WO2011132917A2 - 저강도 및 저밀도의 방수 펄라이트 콘크리트, 이를 이용한 항공기 과주방지 포장재 및 그 제조방법 - Google Patents

저강도 및 저밀도의 방수 펄라이트 콘크리트, 이를 이용한 항공기 과주방지 포장재 및 그 제조방법 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a low-strength and low-density waterproof pearlite concrete, an aircraft overfill prevention packaging material using the same, and a method for manufacturing the same. Specifically, an aircraft installed and installed on a runway safety zone or a landing pad of an airport is moved upwards due to overdraft or departure.
  • the runway at the airport is a very important facility for takeoff and landing of the plane. In general, aircraft landing should be safely stopped on the runway. According to statistics, there are over 10 plane runway accidents a year on average, both domestically and internationally. Aircraft damages and valuable lives are incurred.
  • the present invention was developed to meet the above technical needs, specifically, the present invention is made of a lightweight material to facilitate transport and handling, while having the appropriate strength that can be destroyed when the load of the aircraft is applied
  • An object of the present invention is to propose an aircraft overfill packaging that can exhibit excellent durability and waterproofness, and furthermore, to achieve a method of manufacturing such aircraft overfill packaging and to propose a material useful for manufacturing such packaging. .
  • a pearlite aggregate and water having a particle size of 1.5 to 2.0 mm are prepared in a weight ratio of 1: 1, and a silicon salt dilution is made by adding a silicon salt to the prepared water, and the prepared silicon salt dilution solution and pearlite
  • the perlite aggregate is naturally dried or at least about 24 hours at a temperature of about 100 to 110 degrees Celsius to prepare a perlite aggregate having a particle size of 1.5 to 2.0 mm coated with water;
  • a method of manufacturing an overfill packaging comprising a cm 2 and a porosity of 60 to 70% and a unit weight of 0.25 to 0.50 g / cm 3 , and an aircraft overfill prevention manufactured by such a manufacturing method.
  • a pavement material and low strength and low density waterproof pearlite concrete used in the manufacturing method.
  • the above-mentioned waterproof coated pearlite aggregate is mixed with the blended water to produce concrete, and the aircraft overfill prevention packaging material is manufactured by using the concrete. Since the waterproof coated pearlite aggregate is used as the concrete material, the blended water It is easy to adjust, and the effect of making the quality of the concrete product made uniform is exerted.
  • the overfill pavement material of the present invention manufactured using low strength and low density waterproof pearlite concrete including waterproof coated pearlite aggregate is installed at the end of a runway, and is destroyed by aircraft loads that are landed in advance and escaped by overcoming. It is very useful as an anti-overcharge (or braking) packaging material that allows the vehicle to stop on its own.
  • the concrete constituting the overfill packaging according to the present invention has a small unit weight, and thus is easy to transport, and since the waterproof coated pearlite aggregate is used as the concrete material, it solves the disadvantage of the conventional pearlite aggregate having high absorbency and thus long-term humidity. Exposure to rain, dust, and pollutants does not degrade durability and provides excellent water resistance.
  • the low-strength and low-density waterproof pearlite concrete for producing the overfill packaging according to the present invention comprises a pearlite aggregate having a particle size of 1.5 to 2.0 mm waterproof coated with a silicon salt, cement, and blended water.
  • Perlite aggregates are artificial aggregates made from volcanic rock, and the perlite aggregates themselves are already known.
  • the particle size of the pearlite aggregate is preferably 1.5 to 2.0mm.
  • such a pearlite aggregate is used as a material of concrete to make waterproof packaging by the following method.
  • a silicone salt dilution liquid is prepared by adding silicone salt to the prepared water.
  • the amount of the silicon salt added to the water is preferably contained in a ratio of 100 g of the silicon salt per 1000 g of water to make a silicone salt dilution.
  • the weight ratio of the pearlite aggregate to water exceeds 1 in consideration of the absorption rate of the pearlite aggregate, since the silicon salt dilution may not be sufficiently mixed with the pearlite aggregate, the weight ratio of the pearlite aggregate to water is preferably 1 or less.
  • the silicone salt for example, potassium methyl silicate can be used.
  • the pearlite aggregate After sufficiently mixing the prepared silicone salt dilution solution and the pearlite aggregate by the method of impregnation (for example, after the silicon salt dilution solution is mixed so as to homogeneously wet the surface of the pearlite aggregate), the pearlite aggregate is about 100 degrees Celsius By drying at a temperature of 110 degrees for more than 24 hours, a pearlite aggregate having a water-coated particle size of 1.5 to 2.0 mm can be prepared.
  • the pearlite aggregate has a high absorption rate of about 120% by weight. Since the general pearlite aggregate has a high absorption rate, when the pearlite aggregate is used as the aggregate of concrete, it is very difficult to control the blending water, and as a result, it is difficult to secure the quality homogeneity of the concrete product. However, in the case of the pearlite aggregate waterproof coating by the above-mentioned waterproof coating method newly proposed in the present invention, the absorption rate is extremely low so that the blended water is hardly absorbed.
  • cement and waterproof coated pearlite aggregates of 1.5 to 2.0 mm are contained in a volume ratio of 1: 7 to 1: 8. That is, when the volume of cement is 1, the volume of pearlite aggregate is 7-8. If the content of cement is higher than the volume ratio of 1: 7, the strength of concrete is increased, and it is not suitable as an overfill prevention package because it may not be destroyed when loading the weight of the aircraft, and the content of cement is 1 In case of less than: 8, the concrete strength becomes too small to prevent the overfilling packing material in the desired form or it is made too low to perform the function as a packing material at all.
  • the content of cement and waterproof pearlite aggregates of 1.5 to 2.0 mm in water-resistant coated pearlite concrete according to the present invention is preferably in a volume ratio of 1: 7 to 1: 8.
  • the most preferred volume ratio is 1: 8.
  • the cement and the pearlite aggregate weighed in a volume ratio of 1: 7 to 1: 8 are dry-bneaded, and then the blended water is added and blended again.
  • the blending water / cement ratio that is, the water / cement ratio (w / c ratio) is preferably 50%. That is, the weight of the blended water is blended into 50 with respect to the cement weight of 100. About 5 minutes are suitable for mix
  • the amount of the silicone salt added to the blended water is preferably 6% by s / w, that is, 60 g of the silicon salt per 1000 g of the blended water.
  • the s / w ratio exceeds 6%, the waterproof performance of the pearlite aggregate may be lowered.
  • the s / w ratio is less than 6%, the bonding strength of the cement may be lowered.
  • the s / w ratio in the blended water is preferably 6% by weight.
  • the silicone salt diluent is used as the blended water, and thus, the moisture resistance in the air or the rain (water repellency) of the packaging material in rainy weather is increased, and the absorption rate is suppressed, so that durability by moisture The effect of minimizing the reduction is exerted.
  • pearlite aggregates, cement and blended water having a particle size of 1.5 to 2.0 mm coated with a silicon salt are included, and the cement and pearlite aggregates are contained in a volume ratio of 1: 7 to 1: 8 and by water / cement ratio 50.
  • Formulation water is added to produce a low strength and low density waterproof perlite concrete according to the present invention.
  • Such low strength and low density waterproof pearlite concrete according to the present invention has a low compressive strength of 1.5 ⁇ 4.5kg / cm 2 , the porosity is about 60 ⁇ 70%, the unit weight of 0.25 ⁇ 0.50g / cm 3 Has a range.
  • the low strength waterproof pearlite concrete according to the present invention has very ideal physical properties as a material for preventing overfilling.
  • w / c refers to a water-cement ratio, that is, a weight ratio of the blended water to cement weight 100
  • s / w is a silicon salt-water ratio, that is, a blended water added when mixing the pearlite aggregate and cement.
  • the cement weight and the pearlite weight in Table 1 is a compounding ratio required for the production of concrete 1m 3 .
  • the unit weight of concrete increased as the molding stress increased to 0.5, 0.1, 0.2 and 0.3 kg / cm 2 , but the compressive strength of the cured specimen was measured.
  • the result is that as the molding stress increases, the compressive strength increases so that the compressive strength of the concrete specimen becomes maximum when the pressurized molding stress is 0.2kg / cm 2 and the compressive strength decreases when the molding stress is 0.3kg / cm 2. It was.
  • the compressive strength of the hardened concrete specimen was in the range of about 5 to 7 kg / cm 2
  • the unit weight of the hardened concrete was in the range of about 0.50 to 0.60 g / cm 3 . It was not suitable as an overfill packaging.
  • the compressive strength of the hard concrete specimens was in the range of about 3.5 ⁇ 4.5kg / cm 2
  • the unit weight of the unconsolidated concrete is about 0.43 ⁇ 0.47g / cm 3
  • the range of was suitable as an overfill prevention package.
  • the compressive strength of the hardened concrete specimen was in the range of about 1.5 ⁇ 2.5kg / cm 2
  • the unit weight of the non-solidified concrete ranges from about 0.38 to 0.42g / cm 3 It was suitable as an anti-overfilling packaging material.
  • the compressive strength of the hardened concrete specimen was in the range of too low of about 0.5 ⁇ 1kg / cm 2 , the unit weight of the hardened concrete exhibits a range of about 0.33 ⁇ 0.37g / cm 3 It was not appropriate as an overfilling packaging material, and in the case of the compounding ratio 5 corresponding to the comparative example, the specimen could not be manufactured because the shape of the square specimen could not be maintained when the mold was demolded. This is due to the fact that the shape of the concrete product could not be maintained because of too small cement content.
  • the overfill pavement material of the present invention manufactured using the low strength waterproof pearlite concrete including the waterproof coated pearlite aggregate is installed at the end of the runway, and the aircraft stops itself while being destroyed by the aircraft load pre-landing and overcoming. It is used as a package for preventing aircraft overcharging (or braking).
  • the concrete forming the over-preservation pavement according to the present invention has a low strength of about 1.5 ⁇ 4.5kg / cm 2 as above, because the pavement material is surely broken by the load of the aircraft off the runway to be pinched in the dents.
  • the aircraft can be prevented from overcharging, and the unit weight of the concrete has a range of about 0.25 to 0.50g / cm 3 has the advantage that it is easy to transport.
  • the low-strength and low-density waterproof pearlite concrete according to the present invention exhibits excellent waterproofing properties even when exposed to humidity, rain, dust, and pollutants for a long time.
  • aircraft overfill prevention In the present specification, the use of low strength and low density waterproof perlite concrete and pavement according to the present invention has been described as an example of "aircraft overfill prevention", but the object of overfill prevention is not necessarily limited to an aircraft and prevents overcharge of other vehicles. May be used for Therefore, the term "aircraft” in the present specification should be interpreted to include all objects that need to be avoided overcharge, such as a vehicle.

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Abstract

본 발명은 공항의 활주로 안전구역이나 착륙대 등에 설치되어 착륙한 항공기가 과주나 이탈로 인하여 상부로 주행하게 되면 스스로 파쇄됨으로써, 항공기가 활주로를 벗어나지 않도록 하는 항공기의 과주방지 포장재와 그 제조방법, 그리고 과주방지 포장재에 적합하도록 방수 코팅된 펄라이트 골재를 포함하여 제조되는 저강도 방수 펄라이트 콘크리트에 관한 것이다.

Description

저강도 및 저밀도의 방수 펄라이트 콘크리트, 이를 이용한 항공기 과주방지 포장재 및 그 제조방법
본 발명은 저강도 및 저밀도의 방수 펄라이트 콘크리트, 이를 이용한 항공기 과주방지 포장재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 공항의 활주로 안전구역이나 착륙대 등에 설치되어 착륙한 항공기가 과주나 이탈로 인하여 상부로 주행하게 되면 스스로 파쇄됨으로써, 항공기가 활주로를 벗어나지 않도록 하는 항공기의 과주방지 포장재와 그 제조방법, 그리고 과주방지 포장재에 적합하도록 방수 코팅된 펄라이트 골재를 포함하여 제조되는 저강도 및 저밀도의 방수 펄라이트 콘크리트에 관한 것이다.
공항의 활주로는 비행기의 이착륙을 위하여 매우 중요한 시설이다. 일반적으로 착륙하는 항공기는 활주로 내에서 안전하게 정지하여야 하는데, 통계에 의하면, 국내·외에 연평균 10건 이상의 비행기 활주로 과주사고 즉, 항공기가 정해진 비행기 활주로보다 더 많이 주행하는 사고가 발생하고 있으며, 그로 인하여 고가의 항공기 손상 및 귀중한 인명피해가 발생하고 있다.
특히, 대부분 활주로는 현행의 활주로 종단안전구역(R.E.S.A)기준을 설정하기 이전에 건설되어 시설기준에 미흡한 실정이다. 최근에는 활주로 건설시 과주사고에 대비하여 300m(1,000피트)의 표준 활주로 안전구역 설정이 권고되고 있으나, 자연장애물, 환경 훼손, 추가적인 부지 확보 등의 여러 가지 해결해야할 문제가 발생하기 때문에, 활주로에 더하여 위와 같은 긴 길이의 표준 활주로 안전구역을 확장하여 설치하기 어려운 경우가 대부분이다.
따라서 추가적인 긴 길이의 활주로 안전구역의 확장보다는 과주하는 항공기를 급제동시키면서도 안전하게 정지시키기 위한 과주방지 포장재의 개발 필요성이 증대하고 있다.
본 발명은 위와 같은 기술적인 필요성을 충족시키기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 본 발명은 항공기의 하중이 가해지게 되면 파괴될 수 있는 적정한 강도를 가지면서도 운반 및 취급이 용이하도록 경량의 재료로 이루어지며 우수한 내구성과 방수성을 발휘할 수 있는 항공기 과주방지 포장재를 제안하는 것을 목적으로 하며, 더 나아가 이러한 항공기 과주방지 포장재를 제조하는 방법과, 이러한 포장재를 제조하는데 유용한 재료를 제안하는 것을 달성하고자 하는 목적으로 한다.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 입도 1.5 내지 2.0mm의 펄라이트 골재와 물을 중량비 1:1로 준비하여, 준비된 물에 실리콘 염을 첨가하여 실리콘 염 희석액을 만들고, 준비된 실리콘 염 희석액과 펄라이트 골재를 혼합한 후, 펄라이트 골재를 자연 건조시키거나 또는 약 섭씨 100 내지 110도의 온도에서 24시간 이상 건조시켜 방수 코팅된 입도 1.5 내지 2.0mm의 펄라이트 골재를 제조하고; 시멘트와 상기 펄라이트 골재를 체적비 1:7 내지 1:8로 섞어 건비빔하고; 상기 건비빔된 시멘트와 상기 펄라이트 골재의 혼합물에 물/시멘트 비(w/c비) 50%로 배합수를 투입하여 다시 배합하며; 굳지 않은 상태의 저강도 방수 펄라이트 콘크리트를 형틀에 넣고 0.2kg/cm2의 응력으로 약 1분간 가압 성형한 후, 24시간 경과된 다음 형틀을 제거한 상태에서 기중양생함으로써, 압축강도 1.5~4.5kg/cm2와 60~70%의 공극률과 0.25~0.50g/cm3의 단위중량을 가지는 과주방지 포장재를 제조하는 것을 특징으로 하는 과주방지 포장재의 제조방법과, 이러한 제조방법에 의해 제조된 항공기 과주방지 포장재와, 상기 제조방법에서 사용된 저강도 및 저밀도의 방수 펄라이트 콘크리트가 제공된다.
본 발명에 의하면, 상기한 방수 코팅된 펄라이트 골재를 배합수와 혼합하여 콘크리트를 제조하고, 이러한 콘크리트를 이용하여 항공기 과주방지 포장재가 제조되는데, 방수 코팅된 펄라이트 골재를 콘크리트 재료로 이용하므로, 배합수의 조절이 용이하고, 만들어진 콘크리트 제품의 품질이 균일해지는 효과가 발휘된다. 특히, 방수 코팅된 펄라이트 골재를 포함하는 저강도 및 저밀도의 방수 펄라이트 콘크리트를 이용하여 제조되는 본 발명의 과주방지 포장재는 활주로 말단에서 설치되어, 사전 착지 및 과주하여 이탈하는 항공기 하중에 의하여 파괴되면서 항공기가 스스로 정지하도록 하는 항공기 과주방지(또는 급제동)용 포장재로서 매우 유용하게 사용된다.
또한 본 발명에 따른 과주방지 포장재를 이루는 콘크리트는 적은 단위중량을 가지고 있으므로 운반이 용이하며, 방수 코팅된 펄라이트 골재를 콘크리트 재료로 이용하므로, 흡수성이 큰 종래의 펄라이트 골재의 단점을 해소하게 되어 장기간 습도, 비, 먼지 및 오염물질에 노출되어도 내구성이 저하되지 않으며 우수한 방수성을 발휘하게 된다.
본 발명의 특징 및 이점들은 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하여 본 발명을 설명한다. 그러나 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 변형하여 실시할 수 있다.
본 발명에 따른 과주방지 포장재를 제작하기 위한 저강도 및 저밀도의 방수 펄라이트 콘크리트는, 실리콘 염에 의해 방수 코팅된 입도 1.5 내지 2.0mm의 펄라이트 골재와, 시멘트와, 배합수를 포함하여 구성된다.
펄라이트(perlite) 골재는 화산으로 인한 암석으로부터 만들어진 인공골재로서, 펄라이트 골재 자체는 이미 공지된 것이다.
상기 펄라이트 골재를 과주방지 포장재용 콘크리트에 사용함에 있어서, 펄라이트의 입도(입경)가 1.5mm 미만일 경우, 콘크리트의 공극량이 과도하게 감소하기 때문에 배수성 등을 좌우하는 충분한 공극량 확보가 어렵게 되며, 반면에 펄라이트의 입도가 2.0mm를 초과할 경우, 표면 처리가 어렵게 된다.
따라서 본 발명에서 펄라이트 골재의 입도는 1.5 내지 2.0mm인 것이 바람직하다. 본 발명에서는 이러한 펄라이트 골재를 다음과 같은 방법에 의하여 방수 코팅하여 과주방지 포장재를 만드는 콘크리트의 재료로 이용한다.
입도 1.5 내지 2.0mm의 펄라이트 골재와 물을 중량비 1:1로 준비한 후, 준비된 물에 실리콘 염을 첨가하여 실리콘 염 희석액을 만든다. 이 때, 물에 첨가되는 실리콘 염의 량은 물 1000g 당 실리콘 염 100g의 비율로 함유하여 실리콘 염 희석액을 만드는 것이 바람직하다.
상기 펄라이트 골재의 흡수율을 고려할 때 물에 대한 펄라이트 골재의 중량비가 1을 초과하게 되면, 실리콘 염 희석액이 펄라이트 골재와 충분히 혼합되지 못할 수 있으므로, 물에 대한 펄라이트 골재의 중량비는 1이하인 것이 바람직하다.
실리콘 염으로는, 예를 들어 포타슘 메틸 실리케이트(Potassium Methyl Silicate)를 이용할 수 있다. 준비된 실리콘 염 희석액과 펄라이트 골재를 함침 등의 방법에 의해 충분히 혼합한 후(예를 들면, 실리콘 염 희석액이 펄라이트 골재의 표면을 균질하게 적시게 되는 정도로 혼합한 후), 펄라이트 골재를 약 섭씨 100 내지 110도의 온도에서 24시간 이상 건조시킴으로써 방수 코팅된 입도 1.5 내지 2.0mm의 펄라이트 골재를 제조할 수 있다.
일반적으로 펄라이트 골재의 경우 약 중량비 120%의 높은 흡수율을 보인다. 이와 같이 일반적인 펄라이트 골재는 높은 흡수율을 가지고 있기 때문에, 펄라이트 골재를 콘크리트의 골재로 사용할 경우, 배합수를 조절하기가 매우 어려우며 그 결과 콘크리트 제품의 품질 균질성 확보가 어렵게 된다. 그러나 본 발명에서 새롭게 제안하는 위와 같은 방수 코팅 방법에 의하여 방수 코팅된 펄라이트 골재의 경우, 흡수율이 극히 낮아 배합수를 거의 흡수하지 않게 된다.
따라서 본 발명에 따른 상기한 방수 코팅된 펄라이트 골재를 배합수와 혼합하여 콘크리트를 제조할 때, 배합수의 조절이 용이하고, 만들어진 콘크리트 제품의 품질이 균일해지는 효과가 발휘된다.
본 발명에 따른 저강도 방수 펄라이트 콘크리트에서, 시멘트와 방수 코팅된 입도 1.5 내지 2.0mm의 펄라이트 골재는 체적비 1:7 내지 1:8로 함유된다. 즉, 시멘트의 체적이 1일 때, 펄라이트 골재의 체적은 7 내지 8이 되는 것이다. 체적비가 1:7일 때보다 시멘트의 함유량이 더 많아지게 되면 콘크리트의 강도가 더 증가하게 되어, 항공기 중량 적재시 파괴되지 않을 수 있기 때문에 과주방지 포장재로서 적절하지 않으며, 시멘트의 함유량이 체적비가 1:8일 때보다 더 적을 경우에는 지나치게 콘크리트 강도가 작아지게 되어 과주방지 포장재를 원하는 형태로 제작할 수 없거나 또는 지나치게 낮은 강도로 만들어져 포장재로서의 기능을 전혀 수행할 수 없게 된다.
따라서 본 발명에 따른 저강도 방수 펄라이트 콘크리트 내에서의 시멘트와 방수 코팅된 입도 1.5 내지 2.0mm의 펄라이트 골재 함유량은 체적비 1:7 내지 1:8인 것이 바람직하다. 가장 바람직한 체적비는 1:8이다.
본 발명에 따른 저강도 방수 펄라이트 콘크리트를 제조하기 위해서는, 체적비 1:7 내지 1:8로 계량된 시멘트와 펄라이트 골재를 건비빔한 후, 배합수를 투입하여 다시 배합한다. 이 때 배합수/시멘트 비 즉, 물/시멘트 비(w/c비)는 50%인 것이 바람직하다. 즉, 시멘트 중량 100에 대해 배합수의 중량이 50으로 배합하는 것이다. 배합수 투입하여 배합하는 시간은 약 5분이 적당하다. 또한 배합수로는 물에 실리콘 염을 첨가하여 희석한 것을 이용하는 것이 바람직하다. 이 때, 배합수에 첨가되는 실리콘 염의 양은 s/w비 6% 즉, 배합수 1000g당 실리콘 염 60g을 첨가하는 것이 바람직하다. s/w비가 6%를 초과하는 경우 펄라이트 골재의 방수성능이 저하될 수 있으며, 반면에 6% 미만이 되는 경우 시멘트의 결합력이 저하될 수 있다.
따라서 배합수에서의 s/w비는 중량비로 6%인 것이 바람직하다. 이와 같이 본 발명에서는 배합수로서 실리콘 염 희석액을 사용하게 되므로, 시멘트 표면의 방수 성능이 향상되며, 따라서 공기 중의 습도나 우천시 포장재의 방수력(발수력)이 증가되고, 흡수율이 억제 되어 수분에 의한 내구성 감소를 최소화시킬 수 있게 되는 효과가 발휘된다.
이와 같이, 실리콘 염에 의해 방수 코팅된 입도 1.5 내지 2.0mm의 펄라이트 골재, 시멘트 및 배합수를 포함하며, 시멘트와 펄라이트 골재는 체적비 1:7 내지 1:8로 함유되고, 물/시멘트비 50에 의해 배합수가 첨가되어 본 발명에 따른 저강도 및 저밀도의 방수 펄라이트 콘크리트가 만들어진다.
이와 같은 본 발명에 따른 저강도 및 저밀도의 방수 펄라이트 콘크리트는 1.5~4.5kg/cm2의 낮은 압축강도를 가지고 있으며, 공극률이 약 60~70%이고, 단위중량은 0.25~0.50g/cm3의 범위를 가진다. 이와 같이 본 발명에 따른 저강도 방수 펄라이트 콘크리트는 과주방지 포장재의 재료로서 매우 이상적인 물성을 가지고 있다.
앞서 설명한 것처럼 시멘트와 펄라이트 골재를 건비빔한 후, 배합수를 투입하여 다시 배합하여 본 발명에 따른 저강도 방수 펄라이트 콘크리트가 제조된 후에는, 굳지 않은 콘크리트를 형틀에 넣고 약 0.2kg/cm2의 응력으로 약 1분간 가압하여 판재 내지 블록 형태로 만들고 이를 약 24시간 경과 후에 형틀을 제거한 후, 기중양생함으로써 본 발명에 따를 과주방지 포장재를 제조한다.
(실험예)
본 발명에 따른 저강도 방수 펄라이트 콘크리트의 물성 확인을 위해 다음과 같은 실험을 수행하였다.
아래의 표 1과 같은 배합비에 따라 본 발명에 따른 실험예와 비교예에 따른 펄라이트 콘크리트를 제작하였다. 이 때, 형틀로는 가로/세로/높이가 모두 15cm인 정사각형 몰드를 이용하였으며, 배합이 완료된 굳지 않은 콘크리트를 정사각형 몰드에 타설한 후 몰드에 담긴 콘크리트를 각각 0.5, 0.1, 0.2 및 0.3 kg/cm2의 응력("성형응력")으로 1분간 가압하여 성형함으로써 실험시편을 제작하였다.
표 1
구분 시멘트:펄라이트 골재의 체적비 시멘트 중량(kg) 펄라이트중량(kg) w/c(%) s/w(%)
배합비1 1:6 250 200 50 6
배합비2 1:7 214 200 50 6
배합비3 1:8 187 200 50 6
배합비4 1:9 166 200 50 6
배합비5 1:10 150 200 50 6
상기 표 1에서 w/c는 물-시멘트 비 즉, 시멘트 중량 100에 대한 배합수의 중량비를 의미하며, s/w는 실리콘 염-물의 비 즉, 펄라이트 골재와 시멘트의 혼합시 첨가되는 배합수로서 이용되는 실리콘 염 희석수를 제조하기 위한 물 중량 100에 대한 실리콘 염의 중량비이다. 또한 상기 표 1에서의 시멘트 중량과 펄라이트 중량은 콘크리트 1m3 제작에 필요한 배합비이다.
위와 같은 조건으로 제작된 정사각형 시편의 물성을 조사한 결과, 성형응력이 0.5, 0.1, 0.2 및 0.3kg/cm2로 증가함에 따라 콘크리트의 단위 중량도 증가하였으나, 양생이 완료된 시편에 대한 압축강도의 측정 결과는, 상기 성형응력이 증가할수록 압축강도도 증가하여 가압된 성형응력이 0.2kg/cm2일 때 콘크리트 시편의 압축강도가 최대로 되었고 성형응력이 0.3kg/cm2일 때는 오히려 압축강도가 감소하였다. 이러한 결과는 결국 굳지 않은 콘크리트에 대한 성형응력이 과도할 경우, 펄라이트 골재의 입자가 파손되기 때문에 야기되는 것으로 분석되었으며, 따라서 앞서 본 발명에서 적용한 것처럼 굳지 않은 콘크리트에 대한 성형응력은 0.2kg/cm2로 하는 것이 바람직함을 확인할 수 있다.
한편, 비교예에 해당하는 상기 배합비1의 경우에는 굳은 콘크리트 시편의 압축강도가 약 5~7kg/cm2의 범위에 있었으며, 굳지 않은 콘크리트의 단위중량은 약 0.50 내지 0.60g/cm3의 범위를 나타내어, 과주방지 포장재로서 적절하지 아니하였다. 반면에 본 발명의 실시예에 해당하는 배합비2의 경우, 굳은 콘크리트 시편의 압축강도가 약 3.5~4.5kg/cm2의 범위에 있었으며, 굳지 않은 콘크리트의 단위중량은 약 0.43 내지 0.47g/cm3의 범위를 나타내어 과주방지 포장재로서 적절하였다. 또한 본 발명의 실시예에 해당하는 배합비3의 경우 굳은 콘크리트 시편의 압축강도가 약 1.5~2.5kg/cm2의 범위에 있었으며, 굳지 않은 콘크리트의 단위중량은 약 0.38 내지 0.42g/cm3의 범위를 나타내어 과주방지 포장재로서 적절하였다. 비교예에 해당하는 상기 배합비4의 경우 굳은 콘크리트 시편의 압축강도가 약 0.5~1kg/cm2의 지나치게 낮은 범위에 있었으며, 굳지 않은 콘크리트의 단위중량은 약 0.33 내지 0.37g/cm3의 범위를 나타내어 과주방지 포장재로서 적절하지 아니하였으며, 비교예에 해당하는 배합비5의 경우에는 몰드 탈형시 정사각형 시편의 형상을 유지하지 못하여 시편의 제작이 불가능하였다. 이는 지나치게 작은 시멘트 함유량 때문에 콘크리트 제품의 형상을 유지할 수 없었기 때문으로 분석된다.
이와 같이 방수 코팅된 펄라이트 골재를 포함하는 저강도 방수 펄라이트 콘크리트를 이용하여 제조되는 본 발명의 과주방지 포장재는 활주로 말단에서 설치되어, 사전 착지 및 과주하여 이탈하는 항공기 하중에 의하여 파괴되면서 항공기가 스스로 정지하도록 하는 항공기 과주방지(또는 급제동)용 포장재로서 사용된다.
특히, 본 발명에 따른 과주방지 포장재를 이루는 콘크리트는 위와 같이 약 1.5~4.5kg/cm2의 낮은 강도를 가지고 있으므로, 활주로를 이탈한 항공기의 하중에 의해 포장재가 확실히 깨져서 바퀴가 패인 곳에 끼이게 됨으로써 항공기의 과주를 방지할 수 있게 되며, 콘크리트의 단위중량이 약 0.25 내지 0.50g/cm3의 범위를 가지고 있어 운반도 용이하게 되는 장점이 있다.
또한 방수 코팅된 펄라이트 골재를 콘크리트 재료로 이용하므로, 본 발명에 따른 저강도 및 저밀도의 방수 펄라이트 콘크리트는 장기간 습도, 비, 먼지 및 오염물질에 노출되어도 내구성이 저하되지 않으며 우수한 방수성을 발휘하게 된다.
본 명세서에서는 본 발명에 따른 저강도 및 저밀도의 방수 펄라이트 콘크리트와 포장재의 용도로서 "항공기 과주방지"를 예시하여 설명하였으나, 과주방지의 대상이 반드시 항공기에 한정되는 것은 아니며, 기타 차량의 과주방지를 위해서 사용될 수도 있는 것이다. 따라서 본 명세서에서 "항공기"라는 용어는 차량 등과 같이 과주방지가 필요한 대상을 모두 포함하는 의미로 해석되어야 한다.

Claims (4)

  1. 실리콘 염 희석액과의 혼합에 의해 방수 코팅된 입도 1.5 내지 2.0mm의 펄라이트 골재, 시멘트 및 배합수를 포함하며;
    상기 시멘트와 상기 펄라이트 골재는 체적비 1:7 내지 1:8로 함유되고;
    상기 배합수는 물/시멘트 비(w/c비)(중량비) 50%로 함유되어, 압축강도 1.5~4.5kg/cm2와 60 - 70%의 공극률과 0.35~0.50g/cm3의 단위중량을 가지는 것을 특징으로 하는 과주방지 포장재용 저강도 및 저밀도의 방수 펄라이트 콘크리트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 펄라이트 골재는,
    입도 1.5 내지 2.0mm의 펄라이트 골재와 물을 중량비 1:1로 준비하여, 준비된 물에 실리콘 염을 첨가하여 실리콘 염 희석액을 만들고, 준비된 실리콘 염 희석액과 펄라이트 골재를 혼합한 후, 펄라이트 골재를 섭씨 100 내지 110도의 온도에서 24시간 이상 건조시켜 제조된 것임을 특징으로 하는 과주방지 포장재용 저강도 및 저밀도의 방수 펄라이트 콘크리트.
  3. 입도 1.5 내지 2.0mm의 펄라이트 골재와 물을 중량비 1:1로 준비하여, 준비된 물에 실리콘 염을 첨가하여 실리콘 염 희석액을 만들고, 준비된 실리콘 염 희석액과 펄라이트 골재를 혼합한 후, 펄라이트 골재를 섭씨 100 내지 110도의 온도에서 24시간 이상 건조시켜 제조된 방수 코팅된 입도 1.5 내지 2.0mm의 펄라이트 골재, 시멘트 및 배합수를 포함하며, 시멘트와 상기 방수 코팅된 입도 1.5 내지 2.0mm의 펄라이트 골재를 체적비 1:7 내지 1:8로 함유되고, 상기 배합수는 물/시멘트 비(w/c비)(중량비) 50%로 함유되어 만들어진 저강도 방수 펄라이트 콘크리트로 제조되며;
    상기 저강도 방수 펄라이트 콘크리트를, 굳지 않은 상태로 형틀에 넣고 0.2kg/cm2의 응력으로 1분간 가압한 후, 24시간 경과된 다음 형틀을 제거한 상태에서 기중양생하여 제조됨으로써 압축강도 1.5~4.5kg/cm2와 60~70%의 공극률과 0.25~0.50g/cm3의 단위중량을 가지는 것을 특징으로 하는 과주방지 포장재.
  4. 과주방지 포장재의 제조방법으로서,
    입도 1.5 내지 2.0mm의 펄라이트 골재와 물을 중량비 1:1로 준비하여, 준비된 물에 실리콘 염을 첨가하여 실리콘 염 희석액을 만들고, 준비된 실리콘 염 희석액과 펄라이트 골재를 혼합한 후, 펄라이트 골재를 섭씨 100 내지 110도의 온도에서 24시간 이상 건조시켜 방수 코팅된 입도 1.5 내지 2.0mm의 펄라이트 골재를 제조하고;
    시멘트와 상기 펄라이트 골재를 체적비 1:7 내지 1:8로 섞어 건비빔하고;
    상기 건비빔된 시멘트와 상기 펄라이트 골재의 혼합물에 물/시멘트 비(w/c비)(중량비) 50%로 배합수를 투입하여 다시 배합하며;
    굳지 않은 상태의 저강도 방수 펄라이트 콘크리트를 형틀에 넣고 0.2kg/cm2의 응력으로 1분간 가압 성형한 후, 24시간 경과된 다음 형틀을 제거한 상태에서 기중양생함으로써,
    압축강도 1.5~4.5kg/cm2와 60 - 70%의 공극률과 0.25~0.50 g/cm3의 단위중량을 가지는 과주방지 포장재를 제조하는 것을 특징으로 하는 과주방지 포장재의 제조방법.
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