KR100804204B1 - 황토골재 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 황토골재 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 a) 황토분말, 물, 고화제를 혼합한 후 교반하여 황토액을 제조하는 단계; 및 b) 상기 황토액과 골재를 혼합하여 골재의 표면에 황토액을 피복시키는 단계;를 포함하는 황토골재의 제조방법 및 이러한 제조방법에 의해 제조된 황토골재를 제공한다.

본 발명의 황토골재 및 그 제조방법에 의하면, 소량의 황토를 사용하여 건강에 유익한 건축자재를 제조할 수 있으므로 경제적일 뿐만 아니라, 첨가제의 양을 아주 소량으로 첨가하므로 친환경적인 건축자재의 제조가 가능하다. 또한, 본 발명에 의하면 골재를 주성분으로 하여 그 표면에 황토를 피복시킴으로써, 지지력 및 보강력이 우수한 건축자재를 제조할 수 있게 된다.

황토, 황토골재, 고화제, 첨가제

Description

황토골재 및 그 제조방법{YELLOW SOIL AGGREGATE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 황토골재 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인체에 유익한 원적외선을 방출하는 황토를 일반 골재에 피복하여 건축자재로 사용할 수 있는 황토골재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

황토는 예로부터 우리나라의 전통적인 건축자재 및 내장재로 사용되어 왔다. 즉, 황토는 자체 온도조절능력이 뛰어나고, 원적외선을 방출해 각종 해독효과, 단열효과 및 열량 보존효과가 뛰어나서 여름에는 시원하고 겨울에는 따뜻하며, 습도조절과 통풍, 환기 등의 기능이 우수하므로 우리나라와 같이 습기가 많은 기후조건에 적합한 건축자재이다.

이러한 황토가 시멘트 등의 보급으로 건축재료로 잘 활용되지 못하다가 최근 황토의 효능이 알려지면서, 황토를 이용하여 건축자재를 제조하고자 하는 다양한 방법들이 시도되고 있다.

국내특허출원번호 제1999-19691호는, 황토를 물에 침전시켜 이물질을 제거하고 건조하여 분말로 제조하는 단계; 상기 분말화된 황토에 PVA를 전체 황토 질량의 2~30% 범위내에서 혼합하는 단계; 상기 PVA 가 혼합된 황토혼합물을 용도에 알맞도록 일정 형상을 갖는 거푸집에서 3~10분의 시간 범위내에서 150~1,500㎏/㎠의 압력을 가해 제품을 성형하는 단계; 상기 성형된 제품을 75~150℃에서 2~4 시간 동안 건조시키는 단계를 포함하는 황토를 이용한 건축자재 제조방법을 제공한다.

그런데 상기 발명에 의하면, 황토를 주성분으로 하여 건축자재를 제조하므로 많은 양의 황토가 필요하게 되어 건축자재를 제조하는 데 드는 비용이 상승하게 되는 문제점이 있다.

또한, 황토를 주성분으로 한 건축자재는 건조 과정에서 벽에 금이 가거나 벽이 갈라지기 쉬운 문제점이 있으며, 시멘트나 벽돌로 구축한 건물에 비해 지지력 및 보강력이 현저히 저하되는 문제점이 있다.

한편, 국내특허출원번호 1997-17669호에는, 일반 시멘트 콘크리트에, 20∼1200℃로 가열하여 건조시킨 평균입경 5∼30㎛(비표면적 3,300㎠/g 이상)의 황토미분말을 시멘트 중량의 5∼30% 혼합하여, 마이크로필러(Micro-filler) 효과 및 시멘트수화반응물질인 수산화칼슘과의 포졸란 반응에 의해 압축강도가 증진되는 것을 특징으로 하는 황토콘크리트 조성물이 개시되어 있다.

그러나 상기한 발명에 의하면, 황토콘크리트 조성물의 주성분이 황토가 아니라 시멘트이며, 소량의 황토를 다량의 시멘트와 혼합함으로써, 황토의 제 기능이 충분히 발현되기보다는 시멘트로 인한 부작용이 더 많이 발생하는 문제점이 있다.

즉, 시멘트는 알칼리성으로 인체에 해로운 라돈가스(방사성물)를 방출하고, 땅의 지기(地氣)를 받을 수 없도록 한다. 또한, 시멘트에서는 냉기와 독성이 방출 되어 인체가 쉽게 피로해지고, 새집증후군 등에 의해 생명이 위협받을 뿐만 아니라 벽지나 장판 등을 썩게 만들거나 부식시키므로 시멘트를 주성분으로 한 상기 발명을 건축자재로 사용하는데는 한계가 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 황토를 골재의 표면에 피복시킴으로써, 소량의 황토를 사용하더라도 황토의 기능을 충분히 발휘할 수 있는 황토골재 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 황토를 주성분으로 사용하는 것이 아니라 골재를 주성분으로 하여 골재의 표면에만 황토를 피복시킴으로써, 건축자재로 사용 시 지지력 및 보강력이 우수한 황토골재 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 시멘트 등과 같은 첨가제의 양을 최소화함으로써 첨가제로 인한 부작용을 방지하고, 황토의 제 기능을 충분히 발휘하여 건강에 유익한 황토골재 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 a) 황토분말, 물, 고화제를 혼합한 후 교반하여 황토액을 제조하는 단계; 및 b) 상기 황토액과 골재를 혼합하여 골재의 표면에 황토액을 피복시키는 단계;를 포함하는 황토골재의 제조방법 및 이러한 제조방법에 의해 제조된 황토골재를 제공한다.

상기 황토액은, 상기 황토분말 100중량부를 기준으로 물 45~65중량부 및 고 화제 5~10중량부 이하를 혼합한 후 교반하여 제조되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에서 상기 a) 단계는, 첨가제가 더 첨가되며, 더욱 바람직하게는 상기 첨가제의 중량은 상기 황토분말 100중량부를 기준으로 1~3중량부인 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게는 상기 b) 단계는, 상기 골재 100중량부를 기준으로 5~35중량부의 황토액을 혼합하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명은 상기 b) 단계 후, 황토액이 피복된 골재를 건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 황토골재의 제조방법을 상세히 설명한다.

먼저, 황토를 피복시킬 골재를 준비한다. 골재로는 자연석 등과 같은 천연골재, 재생골재, 석산 산출골재 및 경량골재 등이 모두 사용가능하다.

다음, 황토액을 제조하는데, 상기 황토액은 황토분말, 고화제, 첨가제 등을 혼합한 후 교반하여 제조한다.

우선, 채취한 황토를 물에 용해시킨 후 침전시켜서 모래, 자갈 등과 같은 성분을 제거하여 황토를 선별한다. 본 실시예에서는 직경이 1㎜인 체를 사용하여 황토분말을 준비하였다. 그러나 이러한 선별작업을 반드시 거쳐야 하는 것은 아니며, 채취한 황토에 자갈 등과 같은 불순물이 없으면 채취한 황토를 그대로 사용할 수 있다.

이와 같이 황토분말이 준비되면, 황토분말에 황토분말 100중량부를 기준으로 45~65중량부, 바람직하게는 55~65중량부, 더욱 바람직하게는 60중량부의 물을 첨가 한다. 첨가되는 물의 양이 너무 적으면, 황토액이 골재에 피복된 상태에서 서로 뭉쳐지기 쉬운 반면, 물의 양이 너무 많으면 골재의 표면에 황토액이 잘 피복되지 않아 본 발명의 목적을 달성하기 어렵게 된다.

황토분말에 물을 첨가한 후, 고화제를 첨가한다. 여기서 물과 고화제 등의 첨가순서는 중요하지 않으므로 고화제를 황토분말에 첨가한 후 물을 첨가하여 황토액을 제조하여도 된다.

첨가되는 고화제는 시멘트, 플라이에쉬, 고로슬래그 등으로서, 황토분말을 골재의 표면에 잘 피복시킬 수 있는 고화제라면 모두 사용 가능하므로 반드시 상기 제품에 한정되는 것은 아니다.

이때, 고화제의 양은 황토분말 100중량부를 기준으로 5~10중량부인 것이 바람직하다. 고화제를 첨가하지 않더라도 황토액을 골재의 표면에 피복시킬 수 있지만, 황토액이 보다 더 골재의 표면에 잘 피복되고 경도가 큰 골재를 제조하기 위해서는 고화제를 첨가하는 좋다.

첨가되는 고화제의 양이 너무 적으면 황토액이 골재의 표면에 잘 피복되지 않을뿐만 아니라 물 등과 같은 액체에 잘 씻기고, 고화제의 양이 너무 많으면 시멘트 등에서 방출되는 라돈가스(방사성물)에 의해 인체가 쉽게 피로해지고, 새집증후군 등에 의해 생명이 위협받을 수 있기 때문에 5~10중량부로 첨가해주는 것이 바람직하다.

따라서, 상기한 범위 내의 고화제를 사용하면 황토가 골재의 표면에 잘 피복되어 있으면서도 인체에 해롭지 않은 친환경적인 건축자재를 생산할 수 있게 된다.

한편, 고화제의 양을 최소화하면서 황토액이 골재의 표면에 잘 피복될 수 있도록 첨가제를 더 첨가할 수 있다. 이러한 첨가제는 그 고형효과가 고화제의 40~50배 정도로서, 황토액 100중량부 기준으로 1~3 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 이때, 3중량부 이상의 첨가제를 첨가하더라도 고형효과가 특별히 크지 않으므로 고가의 첨가제를 필요 이상으로 많이 첨가하는 것은 경제적 측면에서 오히려 비효율적이다.

첨가제는 고화제의 고화효과를 증진시킬 수 있는 제품이라면 모두 사용가능하며, 특히 염소(Cl)계열의 무기화합물이 적합하다.

이와 같이 상기 중량 범위 내의 황토분말, 물, 고화제 및 첨가제를 서로 혼합한 후 교반하여 황토액을 제조한다. 즉, 황토분말 100중량부 당, 물 45~65중량부, 및 고화제 5~10중량부를 혼합하여 교반하여 황토액을 제조한다. 경우에 따라서는 첨가제 1~3중량부가 더 포함하여 황토액을 제조할 수 있다.

다음으로, 제조된 황토액을 준비된 골재에 혼합하여 교반해준다. 이때, 골재 100중량부를 기준으로 5~35중량부의 황토액을 혼합하는 것이 바람직하다.

황토액이 너무 적으면, 황토액이 골재의 표면에 골고루 피복되기 어려우며, 피복된 황토층의 두께가 얇아 원적외선 방출이나 항습효과 등 황토의 제 기능을 충분히 발휘하기 어렵다. 그러나, 본 발명에 의한 황토골재는 산업현장에서 곧바로 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 제조된 황토골재를 각 용도에 적합하게 2차 가공하여 사용할 수도 있으므로, 골재표면에 피복된 황토층의 두께가 너무 얇은 경우에는 2차 가공 시 황토액을 첨가하여 황토층의 두께를 적절하게 조절하면 된다.

반면, 골재와 혼합되는 황토액의 양이 너무 많으면 황토골재의 제조 비용이 상승하는 문제점이 발생한다. 따라서 황토액의 사용량을 최소화하면서 골재의 표면에 황토액이 잘 피복될 수 있을 정도이면 되므로, 상기 범위값의 황토액을 사용하는 것이 바람직하다.

이때, 황토액과 골재는 일반 혼합기에서 혼합 및 교반한다.

상기와 같은 비율로 황토액을 제조하여 혼합기에 투입하여 골재와 혼합 및 교반하면, 황토액이 골재의 표면에 잘 피복될 뿐만 아니라 피복된 후에도 물에 잘 씻기지 않고, 골재끼리 서로 잘 뭉치지도 않는다.

이와 같이 황토액과 골재를 혼합 및 교반하여 얻은 황토골재는 산업현장에서 바로 사용될 수도 있고, 자연적 또는 인공적으로 건조된 후 각 용도에 적합하도록 2차 가공하여 사용될 수도 있다.

이러한 황토골재는 천정내장재, 벽내장재, 바닥재, 보도블럭 등에 다양하게 사용될 수 있다.

일반적으로, 황토층이 1㎜ 정도의 두께로 골재의 표면에 도포되기만 해도 인체에 유익한 원적외선은 지속적으로 방출되며, 황토의 효능인 항균, 항충기능, 온도 및 습도조절능력 등이 충분히 발휘된다. 따라서, 본 발명에 의해 황토액을 골재의 표면에 피복시켜 건축자재로 사용 시, 소량의 황토 및 첨가제를 사용하여 경제적이면서도 건강에 좋은 황토건축자재를 제조할 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 황토를 골재의 표면에 피복시켜 사용하므로 황토를 단일재료로 하여 건축자재로 사용할 때의 문제점인 강도, 내구성 등의 문제점을 해결하여 지지 력 및 보강력이 우수한 건축자재를 제조할 수 있다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하며, 본 발명의 권리범위는 상기한 상세한 설명에 의해 결정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 결정되어야 할 것이다.

본 발명에 의하면, 황토를 골재의 표면에 피복시켜 건축자재로 제조함으로써, 소량의 황토를 사용하여 황토의 효과를 충분히 발휘할 수 있는 건축자재를 제조할 수 있으므로, 경제적이고 건강에 좋은 건축자재의 대량생산이 가능하게 된다.

또한, 본발명에 의하면 골재를 주재료로 하여 그 표면에 황토를 피복시킴으로써, 벽면의 갈라짐 현상 등을 방지할 수 있는 강도 높은 건축자재의 생산이 가능하고, 지지력 및 보강력이 우수한 건축자재를 제조할 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명에 의하면 시멘트 등과 같은 첨가제의 양을 최소화할 수 있어 첨가제로 인한 부작용을 방지할 수 있는 건축자재의 제조가 가능하다.

Claims (7)

1. 삭제
2. a) 황토분말 100중량부 당 물 45~65중량부 및 고화제 5~10중량부를 포함하는 황토액을 제조하는 단계; 및

   b) 상기 제조된 황토액 5~35중량부를 골재 100중량부 당 혼합하여 상기 황토액이 상기 골재의 표면에 균일하게 피복된 황토골재를 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 황토골재의 제조방법.
3. 삭제
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 a) 단계에서 상기 황토액은 황토분말 100중량부 당 상기 고화제의 고화효과를 촉진하는 첨가제를 1~3중량부 더 포함하는 것을 특징으로 하는 황토골재의 제조방법.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 b) 단계 후, 상기 표면에 황토액이 피복된 황토골재를 건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 황토골재의 제조방법.
6. 삭제
7. 골재의 표면에 황토분말 100중량부 당 물 45~65중량부 및 고화제 5~10중량부를 포함하는 황토액이 균일하게 피복된 것을 특징으로 하는 황토골재.