밀화로 균열저감 효과 및 강도를 높일 수 있다.
참고로, 실시예3에서 세척된 골재에 패각 분말을 분사하는 단계(S330)는 수행되지 않아도 무방하다.
코팅 골재를 제조하는 단계(S340)는 해파리 겔을 상기 골재 표면에 분사하여 코팅 골재를 제조한다. 예컨대, 해파리 겔은 에어로졸 상태로 골재의 표면에 분사될 수도 있다.
일 예로, 코팅 골재를 제조하는 단계(S340)는 해파리 겔과 골재를 교반기로 교반하여 골재의 표면에 해파리 겔을 코팅시킬 수도 있다.
코팅 골재를 제조하는 단계(S340)는 골재의 표면에 해파리 겔이 분사된 후 미리 정해진 시간동안 자연 건조 또는 건조기를 통해 건조시킬 수도 있다.
이와 같이 형성된 코팅 골재는 사춤용 모래, 조경용 모래, 제설용 모래, 반려동물 배변용 모래, 도로 복구용 순환 골재 중 어느 하나로 이용될 수 있다.
코팅 골재는 건설 현장에서 콘크리트 재료로 사용될 때 골재와 시멘트와의 접착제 역할을 할 수도 있고, 골재와 시멘트와의 경화속도를 지연시키므로 별도의 경화 지연제의 사용 없이도 콘크리트의 강도를 향상시킬 수 있다. 예컨대, 종래의 콘크리트 배합 시 골재와, 경화지연제와, 시멘트 및 물을 배합하지만, 코팅 골재를 사용하면 경화지연제의 사용 없이도 경화 속도를 지연시키는 것이 가능하다.
코팅 골재는 코팅층을 통해 콘크리트 재료의 조직 치밀화로 균열저감 효과를 기대할 수 있으며, 콘크리트의 염분침투 저항성 및 수밀성 증대로 투수성 감소시키는 효과를 기대할 수도 있다.
또한, 코팅 골재는 사춤용 모래 또는 도로 복구용 순환 골재로 사용될 때 수축, 응축에 의해 갈라짐 현상에 대응하는 충진제 역할을 할 수도 있다. 즉, 코팅 골재는 동결융해저항성 등 전반적 내구성능 개선효과로 유지보수 빈도가 감소할 수 있다.
또한, 코팅 골재는 도로포장의 골재경화지연제 역할을 함으로써 도로포장의 품질을 우수하게 할 수 있다.
또한, 일반적은 순환 골재는 건설 현장까지 이동시 먼지가 비산되는데, 코팅 골재는 이러한 비산 먼지를 최소화하여 비산 먼지로 인한 주변 피해를 감소시킬 수 있다.
또한, 코팅 골재는 표면에 묻어 있는 시멘트 페이스트 등이 시멘트와 물과 직접 반응하는 것을 지연시키기 때문에 경화를 지연할 수 있다.
또한, 코팅 골재는 토양에 직접 사용할 경우 해파리 단백질로 코팅된 층이 토양에서 생분해되기 때문에 친환경 소재로 사용될 수 있다.
또한, 코팅 골재의 코팅 주 성분은 단백질이기 때문에 이끼 성장의 비료 역할을 할 수 있으며 이로 인해 코팅 골재의 표면에 이끼를 식생하는 것이 가능하여 조경용 모래로 사용할 수도 있다.
분사하는 단계(S350)는 코팅 골재의 표면에 이끼포자 및 이끼 페이스트 중 적어도 하나를 분사하여 이끼를 식생한다.
코팅 골재에 분사된 이끼포자 또는 이끼 페이스트는 코팅 골재의 표면에 형성된 코팅층 즉, 해파리의 단백질 성분을 비료로 사용하여 양생될 수 있다.
이끼가 식생된 코팅 골재는 사춤용 모래 또는 조경용 모래로 사용될 수 있다.
이끼가 식생된 코팅 골재가 사춤용 모래 또는 조경용 모래로 사용되면 이끼에 의해 미세먼지 및 도시 매연의 탄소를 감소시켜 공기정화 기능을 할 수 있으며, 또한, 빗물의 투수성이 향상되고 수질 정화기능을 가질 수 있다.
이상에서는 본 발명에 관한 몇 가지 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
S110: 골재를 세척하는 단계
S120: 해파리 분말을 제조하는 단계
S130: 코팅 골재를 제조하는 단계
S140: 이끼포자 및 이끼 페이스트 중 적어도 하나를 분사하는 단계
S120: 해파리 분말을 제조하는 단계
S130: 코팅 골재를 제조하는 단계
S140: 이끼포자 및 이끼 페이스트 중 적어도 하나를 분사하는 단계
Claims (7)
- 골재를 세척하는 단계;
염분을 제거한 다수의 해파리를 가열, 농축, 건조 후 분쇄하여 해파리 분말을 제조하는 단계; 및
상기 해파리 분말을 소정의 정제수로 교반한 해파리 수용액을 상기 골재 표면에 분사하여 코팅 골재를 제조하는 단계
를 포함하는 친환경 기능성 골재의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 코팅 골재에 이끼포자 및 이끼 페이스트 중 적어도 하나를 분사하는 단계를 더 포함하는 친환경 기능성 골재의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 해파리 수용액의 분사 이전에,
상기 세척된 골재에 패각 분말을 분사하는 단계를 더 포함하는 친환경 기능성 골재의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 해파리 분말을 제조하는 단계 대신, 염분을 제거한 다수의 해파리를 가열 및 농축하여 해파리 겔(gel)을 제조하는 단계를 포함하고,
상기 코팅 골재를 제조하는 단계 대신, 상기 해파리 겔을 상기 골재 표면에 분사하여 코팅 골재를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 기능성 골재의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 친환경 기능성 골재는,
사춤용 모래, 조경용 모래, 제설용 모래, 반려동물 배변용 모래, 도로 복구용 순환 골재, 도로포장의 골재경화지연제, 토양에 직접 사용 중 어느 하나로 이용되는 것을 특징으로 하는 친환경 기능성 골재의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 해파리 분말은,
섬유소, 리그닌, 키틴, 알긴산 및 고분자 단백질 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 기능성 골재의 제조 방법. - 제1항 내재 제6항 중 어느 한 항의 제조 방법을 이용하여 제조된 친환경 기능성 골재.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220119009A KR20240040224A (ko) | 2022-09-21 | 2022-09-21 | 친환경 기능성 골재 및 그 제조 방법 |
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|---|---|---|---|
| KR1020220119009A KR20240040224A (ko) | 2022-09-21 | 2022-09-21 | 친환경 기능성 골재 및 그 제조 방법 |
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|---|---|
| KR20240040224A true KR20240040224A (ko) | 2024-03-28 |
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|---|---|---|---|
| KR1020220119009A KR20240040224A (ko) | 2022-09-21 | 2022-09-21 | 친환경 기능성 골재 및 그 제조 방법 |
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| KR (1) | KR20240040224A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100586066B1 (ko) | 2004-06-03 | 2006-06-08 | 민원 | 재생골재와 폐시멘트를 이용한 시멘트코팅 혼합골재와이를 이용한 아스팔트 콘크리트 제조방법 |
-
2022
- 2022-09-21 KR KR1020220119009A patent/KR20240040224A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100586066B1 (ko) | 2004-06-03 | 2006-06-08 | 민원 | 재생골재와 폐시멘트를 이용한 시멘트코팅 혼합골재와이를 이용한 아스팔트 콘크리트 제조방법 |
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E90F | Notification of reason for final refusal |