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KR101258269B1 - 친환경 호안 블럭 제조용 콘크리트 조성물, 이를 이용한 친환경 호안 블록 및 그의 제조 방법 - Google Patents

친환경 호안 블럭 제조용 콘크리트 조성물, 이를 이용한 친환경 호안 블록 및 그의 제조 방법 Download PDF

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KR101258269B1
KR101258269B1 KR20130005691A KR20130005691A KR101258269B1 KR 101258269 B1 KR101258269 B1 KR 101258269B1 KR 20130005691 A KR20130005691 A KR 20130005691A KR 20130005691 A KR20130005691 A KR 20130005691A KR 101258269 B1 KR101258269 B1 KR 101258269B1
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KR
South Korea
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강문구
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(주)오성그린콘크리트
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Abstract

본 발명은 친환경 호안 블럭 제조용 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 친환경 호안 블록 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 슬래그 미분말을 일정 함량으로 포함하는 슬래그 시멘트, 플라이 애쉬 및 석회석 미분말로 이루어진 결합제와 잔골재 및 폴리카본산계 고성능 AE감수제를 포함하는 콘크리트 조성물로 제조되어 하천, 제방, 도로변 등의 경사지를 보호하기 위해 설치되는 호안 블럭의 용도로 사용될 수 있으며, 기존의 유해한 일반 시멘트의 사용을 최소화함으로써 육가크롬, 알카리 성분 등의 유해 물질의 하천 용출을 줄일 수 있는 동시에 산업부산물을 주요 성분으로 배합하여 사용함으로써 자원 재활용성을 높이고 산업폐기물로 인한 2차 환경 오염을 줄일 수 있는 호안 블럭 제조용 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 호안 블록 및 그의 제조 방법을 제공한다.

Description

친환경 호안 블럭 제조용 콘크리트 조성물, 이를 이용한 친환경 호안 블록 및 그의 제조 방법{Concrete composition for preparing eco-friendly embankment block, eco-friendly embankment block and method of preparing the eco-friendly embankment block using the same}
본 발명은 친환경 호안 블럭 제조용 콘크리트 조성물, 이를 이용한 친환경 호안 블록 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하천, 제방, 도로변 등의 경사지를 보호하기 위해 설치되는 호안 블럭의 용도로 사용될 수 있으며, 기존의 유해한 일반 시멘트의 사용을 최소화함으로써 육가크롬, 알카리 성분 등의 유해 물질의 하천 용출을 줄일 수 있는 동시에 산업부산물을 주요 성분으로 배합하여 사용함으로써 자원 재활용성을 높이고 산업폐기물로 인한 2차 환경 오염을 줄일 수 있는 호안 블럭 제조용 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 호안 블록 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
통상 하천이나 해변, 유수지, 도로 법면 등의 유실을 방지하기 위해 인공적으로 콘크리트를 포장하거나 일정한 크기로 된 시멘트 콘크리트 블럭, 일명 호안 블럭을 조적하여 사면을 보호한다.
이러한 호안 블럭은 주로 시멘트 콘크리트가 사용되므로 빗물 등에 의해 시멘트 성분이 녹아 내리거나 화학적 반응에 의해 주변 하천과 토양을 오염시키는 문제점이 있었다.
기존의 호안 블럭용 콘크리트 블럭은 이와 같은 오염 문제를 해결하기보다는 주로 초목이나 수초 등의 생육을 가능하게 하기 위한 식생용 호안 블럭을 제조하는 것에 주안점이 맞추어져서 개발이 되는 실정이었다.
예를 들어 대한민국 등록특허 제0889858호는 기공형성부재가 탄화되어 숯으로 변하고 상기 숯의 외주면을 따라 점토 입자가 결합되며 상기 숯이 있는 위치의 상단에서부터 하단으로 다수의 기공이 형성되어 있는 호안 블럭을 제안하고 있으며, 이에 의해 호안 블럭에 형성된 기공에 종자를 안치하면 종자가 발아하기 전에 비, 홍수 등에 의해 종자가 유실되는 것을 방지하고 기공 내의 숯에 의해 수질이 정화되며, 식물 생육에 영양분을 공급할 수 있어 식물의 활착률을 높여 구조적으로 안정한 사면을 형성할 수 있음을 그 효과로 설명하고 있다.
또한, 대한민국 공개특허 제2009-0009408호는 긴 길이를 가지는 육면체형 호안 블록 본체에 관하여 개시하고 있으며, 구체적으로 상기 블럭 본체는 길이 방향의 중심에 형성되는 중심부와 이의 양측에 형성되는 좌,우측 연결부로 구분되며, 상기 중심부의 상면에는 하향으로 단층진 상태로 오목하게 들어간 단층면이 형성되어 있고 상기 단층면의 양측 각각에는 유실방지턱이 형성되어 있으며, 상기 중심부의 하면에는 상기 유실방지턱에 걸리는 상태로 단층면에 안착되도록 하향으로 돌출되어 상, 하로 적층된 상태로 연결되는 블럭과 블럭이 좌, 우측으로의 유동을 억제하기 위한 유동방지돌출부가 형성되어 있으며, 상기 중심부 양측의 좌, 우측 연결부 각각에는 상, 하로 적층되는 복수의 블럭 본체들을 연결봉으로 연결 조립시킬 수 있도록 상, 하로 관통하는 전, 후방 연결 구멍이 각각 형성되어 있는 호안 블럭을 제안한다. 이 기술은 호안 블럭뿐만 아니라 산간 도로변의 절개지 등을 보호하기 위한 보강토 옹벽을 구축하기 위한 옹벽 블럭으로도 사용될 수 있는 동시에 자연 친환적인 식생 공간을 확보할 수 있는 다목적 환경 블럭으로 사용될 수 있음을 그 특징으로 하고 있다.
또한, 대한민국 공개특허 제2004-0032135호는 황토 몰탈을 이용한 호안 블럭에 관하여 제안하며, 황토를 주성분으로 하는 일체형의 호안 블럭을 이용함으로써 미려하고 친환경적인 자연 경관을 연출하며, 공극부에 채워진 식생 토양 속에 심겨진 씨앗이나 식물이 하부 바닥 지면 속은 물론 블럭 본체에도 자연스럽게 뿌리내려 생장할 수 있고, 황토 몰탈 블럭 본체와 식생 토양 사이로 스며든 빗물 등에 의해 황토가 포함하고 있는 칼륨, 나트륨, 칼슘, 마그네슘 등의 성분이 물속에 이온화된 상태로 식물의 뿌리를 통해 공급되어 식물이 보다 잘 생장할 수 있는 황토를 기반으로 한 호안 블럭을 개시하고 있다.
위와 같이 종래의 기술들은 주로 초목이나 수초 등의 식생을 위한 호안 블럭의 개발에 주안점이 맞추어진 기술들이 대부분이며, 황토 몰탈을 이용한 경우와 같이 일부 친환경 블럭을 제안하는 기술도 있으나 콘크리트 블럭에 비해 압축 강도가 약하여 내구성이 떨어지고 용도가 한정되는 등 한계가 있어 기존 콘크리트 블럭과 유사한 강도를 가지면서 환경 친화적인 호안 블럭에 대한 개발 필요성이 큰 상황이었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 상황을 고려하여 새로이 개발된 것으로서, 일반 시멘트의 사용량을 최소화함으로써 육가크롬, 알칼리 성분과 같은 유해성분의 용출을 최소화하고 압축강도를 기존 일반 시멘트 콘크리트의 압축강도와 유사하게 유지할 수 있어 호안 블럭의 내구성을 강화할 수 있으며, 동시에 산업 부산물을 주 원료로 사용함으로써 자원 재활용성과 산업 부산물에 따른 2차 오염을 방지하여 환경을 보호할 수 있는 친환경 호안 블럭용 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 친환경 호안 블록 및 그의 제조 방법을 제공하고자 한다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은
슬래그 미분말이 40~50중량% 포함되며 비중이 2.9~3.2인 슬래그 시멘트 60~80 중량%, 비중이 2.0~2.4인 플라이 애쉬 5~20 중량%, 및 비중이 2.5~2.7인 석회석 미분말 5~20 중량%로 이루어진 결합제 10~15 중량%;
비중이 2.2~2.7인 잔골재 30~35중량%;
폴리카본산계 AE감수제 0.01~0.5중량% 및
잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 호안 블럭 제조용 콘크리트 조성물을 제공한다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 상기 콘크리트 조성물을 이용하여 제조되는 표층용 및 기층용 호안 블록을 제공한다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은
슬래그 미분말이 40~50중량% 포함되며 비중이 2.9~3.2인 슬래그 시멘트 60~80 중량%, 비중이 2.0~2.4인 플라이 애쉬 5~20 중량%, 및 비중이 2.5~2.7인 석회석 미분말 5~20 중량%를 혼합하여 결합제를 제조하는 단계;
상기 결합제 10~15 중량%와 비중이 2.2~2.7인 잔골재 30~35중량%, 폴리카본산계 AE감수제 0.01~0.5중량% 및 잔량의 물을 혼합하여 콘크리트 조성물을 제조하는 단계;
및 상기 제조된 콘크리트 조성물을 호안 블럭 제조용 금형에 타설하는 단계; 및
상기 타설된 콘크리트 조성물을 경화 및 건조하고 금형을 분리하는 단계
를 포함하는 친환경 호안 블럭의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 친환경 호안 블럭 제조용 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 친환경 호안 블록 및 그 제조 방법의 특징 및 장점을 설명하면 다음과 같다.
1. 우선, 호안 블럭 제조용 콘크리트 조성물에 보통 포틀랜드 시멘트의 사용량을 기존 대비 50% 이하로 줄일 수 있으므로 빗물 등에 의해 육가 크롬이나 알칼리 성분이 용출되어 하천 등을 오염시키는 것을 줄일 수 있다.
2. 또한, 포틀랜드 시멘트의 사용량을 줄임에도 불구하고 압축강도, 슬럼프, 공기량 등은 기존 포틀랜드 시멘트를 사용한 경우와 유사하거나 더 우수하게 유지할 수 있으므로 호안 블럭의 내구성, 내산성, 작업성 등을 양호하게 유지할 수 있다.
3. 또한, 포졸란 재료로서 슬래그 미분말, 플라이 애쉬, 석회석 미분말 등과 같은 산업 부산물을 이용함으로써 제조 비용을 절감할 수 있고, 산업 부산물의 자원 재활용성을 높일 수 있으며, 산업 부산물로 인한 2차 환경 오염을 방지할 수 있는 효과도 있다.
이하에서는 본 발명에 관하여 더욱 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 친환경 호안 블럭 제조용 콘크리트 조성물은
슬래그 미분말이 40~50중량% 포함되며 비중이 2.9~3.2인 슬래그 시멘트 60~80 중량%, 비중이 2.0~2.4인 플라이 애쉬 5~20 중량%, 및 비중이 2.5~2.7인 석회석 미분말 5~20 중량%로 이루어진 결합제 10~15 중량%와; 비중이 2.2~2.7인 잔골재 30~35중량%; 폴리카본산계 AE감수제 0.01~0.5중량%; 및 잔량의 물을 포함하여 구성된다.
본 발명에서 기본 재료로 사용되는 상기 슬래그 시멘트는 슬래그 미분말이 40~50 중량% 들어 있고 나머지 성분은 포틀랜드 시멘트로 구성된다. 상기 포틀랜드 시멘트는 실리카 및 알루미나를 주성분으로 하는 원료를 적당한 비율로 충분히 혼합하여 그 일부가 용융되어 소결된 클링커에 적당량의 석고를 첨가하여 분말화한 것으로서 포틀랜드 시멘트 중에 포함된 규산3석회나 규산2석회 등이 수화하면서 다량의 Ca(OH)2를 생성하므로 육가 크롬 및 알칼리 성분 용출에 따른 하천 오염의 문제가 발생하고, 화학적 침식에 대한 저항성이 약해지는 원인이 된다.
본 발명에서는 이러한 일반 포틀랜드 시멘트의 사용량을 줄이기 위하여 결합제로서 슬래그 시멘트를 사용하되 슬래그 미분말을 40~50 중량%로 포함하는 슬래그 시멘트를 사용하고 기타 포졸란 반응을 일으키는 혼화재를 추가로 포함함으로써 포틀랜드 시멘트에서 생성되는 Ca(OH)2 양을 감소시킬 수 있으므로 각종 염류나 해수작용에 대한 저항성을 강화할 수 있다. 따라서 하천이나 제방용으로 사용되는 친환경 호안 블럭의 제조에 적합하다.
본 발명에서 상기 슬래그 시멘트에 포함되는 슬래그 미분말은 제철 용광로 등에서 채취되는 고로 슬래그의 미분말로서 포졸란재로 기능한다. 본 발명에서 상기 슬래그 미분말은 3,000~10,000cm2/g의 분말도를 갖는 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 4,000~7,000cm2/g의 분말도의 분말도를 갖는 것을 사용하는 것이 좋다. 또한, 본 발명에서 상기 슬래그 미분말은 슬래그 시멘트 중에 40~50 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 상기 슬래그 시멘트의 비중은 2.9~3.2 범위 내인 것이 바람직하다.
이어서, 상기 플라이 애쉬는 화력발전소에서 석탄을 사용하고 남은 석탄재로서 완전히 연소되어 비중이 2.0 ~ 2.4, 바람직하게는 2.1~2.2 범위에 드는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 분말도는 3,500~4,500cm2/g, 강열 감량은 5% 미만인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 플라이 애쉬는 포졸란 반응에 의하여 콘크리트의 장기 강도를 증진시키고 콘크리트 조직의 수밀성, 내구성, 내화학성을 강화시키는 역할을 한다.
본 발명에서 상기 플라이 애쉬는 결합제 중 5~20 중량%의 범위로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 9~15 중량%이다.
본 발명에서 혼화재의 일종으로 사용되는 상기 석회석 미분말은 석회석 산지에서 가공되는 제품으로서, 플라이 애쉬와 마찬가지로 포졸란 반응이 일어나 내구성 향상, 수밀성 향상, 장기 강도 증진에 효과가 있고 유동성이 개선되며, 비중이 낮아 콘크리트 표면 개선에 도움을 준다. 본 발명에서 상기 석회석 미분말은 비중이 2.5~2.7인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 그 함량은 전체 결합제 중 5~20 중량%의 범위, 더욱 바람직하게는 9~15 중량%의 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서 상기 석회석 미분말은 4,000~6,000cm2/g의 분말도를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 일반 포틀랜드 시멘트에 비해 분말도가 높고 골재에 시멘트가 얇은 피막을 입히는 것을 보조하기 때문에 시멘트의 대체제로서 사용이 가능하다.
본 발명에서 사용되는 결합제에는 상기 성분 이외에 추가 성분이 포함될 수 있으며, 예를 들어 킬른 더스트, 제지 애쉬 등이 더 포함될 수 있다.
상기 킬른 더스트는 시멘트 제조 과정에서 부산되는 미립의 집진 분말로서 현재는 시멘트 제조 공정 중에 재투입되어 일정량이 재순환하는 형태로 사용되고 있으나 이러한 킬른 더스트는 시멘트 제조 공정 중 원료의 성분 분리를 발생시키고 재투입 과정에서 불균일 혼합을 일으키는 등 공정 불안이나 제품 품질 변동의 요인이 되기도 한다. 본 발명에서는 이와 같은 킬른 더스트를 혼화재의 일종으로서 호안 블럭의 제조 과정 중에 사용할 수 있다. 이러한 킬른 더스트는 본 발명에 사용될 경우 포졸란 효과와 더불어 자극적 성분에 의한 상승 작용으로 초기 수화를 촉진하여 콘크리트의 초기 강도를 보강하는 역할을 한다. 본 발명에서 상기 킬른 더스트는 결합제 조성물 전체 중량에 대하여 5~20 중량%의 범위로 포함되는 것이 바람직하고 더욱 바람직하게는 8~15 중량%의 범위로 포함되는 것이 좋다.
상기 제지 애쉬는 제지 공장에서 부산물로 발생하는 제지 슬러지를 소각 처리한 후 폐기되는 것으로서 자체 수경성은 없으나 시멘트에서 생성되는 Ca(OH)2과 반응하여 불용성 수화물을 생성시키는 포졸란 물질로 이용될 수 있다. 본 발명에서 사용되는 상기 제지 애쉬는 CaO 30~60 중량%, SiO2 10~20 중량%, Al2O3 5~10 중량%, Fe2O3 5~10 중량%, MgO 5~8 중량% 등을 포함한다. 더욱 바람직하게는 CaO 30~45 중량%, SiO2 13~18 중량%, Al2O3 6~8 중량%, Fe2O3 5~8 중량%, MgO 6~7 중량% 등을 포함한다. 본 발명에서 상기 제지 애쉬는 전체 결합제 중에서 5~20 중량%의 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 성분이 너무 적게 포함되면 초기 강도 증진 효과가 미미하고 너무 많게 포함되면 모르타르의 부피가 증가하여 단위 면적당 압축강도 저하 등의 문제가 발생할 수 있어 바람직하지 않다. 본 발명에서 사용되는 제지 애쉬는 CaO 성분이 약 30~60 중량% 정도 포함되어 있으므로 용출된 다량의 CaO가 pH를 상승시켜 SiO2, Al2O3 성분을 자체적으로 자극하여 칼슘 실리케이트 하이드레이트 겔과 같은 수화물을 장시간에 걸쳐 형성함으로써 강도를 증진시킨다.
또한, 본 발명에 따른 상기 결합제에는 첨가제로서 수지, 분산제, 소포제, 지연제, 증점제 등이 추가로 포함될 수 있다.
본 발명에서 상기와 같은 조성을 갖는 결합제는 잔골재 및 감수제와 혼합되어 표층용 호안 블럭으로 제조된다. 상기 잔골재는 비중이 2.2~2.7인 잔골재를 전체 콘크리트 조성물 대비 30~35중량%로 포함하는 것이 바람직하며, 부순잔골재나 재생잔골재 등을 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에서 감수제로는 폴리카본산계 AE감수제를 전체 콘크리트 조성물 대비 0.01~0.5중량%로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 폴리카본산계 AE(air-entraining)감수제는 일종의 공기연행제로서 콘크리트 속에 독립된 미세한 공기포를 연행시켜 워커빌리티와 동결 융해에 대한 저항성을 향상시키는 역할을 한다. 상기 폴리카본산계 고성능 AE감수제는 예를 들어, 폴리카본산 에테르계 폴리머, 폴리카본산 에테르계의 복합체, 폴리카본산 에테르계와 가교 폴리머의 복합체, 폴리카본산 에테르계와 고변성 폴리머의 복합체, 폴리에테르 카본산계 고분자 화합물, 폴리카본산계 고분자 화합물 등을 들 수 있으며, 이들은 고분자 형태로 시멘트 입자 표면에서 입체적 층 구조를 형성하여 시멘트의 분산력을 유지시키는 기능을 한다.
삭제
상기 폴리카본산계 AE감수제는 감수 성능이 높고 양호한 슬럼프 유지 성능을 갖도록 하는 특징이 있다. 또한, 일반 포틀랜드 시멘트를 사용할 경우에 비하여 본 발명에서와 같은 혼화재를 사용한 결합제의 경우 그 사용량을 줄일 수 있으므로 제조 비용을 절감하는 효과도 있다. 본 발명에서 사용되는 상기 폴리카본산계 AE감수제는 전체 콘크리트 조성물 대비 0.01~0.5 중량%의 범위에서 사용될 경우 그 효과가 충분히 발휘될 수 있다.
본 발명에 따른 상기 호안 블럭 제조용 콘크리트 조성물에는 활성화제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 활성화제는 혼화재 성분과 반응하여 폴리시알레이트 중합체(Si-O-Al-O)를 형성한다. 상기 폴리시알레이트 중합체는 우수한 강도를 발현하며 속경성을 유도할 수 있다. 본 발명에서 활성화제는 중성 활성화제 및 알카리성 활성화제 중 1종 이상을 사용할 수 있으며, 그 함량은 전체 콘크리트 조성물 대비 0.01 ~ 1.0 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량이 0.01 중량% 미만이면 반응성이 낮아 폴리시알레이트 중합체의 형성이 어렵고, 1.0 중량%를 초과하면 조성물의 혼합 직후 급격한 반응에 의해 가사시간의 확보가 어렵게 된다.
본 발명에서 사용될 수 있는 중성 활성화제의 예로는 pH가 6~9인 구연산칼륨, 구연산칼슘, 구연산나트륨, 말산, 질산칼슘, 말론산, 글리콜산 또는 이들의 염 등을 들 수 있고, 알칼리성 활성화제의 예로는 수산화나트륨, 수산화칼슘, 수산화칼륨, 수산화마그네슘, 수산화바륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 규산나트륨, 규산칼륨, 리튬실리케이트 등을 들 수 있다.
본 발명에서 상기의 배합 조성에 의해 제조된 콘크리트 조성물은 호안 블럭을 제조하는데 사용될 수 있으며, 구체적으로는 표층용 호안 블럭을 제조하는데 사용될 수 있다. 본 발명에 따라 제조되는 표층용 친환경 호안 블럭은 슬럼프 6.5~9.5 cm, 공기량 3.5~5.5 % 및 압축강도 20~30 N/mm2을 갖는다.
또한, 기층용 호안 블럭으로 사용되기 위해서는 상기 배합 조성에 비중 2.5 ~ 2.8의 굵은 골재를 10 ~ 20 중량%로 추가로 포함하는 배합을 이용하여 기층용 호안 블럭을 제조하는 데 사용될 수 있다. 상기 굵은 골재는 5mm체에 쳐서 남은 골재를 말한다. 본 발명에 따라 제조되는 기층용 친환경 호안 블럭은 슬럼프 3.5~6.5 cm, 공기량 3.5~5.5 % 및 압축강도 20~30 N/mm2을 갖는다.
상기에서는 본 발명에 따른 상기 배합 조성을 갖는 호안 블럭 제조용 콘크리트 조성물에 관하여 상세히 설명하였다. 그러나 본 발명은 이에 한정하지 않고 상기 콘크리트 조성물을 이용하여 친환경 호안 블럭을 제조하는 방법도 포함한다.
즉, 본 발명에 따른 친환경 호안 블럭의 제조 방법은
슬래그 미분말이 40~50중량% 포함되며 비중이 2.9~3.2인 슬래그 시멘트 60~80 중량%, 비중이 2.0~2.4인 플라이 애쉬 5~20 중량%, 및 비중이 2.5~2.7인 석회석 미분말 5~20 중량%를 혼합하여 결합제를 제조하는 단계;
상기 결합제 10~15 중량%와 비중이 2.2~2.7인 잔골재 30~35중량%, 폴리카본산계 AE감수제 0.01~0.5중량% 및 잔량의 물을 혼합하여 콘크리트 조성물을 제조하는 단계;
및 상기 제조된 콘크리트 조성물을 호안 블럭 제조용 금형에 타설하는 단계; 및
상기 타설된 콘크리트 조성물을 양생 및 건조하고 금형을 분리하는 단계
를 포함하여 구성된다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 상기 결합제에는 킬른 더스트를 5~20중량%로 추가로 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 상기 결합제에는 제지 애쉬를 5~20중량%로 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예에서, 상기 슬래그 미분말은 3,000~10,000cm2/g의 분말도를 갖고 상기 플라이 애쉬는 3,500~4,500m2/g를 가지며, 상기 석회석 미분말은 4,000~6,000m2/g의 분말도를 갖는 것을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예에서, 상기 콘크리트 조성물에는 중성활성화제 및 알카리성활성화제 중 1종 이상의 활성화제를 0.01 ~ 1.0 중량%로 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예에서, 상기 잔골재는 재생잔골재 및 부순잔골재의 1종 또는 그 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 결합제와 잔골재, 폴리카본산계 AE감수제와 물을 혼합하여 얻어진 콘크리트 조성물을 호안 블럭 제조용 금형에 타설하고 타설된 콘크리트 조성물을 경화시킨다. 이 때 상기 금형 내에는 블럭의 강도를 강화하기 위한 보강 프레임을 안치시키고 콘크리트 조성물을 타설할 수 있다. 또한, 상기 호안 블럭은 식생 블럭으로서 기능할 수 있도록 구비될 수 있다. 이렇게 경화된 콘크리트를 건조한 후 금형을 분리함으로써 표층용으로 사용되는 호안 블럭의 제조가 완성된다.
본 발명에서 기층용 호안 블럭을 제조하기 위해서는 상기 콘크리트 조성물에 비중 2.5 ~ 2.8의 굵은 골재를 10 ~ 20 중량%로 추가로 포함하여 타설하고 경화, 건조 및 금형 분리에 의해 제조할 수 있다.
기타 상세한 내용은 상기 본 발명에 따른 친환경 호안 블럭 제조용 콘크리트 조성물에 대한 설명 부분에서 설명된 것과 같으므로 중복 설명은 생략한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하 상세하게 설명한다. 다만 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술자가 본 발명을 용이하게 이해하고 실시할 수 있도록 설명하는 것일 뿐이고 본 발명의 범위가 하기 실시예의 범위로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예
표층용 호안 블럭 제조용 콘크리트 조성물 배합(단위는 kg)
하기 표 1의 배합 조성으로 콘크리트 조성물을 제조하였다.
구분 W/C W C0 C1 C2 C3 K P S1 S2 G AD
실시예1 48.0 125 0 182 39 39 0 0 764 1097 0 2.08
실시예2 48.0 125 0 169 26 26 39 0 764 1097 0 2.08
실시예3 48.0 125 0 169 26 26 0 39 764 1097 0 2.08
실시예4 48.0 125 0 156 13 13 39 39 764 1097 0 2.08
비교예1 52.6 150 285 0 0 0 0 0 764 1097 0 0
비교예2 48.0 125 0 285 0 0 0 0 764 1097 0 0
W/C: 물/바인더, C0: 포틀랜드 시멘트, C1: 슬래그시멘트(슬래그미분말45%) 비중 3.04, C2: 플라이애쉬 비중 2.2, C3: 석회석미분말 비중 2.60, K: 킬른더스트 P: 제지 애쉬, S1: 재생잔골재 비중 2.34, S2: 부순잔골재 비중 2.64, G: 굵은 골재 비중 2.64, AD: 고성능 AE감수제(폴리카본산계)
상기 표 1의 조성을 갖는 콘크리트 조성물을 혼합하여 KSL 5105 규격에 의해 원주형 공시체를 제조하고 표준 양생을 실시한 후 각 공시체의 슬럼프, 공기량 및 압축강도를 측정하여 그 물성치를 표 2에 나타내었다.
구분 슬럼프(cm) 공기량(%) 압축강도(N/mm2)
1 2 1 2 1 2 3
실시예1 8.0 8.5 5.5 4.9 25.2 24.1 25.6
실시예2 8.5 8.5 5.1 5.1 26.2 25.0 25.4
실시예3 8.9 9.0 5.5 5.4 26.8 27.0 27.1
실시예4 9.1 9.5 5.6 5.5 26.4 27.1 26.9
비교예1 5.6 5.7 4.5 4.4 25.4 26.0 24.9
비교예2 6.0 5.9 4.9 4.8 24.9 25.1 24.0
기층용 호안 블럭 제조용 콘크리트 조성물 배합(단위는 kg)
하기 표 3의 배합 조성으로 콘크리트 조성물을 제조하였다.
구분 W/C W C0 C1 C2 C3 K P S1 S2 G AD
실시예1 45.0 125 0 194 42 42 0 0 0 1516 428 2.22
실시예2 45.0 125 0 180 28 28 42 0 764 1097 0 2.22
실시예3 45.0 125 0 180 28 28 0 42 764 1097 0 2.22
실시예4 45.0 125 0 166 14 14 42 42 764 1097 0 2.22
비교예1 49.3 150 304 0 0 0 0 0 764 1097 0 0
비교예2 45.0 125 0 304 0 0 0 0 764 1097 0 0
W/C: 물/바인더, C0: 포틀랜드 시멘트, C1: 슬래그시멘트(슬래그미분말45%) 비중 3.04, C2: 플라이애쉬 비중 2.2, C3: 석회석미분말 비중 2.60, K: 킬른더스트 P: 제지 애쉬, S1: 재생잔골재 비중 2.34, S2: 부순잔골재 비중 2.64, G: 굵은 골재 비중 2.64, AD: 고성능 AE감수제(폴리카본산계)
상기 표 3의 조성을 갖는 콘크리트 조성물을 혼합하여 KSL 5105 규격에 의해 원주형 공시체를 제조하고 표준 양생을 실시한 후 각 공시체의 슬럼프, 공기량 및 압축강도를 측정하여 그 물성치를 표 4에 나타내었다.
구분 슬럼프(cm) 공기량(%) 압축강도(N/mm2)
1 2 1 2 1 2 3
실시예1 5.0 5.5 4.8 4.9 25.1 25.1 25.3
실시예2 5.5 5.5 4.9 4.5 26.3 25.5 25.2
실시예3 5.8 5.9 5.0 5.1 26.5 26.0 26.5
실시예4 6.1 6.4 5.6 5.5 26.0 26.6 25.9
비교예1 3.8 4.0 4.0 4.1 25.9 25.9 25.0
비교예2 4.0 4.1 3.9 3.8 24.5 25.0 25.0
상기 표 2 및 4의 결과로부터 본 발명에 따른 콘크리트 조성물은 기존의 포틀랜드 시멘트을 결합제로 사용한 경우나 슬래그 시멘트를 결합제로 사용한 경우와 비교하여 물성이 우수함을 확인할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 상기 콘크리트 조성물은 포틀랜드 시멘트의 사용량을 최소화함으로써 육가크롬이나 알칼리 성분의 용출을 최소화할 수 있어 하천 오염을 방지할 수 있는 등 호안 블럭으로 사용되기 적합하다.
이상과 같이, 본 발명을 실시예를 참조하여 그 특징에 관하여 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 슬래그 미분말이 40~50중량% 포함되며 비중이 2.9~3.2인 슬래그 시멘트 60~80 중량%, 비중이 2.0~2.4인 플라이 애쉬 5~20 중량%, 비중이 2.5~2.7인 석회석 미분말 5~20 중량%, 킬른 더스트 5~20 중량%, 및 CaO 30~60 중량%, SiO2 10~20 중량%, Al2O3 5~10 중량%, Fe2O3 5~10 중량% 및 MgO 5~8 중량%를 포함하는 제지 애쉬 5~20 중량%로 이루어진 결합제 10~15 중량%;
    비중이 2.2~2.7인 잔골재 30~35중량%;
    폴리카본산 에테르계 폴리머, 폴리카본산 에테르계의 복합체, 폴리카본산 에테르계와 가교 폴리머의 복합체, 폴리카본산 에테르계와 고변성 폴리머의 복합체, 폴리에테르 카본산계 고분자 화합물 및 폴리카본산계 고분자 화합물로부터 선택되며, 고분자 형태로 시멘트 입자 표면에서 입체적 층 구조를 형성하는 폴리카본산계 AE감수제 0.01~0.5중량%,
    구연산칼륨, 구연산칼슘, 구연산나트륨, 말산, 질산칼슘, 말론산, 글리콜산 및 이들의 염으로부터 선택되며 혼화재 성분과 반응하여 폴리시알레이트(Si-O-Al-O) 중합체를 형성하는 활성화제 0.01~1.0 중량%; 및
    잔량의 물을 포함하
    는 것을 특징으로 하는 친환경 호안 블럭 제조용 콘크리트 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 슬래그 미분말은 3,000~10,000cm2/g의 분말도를 갖고 상기 플라이 애쉬는 3,500~4,500m2/g를 가지며, 상기 석회석 미분말은 4,000~6,000m2/g의 분말도를 갖는 것을 특징으로 하는 친환경 호안 블럭 제조용 콘크리트 조성물.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 잔골재는 재생잔골재 및 부순잔골재의 1종 또는 그 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 하는 친환경 호안 블럭 제조용 콘크리트 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 조성물은 비중 2.5 ~ 2.8의 굵은 골재를 10 ~ 20 중량%로 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 호안 블럭 제조용 콘크리트 조성물.
  8. 청구항 1의 콘크리트 조성물로 제조되며, 슬럼프 6.5~9.5 cm, 공기량 3.5~5.5 % 및 압축강도 20~30 N/mm2을 갖는 것을 특징으로 하는 표층용 친환경 호안 블럭.
  9. 청구항 7의 콘크리트 조성물로 제조되며, 슬럼프 3.5~6.5 cm, 공기량 3.5~5.5 % 및 압축강도 20~30 N/mm2을 갖는 것을 특징으로 하는 기층용 친환경 호안 블럭.
  10. 슬래그 미분말이 40~50중량% 포함되며 비중이 2.9~3.2인 슬래그 시멘트 60~80 중량%, 비중이 2.0~2.4인 플라이 애쉬 5~20 중량%, 비중이 2.5~2.7인 석회석 미분말 5~20 중량%, 킬른 더스트 5~20 중량%, 및 CaO 30~60 중량%, SiO2 10~20 중량%, Al2O3 5~10 중량%, Fe2O3 5~10 중량% 및 MgO 5~8 중량%를 포함하는 제지 애쉬 5~20 중량%를 혼합하여 결합제를 제조하는 단계;
    상기 결합제 10~15 중량%와 비중이 2.2~2.7인 잔골재 30~35중량%, 폴리카본산 에테르계 폴리머, 폴리카본산 에테르계의 복합체, 폴리카본산 에테르계와 가교 폴리머의 복합체, 폴리카본산 에테르계와 고변성 폴리머의 복합체, 폴리에테르 카본산계 고분자 화합물 및 폴리카본산계 고분자 화합물로부터 선택되며, 고분자 형태로 시멘트 입자 표면에서 입체적 층 구조를 형성하는 폴리카본산계 AE감수제 0.01~0.5중량%, 구연산칼륨, 구연산칼슘, 구연산나트륨, 말산, 질산칼슘, 말론산, 글리콜산 및 이들의 염으로부터 선택되며 혼화재 성분과 반응하여 폴리시알레이트(Si-O-Al-O) 중합체를 형성하는 활성화제 0.01~1.0 중량% 및 잔량의 물을 혼합하여 콘크리트 조성물을 제조하는 단계;
    및 상기 제조된 콘크리트 조성물을 호안 블럭 제조용 금형에 타설하는 단계; 및
    상기 타설된 콘크리트 조성물을 경화 및 건조하고 금형을 분리하는 단계
    를 포함하는 친환경 호안 블럭의 제조 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 청구항 10에 있어서, 상기 슬래그 미분말은 3,000~10,000cm2/g의 분말도를 갖고 상기 플라이 애쉬는 3,500~4,500m2/g를 가지며, 상기 석회석 미분말은 4,000~6,000m2/g의 분말도를 갖는 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 친환경 호안 블럭의 제조 방법.
  14. 삭제
  15. 청구항 10에 있어서, 상기 잔골재는 재생잔골재 및 부순잔골재의 1종 또는 그 혼합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 친환경 호안 블럭의 제조 방법.
  16. 청구항 10에 있어서, 상기 콘크리트 조성물에 비중 2.5 ~ 2.8의 굵은 골재를 10 ~ 20 중량%로 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 호안 블럭의 제조 방법.
KR20130005691A 2013-01-18 2013-01-18 친환경 호안 블럭 제조용 콘크리트 조성물, 이를 이용한 친환경 호안 블록 및 그의 제조 방법 KR101258269B1 (ko)

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