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KR102602778B1 - 초고성능 투수블록의 제조방법 - Google Patents

초고성능 투수블록의 제조방법 Download PDF

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KR102602778B1
KR102602778B1 KR1020230069542A KR20230069542A KR102602778B1 KR 102602778 B1 KR102602778 B1 KR 102602778B1 KR 1020230069542 A KR1020230069542 A KR 1020230069542A KR 20230069542 A KR20230069542 A KR 20230069542A KR 102602778 B1 KR102602778 B1 KR 102602778B1
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박기원
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주식회사 데코페이브
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Abstract

굵은 골재, 잔골재, 석분, 분말도 향상 시멘트, 제로 슬럼프 콘크리트용 유동화제, 물을 혼합한 기층 조성물로 성형된 기층과 돌로마이트, 분말도 향상 시멘트, 제로 슬럼프 콘크리트용 유동화제, 물을 혼합한 표층 조성물로 성형된 표층을 포함하고, 안개분사, 양생, 건조 단계를 통해 제조된 것을 특징으로 하는 초고성능 투수블록을 제공한다.
본 발명에 따른 초고성능 투수블록은 서울시 투수블록 포장 설계, 시공 및 유지관리기준(Ver 2.0)에서 요구하는 휨강도 4MPa 이상, 압축강도 16MPa 이상, 투수계수 2등급(0.5mm/sec 이상 ~1.0mm/sec 미만)은 물론, 투수계수 1등급 1.0 mm/sec보다 훨씬 우수한 투수계수를 달성할 수 있고, 이러한 투수성을 장기간 지속할 수 있는 초고성능의 강도와 투수성을 발휘할 수 있다.

Description

초고성능 투수블록의 제조방법{Manufacturing method of ultra-high performance water permeable block}
본 발명은 초고성능 투수블록의 제조방법에 관한 것으로 본 발명에 따라 제조되는 투수 블록은 우수한 투수성과 강도를 가지면서도 사용기간 동안 투수성이 지속될 수 있는 투수블록의 제조방법 및 이에 의해서 제조되는 초고성능 투수블록에 관한 것이다.
일반적으로 투수블록은 우수 등이 블록을 통과하여 지중으로 공급되게 하는 것으로 투수블록은 도심의 홍수 예방의 목적으로 각광받고 있다. 기후변화로 전 지구적으로 지표의 온도가 상승하고 있고, 인구가 밀집되는 도시 지역은 주변지역과 비교하여 온도가 더욱 상승하는 열섬 현상이 두드러지게 발생하고 있다.
특히 도시 지역의 지표는 아스팔트나 콘크리트와 같은 불투수층으로 형성되어 태양 에너지를 흡수할 뿐만 아니라 물을 저장하는 기능을 제대로 수행하지 못하여 도시지역의 온도를 상승시키고 있다.
본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 10-2372063호는 굵은 골재, 시멘트, 고로 슬래그, 실리카 흄, 폴리머 바인더, AE 감수제 및 물을 혼합하여 기층용 조성물을 만들고, 잔골재, 시멘트, 고로슬래그, 폴리머 바인더 및 폐지 슬러지 를 혼합하여 표층 조성물을 성형함으로써 기층에 적절한 공극을 형성하여 보수성 및 투수성을 가지면서 파손이 방지되는 장점을 가지고 있으나 실리카 흄, 폴리머 바인더와 같은 고가의 소재를 사용하고 있고, 투수 지속성 면에서 한계가 있는 것으로 판단된다.
대한민국 등록특허 제10-2144650호 대한민국 등록특허 제10-2372063호
상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 굵은골재와 잔골재, 분말도 향상 시멘트 및 콘크리트 유동화제, 돌로마이트를 최적의 배합비로 배합하여 기층과 표층을 각각 형성함으로써, 배합 효율을 높일 수 있으며, 우수한 투수성능과 강도를 갖고 투수성이 장기간 지속되는 초고성능 투수블록의 제조방법 및 이에 의해 제조된 초고성능 투수블록을 제공하는 데에 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하고자, 본 발명은 굵은 골재, 잔골재, 석분, 분말도 향상 시멘트, 제로 슬럼프 콘크리트용 유동화제, 물을 혼합하여 기층 조성물을 제조하는 기층 조성물 제조단계, 돌로마이트, 분말도 향상 시멘트, 제로 슬럼프 콘크리트용 유동화제, 물을 혼합하여 표층 조성물을 제조하는 표층 조성물 제조단계, 기층 조성물을 금형에 주입하고 진동 가압하여 기층을 형성하는 기층 성형단계, 성형된 기층 조성물 상부에 표층 조성물을 투입하고 진동 가압하여 표층을 형성하는 표층 성형단계, 성형된 상기 기층과 표층 구조의 투수블록에 미스트를 분사하는 안개분사단계, 상기 투수블록을 습도가 부여되는 조건에서 양생하는 양생단계 및 건조단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초고성능 투수블록의 제조방법을 제공한다.
상기 기층 조성물은, 직경 10~13mm의 굵은 골재 22~28 중량%, 직경 6~8mm의 잔골재 46~50 중량%, 석분 7~9 중량%, 4,000~4,500cm2/g의 분말도를 가지는 분말도 향상 시멘트 12~15 중량%, 제로 슬럼프 콘크리트용 유동화제 0.01~3.0 중량%, 물 3~6 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 초고성능 투수블록의 제조방법을 제공한다.
상기 표층 조성물은, 돌로마이트 3호사 70~80 중량%, 4,000~4,500cm2/g의 분말도를 가지는 분말도 향상 시멘트 15~20 중량%, 물 3~7 중량% 및 제로슬럼프 콘크리트용 유동화제 0.01~3 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 초고성능 투수블록의 제조방법을 제공한다.
또한, 상기 표층 조성물은, 돌로마이트 3호사 36~40 중량%, 돌로마이트 4호사 36~40 중량%, 4,000~4,500cm2/g의 분말도를 가지는 분말도 향상 시멘트 15~20 중량%, 물 3~5 중량% 및 제로슬럼프 콘크리트용 유동화제 0.01~3 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 초고성능 투수블록의 제조방법을 제공한다.
상기 안개분사 단계는 30㎛ 내지 70㎛ 크기의 미스트 입자를 3~5초간 기층과 표층 구조의 투수블록 상부에서 분사하는 것을 특징으로 하는 초고성능 투수블록의 제조방법을 제공한다.
상기 양생단계는, 온도 35~38℃, 습도 80~90%의 밀폐 공간에서 24시간 양생하는 1차 양생단계 및 내부수분 침투가 가능한 밴딩(banding) 상태에서 25℃ 이상 온도에서 증기를 이용해 48시간 양생하는 2차 양생단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초고성능 투수블록의 제조방법을 제공한다.
상기 건조단계는 건조시설에서 15℃~25℃의 온도에서 3~5일간 자연건조하는 것을 특징으로 하는 초고성능 투수블록의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 다른 측면으로는 굵은 골재, 잔골재, 석분, 분말도 향상 시멘트, 제로 슬럼프 콘크리트용 유동화제, 물을 혼합한 기층 조성물로 성형된 기층과 돌로마이트, 분말도 향상 시멘트, 제로 슬럼프 콘크리트용 유동화제, 물을 혼합한 표층 조성물로 성형된 표층을 포함하고, 안개분사, 양생, 건조 단계를 통해 제조된 것을 특징으로 하는 초고성능 투수블록을 제공한다.
본 발명에 따라 제조되는 초고성능 투수블록은 서울시 투수블록 포장 설계, 시공 및 유지관리기준(Ver 2.0)에서 요구하는 휨강도 4MPa 이상, 압축강도 16MPa 이상, 투수계수 2등급(0.5mm/sec 이상 ~1.0mm/sec 미만)은 물론, 투수계수 1등급 (1.0 mm/sec 이상)보다 훨씬 우수한 투수계수를 달성할 수 있고, 이러한 투수성을 장기간 지속할 수 있는 초고성능의 강도와 투수성을 발휘할 수 있다.
본 발명에 따라 제조되는 초고성능 투수 블록은 장기간 사용에 따른 표층 골재의 탈락을 방지하고 이물질이 공극 사이로 효과적으로 빠져나가 투수성능을 지속적으로 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 투수블록의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 투수블록의 성능에 대한 공인시험 성적서이다.
이하, 실시예 및 실험예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 어떠한 의미로든 본 발명의 범위가 이들 예로 한정되는 것은 아니다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 초고성능 투수블록의 제조방법은 굵은 골재, 잔골재, 석분, 분말도 향상 시멘트, 제로 슬럼프 콘크리트용 유동화제, 물을 혼합하여 기층 조성물을 제조하는 기층 조성물 제조단계(S10), 돌로마이트, 분말도 향상 시멘트, 제로 슬럼프 콘크리트용 유동화제, 물을 혼합하여 표층 조성물을 제조하는 표층 조성물 제조단계(S20), 기층 조성물을 금형에 주입하고 진동가압하여 기층을 형성하는 기층 성형단계(S30), 성형된 기층 조성물 상부에 표층 조성물을 투입하고 진동 가압하여 표층을 형성하는 표층 성형단계(S40), 성형된 상기 기층과 표층 구조의 투수블록에 미스트를 분사하는 안개분사단계(S50), 상기 투수블록을 습도가 부여되는 조건에서 양생하는 양생단계(S60) 및 건조단계(S70)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 기층 조성물 제조단계(S10)는 굵은 골재, 잔골재, 석분, 분말도 향상 시멘트, 제로 슬럼프 콘크리트용 유동화제, 물을 혼합하여 기층 조성물을 제조한다. 상기 기층 조성물은 본 발명의 초고성능 투수블록의 기층을 형성하기 위한 조성물로, 상기 재료를 혼합하고 잘 섞이도록 교반하여 제조된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기층 조성물은 직경 10~13mm의 굵은 골재 22~28 중량%, 직경 6~8mm의 잔골재 46~50 중량%, 석분 7~9 중량%, 4,000~4,500cm2/g의 분말도를 가지는 분말도 향상 시멘트 12~15 중량%, 제로 슬럼프 콘크리트용 유동화제 0.01~3.0 중량%, 물 3~6 중량%로 구성되는 것이다.
상기 굵은 골재는 잔골재 대비 상대적으로 입도가 큰 것을 의미하며, 본 발명의 초고성능 투수블록의 주재료로 혼합되는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 굵은 골재의 입자의 직경이 10~13mm 범위의 것을 사용한다. 굵은 골재의 사용은 투수성과 강도를 동시에 고려해야 하는 것으로 굵은 골재의 직경이 10mm보다 작은 경우에는 목표 투수성에 도달하기 어려우며, 굵은 골재의 13mm를 초과하는 경우에는 강도저하가 현저하게 나타난다.
또한, 굵은 골재의 함량이 많아지면, 혼합되는 재료들 사이에 분리가 일어나 불균일한 기층이 형성되어 강도가 저하되고, 굵은 골재의 함량이 적어지면 상대적으로 공극률이 감소하여 투수성에 저하가 일어난다.
상기 잔골재는 직경 6~8mm의 잔골재 46~50 중량%를 적용한다. 잔골재는 상대적으로 골재 입자의 직경이 작은 것으로 입자의 직경이 6~8mm의 것을 적용한다. 잔골재는 기층을 구성하는 주재료로서 잔골재의 함량이 많아지면 수분 함량이 높아져야 하고 그에 따라 혼합 재료 사이의 결합력에 영향을 줄 수 있고, 잔골재의 함량이 적으면 기층의 내구성 저하 및 혼합 재료의 분리가 일어난다.
석분은 골재 제조 공정 중에 발생되는 석분 슬러지를 분말화한 것으로 평균 입자크기가 6-10㎛이고, 밀도가 2.6g/cm3인 것을 사용한다. 석분은 전체 기층 조성물 중에서 7~9 중량%를 적용하는데 석분은 초고성능 투수블록의 휨강도를 증가시키고, 자연스런 색상을 표현하는데 유리하다. 석분의 사용량이 7중량% 미만으로 포함되는 경우에는 휨강도가 약해지는 문제점이 있고, 반면에 9 중량%를 초과하여 포함되는 경우에는 투수성이 저하하게 된다.
본 발명에 따른 분말도 향상 시멘트를 전체 조성물 중 12~15 중량%로 포함된다. 통상적으로 일반 시멘트의 분말도는 KS기준으로 2800cm2/g 이상의 분말도를 가지며 포틀랜드 시멘트의 분말도는 3600~3800cm2/g의 수준이다. 본 발명에서는 이보다 훨씬 높은 4,000~4,500cm2/g의 분말도 향상 시멘트를 포함한다. 분말도가 낮으면 유동성이 증가하나 수화반응이 지연되고 재료 분리 및 압축강도 저하가 나타난다. 분말도 향상 시멘트는 높은 분말도만큼 시멘트의 표면적이 증가하게 되고 초기 강도 증가에 기여하게 되지만, 분말도가 4,500cm2/g를 초과하게 되면 수화열 상승으로 인하여 초고성능 투수블록의 강도 발현에 지장을 초래하게 된다.
본 발명에 따른 제로 슬럼프 콘크리트용 유동화제는 전제 조성물 중 0.1~3.0 중량%를 포함하게 된다. 제로 슬럼프 콘크리트용 유동화제는 혼합되는 수량의 감수 효과로 인해 초고성능 투수블록의 강도를 향상시키며, 기층 조성물의 균일한 혼합을 용이하게 하며, 투수 성능 향상에 기여한다. 제로 슬럼프 콘크리트용 유동화제는 폴리카르본산계, 멜라민계, 나프탈렌계 및 리그닌계 중에서 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 물은 배합수로 작용하며 통상의 투수블록 제조시 사용하는 물을 모두 적용할 수 있다. 물은 3~6 중량%로 포함된다. 물을 3 중량% 미만으로 포함하게 되는 경우, 배합이 원활하게 이루어지 않아 투수블록의 불균일한 물성이 문제될 수 있으며 결합강도가 낮아질 수 있다. 물의 함량이 6 중량%를 초과하게 되면 상대적으로 다른 성분에 비해 물의 양이 많아지면서 물시멘트비(W/C)가 커짐에 따라 기층용 조성물의 슬럼프 값이 증가하게 되어 제조과정에서 재료의 분리가 일어날 수 있다.
도 1을 참조하면 표층 조성물 제조단계(S20)은 돌로마이트, 분말도 향상 시멘트, 제로 슬럼프 콘크리트용 유동화제, 물을 혼합하여 표층 조성물을 제조하는 것이다. 상기 표층 조성물은 본 발명의 초고성능 투수블록의 표층을 형성하기 위한조성물로 상기의 재료를 혼합하고 교반하여 제조되는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표층 조성물은 돌로마이트 3호사 70~80 중량%, 4,000~4,500cm2/g의 분말도를 가지는 분말도 향상 시멘트 15~20 중량%, 물 3~7 중량% 및 제로슬럼프 콘크리트용 유동화제 0.01~3.0 중량%로 이루어진 것일 수 있다.
상기 돌로마이트(dolomite)는 백운석이라고도 하며 화학성분은 CaMg(CO3)2이며 탄산칼슘(CaCO3)과 탄산마그네슘(MgCO3)이 1:1로 이루어진 복탄산염을 이룬다. 돌로마이트(dolomite) 3호사는 원석을 파쇄하여 입자 직경이 2.46~5.16mm 규격의 제품을 의미하며, 돌로마이트 4호사는 입자 직경이 1.3~2.46mm 크기의 것을 의미한다. 돌로마이트(dolomite)는 초고성능 투수블록의 표층을 형성하는 주성분으로 그 입자 직경이 초고성능 투수블록의 투수성 및 투수지속성이 큰 영향을 미친다. 따라서 투수성능 1등급(투수계수 1.0mm/sec 이상)을 달성하기 위해서는 돌로마이트 3호사를 표층 조성물 전체 중량에 대해서 70~80 중량% 포함해야 된다.
4,000~4,500cm2/g의 분말도를 가지는 분말도 향상 시멘트를 표층 조성물 전체 중량에 대해서 15~20 중량%를 포함해야 한다. 분말도 향상 시멘트의 함량이 15 중량% 미만인 경우에는 혼합 재료 간의 결합강도가 저하되고 물시멘트비(W/C)가 커져서 진동 가압시 시멘트 페이스트가 표층으로 상승하여 막을 형성함으로써 투수성능이 저하되게 된다. 또한, 분말도 향상 시멘트의 함량이 20 중량%를 초과하게 되면 표층 내의 공극율이 낮아져서 투수계수가 저하될 수 있으며, 제조단가가 상승하게 된다.
표층 조성물 전체 중량에 대해서 제로 슬럼프 콘크리트용 유동화제 0.01~3.0 중량%를 포함할 수 있다. 제로 슬럼프 콘크리트용 유동화제는 혼합되는 수량의 감수 효과로 인해 초고성능 투수 블록의 강도를 향상시키며, 표층 조성물의 균일한 혼합을 용이하게 하며, 투수 성능 향상에 기여한다.
표층 조성물 전체 중량에 대하여 물 3~7 중량%를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 물은 배합수로 작용하며 통상의 투수블록 제조시 사용하는 물을 모두 적용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 표층 조성물은 돌로마이트 3호사 36~40 중량%, 돌로마이트 4호사 36~40 중량%, 4,000~4,500cm2/g의 분말도를 가지는 분말도 향상 시멘트 15~20 중량%, 물 3~5 중량% 및 제로슬럼프 콘크리트용 유동화제 0.01~3.0 중량%로 이루어질 수 있다.
돌로마이트 3호사의 입자 직경 2.46~5.16mm 보다 작은 돌로마이트 4호사 입자 직경이 1.3~2.46mm의 재료를 혼합하여 사용함으로써 투수성능 2등급(투수계수 0.5mm/sec 이상 ~ 1.0mm/sec 미만)을 달성을 달성할 수 있다. 이 때 돌로마이트 3호사 사용량을 줄이고 그만큼 돌로마이트 4호사를 포함함으로서 투수성능을 용도에 맞게 제어할 수 있다.
도 1을 참고하면 기층성형단계(S30)은 상기 기층 조성물을 몰드에 주입하고 진동 가압하여 기층을 성형하는 단계이다. 상기 몰드(Mold)는 초고성능 투수블록을 성형하기 위한 것을 의미하는 것으로 정육면체, 직육면제, 그 외의 입체적 구조를 가진 형태도 가능하며 투수블록의 형태와 품질기준에 따라 몰드를 설계하여 사용하는 것일 수 있다.
상기 몰드에 기층용 조성물을 넣고 진동을 가하게 되면, 기층용 조성물이 몰드 내에서 고르게 분산되면서 일정한 두께를 갖는 기층으로 성형된다. 이 후 가압 장치를 이용하여 성형된 기층을 상부에서 가압함으로써 기층의 성형이 완성된다.
진동 가압은 통상의 장비를 사용하여 수행하는 것으로 진동장치는 예를 들어 서로 반대방향으로 회전하는 편심축을 가진 한쌍의 드럼의 회전에 의해서 발생하는 진동력을 이용하는 것이다. 이 때 진동장치는 35~45rpm의 속도로 회전하면서 진동을 인가하고, 진동 인가 시간은 1.2~1.5초이다. 진동 시간이 1.2초 미만인 경우에는 기층 조성물의 분산이 미흡하게 되어 물성 불균일이 발생하고 진동시간이 1.5초를 초과하게 되면 기층내 공극이 감소하게 되어 투수성이 감소하게 된다.
도 1을 참고하면 표층 성형단계(S40)은 상기 표층 조성물을 성형된 기층 상부에 고르게 투입하고 진동 가압하여 표층을 형성하는 단계이다. 몰드 내에 성형된 기층 위에 상기 표층 조성물을 넣고 진동을 가하여 기층의 상면에 표층 조성물이 분산되면서 표층을 형성하는 것일 수 있다. 이후 진동, 가압을 통해 기층의 상면에 적층된 표층을 기층과 결합하고 표층의 성형을 완성한다.
진동 가압은 기층의 성형에 사용한 진동 및 가압 장치를 이용하는 것이다. 이 때 진동장치는 35~45rpm의 속도로 회전하면서 진동을 인가하고, 진동 인가 시간은 1.3~1.6초 이다. 진동 인가 시간이 1.3초 미만인 경우에는 표층 조성물의 분산이 미흡하게 되어 물성 불균일이 발생하게 되고, 진동 인가시간이 1.6초를 초과하게 되면 시멘트 페이스트가 표층의 상부로 밀려 올라와 시멘트 막을 형성함으로써 투수 성능을 급격하게 저하시키는 문제가 발생하게 된다.
상기 표층은 정해진 표준 규격에 따른 두께를 갖도록 형성된 것을 수 있으며, 표층의 두께는 6~8mm 이내로 제작되어야 한다.
도 1을 참고하면 안개분사단계(S50)는 기층과 표층 구조의 투수블록에 미스트를 분사하는 단계이다. 통상의 미스트 발생장치에서 직경 30㎛ 내지 70㎛ 이하의 미스트를 생성시켜 기층과 표층 구조의 투수블록 상부에 3~5 초간 분사한다. 초고성능 투수블록은 표층을 형성할 때 표층 상부로 시멘트가 밀려 올라와 막을 형성함으로써 투수성능이 저하되는 것을 방지하기 위해서 표층의 물시멘트비(W/C)를 최소로 함으로써 표면의 수화반응이 충분하지 못해 표면강도가 저하하게 된다. 이에 미스트를 분사하여 표층 상부에서부터 내부로 미스트가 침투하면서 충분한 수화반응이 가능하도록 수분을 공급하여 강도를 향상시키고 투수성을 유지할 수 있는 처리 단계이다.
미스트의 크기가 직경 70㎛ 보다 크게 되면 표층의 표면 침투가 용이하지 않으며, 30㎛ 미만이면 너무 쉽게 표층 내부로 침투되어 표면 수화반응 효과가 감소하게 된다.
도 1을 참고하면 양생단계(S60)는 상기 기층과 표층으로 이루어진 초고성능 투수블록을 온습도를 제어하면서 양생하여 경화시켜 투수블록을 형성하는 것이다. 본 발명에 따른 양생단계는 1차 양생단계(S61)로 온도 35~38℃, 습도 80~90%의 조건에서 24시간 양생한다. 이와 같은 양생 조건에 의하여 기층과 표층의 강도 발현 속도를 향상시킬 수 있으며 양생시간을 단축할 수 있다. 38℃의 온도를 초과하는 경우 투수블록 표면입자의 수화물이 치밀해서 내부의 수화 진행이 방해되면서 최종 강도가 저하될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 양생단계는 2차 양생단계(S62)로 25℃ 이상의 온도에서 100℃ 증기를 이용하여 48시간 2차 양생을 수행한다. 2차 양생은 추가 수분을 공급하여 수화반응을 촉진시켜 강도 증진의 효과가 있다.
최종적으로 별도의 건조시설에서 15~25℃ 온도에서 3~5일간 자연 건조를 수행하여 초고성능 투수블록의 제조가 완성된다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 상기한 굵은 골재, 잔골재, 석분, 분말도 향상 시멘트, 제로 슬럼프 콘크리트용 유동화제, 물을 혼합한 기층 조성물로 성형된 기층과 돌로마이트, 분말도 향상 시멘트, 제로 슬럼프 콘크리트용 유동화제, 물을 혼합한 표층 조성물로 성형된 표층을 포함하고, 안개분사, 양생, 건조 단계를 통해 제조된 것을 특징으로 하는 초고성능 투수블록을 제공한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 제조된 보도용 투수블록의 휨강도 및 투수계수에 대한 서울특별시 "투수블록포장 설계, 시공 및 유지관리 기준(Ver 2.0)"의 1등급을 획득한 시험성적서를 나타낸 이미지이다.
본 발명의 초고성능 투수블록의 제조방법에 의해 제조된 초고성능 투수블록은 성형시 진동가압의 조건, 안개분사, 양생조건 등에 따라 서울특별시 "투수블록포장 설계, 시공 및 유지관리 기준(Ver 2.0)"의 보도용 투수블록의 1등급 및 2등급에 해당하는 제품에 해당하는 제품을 용도에 맞게 생산이 가능하다. 도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 초고성능 투수블록의 경우 KS F 4419:2022 시험방법에 따라 휨강도가 5.5MPa이며, 투수계수가 1.70mm/sec로 휨강도 기준치를 만족하는 동시에 매우 우수한 투수력을 나타내고 있다.
<실시예 1-1~1-3>
실시예1-1에서는, 직경 10~13mm의 굵은 골재 600kg, 직경 6~8mm의 잔골재 1200kg, 석분 200kg, 4,000~4,500cm2/g의 분말도를 가지는 분말도 향상 시멘트 380kg, 물 110ℓ, 제로슬럼프 콘크리트 유동화제 1.368ℓ를 혼합하여 기층용 조성물을 제조하였다.
돌로마이트 3호사(Maker :(주)비엠씨) 2,005kg, 4,000~4,500cm2/g의 분말도를 가지는 분말도 향상 시멘트 453kg, 물 126ℓ, 제로슬럼프 콘크리트용 유동화제 1ℓ를 혼합하여 표층용 조성물을 제조하였다.
표준 규격을 갖는 금형에 상기 기층용 조성물을 넣고 진동장치를 이용하여 40rpm의 회전수로 1.2초간 진동을 부여하고 가압하여 기층을 제조한 후, 상기 기층 상면에 상기 표층용 조성물을 넣고 진동장치를 이용하여 40rpm의 회전수로 1.5초간 진동을 부여하고 가압하여 표층을 형성하였다. 직경 30㎛ 내지 70㎛ 이하의 미스트를 생성시켜 기층과 표층 구조의 투수블록 상부에 3 초간 미스트를 이용한 안개분사를 수행하고 1차 양생단계 및 2차 양생단계를 거쳐 자연 건조하여 최종적으로 초고성능 투수블록을 제조하였다.
실시예1-2 및 실시예1-3에서는 기층용 조성물에 있어서 일반 포틀랜드 시멘트를 더 투입하여 표 1과 같이 변경한 것 이외에 표층용 조성물의 조성비 및 제조 조건은 실시예1-1과 동일하다.
[표 1]
상기 실시예1에서 제조된 초고성능 투수블록의 휨 강도 및 투수계수의 측정결과는 하기 표 2와 같다.
[표 2]
서울특별시 "투수블록포장 설계, 시공 및 유지관리기준(Ver.2.0)에 따르면 보도용 투수블록은 휨강도가 4MPa 이상, 압축강도가 16MPa 이상, 투수계수 0.1 mm/sec이상이 되어야 함을 규정하고 있으나, 투수성능의 지속성 기준을 1등급은 1.0mm/sec 이상, 2등급은 0.5~1.0mm/sec, 3등급 0.1~0.5mm/sec로 제시하면서 3등급 이상의 제품만을 사용할 수 있음을 원칙으로 하고 있다.
상기 실시예 1-1의 경우 투수 지속성 등급에서 서울시의 요건을 충족함을 확인할 수 있다.
<실시예 2-1~2-3>
실시예2-1에서는, 직경 10~13mm의 굵은 골재 600kg, 직경 6~8mm의 잔골재 1200kg, 석분 200kg, 4,000~4,500cm2/g의 분말도를 가지는 분말도 향상 시멘트 380kg, 물 110ℓ, 제로슬럼프 콘크리트 유동화제 1.368ℓ를 혼합하여 기층용 조성물을 제조하였다.
또한, 돌로마이트 3호사(Maker :(주)비엠씨) 1,005kg, 돌로마이트 4호사(Maker :(주)비엠씨) 1,000kg, 4,000~4,500cm2/g의 분말도를 가지는 분말도 향상 시멘트 453kg, 물 126ℓ, 제로슬럼프 콘크리트용 유동화제 1ℓ를 혼합하여 표층용 조성물을 제조하였다.
실시예 2-2에서는 기층조성물은 실시예 2-1과 동일하고 표층에 있어서, 돌로마이트 3호사(Maker :(주)비엠씨) 1,005kg, 돌로마이트 4호사(Maker :(주)비엠씨) 1,000kg, 제1종 포틀랜드 시멘트 453kg, 물 133ℓ, 제로슬럼프 콘크리트용 유동화제 1ℓ, Zinc Slag 230kg을 혼합하여 표층용 조성물을 제조하였다.
실시예 2-3에서는 기층 조성물은 실시예 2-1과 동일하고 표층에 있어서, 돌로마이트 4호사(Maker :(주)비엠씨) 2,000kg, 제1종 포틀랜드 시멘트 453kg, 물 133ℓ, 제로슬럼프 콘크리트용 유동화제 1ℓ, Zinc Slag 230kg을 혼합하여 표층용 조성물을 제조하였다.
표준 규격을 갖는 금형에 상기 기층용 조성물을 넣고 진동장치를 이용하여 40rpm의 회전수로 1.2초간 진동을 부여하고 가압하여 기층을 제조한 후, 상기 기층 상면에 상기 표층용 조성물을 넣고 진동장치를 이용하여 40rpm의 회전수로 1.5초간 진동을 부여하고 가압하여 표층을 형성하였다. 직경 30㎛ 내지 70㎛ 이하의 미스트를 생성시켜 기층과 표층 구조의 투수블록 상부에 3초간 미스트를 이용한 안개분사를 수행하고 1차 양생단계 및 2차 양생단계를 거쳐 건조하여 최종적으로 초고성능 투수블록을 제조하였다.
실시예2-1및 실시예2-3에서의 기층용 조성물 및 표층용 조성물의 조성비를 표 3으로 표시하였다.
[표 3]
상기 실시예2에서 제조된 초고성능 투수블록의 휨 강도 및 투수계수의 측정결과는 하기 표 4와 같다.
상기 실시예 2-1의 경우 투수 지속성 등급에서 서울시의 2등급 요건을 충족함을 확인할 수 있었으며, 실시예 2-2, 2-3에서와 같이 일반 포틀랜드 시멘트와 강도 강화성분을 추가한 조성에서는 서울시의 투수블록의 성능 조건을 충족하지 못하는 것으로 확인되었다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (8)

  1. 직경 10~13mm의 굵은 골재 22~28 중량%, 직경 6~8mm의 잔골재 46~50 중량%, 석분 7~9 중량%, 4,000~4,500cm2/g의 분말도를 가지는 분말도 향상 시멘트 12~15 중량%, 제로 슬럼프 콘크리트용 유동화제 0.01~3.0 중량%, 물 3~6 중량%를 혼합하여 기층 조성물을 제조하는 기층 조성물 제조단계;
    돌로마이트 3호사(직경 2.46~5.16mm) 36~40 중량%, 돌로마이트 4호사(직경 1.3~2.46mm) 36~40 중량%, 4,000~4,500cm2/g의 분말도를 가지는 분말도 향상 시멘트 15~20 중량%, 물 3~5 중량% 및 제로슬럼프 콘크리트용 유동화제 0.01~3.0 중량%를 혼합하여 표층 조성물을 제조하는 표층 조성물 제조단계;
    기층 조성물을 금형에 주입하고 진동가압하여 기층을 형성하는 기층 성형단계;
    성형된 기층 조성물 상부에 표층 조성물을 투입하고 진동 가압하여 표층을 형성하는 표층 성형단계;
    성형된 상기 기층과 표층 구조의 투수블록 상부에서 30㎛ 내지 70㎛ 크기의 미세입자 수분을 3~5초간 분사하는 안개분사단계;
    상기 투수블록을 습도가 부여되는 조건에서 양생하는 양생단계; 및
    건조단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 초고성능 투수블록의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 양생단계는,
    온도 35~38℃, 습도 80~90%의 밀폐 공간에서 24시간 양생하는 1차 양생단계; 및
    내부수분 침투가 가능한 벤딩 상태에서 25℃ 이상 온도에서 증기를 이용해 48시간 양생하는 2차 양생단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초고성능 투수블록의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 건조단계는 건조시설에서 15℃~25℃의 온도에서 3~5일간 자연 건조하는 것을 특징으로 하는 초고성능 투수블록의 제조방법.
  8. 직경 10~13mm의 굵은 골재 22~28 중량%, 직경 6~8mm의 잔골재 46~50 중량%, 석분 7~9 중량%, 4,000~4,500cm2/g의 분말도를 가지는 분말도 향상 시멘트 12~15 중량%, 제로 슬럼프 콘크리트용 유동화제 0.01~3.0 중량%, 물 3~6 중량%를 혼합하여 기층 조성물로 성형된 기층과 돌로마이트 3호사(직경 2.46~5.16mm) 36~40 중량%, 돌로마이트 4호사(직경 1.3~2.46mm) 36~40 중량%, 4,000~4,500cm2/g의 분말도를 가지는 분말도 향상 시멘트 15~20 중량%, 물 3~5 중량% 및 제로슬럼프 콘크리트용 유동화제 0.01~3.0 중량%를 혼합하여 표층 조성물로 성형된 표층을 포함하고,
    기층과 표층 구조의 투수블록 상부에서 30㎛ 내지 70㎛ 크기의 미세입자 수분을 3~5초간 분사하는 안개분사단계, 양생단계, 건조 단계를 통해 제조된 것을 특징으로 하는 초고성능 투수블록.
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