KR100986182B1

KR100986182B1 - 우드칩과 황토를 이용한 바닥 및 벽면 포장재용 조성물과 그의 제조방법

Info

Publication number: KR100986182B1
Application number: KR20100043136A
Authority: KR
Inventors: 김환성
Original assignee: (주)유일엔지니어링종합건축사사무소
Priority date: 2010-05-07
Filing date: 2010-05-07
Publication date: 2010-10-07

Abstract

본 발명은 우드칩과 황토를 이용한 바닥 및 벽면 포장재용 조성물과 그의 제조방법에 관한 것으로, 우드칩 50 내지 75 %(v/v), 황토분말 1 내지 15 %(v/v), 모래 0.5 내지 10 %(v/v), 마사토 0.2 내지 5 %(v/v), 골재 1 내지 25 %(v/v), 아크릴계 액상 결합재 0.5 내지 3 %(v/v) 및 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 바닥 및 벽면 포장재용 조성물에 의하면, 우수시에도 빗물 튀김이 적어서 보행성이 우수하고, 열섬 현상에 대한 지구 온난화 현상의 발생을 줄일 수 있어 친환경적인 투수성 바닥 포장재 및 벽면 포장재용 현장 포설재를 제공할 수 있다. 또한 본 발명의 바닥 및 벽면 포장재용 조성물에 의하면, 연속 공극이 형성되어 투수성이 향상된 바닥 및 벽면 포장재용 성형체를 제공할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 바닥 및 벽면 포장재용 조성물에 의하면, 친환경적인 재료를 사용하게 됨으로써 저탄소 녹색성장의 효과를 기대할 수 있다.

Description

우드칩과 황토를 이용한 바닥 및 벽면 포장재용 조성물과 그의 제조방법{PAVEMENT COMPOSITION CONTAINING WOODCHIP AND LOESS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 우드칩과 황토를 이용한 바닥 및 벽면 포장재용 조성물과 그의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 사용되는 노면(경차도, 자전거도로, 산책로, 인도 등을 포함) 등의 포장재는 주로 콘크리트, 고무칩, 우레탄, 흙포장 등으로 이루어져 있다. 이러한 기존 포장재의 경우 탄성이 거의 없고, 탄성이 있다하더라도 물이 고일 경우 차량 통과시에는 고인 물이 주위로 튀게 되어 보행자 등에게 피해를 주게 되며, 자연배수가 이루어지지 않아 편평도와 기울기를 정확하게 시공하여야 하는 문제점이 있었다.

또한 그 수명이 짧아 장기간 사용치 못하고 복층 시공이 용이하지 못할 뿐만 아니라 폐기물 처리 등 다수의 문제점을 안고 있어 이러한 기존 포장재가 갖는 제반 문제점을 해결할 수 있는 새로운 포장재의 개발이 절실히 요망되고 있다.

즉, 도로의 경우 대개 도로 포장재로 포장되고, 이는 그 포장할 도로의 사용자, 또는 그 도로를 주로 많이 이동하게 될 차량, 이륜차, 자전거, 차 등과 같은 교통수단의 종류에 따라 도로 포장재의 종류가 선택되어 도로가 포장된다.

또한, 포장된 도로에 비가 내리거나, 눈이 내려서 녹은 물이 바로 빠지지 않거나, 도로포장재 자체에 물을 순간적으로 많이 수용하지 않는다면, 포장된 도로면에 수막이 발생하여, 사용자가 도로(또는 인도)를 걸어다니기가 위험하고, 교통수단의 운행시 미끄러짐과 같은 많은 위험성이 존재하며, 물이 바로 빠지거나 흡수되지 않으면, 보행자가 이동하는 교통수단에 의해 물이 튀어 피해를 입게 하는 문제점이 있다. 더욱이, 자전거도로, 인도, 산책로 등의 포장에 있어서도, 기존 포장의 비투수면으로 인해 아무리 비가 많이 와도 우수가 하천으로 흘러 들어가 정부가 녹색-저탄소성장 사업에도 역기능을 초래하고 있는 실정이고, 또한 노면에 물이 차 있게 되므로, 그 이용자가 많은 불편함이 있었다.

따라서, 눈이나 비가 내리면, 물을 많이 머금도록 하는 흡수성 도로 포장재와 물을 포장층의 기층, 보조기층으로 투과하여 배출하도록 하는 투수성 도로 포장재가 사용되고 있다. 일반적인 투수성 도로 포장재는 공극률을 높인 투수성 콘크리트가 이용되는데, 이러한 투수성 콘크리트는 내부의 공극을 유지하기 위해서, 통상 고무류, 폐골재(폐골재, 고무, 폐타이어를 재활용하기도 함) 등의 재료를 사용하게 되는데, 이렇게 고무가 포함되는 투수성 도로포장재는 그 재료 특성상, 사용 후 폐기시에 많은 오염을 유발하는 문제점이 있다.

한편, 최근 자전거도로, 조깅로, 산책로, 다목적구장 등 각종 체육시설용 탄성포장재로 사용되고 있는 용제형 폴리우레탄계 화학적 복합체 바인더나 접착제는 내용제성, 내한성 및 유연성이 우수하고 다양한 재질에 대하여 접착력이 우수한 특성을 가지고 있으나 톨루엔, 자일렌, 아세톤 등 다량의 용제를 사용함으로써, 환경을 오염시키고 작업자의 안정성에 취약한 문제가 있어, 용제형 폴리우레탄계 화학적 복합체 바인더나 접착제를 갖는 탄성 매트를 도로용 포장재로 사용하기에는 적합하지 않은 문제가 있다.

이에 천연 재료인 목재(폐목재) 등을 파쇄한 우드칩을 포장재의 원료로 사용하고자 하는 시도가 다양하게 이루어져 왔다. 그러나 아직까지 보고된 바는 없다.

본 발명자들은 상기한 문제점을 해결하면서 환경적인 오염도 막을 수 있는 바닥 및 벽면 포장재 조성물을 개발하기 위해 계속 연구를 진행한 결과, 천연 우드칩을 황토와 혼합사용하되, 이들이 서로 결합되지 않는 문제점을 해소하기 위하여 아크릴계 모노머 등을 특정 배합비로 함유하는 액상 결합재를 도입함으로써 투수성과 탄성 및 강도가 개선된 바닥 포장재용 조성물을 제조할 수 있음을 발견함으로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 천연 우드칩을 사용한 투수성과 탄성 및 강도가 개선된 바닥 및 벽면 포장재용 조성물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 바닥 및 벽면 포장재용 조성물의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 바닥 벽면 포장재용 조성물을 이용하여 바닥 포장재용 성형체를 제조하는 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 우드칩 50 내지 75 %(v/v), 황토분말 1 내지 15 %(v/v), 모래 0.5 내지 10 %(v/v), 마사토 0.2 내지 5 %(v/v), 골재 1 내지 25 %(v/v), 아크릴계 액상 결합재 0.5 내지 3 %(v/v) 및 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 및 벽면 포장재용 조성물을 제공한다.

상기한 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 및 벽면 포장재 조성물의 제조방법을 제공한다:

(1) 우드칩 50 내지 75 %(v/v), 모래 0.5 내지 10 %(v/v), 마사토 0.2 내지 5 %(v/v) 및 골재 1 내지 25 %(v/v)를 1차 혼합하는 단계;

(2) 단계 (1)에서 수득된 1차 혼합물에 황토분말 1 내지 15 %(v/v)를 2차 혼합하는 단계; 및

(3) 단계 (2)에서 수득된 2차 혼합물에 아크릴계 액상 결합재 0.5 내지 3 %(v/v)와 잔량의 물을 투입하여 5 내지 15 분간 혼합하는 단계.

상기한 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 상기 바닥 및 벽면 포장재 조성물을 양생시킨 후 가공 및 절삭시킴으로써 바닥 포장재용 성형체를 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 우수시에도 빗물 튀김이 적어서 보행성이 우수하고, 열섬 현상에 대한 지구 온난화 현상의 발생을 줄일 수 있어 친환경적인 투수성 바닥 포장재 및 벽면 포장재용 현장 포설재를 제공할 수 있다. 또한 본 발명의 바닥 및 벽면 포장재용 조성물에 의하면, 연속 공극이 형성되어 투수성이 향상된 바닥 및 벽면 포장재용 성형체를 제공할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 바닥 및 벽면 포장재용 조성물에 의하면, 친환경적인 재료를 사용하게 됨으로써 저탄소 녹색성장의 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 투수 보도 블록의 일례를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 투수 보도 블록과 투수 경계 블록을 시공한 단면도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 투수 보도 블록을 적용한 사례의 사진이다.
도 4는 본 발명의 투수 판넬 블록을 시공한 단면도를 간단하게 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 투수 경계 블록의 일례의 사시도이다.
도 6은 야광 도료를 적용한 문양이 형성된 투수 경계 블록의 평면도(a)와 측단면도(b)를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 현장 포설재를 시공한 단면도를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 현장 포설재가 적용된 옹벽의 사례를 나타낸 사진이다.
도 9는 포장 소재별 온도를 측정하는 사례를 나타낸 사진이다.
도 10은 실시예 1에 의하여 제조된 성형체의 물성을 확인한 시험성적서이다.

본 발명에서 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있다.

본 발명의 바닥 및 벽면 포장재용 조성물은 우드칩 50 내지 75 %(v/v), 황토분말 1 내지 15 %(v/v), 모래 0.5 내지 10 %(v/v), 마사토 0.2 내지 5 %(v/v), 골재 1 내지 25 %(v/v), 아크릴계 액상 결합재 0.5 내지 3 %(v/v) 및 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서는 모래 및 마사토 대신에 규사를 함유하는 조성물로서, 우드칩 50 내지 75 %(v/v), 황토분말 1 내지 15 %(v/v), 규사 1.5 내지 40 %(v/v), 아크릴계 액상 결합재 0.5 내지 3 %(v/v), 및 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 및 벽면 포장재용 조성물을 제공한다.

이하, 본 발명의 바닥 및 벽면 포장재용 조성물을 구성하는 각 성분별로 구체적으로 설명한다.

우드칩은 벌목재, 고사된 목재, 폐기 목재 등을 칩 형태로 분쇄하여 사용할 수 있는데, 예를 들어 임목폐기물 공장 등에서 목재의 뿌리와 잔가지 등을 1차 파쇄하여 36 내지 50 시간 정도 건조시키고, 상기 1차 파쇄된 우드칩을 2차 파쇄하여 10 내지 15 mm 걸림망에서 채걸림하여 사용한다.

상기 우드칩은 수분함량 10% 이하로 건조된 것을 사용하는 것이 추후 우드칩의 수축 이완 단위를 감소시킬 수 있어 바람직하며, 특히 1차 파쇄된 우드칩을 방부처리된 코팅제로 처리한 후 건조시켜 사용하면 우드칩의 부식을 더욱 억제할 수 있어 우드칩이 포함된 포장재의 보존기간을 연장할 수 있다. 2차 파쇄되어 채걸림된 우드칩의 경우 마대자루에 담아 통풍이 잘되는 그늘에 보관하는 것이 좋다. 우드칩은 열섬효과로 인한 지열상승 방지,연속공극 형성으로 투수 기능성 우수(물고임 현상 최소화),다양한 질감표현이 가능하고 미끄럼 방지등의 특징을 가지는 천연 재료이며, 이러한 우드칩을 사용하게 되면 자원재활용의 효과를 얻을 수 있다. 이러한 우드칩은 조성물 전체 체적 중에서 50 내지 75 %(v/v) 사용하는 것이 좋으며, 조성물이 적용될 용도에 따라 우드칩의 사용량을 조절할 수 있을 것이다. 우드칩의 사용량이 상기 범위 미만으로 적으면 최종 성형체의 탄성이 충분하지 않은 경향이 있으며, 사용량이 상기 범위를 초과하여 많으면 모래, 마사토, 골재 등의 함량이 상대적으로 적어지므로 바닥 포장재용 성형체로 가공하였을 경우 강도가 저하되는 경향이 있어 바람직하지 않다.

황토는 가소성, 흡착성, 흡수 및 탈수성, 현탁성, 이온교환성 등의 점토광물의 광물학적 특성을 가지고 있으며, 다른 광물에 비해 활성도가 높으며 촉매성, 높은 표면적, 전자파의 흡수 및 방출등의 다양한 성질을 가진 천연 재료이며, 이러한 황토를 사용하게 되면 토양의 습도 조절 능력이 우수하고, 탄산칼슘이 함유되어 있어 산성비를 중화하는 기능을 가지고 있어 토양의 산성화를 방지하는 효과를 얻을 수 있다. 황토분말은 조성물 전체 체적 중에서 1 내지 15 %(v/v) 사용하는 것이 좋으며, 황토분말의 사용량이 상기 범위 미만으로 적으면 결합능력이 저하되고 우드칩이 표면에서 탈락하는 경향이 있으며, 사용량이 상기 범위를 초과하여 많으면 양생이 늦어지며, 표면의 크랙이 발생하는 경향이 있어 바람직하지 않다.

모래는 우드칩 상호간의 빈 공간을 메우는 작용과 더불어 접착면적을 넓게 하며 성형체의 강도를 향상시키는 기능을 수행한다. 이러한 모래는 조성물 전체 체적 중에서 0.5 내지 10 %(v/v) 사용하는 것이 좋으며, 모래의 사용량이 상기 범위 미만으로 적으면 표면경도가 약해지는 경향이 있으며, 사용량이 상기 범위를 초과하여 많으면 투수가 잘 안되는 경향이 있어 바람직하지 않다.

마사토는 조성물 전체 체적 중에서 0.2 내지 5 %(v/v) 사용하는 것이 좋으며, 마사토의 사용량이 상기 범위 미만으로 적으면 표면경도가 약해지고, 우드칩이 탈락되는 경향이 있으며, 사용량이 상기 범위를 초과하여 많으면 투수가 잘 안되는 경향이 있어 바람직하지 않다.

골재는 5 mm 걸림망에 채걸림된 것을 사용하는 것이 바람직하며, 골재의 크기가 2 내지 3 mm 범위인 것을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 즉, 골재를 5 mm 걸림망에 채걸림한 후 세척하여 미세분말을 제거한 후 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 골재는 조성물 전체 체적 중에서 1 내지 25 %(v/v) 사용하는 것이 좋으며, 골재의 사용량이 상기 범위 미만으로 적으면 투수능력이 저하되는 경향이 있으며, 사용량이 상기 범위를 초과하여 많으면 결합력이 저하되는 경향이 있어 바람직하지 않다.

우드칩과, 모래, 마사토, 골재 및 황토분말은 상호 혼합성이 좋지 않아 제대로 결합되지 않으므로 이들을 충분히 혼합하여 결합시키기 위하여 본 발명에서는 하기한 아크릴계 액상 결합재를 사용한다. 본 발명에서 사용된 아크릴계 액상 결합재에 의하면 상기한 우드칩과, 모래, 마사토, 골재 및 황토분말이 충분히 결합되어 투수성을 비롯하여 탄성과 강도가 우수한 포장재용 성형체를 얻을 수 있게 한다.

상기 아크릴계 액상 결합재는 스티렌 모노머(styrene monomer) 15 내지 20 %(w/w), 2-에틸헥실 아크릴 모노머(2-ethyl hexyl acryl monomer) 20 내지 25 %(w/w), 부틸 아크릴 모노머(butyl acryl monomer) 3 내지 8 %(w/w) 및 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 한다.

아크릴계 액상 결합재는 조성물 전체 체적 중에서 0.5 내지 3 %(v/v) 사용하는 것이 좋으며, 아크릴계 액상 결합재의 사용량이 상기 범위 미만으로 적으면 결합력이 저하되는 경향이 있으며, 사용량이 상기 범위를 초과하여 많으면 표면경도가 강하여 딱딱한 느낌의 경향이 있어 바람직하지 않다.

상기 아크릴계 액상 결합재는 고형분 함량 45 내지 50% 이고, pH 6 내지 8 이며, 점도 1000 내지 2000 cps/25 ℃인 유백색의 액체인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 pH가 상기 범위를 벗어나서 산성이나 알칼리성이 강하여 지면 백화현상이 나타나는 문제점이 있으며, 우드칩과 황토 등의 결합력이 저하되는 문제점이 있다. 따라서, 아크릴계 액상 결합제의 pH는 상기한 중성 범위가 되도록 조절하는 것이 좋다.

상기 아크릴계 액상 결합재는 항균제, 방부제, 안료 중에서 선택된 하나 또는 그 이상의 혼합물을 포함하는 부자재 1 내지 3 %(w/w) 더 포함하는 것이 바람직하다. 항균제로서 나노복합소재방부재를 사용하면 우드칩 자체의 곰팡이균 등을 살균하는 효과가 우수하며, 그 외 기존에 알려진 650 여 종 이상의 세균, 미생물, 바이러스, 박테리아 등에 대한 내성이 생기지 않으면서 항균 및 살균효과를 발휘할 수 있는 효과를 얻을 수 있을 것이다. 또한 안료 등을 사용하고자 할 경우에는 장식성을 높일 수 있는 효과를 기대할 수 있을 것이다.

또한 본 발명의 바닥 및 벽면 포장재 조성물에는 시멘트를 추가로 포함시킬 수 있다. 시멘트는 조성물 전체 체적 중에서 2.5 %(v/v) 이하가 되도록 조절하는 것이 좋다. 시멘트의 경우 사용하지 않아도 좋은데 조성물을 현장 포설재로 사용하고자 할 경우에는 상기 범위로 조절하도록 한다. 그외 보도 블록, 경계 블록, 판넬 블록 및 불연 판넬 블록 등으로 사용하고자 할 경우에는 사용하지 않는 것이 더욱 좋을 것이다.

한편, 본 발명의 바닥 및 벽면 포장재용 조성물은 모래, 마사토 및 골재를 대체하여 규사를 사용할 수 있다.

규사를 사용할 경우 표면의 미려함과 투수가 우수한 면에서 바람직하다. 이때 규사는 일정한 입도를 가지는 것을 사용하는 것이 좋다. 이때 규사의 사용량은 전체 조성물 체적 중 1.5 내지 40 %(v/v) 범위로 사용하는 것이 좋은데, 규사의 사용량이 상기 범위 미만으로 적으면 투수가 저하하는 경향이 있으며, 사용량이 상기 범위를 초과하여 많으면 결합력이 저하되는 경향이 있어 바람직하지 않다.

본 발명의 바닥 및 벽면 포장재용 조성물은 상기한 성분들과 및 잔량의 물을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 바닥 및 벽면 포장재용 조성물에 의해 제조된 성형체의 경우, 기존의 흙포장 성형체(NS SOIL 경질)과 비교할 때 목재의 탄성을 느낄 수 있으며, 내구성이 좋아 동파가 없으며 크랙 발생이 없을 뿐 아니라, 특히 우드칩 사용으로 인하여 미끄럼 방지 효과가 우수하게 나타나는 특징이 있어(미끄럼 저항 계수가 51 수준으로 나타남), 보행성이 좋음 사고시 부상정도가 낮아지는 효과가 있다.

본 발명의 바닥 및 벽면 포장재용 조성물은 (1) 우드칩 50 내지 75 %(v/v), 모래 0.5 내지 10 %(v/v), 마사토 0.2 내지 5 %(v/v) 및 골재 1 내지 25 %(v/v)를 1차 혼합하는 단계; (2) 단계 (1)에서 수득된 1차 혼합물에 황토분말 1 내지 15 %(v/v)를 2차 혼합하는 단계; 및 (3) 단계 (2)에서 수득된 2차 혼합물에 아크릴계 액상 결합재 0.5 내지 3 %(v/v)와 잔량의 물을 투입하여 5 내지 15 분간 혼합하는 단계를 포함하는 방법에 따라 제조된다.

이하에서는 본 발명의 바닥 및 벽면 포장재용 조성물과 성형체의 제조방법을 구체적으로 설명한다.

(1) 단계

파쇄 및 건조되어 10 내지 15 mm 걸림망에 채걸림된 우드칩 50 내지 75 %(v/v)과 모래 0.5 내지 10 %(v/v), 마사토 0.2 내지 5 %(v/v) 및 골재 1 내지 25 %(v/v)를 혼합하여 1차 혼합하는 단계이다.

상기 1차 혼합은 맷돌식 믹서 등의 혼합수단을 사용하여 수분간 혼합한다. 바람직하기로는 5 내지 10 분간 혼합하는 것이 좋으며, 혼합물의 함량에 따라 혼합하는 시간이 다소 변동될 수 있다.

(2) 단계

상기 1 차 혼합물에 황토분말 1 내지 15 %(v/v)를 혼합하여 2차 믹싱하는 단계이다. 이때 시멘트를 2.5 %(v/v) 이하의 양으로 추가로 혼합할 수 있다.

상기 1 차 혼합물에 황토분말과 선택적으로 시멘트를 첨가하여 수분간 혼합하는데, 바람직하기로는 5 내지 10 분간 혼합하는 것이 좋으며, 혼합물의 함량에 따라 혼합하는 시간이 다소 변동될 수 있다.

(3) 단계

상기 2차 혼합물에 아크릴계 액상 결합재 0.5 내지 3 %(v/v)와 잔량의 물을 투입하여 5 내지 15 분간 혼합하는 단계이다.

충분히 혼합된 혼합물에 액상 결합재와 물을 첨가하여 반습식 상태로 혼합한다. 아크릴계 액상 결합재의 첨가가 일찍 이루어질 경우 조성물이 경화되어 반습식 상태로 유지할 수 없게 되므로 첨가되는 시기를 준수하는 것이 바람직할 것이다.

또한, 안료나 기타 첨가제를 사용할 경우에도 물과 함께 첨가하는 것이 좋다.

모래, 마사토 및 골재를 대체하여 규사를 사용할 경우, 규사의 첨가시기는 모래, 마사토 및 골재 첨가시기에 준하는 것이 좋고, 시멘트는 첨가하지 않을 수도 있다.

상기와 같이 제조된 조성물을 현장 포설재로 사용할 경우 직접 시공하고자 하는 바닥, 벽면 등에 시공할 수 있고, 투수 보도 블록, 투수 판넬 블록, 투수 경계 블록 및 불연 판넬 블록 등 중에서 선택된 어느 하나의 성형체로 제조하여 바닥 포장재로 사용하고자 할 경우에는 상기 조성물을 양생하여 가공 절삭하여 성형체로 제조한 후 사용할 수 있을 것이다.

상기한 바닥 및 벽면 포장재용 조성물의 시공은 미장칼 등의 용구를 사용하여 이루어지도록 하며, 성형체의 종류에 따라 규격을 달리 조정하여 사용하도록 한다. 그 외 표면 고르기를 당업계에 널리 알려진 다양한 방법을 채용할 수 있을 것이다.

이하, 본 발명을 하기 제조예 및 실시예에 의거하여 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 단, 하기 제조예 및 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명이 이에 의해 한정되는 것은 아니다.

제조예 1: 우드칩의 가공

임목 폐기물 공장에서 소나무의 뿌리와 잔가지 등을 1차 파쇄한 후 야적장에서 48 시간 자연건조시켰다. 상기 1차 파쇄된 우드칩을 2차 파쇄후 10 내지 15 mm 원형망으로 채걸림하였다. 상기 채걸림한 우드칩을 방부처리된 코팅제(상품명 :ACTIBIO)가 포함된 액체로 코팅하여 건조시켰다. 상기 우드칩을 필요단위 중량으로 마대 자루에 담아 통풍이 잘 되는 그늘에 보관하며 사용하였다.

제조예 2: 모래

모래는 굵은 입자를 가진(왕사)는 것을 선별하여 사용하였다.

제조예 3: 마사토

마사토는 굵은 입자를 가지는 것을 선별하여 사용하였다.

제조예 4: 골재

골재장에서 채취한 골재를 5 mm 망으로 채걸림하고 세척하여 2 내지 3 mm 범위의 크기를 가지는 골재를 선별하여 사용하였다.

제조예 5: 황토분말

황토는 소성된 미세분말을 선별하여 사용하였다.

제조예 6: 규사

규사는 입도가 2 ~ 3mm로 일정한 것을 선별하여 사용하였다.

제조예 7: 아크릴계 액상 결합재

하기 표 1에 기재된 성분들을 혼합하여 액상 결합재를 제조하였다.

성분	함량[%(v/v)]
성분	시료 1	시료 2	시료 3	시료 4
스티렌 모노머	15	18	20	20
2-에틸헥실 아크릴 모노머	20	22	25	23
부틸 아크릴 모노머	3	5	7	4
기타 첨가제	-	2¹⁾	1²⁾	2¹⁾
물	62	54	47	51
계	100	100	100	100
1) 방부제[1.9%(w/w)] + 항균제[0.1%(w/w)] 2) 방부제[0.9%(w/w)] + 항균제[0.1%(w/w)]

상기 시료 1 내지 4 중에서 고형분 함량 45 내지 50% 이고, pH 6 내지 8 이며, 점도 1000 내지 2000 cps/25 ℃인 유백색의 조건을 만족시키는 시료는 시료 2와 3이었다. 시료 1과 시료 2를 사용하여 하기 실시예 1과 동일한 조건으로 투수 보도 블록을 제조하였을 경우, 양생한 후 백화 현상이 발생하고 조성성분들 간의 결합력이 저하되어 사용하기에 바람직한 물성이 나타나지 않았다.

이하 실시예에서는 제조예에서 제시된 성분들 및 시료 2의 액상 결합재를 사용하였다.

실시예 1: 투수 보도 블록의 제조

대형 멧돌식 믹서기에 우드칩 56.0 %(v/v), 모래 1.0 %(v/v), 마사토 0.4 %(v/v), 골재 20.0 %(v/v), 황토분말 10.0 %(v/v), 액상결합재 2.5 %(v/v) 및 물 10.0 %(v/v)을 순차적으로 투입하고 10분간 혼합하였다. 믹서기는 자전과 공전을 하며 골고루 자재가 혼합될 수 있도록 하였으며, 혼합이 이루어지는 공장의 온도는 상온을 유지하도록 하였다.

상기 혼합된 조성물은 건식상태를 유지하면서 호퍼로 이동후 성형기에 적정량 투입하고 유압프레스를 이용하여 규격별로 성형하고, 양생실로 이동한 후 72 시간(동절기에는 96 시간) 양생시켜 투수 보도 블록을 제조하였다.

도 1에는 투수 보도 블록(10)의 일례를 간단하게 나타내었는데, 필요에 따라 안료가 포함된 조성물로 이루어진 문양(11)을 새기는 것도 가능하다.

상기 투수 보도 블록을 설치할 지역에 최소한 깊이 100 내지 150 mm로 파고, 모래를 넓게 뿌려준 후 다져서 수평을 맞추고, 투수 보도 블록 간의 간격을 2mm 정도 주어 위치하게 한 후 모래를 부어 상기 간격을 메우도록 하는 방법으로 시공된다.

도 2에는 투수 보도 블록(10)과 투수 경계 블록(20)을 시공한 단면도를 나타내었다. 도 3에는 투수 보도 블록(10)이 적용된 사례를 사진으로 나타내었다.

실시예 2: 투수 판넬 블록의 제조

실시예 1의 투수 보도 블록과 동일한 방법으로 투수 판넬 블록을 제조하였으며, 사용된 성분은 우드칩 70.0 %(v/v), 모래 4.0 %(v/v), 마사토 0.8 %(v/v), 골재 3.0 %(v/v), 황토분말 10.0 %(v/v), 아크릴계 액상 결합재 2.5 %(v/v) 및 물 10.0 %(v/v)로 구성하였다. 투수 판넬 블록(30)을 시공한 단면도를 도 4에 나타내었다.

실시예 3: 투수 경계 블록의 제조

실시예 1의 투수 보도 블록과 동일한 방법으로 투수 경계 블록을 제조하였으며, 사용된 성분은 우드칩 56.0 %(v/v), 모래 1.0 %(v/v), 마사토 0.4 %(v/v), 골재 20.0 %(v/v), 황토분말 10.0 %(v/v), 액상결합재 2.5 %(v/v) 및 물 10.0 %(v/v)로 구성하였다.

도 5에는 투수 경계 블록(20)의 일례를 간단하게 나타내었는데, 도 6에 나타낸 바와 같이 필요에 따라 빛 반사용 그라스비드를 부착시킨 조성물로 이루어진 문양(21)을 새기는 것도 가능하다. 이와 같이 형광안료가 포함된 문양을 형성할 경우 야간에도 투수 경계 블록의 위치를 확인할 수 있다. 투수 경계 블록을 도로변에 시공할 경우에는 우수시에 투수 경계 블록을 통하여 우수가 투수될 수 있으므로 인도의 이물질이 도로변으로 넘어가게 되는 현상을 억제할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

실시예 4: 불연 판넬 블록의 제조

실시예 1의 투수 보도 블록과 동일한 방법으로 투수성 불연 판넬 블록을 제조하였으며, 사용된 성분은 우드칩 70.0 %(v/v), 모래 5.4 %(v/v), 마사토 0.8 %(v/v), 골재 20.0 %(v/v), 황토분말 10.0 %(v/v), 액상결합재 2.5 %(v/v) 및 물 10.0 %(v/v)로 구성하였다.

상기 불연 판넬 블록은 화재의 확산을 지연시킬 수 있으며, 연소시에도 유독가스를 발생시키지 않으므로 많은 이점이 있다.

실시예 5: 현장 포설재의 제조

대형 멧돌식 믹서기에 상기 제조예에서 가공된 우드칩 70 %(v/v), 모래 8.0 %(v/v), 마사토 4.0 %(v/v) 및 골재 3.0 %(v/v)를 혼합하여 5분간 1차 믹싱하였다. 여기에 황토분말 2.0 %(v/v), 시멘트(포틀란트 시멘트) 2.0 %(v/v)를 혼합하여 5 분간 2차 믹싱한 후 시료 2의 액상결합제1.0 %(v/v)와 물 10.0 %(v/v)를 혼합하고 약 10 분간 혼합하여 믹싱한 후 반습식 상태의 현장 포설재를 제조하였다.

현장 포설재는 시공될 용도 및 지반조건에 따라 다르지만. 일반적으로 보조기층을 형성하고, 현장 포설재를 제조한 후 현장에 포설하고 면고르기를 수행한 다음 양생하여 시공된다. 현장 포설재를 시공한 단면을 도 7 나타내었고, 현장 포설재를 시공한 사례를 도 8에 나타내었다.

시험예 1: 성분별 포장재의 특성비교

상기 실시예 1에 의하여 제조된 투수 보도 블록과 다른 소재별 포장재의 특성을 비교한 결과를 다음 표 2 에 나타내었다.

비교예 1은 N/S 흙포장이고, 비교예 2는 칼라투수콘포장, 비교예 3은 고무칩포장을 사용하였다.

내구성은 표면경도(압축강도) 방법으로 측정하였고, 투수성은 투수계수 방법으로 측정하였으며, 탄성은 탄성계수 방법으로 측정하였다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 실시예 1의 경우 전반적으로 우수한 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 특히 투수성이 우수하고, 친환경적이며, 유지관리가 보다 우수함을 확인할 수 있다.

시험예 2: 포장 소재별 온도측정 비교

상기 실시예 5의 현장 포설재를 적용한 시공면과 목재테크(비교예 4), 점토벽돌(비교예 5), 아스팔트(비교예 6) 및 인터로킹면(비교예 7)의 온도를 직접 측정한 결과를 다음 표 3과 도 9에 나타내었다. 동일한 장소에서 도로변 일직선상의 포장형태별 온도를 측정하였다.

구분		실시예 5	비교예 4	비교예 5	비교예 6	비교예 7
온도 (℃)	음지	28.5
온도 (℃)	양지	32.9	34.0	36.0	42.5	40.5
측정일시: 2009년 8월 6일 오전 11시 40분경, 날씨 맑음

시험예 3: 투수계수 및 압축강도 측정

실시예 1 에 의하여 제조된 성형체 시료 3개의 투수계수와 압축강도를 측정한 결과를 도 10에 나타내었다.

상기한 본 발명에 의하면, 우수시에도 빗물 튀김이 적어서 보행성이 우수하고, 열섬 현상에 대한 지구 온난화 현상의 발생을 줄일 수 있어 친환경적인 투수성 바닥 포장재 및 벽면 포장재용 현장 포설재를 제공할 수 있다. 또한 본 발명의 바닥 및 벽면 포장재용 조성물에 의하면, 연속 공극이 형성되어 투수성이 향상된 바닥 및 벽면 포장재용 성형체를 제공할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 바닥 및 벽면 포장재용 조성물에 의하면, 친환경적인 재료를 사용하게 됨으로써 저탄소 녹색성장의 효과를 기대할 수 있다.

1: 지반 2: 잡석다짐 3: 모래다짐 4: 기존포장면
10: 투수 보도 블록 11: 문양
20: 투수 경계 블록 21: 형광문양
30: 투수 판넬 블록 50: 현장 포설재

Claims

우드칩 50 내지 75 %(v/v), 황토분말 1 내지 15 %(v/v), 모래 0.5 내지 10 %(v/v), 마사토 0.2 내지 5 %(v/v), 골재 1 내지 25 %(v/v), 아크릴계 액상 결합재 0.5 내지 3 %(v/v), 및 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 및 벽면 포장재용 조성물.
제 1 항에 있어서,
모래, 마사토 및 골재 대신에 규사 1.5 내지 40 %(v/v)를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서,
시멘트를 1 내지 2.5 %(v/v)의 양으로 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서,
우드칩이 수분함량 10% 이하로 건조된 것으로 10 내지 15mm 걸림망에 채걸림된 후 코팅제가 도포된 것임을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서,
골재가 5 mm 걸림망에 채걸림된 것임을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서,
아크릴계 액상 결합재가 스티렌 모노머(styrene monomer) 15 내지 20 %(w/w), 2-에틸헥실 아크릴 모노머(2-ethyl hexyl acryl monomer) 20 내지 25 %(w/w), 부틸 아크릴 모노머(butyl acryl monomer) 3 내지 8 %(w/w) 및 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 6 항에 있어서,
아크릴계 액상 결합재가 항균제, 방부재 및 안료로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 부자재를 1 내지 3 %(w/w)의 양으로 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 6 항에 있어서,
아크릴계 액상 결합재가 고형분 함량 45 내지 50% 이고, pH 7 내지 8 이며, 점도 1000 내지 2000 cps/25 ℃인 유백색의 액체임을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서,
바닥 포장재가 투수 보도 블록, 투수 판넬 블록, 투수 경계 블록 및 불연 판넬 블록으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 성형체인 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서,
벽면 포장재가 현장 포설재인 것을 특징으로 하는 조성물.
하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 및 벽면 포장재 조성물의 제조방법:
(1) 우드칩 50 내지 75 %(v/v), 모래 0.5 내지 10 %(v/v), 마사토 0.2 내지 5 %(v/v) 및 골재 1 내지 25 %(v/v)를 1차 혼합하는 단계;
(2) 단계 (1)에서 수득된 1차 혼합물에 황토분말 1 내지 15 %(v/v)를 2차 혼합하는 단계; 및
(3) 단계 (2)에서 수득된 2차 혼합물에 아크릴계 액상 결합재 0.5 내지 3 %(v/v)와 잔량의 물을 투입하여 5 내지 15 분간 혼합하는 단계.
제 11 항에 있어서,
단계 (1)에서 모래, 마사토 및 골재 대신에 규사 1.5 내지 40 %(v/v)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 11 항에 있어서,
단계 (2)에서 시멘트를 1 내지 2.5 %(v/v)의 양으로 추가로 혼합하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 11 항에 있어서,
우드칩이 수분함량 10% 이하로 건조된 것으로 10 내지 15mm 걸림망에 채걸림된 후 코팅제가 도포된 것임을 특징으로 하는 방법.
제 11 항에 있어서,
골재가 5 mm 걸림망에 채걸림된 것임을 특징으로 하는 방법.
제 11 항에 있어서,
아크릴계 액상 결합재가 스티렌 모노머(styrene monomer) 15 내지 20 %(w/w), 2-에틸헥실 아크릴 모노머(2-ethyl hexyl acryl monomer) 20 내지 25 %(w/w), 부틸 아크릴 모노머(butyl acryl monomer) 3 내지 8 %(w/w) 및 잔량의 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 11 항에 있어서,
아크릴계 액상 결합재가 항균제, 방부재 및 안료로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 부자재를 1 내지 3 %(w/w)의 양으로 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 11 항에 있어서,
아크릴계 액상 결합재가 고형분 함량 45 내지 50% 이고, pH 7 내지 8 이며, 점도 1000 내지 2000 cps/25 ℃인 유백색의 액체임을 특징으로 하는 방법.
제 11 항에 있어서,
바닥 포장재가 투수 보도 블록, 투수 판넬 블록, 투수 경계 블록 및 불연 판넬 블록으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 성형체인 것을 특징으로 하는 방법.
제 11 항에 있어서,
벽면 포장재가 현장 포설재인 것을 특징으로 하는 방법.
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