KR830002619B1 - 왕겨를 이용한 입상골재 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

왕겨를 이용한 입상골재 및 그의 제조방법

[발명의 상세한 설명]

본 발명은보온성 및 단열성이 우수한 왕겨를 이용한 입상골재 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

종래에 알려진 인조 골재에 관한 기술로는 구상발포플라스틱 표면에 점착력을 가진 토양을 페이스트 상태로 하여 직접 코팅하거나 또는 점착력을 가진 토양에 이와 유사한 적당량의 무기질 세립 혹은 소량의 시멘트와 경화제를 첨가교반하여서 된 점주액을 코팅하여 구상발포 플라스틱 표면에 접착매개층을 형성하는 방법(공고번호 제76-467호), 시멘트 모르타르와 구상발포 플라스틱을 교반기에 넣어 구상발포 플라스틱의 표면에 요철부를 형성하여 이 요철부에 시멘트액이 피착되게 하는 방법(공고번호 제79-261호), 정선된 연탄재 분쇄물의 소량의 시멘트를 사용하여 가압성형함에 있어서 갯벌흙을 첨가하여 연탄재를 주재로한 건축자재의 제조방법(공고번호 제79-1483호) 등이 있었으며 또한 상기 경량골재를 이용한 또는 건축자재의 제조방법으로는 탄회를 주재로 하고, 여기에 시멘트와 암모니아수, 황산알루미늄, 규불화 소오다, 염화칼슘, 염화마그네슘, 붕산, 규산나트륨을 첨가하여 성형하는 방법(공고번호 제79-1483호), 구상발포 플라스틱에 모래, 시멘트 모르타르, 물 등을 혼합하고 압압성형한 후 이 성형물을 110~200℃의 수증기 압력솥에서 가압가열하여 경량벽돌을 제조하는 방법(공고번호 제79~1810호), 탄회를 주재로 하고 시멘트와 암모니아수, 황산알루미늄, 규불화소오다 등을 첨가하여 성형한 벽돌(공고번호 제79-1483호), 왕겨를 산소존재하 중량이 30~70% 정도되게 하소한 다음, 생성된 왕겨재를 알칼리토류 금속의 수용성 유도체와 혼합하여 괴상으로 형성, 혼합물의 pH를 7이상으로 유지하면서 수종의 촉매와 최소한 0.04%의 알루미늄을 함유하는 알루미늄 화합물의 수용액으로 급습하고 얻어진 혼합물을 일정한 형틀에 넣어 30kg/cm²이상의 압력으로 가압하여 제조하는 왕겨블록(공고번호 제74-404호) 등이 있는바, 그중 왕겨를 이용한 왕겨블록이 주목할만 하다.

그러나 상기의 연탄재나 탄회등을 이용한 골재나 벽돌은 물리적 강도가 빈약하며 단열 및 방수효과가 적어 습도가 높을 때는 흡습하여 스스로 부서져 버리는 결점이 있으며 구상발포 플라스틱을 사용한 경우는 구상물 자체의 내부 속까지 모르타르가 침투되어 경량효과를 감소시키며, 압축 강도가 낮고, 더우기 이들 제품을 싼값으로 제공할 수 없으므로 널리 실용화되지 못하고 있고, 왕겨를 하소하여 왕겨블록을 만드는 방법은왕겨 자체가 용이하게 연소되지 아니하므로 별도로 산소를 일정하게 공급하지 않는한 하소되기 힘들며, 또한 왕겨블럭을 제조하는 데에 있어서의 여러가지의 엄격한 조건, 즉 온도, pH 등을 일정하게 맞추어야 하는 결점이 있다.

본 발명의 목적은 이러한 결점을 제거하고 단열성, 보온성이 우수 한경량의 입상골재를 제공하는데 있다.

본 발명자는 왕겨는 보온 및 단열효과가 우수하며 그 값이 매우 저렴함에도 불구하고 이를 사용하지 않고 있는 점을 감안하여 예의 연구를 거듭하여 본 결과, 왕겨에는 세모와 지방분이 함유되어 시멘트 모르타르에 사용할 수 없으며, 만일 이를 그대로 사용할 시에는 시멘트 제품내에 함유된 왕겨가 부풀어 올라 제품의 품질을 조악하게 만들고 더 나아가 제품을 손상시킨다. 이러한 이유 때문에, 지방분과 세모를 적당히 제거하기 위하여 전술한 왕겨블록의 제조방법(공고번호 제74-404호)에서는 왕겨를 그대로 사용하지 못하고 이를 하소시켜 사용하였으나, 본 발명은 왕겨를 하소시키지 않고, 이를 알칼리 또는 산 수용액에 침지시켜 지방분과 세모의 일부를 제거하여 사용하였다.

그러나, 왕겨의 지방분이나 세모를 완전히 제거할 때에는 왕겨가 지는 특성이 없어져, 단지 짚단과 같게 될 뿐이므로 단열성이나 보온성을 지니기 위하여서는 지방분이나 세모를 약 30~50% 정도만 제거하고 나머지의 섬유질은 그대로 유지되어야 한다.

또한 상기 왕겨에 시멘트 모르타르를 그대로 배합하여도 소망의 제품이 형성되지 않음을 알았다. 목적하는 입상물이 충분한 강도와 보온성을 갖기 위해서는 왕겨의 내부에 시멘트 등이 채워지고 외부에 약간의 도포층이 형성되어야 한다. 즉, 왕겨란 벼에서 알곡을 빼어낸 것으로 내부가 공간상태로 되어 있는데 여기에 모르타르가 충전되었을 때는 하기 사진의 형태로 되어야 한다.

이렇게 충전시키기 위해서는 왕겨에 적당량의 수분이 있어야 충전 및 도포될 수 있으며 충전 도포된 후에 이러한 충전물이 견고히 결착되어있어야 한다.

이때 가장 중요한 것은 왕겨에 적합한 정도의 수분이 함유되어야만 목적하는 입상물을 얻을 수 있다. 따라서 알칼리 또는 산 수용액에 침지된 왕겨를 수세한 후, 이를 완전히 탈수시킨 뒤, 다시 다음 단계인 혼합믹서에 넣고 여기에 물을 왕겨에 대해 40:25부로 하여 사용하면 목적하는 입상물을 얻을 수 있다. 그러나 이러한 조작은 매우 불편할 뿐만 아니라 탈수된 정도에 따라 변하므로, 종종 실패할 경우가 많다. 그래서 이를 개선한 바, 침지 왕겨를 수세한 후 이를 가는 망사등으로 걸러서 물방울이 떨어지는 것이 끝나는 즉시 사용한 결과, 왕겨중에 함유된 수분이 적당하여 목적하는 입상물이 거의 균일하게 제조되었다. 모래, 분말 시멘트, 생석회를 사용하는 외에 종래의 여러가지 화학약품중 수산화칼슘, 규산소다를 사용하게 되었는데 이는 시멘트와 모래와의 혼합물로는 결착 및 입상형성이 이루어지지 않기 때문이다. 특히 사용된 소석고는 왕겨의 내부충전을 매우 용이하게 하며 충전된 입상물을 잘 건조시키나 이를 다량 사용할 시는 수분 흡수율을 22%까지 증가시키고 1%이하를 사용할 때는 점착력이 매우 빈약해진다. 또한 수산화칼슘은 형성된 입상물을 견고하게 하여 다음 공정에 사용하기 용이하게 만들며 규산소다는 접착력을 강력하게 하여준다. 전술한 각 성분과 조건이 일치될 때 본 발명의 목적하는 왕겨를 이용한 입상골재가 제조된다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

왕겨를 산 또는 알칼리 수용액, 바람직하기로는 0.01~1N, 더욱 바람직하기로는 0.5~1N의 산 또는 알칼리 수용액에 약 8~10시간 동안 침지하여 상당부분의 지방분과 세모를 제거한 다음, 물로 세척한 후 가는 망사등의 체로 걸러 물기를 뺀다음 믹서에 넣고, 180~200r.p.m으로 회전시키면서, 미리 시멘트 15~25부, 모래 5~15부, 소석고 1~3부, 수산화칼슘 0.5~1.5부, 규산소다 0.5~1.5부, 필요에 따라 방수제 1~3부의 조성비로 거의 균일하게 혼합된 조성물을 교반중 서서히 가하여 왕겨의 내부에 충분히 충전시킴과 동시에 외피에 엷은 도포층을 형성하여 보리알 크기의 입상물을 만든다.

이들 입상물을 보리알 정도보다 크게하면 원래 목적하는 보온성과 단열성이 저하되므로, 가능한한 보리알보다 지나치게 크지 않도록 한다.

전술한 방식과는 달리, 왕겨를 거의 완전히 탈수 건조한 후 이를 교반믹서에 넣고 왕겨에 대해 40:25부의 비율로 물을 넣어 왕겨의 수분을 맞춘후 전술한 공정에 따라 입상물을 제조하여도 동일한 결과를 얻을 수 있으나 이는 고도의 숙련을 요한다.

본 발명에 따른 왕겨를이용한 입상경량골재의 강도는 입상물을 60kg/cm²의 압력을 가하였을때 파쇄율은 3% 미만이었으며 65kg/cm²의 압력에 있어서는 5% 미만이었다. 이들의 상세한 단열 및 강도시험을 할수 없으므로, 이를 시멘트벽돌을 만들어 강도를 측정했다. 이 측정은 비교실시예에서 상세히 기술한다.

본 발명에 따른 입상골재의 용도는 종래의 경량골재를 사용하는 것과 대동소이하므로 이에 대한 기술은 약한다.

이하 실시예로서 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나 본 발명의 범위는 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

물 20l에 수산화나트륨 25g을 가하여 녹인 용액에 벼의 왕겨 5kg을 담그어 10시간 동안 침지한 다음 이를 건져 2회 수세한 후 가는 망사로 걸러서 완전히 탈수한다. 이를 교반믹서에 물 약 3.12kg과 함께 넣은 후 믹서를 180~190r.p.m으로 회전시킨다. 여기에 시멘트 20부, 모래 10부, 소석고 2부, 방수제 2부, 수산화칼슘 1부, 규산소다 1부의 조성비로 거의 균일하게 혼합된 조성물을 서서히 상기 믹서 내의 왕겨에 충전, 도포될때까지 가한다. 이를 믹서에서 꺼내 적당량의 수분을 가하여 햇빛에 건조시켜 목적하는 왕겨를 함유한 입상골재를 얻었다.

강도 : 500개의 입상물에 60kg/cm²의 압력을 가하여 파쇄된 것은 12개 뿐이었다.

수축현상 : 끓는 물에 상기 입상물을 넣고 30분간 가열하였으나 모두 부서지지 않았으며, 이를 건조한 결과 상기 강도보다 훨씬 높았다.

[실시예 2]

시판용 96%의 황산(약 36N) 1l를 물 40l에 넣은 용액에 왕겨 5kg을 6시간동안 침지한 후 물로 2회 세척하고 가는 망사로 걸러서 물방울이 떨어지지 않을 때까지 걸른다. 이를 회전믹서에 넣고 약 200r.p.m으로 회전시키면서, 시멘트 2부, 모래 13부, 소석고 2부, 수산화칼슘 1부, 규산소다 1부의 혼합조성물을 서서히 가하여 왕겨에 충전, 도포된 후, 이를 꺼내 건조후 수분을 가해 다시 건조시킨다.

이렇게 하여 얻은 입상골재의 강도는 하기와 같다.

강도 : 500개의 입상물에 60kg/cm²의 압력을 가하여 파쇄된 것은 14개 뿐이었다.

[비교 실시예]

본 발명의 왕겨를 이용한 입상골재의 단열시험은 측정하기 매우 곤란하기 때문에 이를 하기와 같이 벽돌로 만들어 시험하였다. 즉, 상기 실시예에서 제조한 왕겨를 이용한 입상골재 80부에 시멘트 18부, 모래 12부, 소석고 2부, 방수제 2부, 수산화칼슘 1부, 규산소다 1부를 가하고, 물 55부를 가하여 혼합 반죽한 다음 성형틀에 넣고 만든 다음 적당량의 수분을 가해주면서 건조시킨다.

이렇게 하여 만든 벽돌의 압축강도 및 연전도율의 시험결과는 다음과 같다.

압축 강도

(KS규격 : 50kg/cm²)

시 험 소 : 국립공업시험원

시 품 명 : 왕겨경량벽돌

시험방법 : KSF 4004-81

B. 열전도율

시 험 소 : 국립공업시험원

시 품 명 : 왕겨경량벽돌

시험방법 : JIS R 2618-79에 준함

본 발명의 단열벽돌은 열전도율이 0.476Kcal/mh℃으로 한국 표준 규격의 1.958Kcal/mh℃에 비해 현저하게 우수함.

중량측정

본 발명의 입상골재를 이용한 벽돌의 평균 중량 : 1.4g

종래의 시멘트 벽돌 : 2.3g

상기 비교실시예의, 국립공업시험원의 시험결과를 살펴보면 본 발명의 왕겨를 이용한 입상골재를 사용할 경우에는 벽돌의 중량이 약 35% 이상 감소되며 열전도율도 종래 벽돌에 비해 약 70% 이상이 감소되어 단열효과를 매우 높인다. 더우기, 왕겨는 값이 싸고 구입하기 쉬웁고, 그의 제조원가가 저렴하며 산업상 큰 잇점이 있다.

Claims (2)

1. 지방분 및 세모를 제거한 왕겨에 시멘트, 모래, 소석고, 수산화칼슘, 규산소다의 혼합물이 충전, 도포된 입상골재.
2. 왕겨를 산 또는 알칼리 수용액에 침지하여 지방분 및 세모를 제거하고, 이를 물로 2~3회 세척하고 탈수한 다음 회전믹서에 넣은 후, 시멘트 15~25부, 모래 5~15부, 소석고 1~3부, 수산화칼슘 0.5~1.5부, 규산소다 0.5~1.5부의 혼합조성물을 서서히 가해 왕겨에 전기한 조성물을 충전, 도포시킴을 특징으로 하는 왕겨를 이용한 입상골재의 제조방법.