KR101477055B1 - 규사 및 화산석을 이용한 투수 포장 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 규사 및 화산석을 이용한 투수 포장 조성물에 관한 것이다. 본 발명은, 투수 포장용 조성물은 화산석, 규사의 기능성 광석 15 내지 20 중량%, 쇄석 50 내지 80 중량%, 석회, 석고, 보크사이트(Bauxite)를 주성분으로 하는 소성 화합물인 칼슘 설포 알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate)를 분쇄하여 클링커(Clinker) 형태로 구성된 고상 고화제 5 내지 10 중량%, 크실렌(XYLENE) 5 내지 10 중량%, MDI(Methylene diphenyl diisocyanate) 20 내지 35 중량%, DOP(Dioctyl phthalate) 5 내지 15 중량%, Polypropylene Glycol 30 내지 60 중량%, 일라이트 5 내지 15 중량%으로 배합된 폴리우레탄수지 5 내지 10 중량% 및 EVA 폴리머에멀젼수지 10 내지 20 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따라 도로 신규 포장공사시 하부의 쇄석에 식물에 무해한 EVA 폴리모 에멀젼 수지 및 고상고화제를 이용하여 고착시키고, 상부에 폴리우레탄으로 화산석 및 규사등의 기능성 골재를 접착시키어 투수성 포장기능을 제공함으로써 경제적인 보수 및 신규 도로 포장공법이 가능한 효과를 제공한다.

Description

규사 및 화산석을 이용한 투수 포장 조성물{WATER PERMEABLE PAVEMENT COMPOSITIONS AND WORKING SILICA AND VOLCANIC ROCK}
본 발명은 규사 및 화산석을 이용한 투수 포장 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 폴리우레탄수지 및 액상경화제, 고상고화제를 혼합하여 접착력 및 압축강도, 휨강도를 향상시키어 기존 콘크리트, 아스콘포장, 고무? 포장 등의 크랙 및 도로 파손 면을 간단한 공법으로 도로포장 보수 및 신규 도로 투수 포장시 경제적인 친환경도로 도로포장을 시공할 수 있도록 하는 투수형 도로포장, 가로수보호판 포장 나아가 식생 및 인체에 유익한 규사 및 화산석을 이용한 투수 포장 조성물에 관한 것이다.
현재 도로, 인도, 광장 등의 포장에서는 대부분 아스팔트 포장 또는 콘크리트 포장이 실시되고 있으며, 이러한 포장체들은 일반적으로 투수성이 없다. 따라서, 배수시설이 없거나 완벽하지 못한 곳에서는, 강우 시 많은 양의 물이 배수되지 못하고 포장체 상부에 고이게 된다. 이와 같은 고여진 물은 도로 교통에 장애를 초래할 뿐 만 아니라, 도로 표면에 다량의 수분이 존재하면, 차량의 제동 시 미끄럼 저항성을 저하시켜 사고위험을 증대시킨다. 또한 물이 포장체를 통하여 땅속으로 침투되지 못하고, 포장체 표면을 따라 하수관, 하천, 강 등으로 흘러 들어가므로 도시하천의 범람원인이 될 뿐만 아니라, 지하수가 고갈되고, 지중 미생물이 서식하지 못하거나, 토양이 사막화되는 등 여러 가지 자연환경적인 문제를 유발하고 있다.
또한, 보편적인 도로포장 방법은 콘크리트, 아스팔트 포장이 주축을 이루고 있으며 기능성 포장으로는 고무칩포장, 황토콘 포장을 적용하고 있는데, 이러한 포장 방법은 크랙 및 우천시 부분적 파손으로 인하여 보수공사시 파손된 면을 철거하여 재시공하므로 많은 예산이 소요되어 경제적이지 못하는 단점이 있습니다. 또한, 근래에 사용되는 도로를 포장하는 도로 포장재는 주로 아스팔트나 콘크리트로 된 것으로서, 이들은 투수성이 없고 환경 친화적인 것이 아니며 햇빛을 받으면 복사열이 발생하여 대기온도를 상승시킴은 물론, 폭우시 우수를 집중시켜, 하천범람 등의 요인이 된다. 특히 하절기 등에는 그 정도가 더욱 심하다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 일환으로 투수성 포장에 대한 관심이 증대되었으며, 실제로 투수성 콘크리트가 개발되어, 보도를 중심으로 한 생활관련도로, 광장, 주차장 등의 포장에 활용하고 있다. 종래의 투수성 콘크리트로 이루어진 포장체는, 단순히 콘크리트 혼합 시 잔골재를 사용하지 않음으로서 포장체 내부에 공극을 형성시킨 것으로서, 콘크리트 포장체 속의 굵은 골재들이 단순히 시멘트 풀에 의하여 결합됨으로서, 포장체의 역학적 특성이 좋지 못하고 내구성이 저하되는 단점이 있다. 또한, 일반적으로 콘크리트 포장체는 압축강도 보다는 휨강도에 의해 설계되고 포장체 단면적이 크기 때문에, 온도응력과 건조수축에 따른 균열이 발생되기 쉽고 동결융해작용을 받기가 쉽다.
따라서, 잔골재를 사용하지 않는 종래의 투수성 콘크리트 포장체는 공극이 많아 압축강도가 저하되고, 또한 휨인성이 적어 휨강도가 저하되므로, 온도응력과 건조수축에 따른 균열발생을 억제할 수 없는 단점이 있다. 이러한 휨인성을 보완하기 위하여, 일반 콘크리트 구조물에서와 같이 콘크리트 내부에 철근 또는 강섬유를 배치하여, 포장체의 휨인성을 향상시키는 방법을 고려할 수 있으나, 투수성 콘크리트 포장체는 물과의 접촉이 빈번하고, 물이 콘크리트 내부로 수분이 침투되기 때문에, 내부 강재가 부식되어 내구성이 크게 떨어지게 된다. 따라서, 하중을 크게 받는 도로의 포장에는 이와 같은 종래의 투수성 콘크리트를 적용할 수 없는 실정이다.
또한, 최근에는 자연환경을 중시하는 경향이 많아지면서 흙을 모토로 하고 시멘트나 경화제, 산화철, 석회 등을 이용한 흙 포장공법이 개발되어 시행되고 있으며 이들 방법중, 건식방법으로는 모토와 시멘트를 버켓 스테 빌라이자로 잘 교반한 혼합교반토에 경화제를 녹인 물을 살포하면서 교반한 건식혼합 교반토를 포장면에 포설하고 롤러로 다짐하는 친환경적으로 개량된 토양의 포장시공방법이 있으며, 습식방법으로는 상기의 혼합 교반토를 믹서에 완전히 섞어서 균질의 습식혼합교반토를 생산하여 포장면에 포설하고 롤러로 다짐하는 습식혼합교반토를 이용한 도로포장방법이 소개되고 있다.
그러나 상기 건식 및 습식 방법에서 이렇게 첨가된 시멘트의 경우, 황토색을 내기 위하여, 중금속이 함유된 산화철을 포함하고 있는 발색제를 첨가하여야 하기 때문에, 인체에 유해한 성분이 섞여 환경 친화적이지 못하며, 공정이 복잡하여 공사비용이 증가하고 시멘트 혼합사용으로 콘크리트 포장과 같이 철거후 재시공 해야하는 경제적인 단점 및 환경오염을 유발시키는 문재점을 갖고 있다.
또한 현 사용하는 타일블록은 세멘트 혼합하여 생산하므로 친환경적인 못한 문제점이 있으며, 시멘트 사용하거나, 고가인 원석인 화산석 타일을 일정두께로 커팅하여 타일을 생산하고 있으나, 본원발명은 2-4호 크기의 화산석 가루을 이용하여 시멘트 대체의 액상경화제 사용하여 원하는 모양, 규격의 기능성이고 친환경적인 화산석 타일을 제공하는 발명을 제시하고자 한다.
[관련기술문헌]
1. 황토 모르타르 조성물의 도포방법(Coating method of the loess mortar composition)(특허출원번호 10-2006-0136214)
2. 친환경적으로 개량된 토양의 포장 시공 방법(A improved method of soil-paving for environment)(특허출원번호 10-2001-0087033)
3. 친환경 중온 아스팔트 포장방법 및, 이를 위한 개질 아스팔트 바인더와 그 제조방법(Environmental warm asphalt paving method, modifided asphalt binder and the producing method thereof)(10-2011-0122807)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기능성 골재인 화산석 및 규사를 일정한 크기로 선별한 자연적이 골재의 색상을 이용하여 포장면에 자연적인 미관을 연출시키며 기존 폴리우레탄 수지에 기능성 광물이 일라이트등의 세라믹 계열의 물질을 혼합하여 식생에 무해한 폴리우레탄 수지를 이용함으로써 콘크리트, 아스팔트 포장의 크랙 보수공사시 전체적인 철거 없이 상부에 1-2cm 재포장으로 간단하고 저렴한 포장공법 및 도로포장 시공후 2-3시간후 통행이 가능한 규사 및 화산석을 이용한 투수 포장 조성물을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 도로 신규 포장공사시에는 하부에 쇄석에 식물에 무해한 EVA폴리모 에멀젼 수지 및 고상 고화제를 이용하여 고착시키고, 상부에 폴리우레탄으로 화산석 및 규사등의 기능성 골재를 접착시키어 투수성 포장기능을 제공함으로 경제적인 보수 및 신규 도로 포장공법이 가능한 규사 및 화산석을 이용한 투수 포장 조성물을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 투수포장 방법은 물을 보수함으로 급속한 도시화에 따른 열섬(Heat lsland)현상을 억제하고, 빗물의 재순환하여 친환경 생태복원 및 물고임이 없어 자전거 및 보행자에게 쾌적한 도로 포장을 제공하고, 가로수보호판의 문제점인 흙물고임 및 잡초생육으로 도시미관의 나쁨을 해결하고, 고가의 상부주 철판 도난의 경제적 손실을 미연에 방지하며, 다양한 칼라의 연출로 도시 미관 개선, 재 보수가 용이하여 식생에 무해한 규사 및 화산석을 이용한 투수 포장 조성물을 제공하기 위한 것이다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 투수 포장용 조성물은, 규사 및 화산석의 광석 15 내지 20 중량%, 쇄석 50 내지 80 중량%, 석회, 석고, 보크사이트(Bauxite)를 주성분으로 하는 소성 화합물인 칼슘 설포 알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate)를 분쇄하여 클링커(Clinker) 형태로 구성된 고상 고화제 5 내지 10 중량%, 폴리우레탄수지 5내지 10 중량% 및 EVA 폴리머에멀젼수지 10 내지 20 중량%를 포함을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 가로수 보호판 투수 포장용 조성물은, 화산석, 규사의 기능성 광석 15 내지 20 중량%, 쇄석 50 내지 80 중량%, 고상고화제 5 내지 10 중량%, 폴리우레탄수지 5내지 10 중량% 및 EVA 폴리머에멀젼수지 10 내지 20 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 투수 포장용 조성물은 상기 폴리우레탄 수지는 크실렌(XYLENE) 5 내지 10 중량%, MDI(Methylene diphenyl diisocyanate) 20 내지 35 중량%, DOP(Dioctyl phthalate) 5 내지 15 중량%, Polypropylene Glycol 30 내지 60 중량% 및 일라이트 5 내지 15 중량%으로 배합된 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명의 다른 실시예에 따른 경계석 타일 조성물은 화산석 70 내지 80 중량%, 크실렌(XYLENE) 5 내지 10 중량%, MDI(Methylene diphenyl diisocyanate) 20 내지 35 중량%, DOP(Dioctyl phthalate) 5 내지 15 중량%, Polypropylene Glycol 30 내지 60 중량%, 일라이트 5 내지 15 중량%으로 배합된 폴리우레탄수지 10 내지 15 중량% 및 고상 고화제 5 내지 10 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명의 실시예에 따른 규사 및 화산석을 이용한 투수 포장 조성물은, 기능성 골재인 화산석 및 규사을 일정한 크기로 선별한 자연적이 골재의 색상을 이용하여 포장면에 자연적인 미관을 연출시키며 기존 폴리우레탄 수지에 기능성 광물이 일라이트등의 세라믹 계열의 물질을 혼합하여 식생에 무해한 폴리우레탄 수지를 이용하여 콘크리트, 아스팔트 포장의 크랙 보수공사시 전체적인 철거없이 상부에 1 ~ 2cm 재포장이 가능하고 도로포장 시공후 2-3시간후 통행이 가능하여 저렴한 포장공정 및 빠른 통행을 보장할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 시멘트 없이도 도로 포장이 가능하고, 흙에 직접 살포하거나 흙과 혼합하여 사용함으로 토양입자와의 접착성, 강도 및 가교성이 우수하고, 시공시간을 단축할 수 있어 경비를 절감할 수 있고, 시멘트 또는 아스팔트 포장 후 원상복구로 인한 2차 환경오염이 발생하지 않고, 영하와 영상의 온도를 거치는 상태에서 결빙(結氷)과 해동의 반복 과정으로 도로 표면이 갈라지는 현상을 억제할 수 있으며, 토양에 살포하거나 배합하여 도로를 포장하는 경우에, 토양과 수질에 독성을 생성시키지 않고, 부패방지를 위해 방부제를 사용하지 않아 환경호르몬이 방출되어 토양을 오염시키는 부작용을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명은 화산석 소입자의 골재를 통해 원적외선, 탈취효과 등을 제공하여 시공비용을 절감할 수 있고, 식생 및 인체에 무해한하고 환경보전에 이로움과 동시에 자연 친화성을 극대화할 수 있으며 화산석 골재를 경화시켜 원하는 모양 및 규격의 실내외용 타일을 제조가 가능한 친환경 타일을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 현 도로포장의 크랙 및 파손을 보수 공사시 파손 포장면 철거해야하는 경제적 손실을 절약하고 철거시 발생되는 환경 폐기물 방지하며, 파손도로 상부에 1 ~ 2cm 재포장 시공으로 신규 포장의 효과를 제공하여 경제적 비용을 최소화 할 수 있다.
또한, 본 발명은 콘크리트포장, 아스콘포장, 고무칩 포장의 파손 및 크랙 보수공사에 적용할 있으며, 현 가로수보호판에 사용시 현 가로수보호판의 흙 물고임, 잡초생육, 상부 주철 도난등의 문재점을 해결할 수 있으며, 나아가, 도시 미관 환경 개선하고 경제적인 가로수 보호판을 제공할 수 있습니다.
또한, 본 발명은 도로 신규 포장공사시 하부의 쇄석에 식물에 무해한 EVA 폴리모 에멀젼 수지 및 고상고화제를 이용하여 고착시키고, 상부에 폴리우레탄으로 화산석 및 규사등의 기능성 골재를 접착시키어 투수성 포장기능을 제공함으로써 경제적인 보수 및 신규 도로 포장공법이 가능하다.
또한, 본 발명은 물을 보수함으로 급속한 도시화에 따른 열섬(Heat lsland)현상을 억제하고, 빗물의 재순환하여 친환경 생태복원 및 물고임이 없어 자전거 및 보행자에게 쾌적한 도로 포장을 제공하고, 가로수 보호판의 다양한 컬러의 연출로 도시 미관 개선, 재보수가 용이한 효과를 제공한다.
도 1 은 본 발명에 따른 도로 투수 포장된 도로 상태를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 가로수 보호판의 포장 상태를 도시한 도면
도 3은 본 발명에 따른 가로수 보호판의 시공상태와 종래의 가로수 보호판의 상태를 도시한 도면.
도 4 내지 도 5는 본 발명에 따른 가로수 보호판의 사용상태를 도시한 도면
도 6은 본 발명에 따른 경계석 타일을 도시한 도면
도 7 내지 9는 본 발명에 따른 고상고화제의 품질시험 결과를 도시한 시험성적서.
도 10은 본 발명에 따른 포장재의 접착강도, 경도 시험결과를 도시한 시험성적서.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
이하, 본 발명의 구성물질과 구성물질의 중량부에 따른 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 설명하겠다.
본 발명은 도로포장, 가로수 보호판 포장, 친환경 타일 제조에 따른 조성물 및 포장공법을 제공하기 위한 규사, 화산석, 쇄석, 고상고화제, 폴리우레탄 수지 및 EVA 폴리머에멀젼 수지의 혼합물로 구성된다.
보다 구체적으로 본 발명의 실시예에 따른 투수 포장 조성물은 규사 및 화산석의 광석 15 내지 20 중량%, 쇄석 50 내지 80 중량%, 고상 고화제 5 내지 10 중량%, 폴리우레탄수지 5 내지 10 중량%, EVA 폴리머에멀젼수지 10 내지 20 중량%를 포함하여 형성된다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 투수 포장 조성물은 규사 및 화산석의 광석 85 내지 90 중량%, 폴리우레탄수지 10내지 15 중량%를 포함하여 형성된다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 친환경 타일 조성물은 규사 및 화산석의 광석 70 내지 80 중량%, 폴리우레탄수지 10 내지 15 중량%, 고상고화제 5 내지 10 중량%를 포함하여 형성된다.
본 발명의 실시예에 따른 투수 포장 및 친환경 타일 조성물의 폴리우레탄수지는 크실렌(XYLENE) 5 내지 10 중량%, MDI(Methylene diphenyl diisocyanate) 20 내지 35 중량%, DOP(Dioctyl phthalate) 5 내지 15 중량%, Polypropylene Glycol 30 내지 60 중량% 및 일라이트 5 내지 15 중량%를 포함하여 형성된다.
상기 본 발명에 따른 투수 포장 조성물은 도로의 토양에 배합되는 경우, 토양을 경화시켜 단단하게 고착시키는 용도로 이용되는데, 여기서, 도로는 산업도로, 고속도로, 산책로, 야적장, 주차장 등을 포함한다. 이 경우, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 투수형 포장재 조성물은 흙에 직접적으로 살포하거나 흙과 혼합하는 형태로 사용할 수 있으므로, 도로의 시공시에 시멘트 없이도 단단한 형태의 도로를 조성할 수 있게 된다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 투수 포장 및 친환경 타일 조성물을 사용하게 되면, 도로의 조성시 시멘트를 사용하지 않아도 되므로, 시멘트 또는 아스팔트 포장 후 원상복구로 인한 2차 환경오염이 발생되지 않고, 가로수 보호판 포장, 친환경 타일 조성시 자연친화적인 효과를 제공할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 규사는 천연석으로부터 수득되어 미적 외관을 부여할 목적으로 건축 재료나 바닥 포장재의 표층으로 많이 사용되며, 실리카(SiO2)를 주성분으로 이루어진 광물 또는 암석류를 칭하는 것으로, 물리적 성질로서 색상은 백색, 황색, 도색, 자색 등을 띠고 있으며 경도는 7 비중 2.65 ∼ 2.66으로 용융온도는 1.713℃이며, 광택은 유리광택 또는 투명내지 반투명의 성질을 가지고 있어 열에 견디는 성질이 강하다. 천연석을 일정한 크기로 분쇄하여 천연색 이미지가 그대로 표출되도록 하여 사용하거나, 다양한 색채적 외관을 위해 규사에 색상 안료를 코팅하여 사용하기도 한다. 색상 안료가 코팅된 컬러규사는 건축물의 내외장재는 물론 바닥의 미장용으로 사용되고 있다. 즉, 규사는 입자크기에 따라 여러가지 산업에 쓰이기도 하며, 건물외장에 쓰이는 인조대리석의 원료, 페인트나 화학제품의 충진제 사용되며, 반도체에 쓰이는 실리카는 SiO2 성분에서 탈산(O2를 없애는 작업)가공을 하면 순수 Si만 남게 되는데 그렇게 되면 색이 하얀색에서 검은색으로 변하게되어 컴퓨터의 반도체 용품으로 사용되며, 본 발명에서는 도로, 가루수의 포장재 조성물로 활용된다.
본 발명에서 사용하는 화산석은 현무암이라 부르기도 하며, 화산에서 분출 급냉각하면서 가스 분출로 다공질석이 경량 콘크리트 골재로, 내열성, 내산성, 내알칼리성이 큰 유리질의 회백색 석재로 사용되는데, 화산석의 내부 구성은 Silica SiO2 61.30%, Iron Oxide Fe2O3 2.12%, Aluminium Oxide Al2O3 19.14%, Calcium Oxide CaO 5.44%, Magnesium Oxide MgO 0.36%, Sulphate SO3 nil, Potassium Oxide K2O 3.51%, Sodium Oxide Na2O 5.80%, Loss on Ignition including Co2 2.30%로 구성되어 있다. 따라서, 화산석은 건축용도에 사용하는 장점은 자연석 화산석은 85%의 기공과 자연선으로 형성되고 화산이 폭발시 1200도의 열로 인하여 박테리아, 기생충, 바이러스 등의 분순물이 없이 제거되고, 고열로 인하여 영구 발새오디는 원적외선 발생으로 친환경 내부 인테리어 시공 다양한 타일과 벽돌, 내 외벽용 사용된다. 본 발명에서는 화산석은 규석과 혼합하여 도로, 가루수의 포장재 조성물로 활용된다.
본 발명에서 사용하는 쇄석은 원형, 삼각형, 다각형 및 이들의 혼합 중 어느 하나를 선택적으로 사용하여 건축용 자재로 사용하는데, 크기와 강도의 쇄석은 차량의 하중에 부셔지지 않으면서 자동차가 급정거할 때 자동차바퀴와 마찰되어 자동차는 도로에서 미끄러지지 않도록 하는 것으로, 쇄석을 도로포장시에 전반적으로 도로의 전면에 전반적으로 포설하면 도로에 돌출된 쇄석에 의해 차량의 바퀴와 접촉되는 마찰계수를 증가시켜 눈 또는 비에 대해 차량의 미끄럼방지를 방지할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 고상 고화제는 석회, 석고, 보크사이트(Bauxite)를 주성분으로 하는 소성 화합물인 칼슘 설포 알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate)를 분쇄하여 클링커(Clinker) 형태로 제조되며, 이러한 클링커는 3CaO·3Al203·CaSO4인 아우인(Hauyne), Ca0·CaSO4인 유리석고, 및 CaSO4인 무수석고라는 3가지 광물을 포함한다.
이러한 3가지 광물이 수화반응에 의해 칼슘 설포 알루미네이트 수화물을 생성하는데, 이러한 수화반응에서 3Ca0·Al203·CaSO4·32H20인 에트링자이트(Ettringite)라는 침상의 결정이 생성된다. 다시 말하면, 상기 칼슘 설포 알루미네이트는 3CaO·3Al203·CaSO로 이루어진 화합물로서, 상기 칼슘 설포 알루미네이트는 수화하여 에트링자이트를 생성하며, 각 조성에 따라 팽창성, 급경성 또는 고강도성이 발현될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 에칠비닐아세이트(EVA)폴리머 에멸젼은 EVA에멀젼(Ethylene Vinyyl Acetate Emulsion)을 주원료로 하는 수지 폴리머이며, EVA 물성은 중합도와 초산비닐의 함유량에 의해 결정된다. 분자량이 클수록 강인성과 가소성, 내스트레스 크래킹성, 내충격성이 향상되며, 초산비닐 함량이 증가하면 밀도와 고무탄성, 유연성이 다른 폴리머나 가소제와의 사용성이 향상되지만 연화온도는 저하되는 문제점이 있으며, 초산비닐 함량이 적은 EVA는 통상 PE와 같은 가공이 되며 인쇄 적성도 양호하므로 필름이나 라미네이트, 발포제품으로 사용되고, 초산비닐이 10 ~ 20 % 정도의 것은 PVC나 기타 수지와 블렌드하여 성형성이 저온으로, 유연성을 향상시키는데 이용된다. 또한, 초산비닐은 25 ~30%를 함유한 것은 왁스에 첨가하여 취약성과 접착성 등을 개량하는데 효과적이고, 초산비닐 함량이 많은 공중합체는 경시 안정성이나 내후성이 뛰어난 접착제의 주원료가 되고, EVA는 사출성형에 있어 PVC의 온도변화에 약한 결점을 극복할 수 있는 특징이 있으며, EVA를 발포체로 했을때 미세한 기포체가 되며, 가볍고 마모성도 좋다. EVA는 함유량을 바꾸어 연질까지의 수지를 제공한다.
상기의 구성 및 특징에 따라 본 발명의 규사 및 화산석을 이용한 투수 포장 조성물은 신규 도로 투수 포장시에는 규사 및 화산석의 광석 15 내지 20 중량%, 쇄석 50 내지 80 중량%, 고상고화제 5 내지 10 중량%, 폴리우레탄수지 5내지 10 중량%, EVA 폴리머에멀젼수지 10 내지 20 중량%의 배합비를 포함하여 형성된다.
또한, 본 발명에 따른 기존 도로 포장 보수시에는 규사 및 화산석의 광석 70 내지 80 중량%, 폴리우레탄수지 10 내지 15 중량%, 고상고화제 5 내지 10 중량%의 배합비를 포함하여 형성된다.
또한, 본 발명에 따른 가로수 보호판 포장시에는 규사 및 화산석의 광석 15 내지 20 중량%, 쇄석 50 내지 80 중량%, 고상고화제 5 내지 10 중량%, 폴리우레탄수지 5 내지 10 중량%, EVA 폴리머에멀젼수지 10 내지 20 중량%의 배합비를 포함하여 형성된다.
또한, 본 발명에 따른 친환경 타일 제조시에는 화산석 70 내지 80 중량%, 폴리우레탄수지 10 내지 15 중량%, 고상고화제 5 내지 10 중량%의 배합비를 포함하여 형성된다.
한편, 상기 본 발명에 따른 도로 포장, 가로수 보호판 포장 및 친환경 타일 제조시 사용되는 폴리우레탄수지는 크실렌(XYLENE) 5 내지 10 중량%, MDI(Methylene diphenyl diisocyanate) 20 내지 35 중량%, DOP(Dioctyl phthalate) 5 내지 15 중량%, Polypropylene Glycol 30 내지 60 중량% 및 일라이트 5 내지 15 중량%의 배합비를 포함하여 형성된다.
<제1실시예> 투수형 포장재 시공(기존 도로 보수 포장시)
본 발명의 제 1 실시예에 따른 도로 포장 보수시 투수형 포장재의 시공방법은 다음의 각 공정을 포함하여 순차적으로 이루어진다.
(A) 먼저, 작업 대상 도로, 고무칩, 아스콘, 콘크리트 파손 및 크랙면 상부를 1.5 ~ 2cm 고르게 제거하여 평탄화 작업을 진행한다.
(B) 규사 및 화산석의 광석 70 내지 80 중량%과 석회, 석고, 보크사이트(Bauxite)를 주성분으로 하는 소성 화합물인 칼슘 설포 알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate)를 분쇄하여 클링커(Clinker) 형태로 제조된 고상고화제 5 내지 10 중량%를 혼합하고, 혼합된 골제에 크실렌(XYLENE) 5 내지 10 중량%, MDI(Methylene diphenyl diisocyanate) 20 내지 35 중량%, DOP(Dioctyl phthalate) 5 내지 15 중량%, Polypropylene Glycol 30 내지 60 중량% 및 일라이트 5 내지 15 중량%으로 배합된 폴리우레탄수지 10 내지 15 중량%를 혼합하여 교반한다. 이하, 폴리우레탄수지를 쏘그린-C로 명명한다.
(C) 광석, 고상고화제 및 쏘그린-C가 혼합되어 교반된 골제를 1.5 ~ 2cm 포설하고 히팅 롤러 및 다짐장비로 포장된 지역을 수차례 다짐절차를 진행한다.
(D) 다짐절차가 완료된 후 3시간 정도 포장도로를 통제한 후 개방하여 도로 포장 보수절차를 마무리 한다.
첨부된 도 1은 상기의 공정에 의해 투수 포장된 도로의 상태가 도시되어 있다.
도로 포장 보수시 배합비(규격:1000 * 1000 * 2T)
물질명 규사, 화산석 지독성폴리우레탄수지 고상고화제 비고
비율 40KG 6KG 2KG
<제 2 실시예> 투수형 포장재 시공(신규 도로 투수 포장시)
본 발명의 제 2 실시예에 따른 신규 도로 포장 투수형 포장재의 시공방법은 다음의 각 공정을 포함하여 순차적으로 이루어진다.
(A) 먼저, 작업 대상 도로의 표면을 깨끗이 청소 및 건조하여 시공 결함을 유발할 수 있는 이물질을 제거한다.
(B) 포장 표면에 쇄석 50 내지 80 중량%과 석회, 석고, 보크사이트(Bauxite)를 주성분으로 하는 소성 화합물인 칼슘 설포 알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate)를 분쇄하여 클링커(Clinker) 형태로 제조된 고상고화제 5 내지 10 중량%를 혼합하고, 혼합된 골제에 친환경 액상고착제 EVA 폴리머에멀젼수지 10 내지 20 중량%를 혼합하여 교반후 포설하여 하부층을 형성한다.
이때, 액상고착제는 물과 1 : 1 또는 1 : 2의 비율로 혼합되도록 하고 하부층 형성시 약 10cm 두께로 포설한다. 하부층 형성시 포설되는 두께는 포설되는 지역에 따라 가변적으로 적용할 수 있다. 상기 액상고착제는 쏘그린-200으로 칭한다.
(C) 규사 및 화산석의 광석 15 내지 20 중량%과 크실렌(XYLENE) 5 내지 10 중량%, MDI(Methylene diphenyl diisocyanate) 20 내지 35 중량%, DOP(Dioctyl phthalate) 5 내지 15 중량%, Polypropylene Glycol 30 내지 60 중량% 및 일라이트 5 내지 15 중량%으로 배합된 친환경 폴리우레탄수지 5 내지 10 중량%를 혼합하여 교반한다. 이하, 폴리우레탄수지를 쏘그린-C로 명명한다.
(D) 상기 하부층 상부에 혼합하여 교반된 상기 화산석, 규사의 광석과 쏘그린-C를 1 ~ 3cm 포설하고 포설면을 다짐장비로 수차례 다짐절차를 진행하여 상부층 을 형성한다.
(E) 다짐절차가 완료된 후 4 내지 6시간 정도 포장도로를 통제한 후 개방하여 도로 포장 절차를 마무리한다.
신규 도로 투수 포장시 배합비(규격 : 1000 * 1000 * 10T)
구분 상부 하부
물질명 화산석, 규사 폴리우레탄수지 쇄석 고화제 액상경화제
비율 40KG 6KG 160KG 8KG 8KG
상기와 같이 본 발명의 도로 보수 및 신규 도로 투수형 포장재 시공방법은 중금속 등 유해 성분이 전형 없는 친환경 원료를 사용하여 환경을 보호할 수 있고, 포장을 위해 전체 철거공사 없이 시공지역의 부분철거후 시공이 가능함으로 비용을 절감함으로 경제적이며, 시공후 파손시 파손 부분별 재시공이 가능하여 관리가 용이하고, 잡초가 자라지 않고 오염물이 생기지 않아 청결성을 유지할 수 있으며, 천연규사 및 화산석을 사용함으로 주변 경관과 어우러진 자연스런 미관 및 다양한 컬러를 연출하여 미관을 개선할 수 있으며, 기존 포장의 돌출 또는 패임으로 인해 자전거, 휠체어, 유모차 통행시 보행자 사고를 예방할 수가 있다.
<제 3 실시예> 가로수 보호판 포장재 시공(신규 도로 투수 포장시)
본 발명의 제 3 실시예에 따른 가로수 보호판 포장재의 시공방법은 다음의 각 공정을 포함하여 순차적으로 이루어진다.
(A) 먼저, 작업 대상 가로수 보호판의 경계를 고르게하여 평탄화 작업을 진행한다.
(B) 포장 표면에 쇄석 50 내지 80 중량%과 석회, 석고, 보크사이트(Bauxite)를 주성분으로 하는 소성 화합물인 칼슘 설포 알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate)를 분쇄하여 클링커(Clinker) 형태로 제조된 고상고화제 5 내지 10 중량%를 혼합하고, 혼합된 골제에 친환경 액상고착제 EVA 폴리머에멀젼수지 10 내지 20 중량%를 혼합하여 교반후 포설하여 하부층을 형성한다.
이때, 액상고착제는 물과 1 : 1 또는 1 : 2의 비율로 혼합되도록 하고 하부층 형성시 약 5cm 두께로 포설한다. 하부층 형성시 포설되는 두께는 포설되는 지역에 따라 가변적으로 적용할 수 있다. 상기 액상고착제는 쏘그린-200으로 칭한다.
(C) 화산석, 컬러규사 기능성 광석 15 내지 20 중량%과 크실렌(XYLENE) 5 내지 10 중량%, MDI(Methylene diphenyl diisocyanate) 20 내지 35 중량%, DOP(Dioctyl phthalate) 5 내지 15 중량%, Polypropylene Glycol 30 내지 60 중량% 및 일라이트 5 내지 15 중량%으로 배합된 폴리우레탄수지 5 내지 10 중량%를 혼합하여 교반한다. 이하, 폴리우레탄수지를 쏘그린-C로 명명한다.
(D) 상기 하부층 상부에 혼합하여 교반된 상기 화산석, 규사의 광석과 쏘그린-C를 1 ~ 3cm 포설하고 포설면을 다짐장비로 수차례 다짐절차를 진행하여 상부층 을 형성한다.
(E) 다짐절차가 완료된 후 4 내지 6시간 정도 포장도로를 통제한 후 개방하여 도로 포장 절차를 마무리한다.
첨부된 도 2는 상기의 공정에 의해 가로수 보호판를 도시된 것으로서, 3은 종래의 가로수 보호판과 본 발명에 따른 가로수 보호판의 시공된 내역 및 단위별로 제작된 가로수 보호판을 용이하게 적용할 수 있도록 구성된 도면이 제시되어 있다.
가로수 보호판 포장시 배합비(규격 1,000 * 1,000 * 7T)
구분 상부 하부
물질명 화산석, 규사 폴리우레탄수지 쇄석 고화제 액상경화제
비율 40KG 6KG 100KG 5KG 5KG
한편, 첨부된 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 공정을 통해 가로수 보호판을 가로수의 용도 및 크기에 따라 가변적으로 제작하여 설치할 수도 있다.
상기와 같이 본 발명의 가로수 보호판 포장재 시공방법은 중금속 등 유해 성분이 전형 없는 친환경 원료를 사용하여 환경을 보호할 수 있고, 기존 주철 가로수 보호판과 비교하여 자재비 및 시공비가 저렴하고 주철 도난 및 훼손의 우려가 없고 개/보수가 간편하며, 잡초가 자라지 않고 오염물이 생기지 않아 청결성을 유지할 수 있으며, 천연규사를 사용함으로 주변 경관과 어우러진 자연스런 미관 및 다양한 컬러를 연출하여 미관을 개선할 수 있으며, 기존 포장의 돌출 또는 패임으로 인해 자전거, 휠체어, 유모차 통행시 보행자 사고를 예방할 수가 있다. 특히, 본 발명의 쏘그린 물질은 높은 투수능력을 가지고 있고 혼합된 미네랄 물질이 영양을 공급함으로써 가로수 성장을 촉진시켜 주는 역할을 한다.
<제 4 실시예> 화산석 타일 제조
본 발명의 제 4 실시예에 따른 도로의 경계석에 사용되는 화산석 타일 제조방법은 다음의 각 공정을 포함하여 순차적으로 이루어진다.
(A) 먼저, 경계석(150mm x 150mm x 1000mm) 크기에 따른 금형틀 내에 화산석 70 내지 80 중량%과 고상 고화제 5 내지 10 중량%를 혼합하고, 혼합된 골제에 폴리우레탄수지 10 내지 15 중량%를 혼합하여 교반한다. 이하, 폴리우레탄수지를 쏘그린-C로 명명한다.
(B) 광석, 고상고화제 및 쏘그린-C가 혼합되어 교반된 골제를 금형틀 내에 m 포설하고 히팅 롤러 및 다짐장비로 포장된 지역을 수차례 다짐절차를 진행한다.
(C) 다짐절차가 완료된 후 3시간 정도 경과후 경계석을 금형틀 내에 분출하여 화산석 경계석 타일 제조를 마무리한다.
첨부된 도 6은 상기의 공정에 의해 경계석 타일이 완성된 상태가 도시되어 있다.
화산석 타일 제조시 배합비
물질명 화산석 폴리우레탄수지 고상고화제 비고
비율 40KG 6KG 2KG
한편, 본 발명의 도로보수, 신규 도로 포장, 가로수 보호판 및 경계석 타일 제조시 사용되는 고화제는 첨부된 도 7 내지 도 9에서 제시된 바와 같이 한국화학융합시험 연구원에 품질시험을 의뢰한 결과 환경호르몬인 Cd, Cu, Zn, Ni, Cr, Pb, Hg, As 등이 검출되지 않는 것을 확인되었고, 한국건설생활환경시험연구원에 압축강도 시험을 의뢰한 결과 13.0 N/m2로 압축강도가 우수한 것을 확인하였다.
<시험 예> 도로 평판시험
상기의 절차에 의해 도로 투수 포장에 의해 사용되는 물질을 기초로 콘크리트 포장재 접착강도, 경도 및 저항성 시험을 한국디엠시험연구원에 의뢰하여 실시하였다.
도 10에 제시된 바와 같이 시험결과에 접착강도 및 경도시험결과시 적용강도, 지지력계수 등이 시험방법(KSF2310) 규격에 합당함을 확인할 수 있다.
따라서, 본원발명의 투수 포장 조성물은 화산석, 규석의 광물을 사용함으로써 열섬현상도 방지할 수 있어 포장된 도로를 이용하는 사람은 물론 시공자나 인근 주민들에게 쾌적한 환경을 제공할 수 있으므로 자전거도로나 산책로 뿐 아니라 광장이나 주차장, 소형 차량로까지 활용할 수 있다.
또한, 경계석 타일 제조시, 골재, 화산석, 규석의 크기와 각 자재의 조합에 따라 포장용 보도블럭, 식생 콘크리트 및 호안블럭, 수질정화용 담체 및 어초, 파쇄블럭 등으로 다양하게 활용할 수 있다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (5)

  1. 규사 및 화산석의 광석 15 내지 20 중량%, 쇄석 50 내지 80 중량%, 석회, 석고, 보크사이트(Bauxite)를 주성분으로 하는 소성 화합물인 칼슘 설포 알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate)를 분쇄하여 클링커(Clinker) 형태로 구성된 고상 고화제 5 내지 10 중량%, 폴리우레탄수지 5 내지 10 중량% 및 EVA 폴리머에멀젼수지 10 내지 20 중량%를 포함하여 구성된 규사 및 화산석을 이용한 투수 포장용 조성물
  2. 규사 및 화산석의 광석 15 내지 20 중량%, 쇄석 50 내지 80 중량%, 고상 고화제 5 내지 10 중량%, 폴리우레탄수지 5 내지 10 중량% 및 EVA 폴리머에멀젼수지 10 내지 20 중량%를 포함하여 구성된 규사 및 화산석을 이용한 가로수 보호판 투수 포장용 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 수지는
    크실렌(XYLENE) 5 내지 10 중량%, MDI(Methylene diphenyl diisocyanate) 20 내지 35 중량%, DOP(Dioctyl phthalate) 5 내지 15 중량%, Polypropylene Glycol 30 내지 60 중량% 및 일라이트 5 내지 15 중량%으로 배합된 규사 및 화산석을 이용한 투수 포장용 조성물
  4. 화산석 70 내지 80 중량%, 크실렌(XYLENE) 5 내지 10 중량%, MDI(Methylene diphenyl diisocyanate) 20 내지 35 중량%, DOP(Dioctyl phthalate) 5 내지 15 중량%, Polypropylene Glycol 30 내지 60 중량%, 일라이트 5 내지 15 중량%으로 배합된 폴리우레탄수지 10 내지 15 중량% 및 고상 고화제 5 내지 10 중량%를 포함하여 구성된 규사 및 화산석을 이용한 경계석 타일 조성물.
  5. 삭제
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KR102629683B1 (ko) 2022-12-14 2024-01-25 주식회사 의련엘엔에스 규사포장용 폴리우레아 수지 결합제 및 이의 제조방법

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