KR930011265B1 - 투수성 유색 세라믹 포장블록 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

투수성 유색 세라믹 포장블록

제1도는 본 발명의 투수성 보장용 세라믹 포장블록의 기본형이다.

제2도는 본 발명의 인터록킹형 블록이고.

제3도는 본 발명의 인터록킹형 블록의 모자익이고.

제4도는 본 발명의 블록의 절단도이고.

제5도는 본 발명의 블록 제조 공정도이다.

본 발명은 보드, 차도 및 토목공사용의 투수성 유색 세라믹 포장 블록에 관한 것이며, 특히 표면층이 미려한 세라믹 입자로 되어있는 투수성 블록에 관한 것이며, 이들 블록의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 투수성하고 외관이 미려한 새로운 형태의 포장용 블록을 제공한다. 본 발명의 블록은 투수성이고, 표면층이 여러가지 색상의 세라믹 입자로 되어 있어서, 호흡하는 포장용 재료인 동시에 표면을 각종의 아름다운 색상으로 미장할 수있다.

본 발명의 블록으로 보도 또는 차도를 포장하면 강우시에 물이 고이거나, 빗물이 튀는 일이 없으며, 한편으로는 물과 공기가 땅에 직접 전달됨으로 지하환경을 개선하며, 표면층의 세라믹의 강도가 적절하여 발에다는 촉감이 양호하며, 미끄러지거나 넘어질 사고가 줄어들고 세라믹이 구성 입체의 응결체이므로 흡음 효과도 있어서 조용한 환경을 만들 수 있다.

또한 8가지의 색상으로 제조할 수 있으므로 본 발명의 블록을 모자이크하면 아름다운 무늬를 용이하게 만들 수가 있다.

현대의 대도시는 주로 보도를 블록으로 포장하는데, 여러가지 형태와 종류가 있으나, 기본적으로 비투수성인 점이다. 따라서 거대 도시의 포장 보도나 포장차도의 지하의 환경은 황폐화되고, 빗물의 배수 등의 문제가 증가되고 있다. 우리나라에서도 도시환경의 미화를 위하여 블록의 표면을 아름답게 하기 위하여 산화철과 시멘트 페이스트를 혼합한 도포재로 블록의 표면을 적색으로 한 것도 있으며, 또한 블록의 표면에 요철을 만드는 것 등이 사용은 되고 있으나, 어느 경우나 비투수성이다.

한편 국외에서는 투수성이고 외관이 아름답고 환경을 개선하는 보도 내지 차도등의 포장 방법으로 현장에서 기존의 투수성 콘트리트 또는 투수성 아스콘위에 별도의 세라믹 입자를 접착제로 접착시켜서 문제를 해결한 바 있으나, 이는 공사의 기간이 길고, 복잡하고 경비가 높다는 점에서 특수한 곳, 즉, 풀장의 보도, 고급 주택의 정원, 중요한 공공 집회장소 등등의 한정된 곳에 시공되어 활용되고 있다. 즉, 이것은 일종의 토목공사이고 특수한 시공방식이지 투수성 블록의 제조는 아닌 것이다.

본 발명의 발명자는 상기한 종래의 블록이 결점을 개량하고, 그리고 종래의 투수성 보도 및 차도의 현지시공의 결점을 보완하기 위해 투수성 블록의 발명에 착수하였다.

본 발명의 목적은 새롭고, 투수성이고 외관이 미려하고, 촉감과 물리적 강도가 높은, 그리고 시공이 용이한 보도 또는 차도용 블록을 제공함에 있다. 본 발명의 다른 목적은 상기한 블록의 새로운 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 블록은 기본 강도를 유지시키는 모체와 표층으로 구성되어 있고, 기본 규격 정사각형과 인터록킹 규격으로 되며, 기본 강도를 유지시키는 모체는 쇄석 골재를 시멘트로 경화시킨 다공성 구조이고, 표층은 세라믹 입자를 유기 접착제로 접착시켜서 되는 2층 복합체의 구조이다.

본 발명의 블록은 시멘트, 골재, 물을 배합하여 모체 배합물을 만드는 배합공정, 1차 계량 및 공급공정, 1차 진동 및 압축공정, 형틀 세척공정, 표층 배합공정, 2차 계량 및 공급공정, 2차 진동 및 압축공정, 증기양생공정, 포장공정으로 구성된다. 본 발명을 이하 상세히 설명한다.

현대 대도시는 도로, 즉 인간의 보도나 자동차의 차도나, 대로나 골목길이나 거의 포장이 되어있고, 이들 포장물이 전부 투수성이 없으므로 지하 생태계를 파괴하고, 외견상으로 자연미가 없는 단순한 도시가 되고 있다.

일부 도보블럭에 채색을 하거나 요철(凹凸)을 설치하여 외관의 향상을 도모하고 있으나, 투수성의 필요성은 여전하다. 차도에 빗물이 고일 수 있고 많은 비가 일시에 오면 보도는 물에 잠긴다.

한편 외국에서는 공원의 산책로나, 고급주택의 정원, 등등에는 투수성 콘크리트 공사를 하여 다공질, 투수성, 콘크리트를 만든후(경화시킨 후에) 이 위에 세라믹 입자를 접착제 등으로 이겨서 상기한 경화된 콘크리트 위에 시공한 후 손으로 일일이 평평하게 만든 후 2 내지 4일간 경화시켜서 투수성 포장을 실시하고 있다. 그러나 이와같은 현지 공사는 첫째는 콘크리트가 경화되어야 하고, 경화된 후에 세라믹 입자를 접착제와 혼합해서 표면층을 만드는 공사가 인건비가 많이 드는 수작업이고, 접착제가 점성이고, 오염이 되기 쉽고, 상당한 숙련공이 아니면 공사가 크고작은 것을 떠나서 작업이 어려운 실정이고, 많은 시간과 경비가 소요되고 있다.

따라서 본 발명의 발명자는 상기한 문제점을 해결하는 방안으로서 투수성이 우수하고, 물리적 강도가 극히 높고, 외관이 미려한 포장용 블록을 발명한 것이다. 특히 본 발명의 포장용 블록은 시공이 용이하다.

본 발명의 포장용 블록은 기본 강도를 유지시키는 모체와 미관과 탄력성(발이 닫는 느낌이 좋은 것)을 제공하는 표층으로 되는 2층 복합체이다. 이하 도면에 의해 설명한다.

제4도에서 표층(1)은 점토 등을 1000 내지 1500℃정도로 소결하여 만든 세라믹 입자(입도 0.5 내지 3mm 정도)를 합성수지 접착제로 배합하여 압착 경화시킨 것으로 표층 두께는 6 내지 8mm로 한 것이다.

본 발명의 세라믹 입자는 특별히 한정하는 것은 아니나 일본국(주) 젠겐회사 제품이 적합하며, 색상도 적, 황, 청, 녹, 갈, 초록, 흑, 백의 8개의 색상으로 얻을 수 있으므로, 색상의 다양화를 기할 수가 있다.

제4도는 표층(1)의 세라믹 입자를 접착시키기 위해 세라믹 입자와 혼합 사용된 합성수지 접착제는 에폭시수지 접착제가 사용되며, 바람직하기는 다음 일반식의 에폭시수지이다.

상기식에서, n은 0.05 내지 0.20이다. 또한 상기한 에폭시수지의 경화제로서는 폴리아미드아민이 사용될 수 있으며, 바람직하기는 변성 폴리아미드수지가 사용된다.

또한, 여타의 경화제, 예로서, MPD, 폴리아민, 디에틸트리아민, 무수다염기산, 폴리올 등도 첨가 사용할 수 있다.

상기 에폭시수지의 사용량은 세라믹 입자에 대해 6 내지 10중량% 사용한다. 수지량이 과다하면 기공도가 낮아져서 투수성이 감소하고, 과소하면 강도의 저하를 가져온다.

상기 에폭시수지에 대한 경화제의 양은 2.5중량부 대 1중량부의 비율로 혼합 사용한다.

제4도의 모체(2)는 골재(Gravel)와 보통의 포틀랜드 시멘트, 물을 혼합하여 경화시킨 것이다. 골재로는 쇄석을 양질의 구형으로 선별하여 안정성과 강도를 높인 것이 바람직하다. 입도는 No. 16(1.2mm 내지 15mm)가 가장 좋다. 시멘트는 보통의 포틀랜드 시멘트가 바람직하나, 조강 시멘트, 혼합 시멘트를 첨가 사용할 수 있다. 시멘트의 사용량은 골재 1kg당 0.15 내지 0.30kg이다.

혼합에 사용하는 물은 염분이 없고, 산성이 아닌 중성인 것이 요망되고 물과 시멘트의 비율(W/C)는 30% 정도가 바람직하다. 모체의 두께는 5 내지 10cm이다.

포장 블럭의 크기는 기본형이 제1도와 같이 30cm×30cm이고, 표층(1)은 9mm두께이고 모체(2)는 8cm이다. 인터록크형은 제2도와 같이 22.5cm×11.5cm인데, 인터록크형은 제3도에 표시한 것과 같이 모자이크가 될 수 있어서 더욱 미려하다. 제3도의 (1),(2),(3),(4),(5),(6)은 각기, 적색, 황색, 갈색, 백색, 녹색, 흑색을 나타낸다.

본 발명의 포장 블록은 제5도에 도시한 공정도와 같이 효율적으로 대량 생산한다. 먼저 모체의 원료인 골재를 배합 믹서에 넣어 교반하면서 시멘트를 넣고, 이어서 물을 넣어서 충분히 배합하여 모체 배합물을 만들어 호퍼에 저장 보관한다.

한편으로는 에폭시수지를 별도의 혼합 믹서에 넣고 경화제와 기타 첨가제를 넣고 교반한 후 다시 세라믹 입자와 혼합하여 호퍼에 저장한다.

세척용액으로 세척한 진동 및 압축장치가 부착된 형틀에 상기한 모체 배합물을 계량 공급하여 제1차 진동 및 압축공정을 실시한 후에 이어서 즉시 표층 배합물을 상기 진동 압축된 모체 위에 붓고, 2차 진동 및 압축공정을 실시하여 성형을 완료한 후, 형틀에서 꺼내어 증기양생을 실시한다. 증기 양생이 끝나면 포장하여 제품으로 한다.

상기한 제조공정중에서, 형틀 세척용액으로 형틀을 주기적으로 세척하는 것이 매우 중요하며 세척이 불완전한 경우에는 접착제의 점성 때문에 제품의 오염은 물론이고 표면이나 측면에 요철이 생기고, 생산 속도가 저하되며, 형틀이 극도로 오염되어 있으면 압축 성형이 불가능하게 된다. 따라서 형틀을 세척 용액으로 세척하는 것은 필수적이다. 세척방법은 블러시, 스프레이, 덕터, 기타방법이 사용될 수 있으며, 자동, 반자동, 수동의 방법으로 세척할 수 있다.

세척용액은 형틀 오염의 종류와 정도에 따라서 임의로 선택할 수 있으나, 순수, 메탄올 수용액, MIBK, 시클로헥산, 경유, 등유, 휘발유, 신나, 크실렌 등이 사용된다.

압축공정에서는 통상 125kg/㎠의 압력으로 실시하나 이에 한정되지는 않고 광범위로 조정될 수 있다.

본 발명의 포장 블록이 접착성 수지를 사용하므로 형틀내에서의 접착이 항상 큰 문제인데, 따라서 본 발명의 압축공정에서는 임의로, 선택적으로 비접착성 합성수지 필름을 예로서 폴리에틸렌 필름 또는 실리콘 수지 시이트 등을 표층(제4도의 1)위에 놓고 압축하여 접착과 오염의 문제를 해결할 수 있다.

또한 상부 형틀을 50 내지 100℃로 가열하여 사용함으로써 수지를 경화시켜 접착 및 오염문제를 해결할 수도 있다.

증기양생 공정은 성형이 완료된 포장용 블록을 양생실에 넣고 스팀으로 60 내지 80℃를 유지하면서 1 내지 10시간 양생시켜서 수지의 경화와 모체의 콘크리트 경화를 겸하여 실시한다.

스팀 양생의 이점은 에폭시수지가 고습한 중에서도 용이하게 경화될 수 있다는데 착안된 것으로, 따라서 단시간 내에 대량 처리가 가능하다. 제5도의 제조 공정에서도 기입하지 않았으나 자연 양생도 가능하다. 자연 양생의 경우는 압축 성형이 완료된 포장 블록을 상온, 상압, 공기중, 음지에서 1 내지 14일을 방치하여 완료된다.

물론, 스팀 양생과 자연 양생을 적절히 겸용할 수 있음은 당연한 것이라 할 수 있다.

상기한 본 발명의 제조공정은 회분식으로 실시할 수도 있으며, 연속식으로 실시할 수도 있으며, 반연속식으로 실시할 수도 있다. 또한 형틀을 복수개를 함께 압축성형 공정에 동시에 사용할 수도 있다.

또한 형틀의 성능을 높이기 위해서 상온 내지 60℃까지의 온도로 가열한 상태로 형틀을 사용할 수 있다. 특히 형틀에 에폭시수지가 묻어서 표층내의 요철을 방지하기 위해서는 형틀을 60 내지 90℃로 가열하여 사용하면 양호하다.

본 발명에 의한 강인하고 투수성 블록의 대량 생산으로 인해 우수한 성질의 도로 포장을 염가로 용이하게 할 수 있게 됐다.

[실시예 1]

입도 No. 16(1.2mm 내지 15mm)의 골재(그라벨) 100kg을 믹서에 넣고 회전시키면서 일반 포틀랜드 시멘트 25kg을 서서히 부어 넣고, 충분히 혼합된 후에 염분이 없는 중성의 물 38kg을 서서히 부어 넣고 계속하여 20분 혼합하여 모체용 배합물을 만든다. 이 모체용 배합물을 호퍼에 저장한다.

한편으로는 믹서에 비스페놀 A의 디글리시딜에테르형의 에폭시수지(중합도 : 약 0.12) 0.57kg을 넣고 서서히 교반하면서 변성 폴리아미드수지(아민가 210∼230) 0.23kg을 서서히 가하면서 교반하여 완전 혼합물을 만든 후에 이것을 적색 세라믹 입자(입도 0.5 내지 3mm정도, 일본국(주) 젠겐 제품) 10kg에 서서히 부어서 교반하면서 혼합한다. 만들어진 표층용 배합물을 호퍼에 보관한다.

전동기 진동장치가 부착되고 형틀 세척 장치가 구비된 압축성형장치내의 형틀(평면적 30cm×30cm)을 청수와 메탄올 수용액으로 세척한 후에 상기한 모체용 배합물을 호퍼에 하부 배출구를 통해 10 내지 15kg을 계량하여 형틀에 자연 중력으로 균등히 넣어 분배하고, 형틀에 약 1초간의 진동을 가하여 배합물을 조밀화하고, 이어서 상부 형틀로 125Kg/㎠의 압력으로 압축한다.

상기 압축된 모체위에 표층 배합물을 호퍼의 하구 배출구를 통해 자연 중력으로 균등히 넣어 약 0.8cm의 두께가 되게한 후 다시 1초간 진동을 가한 후 상부 형틀로 125kg/㎠의 압력으로 압축한다.

압축 성형물을 형틀에서 꺼내서 스팀 양생한다. 스팀 양생 온도는 60℃로서 5시간 하여 경화를 완료한다.

만들어진 제품은 30cm×30cm×60cm이고 압축강도 250kg/㎠이고, 표면이 미려하고, 침투성 9.9초/30ml, 마모도 0.47mm/500회를 얻었다.

[실시예 2]

실시예 1과 같은 방법으로 실시하되, 형틀의 모양을 제2도에 예시한 인터록형(평면적 900㎠)으로 하여서 실시하였다. 외견이 우아하고, 실시예 1과 동등한 물리적 강도를 얻었다.

[실시예 3]

실시예 1과 같은 방법으로 실시하되, 경화제로서 변성 폴리아미드수지(아민가 210∼230) 0.23kg과 함께 MPD(메타페닐렌디아민) 0.05kg을 사용하여 실시하였다. 만들어진 제품은 표면이 미려하고 압축강도가 280kg/㎠로 더욱 향상하였다.

[실시예 4]

실시예 1과 같은 방법으로 실시하되, 형틀을 세척 용액으로 세척하지 않고 계속하여 반복 성형하였다. 만들어진 제품은 에폭시수지 접착제로 불균일한 표면이 되고 표면과 측면에 요철이 생겼다. 또한 모체와 표층이 상호 오염되어 상품가치의 급격한 저하를 가져왔다.

[실시예 5]

실시예 1과 같은 방법으로 실시하되, 표층 배합물의 압축 성형전에 통상의 폴리에틸렌 필름을 설치하고 압축 성형하였다. 성형이 완료된 후 폴리에틸렌 필름을 제거하거나 경화한 후 제거시키면, 제품은 표면이 아주 균일하고 미려한 같은 강도의 제품을 얻었다.

[실시예 6]

실시예 1과 같은 방법으로 하되, 획이 설치된 대형 형틀(60cm×60cm)를 사용하여 4개의 제품을 동시에 제조했다. 실시예 1과 같은 미려하고, 높은 강도의 제품을 만들었다.

Claims (9)

1. 세라믹 입자를 합성수지 접착제로 배합하여 압착, 경화시켜 얻은 표층(1)과; 쇄석 골재, 시멘트 및 물을 혼합, 경화시켜 얻은 모체(2)를 상하로 배열하여 압축, 성형하여 된 2층 복합구성의 투수성 유색 세라믹 포장블록.
2. 제1항에 있어서, 상기 세라믹 입자가 점토류를 소성하여 된 입경 0.5 내지 3mm인 것을 특징으로 하는 포장블록.
3. 제1항에 있어서, 상기 합성수지 접착제가 비스페놀 A의 디글리시딜에테르형의 에폭시수지를 변성 폴리아미드수지로 경화시켜서 된 것임을 특징으로 하는 포장블록.
4. 제1항에 있어서, 상기 표층의 두께가 5 내지 10mm이고 모체가 두께가 5 내지 10cm인 것을 특징으로 하는 포장블록.
5. 가) 시멘트, 골재 및 물을 혼합하여 모체 배합물을 만드는 제1배합공정; 나) 이와는 별도로 세라믹입자, 에폭시 수지, 경화제 및 첨가제를 혼합하여 표층 배합물을 만드는 제2배합공정; 다) 모체 배합물의 계량 및 공급공정; 라) 1차 진동 및 압축공정; 마) 일차 압축 성형된 모체 위에 상기한 제2배합공정에서 준비한 표층 배합물을 계량 공급하는 공정; 바) 가열된 상부 형틀로 또는 비접착성 필름을 가하는 2차 진동 및 압축공정; 및 사) 증기양생 공정을 순차적으로 수행함을 특징으로 하는 포장블록의 제조방법.
6. 제5항에 있어서, 시멘트를 골재 1중량부 기준으로 0.15 내지 0.30중량부 혼합하고, 물을 시멘트 1중량부 기준으로 0.2 내지 0.4중량부 혼합하는 포장용 블록의 제조방법.
7. 제5항에 있어서, 상기 압축공정은 100 내지 150kg/㎠에서 수행되며, 상부 형틀을 60 내지 900℃로 가열하거나 비접착성 필름을 가하고 압축하는 제조방법.
8. 제5항에 있어서, 증기양생 공정은 60 내지 80℃온도범위에서 1 내지 10시간 실시하는 것을 특징으로 하는 포장용 블록의 제조방법.
9. 제5항에 있어서, 상기 각 공정중에 형틀 세척공정이 임의 순서로 수행되는 것을 특징으로 하는 포장용 블록의 제조방법.