KR101559570B1 - 친환경 다공성 식생콘크리트 블록 - Google Patents

친환경 다공성 식생콘크리트 블록 Download PDF

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Abstract

본 발명은 친환경 다공성 식생콘크리트 블록 조성물 및 이를 이용하여 제조된 친환경 다공성 식생콘크리트 블록에 관한 것이다.
본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록 조성물은 고로슬래그 시멘트, 쇄석골재, 고로슬래그 골재, 물 및 혼화재로 사용되는 자연마섬유 또는 라텍스를 포함하되, 상기 고로슬래그 시멘트는 250 내지 300 중량부, 상기 쇄석골재는 240 내지 1000 중량부, 상기 고로슬래그 골재는 240 내지 1000 중량부, 상기 물은 50 내지 100 중량부, 상기 자연마섬유는 0.5 내지 5 중량부가 포함되거나, 또는 상기 라텍스가 2 내지 10 중량부가 포함된다.
상기한 구성에 의해 본 발명은 제철공정에서 발생하는 산업부산물인 고로슬래그 골재와, 혼화재로 사용되는 자연마섬유 또는 라텍스를 최적의 배합비로 혼합하여 균일하고 연속적인 공극을 가지는 식생콘크리트 블록을 제조할 수 있고, 블록 형태로 제조되어 물이나 공기의 통과가 용이한 연속적인 공극을 보유함으로써, 식물이 뿌리를 내리거나 씨앗이 발아되기 쉽고, 빗물의 배수에 의한 지반의 침하를 방지하며, 생태 안정성을 도모할 수 있다.

Description

친환경 다공성 식생콘크리트 블록{ECO-FRIENDLY POROUS CONCRETE BLOCKS FOR VEGETATION}
본 발명은 친환경 다공성 식생콘크리트 블록 조성물 및 이를 이용하여 제조된 친환경 다공성 식생콘크리트 블록에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제철공정에서 발생하는 산업부산물인 고로슬래그 골재와, 혼화재로 사용되는 섬유보강재 또는 라텍스를 최적의 배합비로 혼합하여 균일한 연속공극을 가지는 친환경 콘크리트 블록을 제조함으로써, 식물이 생육할 수 있는 최적의 환경을 조성함과 동시에 지반의 구조적인 생태 안정성을 도모할 수 있는 친환경 다공성 식생콘크리트 블록 조성물 및 이를 이용하여 제조된 친환경 다공성 식생콘크리트 블록에 관한 것이다.
최근 환경문제가 사회적으로 전 분야에 걸쳐 크게 대두 되면서 건설분야에서도 친환경 건설공법 및 건설재료 개발에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 콘크리트 분야에서도 환경을 고려한 친환경적인 콘크리트를 개발하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
국내에서도 환경을 보호하기 위한 노력이 절실히 요구됨에 따라, 오랫동안 토목, 건축 공사의 가장 대표적인 재료로 사용되어온 시멘트 콘크리트를 환경 친화적인 재료로 전환시키기 위한 많은 연구가 진행되고 있다.
이러한 환경 친화형 콘크리트로는 자원재활용, 폐기물, 부산물의 활용 등과 같이 환경보존에 의한 환경부하저감에 기여할 수 있는 환경부하 저감형 콘크리트와, 지구 환경과의 조화를 통한 쾌적한 환경 조성 및 생물의 종 다양성 확보와 서식처 제공을 위한 수변공간 창출을 목적으로 하는 생물대응형 콘크리트로 구분될 수 있다.
여기서, 상기 환경부하저감을 위한 콘크리트의 혼화 재료로는 플라이 애시, 고로 슬래그 미분말, 소각재 등이 사용될 수 있으며, 인간과 자연의 조화를 위한 생물대응형 콘크리트에는 다공성 콘크리트의 공극을 활용한 식생콘크리트가 가장 대표적이다.
일반적으로 식생콘크리트는 블록형태로 제조되어 물이나 공기의 통과가 용이한 연속적인 공극을 보유함으로써, 식물이 뿌리를 내리거나 씨앗이 발아되기 쉽게 하고, 빗물의 배수에 의한 지반의 침하를 방지할 수 있다. 또한, 식생콘크리트 블록은 식물이 정착할 자리를 넓혀주고, 강, 하천에 생존하는 생물에 무해한 환경을 조성해 주므로, 생태계를 보호하기 위한 하천 호안 및 사면 등의 녹화 공법에 활용되고 있다.
종래 하천 호안이나 사면 등에 구축되는 일반적인 콘크리트 블록은, 지표면 상부에 구축되는 상기 콘크리트 블록에 의해 지표면이 차단되게 되어, 식물의 씨앗이 토양층까지 뿌리를 내리기가 쉽지 않을 뿐만 아니라, 하천수 또는 빗물이 원활하게 토양층까지 스며들지 않아 자연하천의 천변 식생마저 건생화시키는 문제점이 있었다.
이에, 일부에서는 이러한 단점을 극복하기 위해 콘크리트에 다수의 공극을 형성하여 물과 공기가 자유롭게 통과할 수 있고 식물의 착근을 용이하게 하는 다공질 콘크리트 블록을 제조하여 실용화한 바 있다. 그러나 상기 다공질 콘크리트 블록은 많은 표면적의 다공질로 인해 알칼리 성분의 용출이 많아지게 되어, 결국 식물의 식생에 지장을 초래하는 문제점을 야기시키게 되었다.
이는, 콘크리트의 결합제로 사용되는 시멘트에 함유된 산화칼슘(CaO)이 다공질 콘크리트를 통하여 식물의 뿌리에 공급되는 수분과 수화반응하면서 강알칼리성의 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 다량 생성하게 되고, 이에 의한 강알칼리성의 수분이 식물의 성장에 악영향을 미치게 되어, 결과적으로 식물의 식생을 저해하게 되었다.
또한, 위와 같은 천변 식생의 성장감소는 식물종 자체의 감소는 물론 연쇄적으로 어류 등의 서식기반을 손상시킬 뿐만 아니라, 천변 식생 주변에서 먹이를 취하고 은신하는 조류의 서식기반까지 손상시키게 되는 문제점이 발생하였다.
국내등록특허 제10-0416960호(2004년 01월 17일 등록) 국내등록특허 제10-0807866호(2008년 02월 20일 등록) 국내등록특허 제10-1442697호(2014년 09월 15일 등록)
본 발명은 제철공정에서 발생하는 산업부산물인 고로슬래그 골재와, 혼화재로 사용되는 섬유보강재 또는 라텍스를 최적의 배합비로 혼합하여 균일하고 연속적인 공극을 가지는 식생콘크리트 블록을 제조할 수 있는 친환경 다공성 식생콘크리트 블록 조성물을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 블록 형태로 제조되어 물이나 공기의 통과가 용이한 연속적인 공극을 보유함으로써, 식물이 뿌리를 내리거나 씨앗이 발아되기 쉽고, 빗물의 배수에 의한 지반의 침하를 방지하며, 생태 안정성을 도모할 수 있는 친환경 다공성 식생콘크리트 블록을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 생태계를 보호하기 위한 하천 호안 및 사면 등의 녹화사업에 적극 활용될 수 있고, 호안 및 사면의 식생 안정에 필요한 블록의 구조적인 강성을 유지하면서 식물의 정착 및 생육에 필요한 기반을 조성할 수 있는 친환경 다공성 식생콘크리트 블록을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다양한 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록 조성물은 고로슬래그 시멘트, 쇄석골재, 고로슬래그 골재, 물 및 혼화재로 사용되는 섬유보강재를 포함하되, 상기 고로슬래그 시멘트는 250 내지 300 중량부, 상기 쇄석골재는 240 내지 1000 중량부, 상기 고로슬래그 골재는 240 내지 1000 중량부, 상기 물은 50 내지 100 중량부, 상기 섬유보강재는 0.5 내지 5 중량부가 포함된다.
상기 쇄석골재 및 상기 고로슬래그 골재는 입경이 5~25mm이며, 상기 섬유보강재는 자연마섬유를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록 조성물은 고로슬래그 시멘트, 쇄석골재, 고로슬래그 골재, 물 및 혼화재로 사용되는 라텍스를 포함하되, 상기 고로슬래그 시멘트는 250 내지 300 중량부, 상기 쇄석골재는 240 내지 1000 중량부, 상기 고로슬래그 골재는 240 내지 1000 중량부, 상기 물은 50 내지 100 중량부, 상기 라텍스는 2 내지 10 중량부가 포함된다.
상기 라텍스는 스틸렌 부타디엔 고무(styrene butadiene rubber : SBR), 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate : EVA), 폴리머- 아크릴 에스터(poly - acrylic ester : PAE), 폴리머 비닐 아세테이트(poly vinyl acetate : PVA), 폴리 스틸렌 폴리 비닐 클로라이드(poly styrene poly vinly chloride), 천연고무, 폴리 부타디엔(poly butadiene), 니트레이트 고무(nitrate rubber), 알데히드계 합성수지(aldehide type resin), 아크릴 코폴리머(acrylic copolymer), 비닐 아세테이트 에틸렌 코폴리머(vinyl acetate ethylene copolymer), 비닐리디엔 클로라이드(vinylidene), 비닐 클로라이드 코폴리머(vinyl chloride copolymer) 및 에폭시 합성수지 라텍스(epoxy resin latex)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록은 250 내지 300 중량부의 고로슬래그 시멘트, 240 내지 1000 중량부의 쇄석골재, 240 내지 1000 중량부의 고로슬래그 골재, 50 내지 100 중량부의 물 및 0.5 내지 5 중량부의 자연마섬유를 배합하고, 강제식 팬 믹서로 혼합한 후 양생하여 제조된 다공성 식생콘크리트 블록을 포함하되, 상기 다공성 식생콘크리트 블록은 공극률이 25 내지 30%의 범위이고, 압축강도가 8 내지 12MPa의 범위이며, pH는 10 내지 11의 범위이고, 100회 동결융해 반복 후 잔류 압축강도는 69 내지 88%의 범위이다.
상기 공극률은 105±5℃의 온도에서 24시간 건조한 후 측정하고, 상기 압축강도는 24시간 동안 23±2℃, 상대습도 58%에서 초기 양생을 실시한 후 탈형하고, 23±2℃의 양생실에서 28일 수중양생을 실시한 후 측정하며, 상기 pH는 24시간 동안23±2℃, 상대습도 58%에서 초기 양생을 실시한 후 측정하고, 상기 잔류압축강도는 온도를 4℃에서 -18℃로 떨어뜨리는 동결 작용과 다시 4℃로 올리는 융해작용을 100회 반복하여 잔류 압축강도를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록은 250 내지 300 중량부의 고로슬래그 시멘트, 240 내지 1000 중량부의 쇄석골재, 240 내지 1000 중량부의 고로슬래그 골재, 50 내지 100 중량부의 물 및 2 내지 10 중량부의 라텍스를 배합하고, 강제식 팬 믹서로 혼합한 후 양생하여 제조된 다공성 식생콘크리트 블록을 포함하되, 상기 다공성 식생콘크리트 블록은 공극률이 20 내지 30%의 범위이고, 압축강도가 11 내지 16MPa의 범위이며, pH는 10 내지 11의 범위이고, 100회 동결융해 반복 후 잔류 압축강도는 82 내지 88%의 범위이다.
상기 공극률은 105±5℃의 온도에서 24시간 건조한 후 측정하고, 상기 압축강도는 24시간 동안 23±2℃, 상대습도 58%에서 초기 양생을 실시한 후 탈형하고, 23±2℃의 양생실에서 28일 수중양생을 실시한 후 측정하며, 상기 pH는 24시간 동안23±2℃, 상대습도 58%에서 초기 양생을 실시한 후 측정하고, 상기 잔류압축강도는 온도를 4℃에서 -18℃로 떨어뜨리는 동결 작용과 다시 4℃로 올리는 융해작용을 100회 반복하여 잔류 압축강도를 측정할 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록 조성물은 제철공정에서 발생하는 산업부산물인 고로슬래그 골재와, 혼화재로 사용되는 섬유보강재 또는 라텍스를 최적의 배합비로 혼합하여 균일하고 연속적인 공극을 가지는 식생콘크리트 블록을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록은 블록 형태로 제조되어 물이나 공기의 통과가 용이한 연속적인 공극을 보유함으로써, 식물이 뿌리를 내리거나 씨앗이 발아되기 쉽고, 빗물의 배수에 의한 지반의 침하를 방지하며, 생태 안정성을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록은 생태계를 보호하기 위한 하천 호안 및 사면 등의 녹화사업에 적극 활용될 수 있고, 호안 및 사면의 식생 안정에 필요한 블록의 구조적인 강성을 유지하면서 식물의 정착 및 생육에 필요한 기반을 조성할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 실시예는, 구체적으로 언급되지 않은 다양한 효과를 제공할 수 있다는 것이 충분히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록 조성물에서 섬유보강재도 사용되는 자연마섬유를 보여주는 사진이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록의 공시체 제작시 강제직 팬 믹서를 이용하여 조성물들을 혼합하는 과정을 보여주는 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록에서 원주형 공시체를 제작하는 과정을 보여주는 사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록에서 제작된 원주형 공시체를 보여주는 사진이다.
도 6은 본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록에서 공시체를 양생실에서 3일간 수중양생하는 것을 보여주는 사진이다.
도 7은 본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록에서 공시체를 오븐속에서 건조하고 있는 상태를 보여주는 사진이다.
도 8은 본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록에서 압축강도를 측정하기 위하여 캡핑한 공시체를 보여주는 사진이다.
도 9는 본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록에서 공시체의 압축강도를 시험하는 것을 보여주는 사진이다.
도 10은 본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록에서 사용한 pH 미터를 보여주는 사진이다.
도 11은 본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록에서 공시체에 증류수를 산포하는 것을 보여주는 사진이다.
도 12는 본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록에서 공시체의 pH를 측정하는 모습을 보여주는 사진이다.
도 13은 본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록에서 공극률 시험결과를 보여주는 그래프이다.
도 14는 본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록에서 압축강도 시험결과를 보여주는 그래프이다.
도 15는 본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록에서 pH 시험결과를 보여주는 그래프이다.
도 16은 본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록에서 동결융해 저항성 시험결과를 보여주는 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록 조성물에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록 조성물은 제철공정에서 발생하는 산업부산물인 고로슬래그 골재와 혼화재를 최적의 배합비로 혼합함으로써, 식생콘크리트 블록에 요구되는 최적의 공극률, 압축강도, pH 등을 나타내므로 호안 및 사면의 식생 안정에 필요한 구조적인 강성을 유지할 뿐만 아니라 식물의 정착 및 생육에 필요한 기반을 조성할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 제1 실시예에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록 조성물은 고로슬래그 시멘트, 골재, 물 및 혼화재로 사용되는 섬유보강재를 포함한다.
상기 고로슬래그 시멘트는 포틀랜드 시멘트 클링커(Portland Cement Clinker)와 제철소에서 선철을 제조할 때 부산되는 고로슬래그에 적량의 석고를 가해 혼합 분쇄하거나 조합시켜 분쇄한 것을 균일하게 혼합한 것으로, 한국산업규격 KS L 5210에서는 고로슬래그 혼합량을 중량기준 24%~65%로 규정하고 있다.
또한, 고로슬래그 시멘트의 등급은 특급과 1급으로 구분하고 있으며, 이에 대한 차이는 압축강도로 차등화하고 있다. 상기 고로슬래그 시멘트의 화학성분(KS L 5210)은 아래의 [표 1](고로슬래그 시멘트의 화학성분(KS L 5210))에 나타낸 바와 같고, 물리적 성능(KS L 5210)은 아래의 [표 2](고로슬래그 시멘트의 물리적 성능(KS L 5210))에 나타낸 바와 같다.
화학성분 특급 1급
무수황산(SO3)% 3.0 이하 4.5 이하
강열함량% 3.0 이하 3.0 이하
황분(S)% 2.0 이하 -
항목 특급 1급
분말도(cm2/g) 비표면적 각각 2600 이상 2600 이상
평균 2800 이상 2800 이상
안정도(%) 오토클레이브 팽창도 또는 수축도 0.20 이하 0.20 이하
응결시간 길모어 초결(분) 60 이상 60 이상
종결(시간) 10 이상 10 이상
비카초결(분) 45 이상 60 이상
종결(시간) 7 이하 10 이하
압축강도(Kgf/cm2) 3일 130 이상 100 이상
7일 200 이상 160 이상
28일 250 이상 250 이상
수화열(Cal/g) 7일 70 이하 70 이하
28일 80 이하 80 이하
모르타르의 공기함유량(%) 12 이하 -
상기 고로슬래그 시멘트는 시멘트를 제철공정에서 발생하는 산업폐기물인 고로슬래그로 일부 치환하여 대체한 시멘트를 의미하는 것으로, 상기 고로슬래그 시멘트는 수화열이 적고, 콘크리트의 수밀성 및 화학적 내구성이 좋은 장점을 가지고 있으나, 수화열이 낮기 때문에 콘크리트의 응결지연 즉, 초기강도가 저하되는 단점이 있다.
본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록 조성물에서 상기 고로슬래그 시멘트는 250 내지 300 중량부 사용될 수 있는데, 상기 고로슬래그 시멘트가 250 중량부 미만으로 사용되는 경우에는 식생콘크리트의 강도가 약해져서 콘크리트 타설물로서의 역할을 담당하기 어려우며, 300 중량부를 초과하는 경우에는 골재의 양에 비하여 너무 많은 고로슬래그 시멘트가 함유되기 때문에 식생콘크리트의 공극이 감소하여 파종된 식물의 뿌리가 지반까지 내려갈 수 없게 된다. 따라서 본 발명에서 상기 고로슬래그 시멘트는 250 내지 300 중량부 사용되는 것이 바람직하다.
상기 골재는 호안 및 사면의 식생 안정에 필요한 식생콘크리트 블록의 구조적인 강성을 유지하면서 투수성을 향상시키기 위한 것으로, 본 발명에서는 쇄석골재 및 고로슬래그 골재를 포함한다.
상기 쇄석골재는 식생콘크리트 블록의 강성을 유지하고 공극률을 증가시키기 위하여 사용되는데, 본 발명에서 상기 쇄석골재는 5~25mm의 쇄석골재가 240 내지 1000 중량부 포함될 수 있다. 상기 쇄석골재가 240 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 워커빌리티가 좋아지고 식생콘크리트 블록의 강도는 증가하나 투수성이 약화되기 쉽고, 1000 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 워커빌리티와 강도가 나빠지고 균일한 연속공극을 가지는 식생콘크리트 블록을 얻을 수 없는 문제점이 발생한다. 따라서, 본 발명에서 상기 쇄석골재는 240 내지 1000 중량부 사용되는 것이 바람직하다.
상기 고로슬래그 골재는 선철 제조 공정의 부산물인 수재슬래그를 미분쇄한 것으로 시멘트의 장기강도를 높여주고, 수밀성, 내해수성을 증대시키며, 알칼리 반응을 억제시켜 식생콘크리트 블록의 pH를 조절하기 위하여 첨가될 수 있다. 본 발명에서 상기 고로슬래그 골재는 고로슬래그 시멘트의 양생시 생성되는 수산화칼슘과의 반응을 유도하여 안정한 수화물을 형성시킬 수 있는데, 상기 고로슬래그 골재는 5~25mm의 입경을 가지고, 240 내지 1000 중량부 포함될 수 있다. 상기 고로슬래그 골재가 240 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 알칼리 반응을 억제하여 식생콘크리트 블록의 pH를 조절하기 힘들며, 상기 1000 중량부를 초과하는 경우에는 고로슬래그 시멘트량이 상대적으로 부족하게 되므로 강도저하 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 상기 고로슬래그 골재는 240 내지 1000 중량부 사용되는 것이 바람직하다.
상기 물은 고로슬래그 시멘트, 골재 및 하기에서 설명될 섬유보강재를 혼합하기 위하여 사용되는 것으로, 종류에 한정되지 않으나 불순물이 없고 깨끗하게 정제된 물을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 물은 50 내지 100 중량부 포함될 수 있는데, 상기 물이 50 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 고로슬래그 시멘트, 골재 및 섬유보강재에 대한 물의 사용량이 너무 적어 혼합이 용이하지 않고 식생콘크리트의 타설도 용이하지 않으며, 100 중량부를 초과하는 경우에는 고로슬래그 시멘트, 골재 및 섬유보강재에 대한 물의 사용량이 지나치게 많아지게 되어 흘러내림 현상이 발생하여 공극을 감소시키는 문제점이 발생한다. 따라서, 본 발명에서 상기 물은 50 내지 100 중량부 사용되는 것이 바람직하다.
상기 섬유보강재는 식생콘크리트 블록의 취성적 파괴를 방지하기 위하여 사용될 수 있고, 상기 섬유보강재는 식생콘크리트 블록 내에 짧고 임의적으로 분산되어 상기 식생콘크리트 블록내에서 발생하는 균열의 성장을 조절하여 파괴를 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 섬유보강재는 고로슬래그 시멘트 모체 내부의 균열성장을 멈추게 하거나 지연시킬 수 있으며, 이로 인한 콘크리트 블록의 인발 특성과 균열 저항성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서는 상기 섬유보강재로 도 1에 나타낸 바와 같은 자연마섬유가 사용될 수 있는데, 상기 자연마섬유의 특성은 [표 3](자연마섬유의 특성)에 나타낸 바와 같다.
Elastic modulus(GPa) Density(g/mm3) Fiber length(mm) Fiber diameter(mm) Tensile strength(MPa) Surface
61 1.26 3 0.015 510 Hydrophilic
본 발명에서 상기 자연마섬유는 혼화재료로 사용되는 것으로, 0.5 내지 5 중량부 포함될 수 있는데, 상기 자연마섬유가 0.5 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 식생콘크리트 블록에 균열이 발생하였을 때 섬유의 가교작용, 즉 충분한 인발 특성과 균열 저항성을 보일 수 없으며, 5 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 배합시 섬유뭉침 현상이 발생하여 식생콘크리트 블록 제고 과정에서 재료분리가 일어나 강도가 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 상기 자연마섬유는 0.5 내지 5 중량부 사용되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 기술적 사상의 제2 실시예에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록 조성물은 고로슬래그 시멘트, 골재, 물 및 혼화재로 사용되는 라텍스를 포함한다.
본 발명의 기술적 사상의 제2 실시예에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록 조성물은 상기 제1 실시예와 동일한 중량의 고로슬래그 시멘트, 골재 및 물을 포함하는바, 이에 대한 자세한 설명은 상기 제1 실시예에서의 설명으로 대체하고, 이하의 설명에서는 제2 실시예에서의 혼화재로 사용되는 라텍스의 구성에 대하여만 상세히 설명하기로 한다.
상기 라텍스는 화학합성에 의해 제조된 폴리머의 일종으로, 본 발명에 따른 식생콘크리트 블록 조성물을 안정화시켜 응결을 방지할 뿐만 아니라 물-시멘트의 혼합물에서 유동성을 증가시키고 수화반응이 일어나는 동안 필름막을 형성할 수 있다. 이와 같은 특성으로 인하여 수화물과 골재의 표면에 부착하여 공극을 채움으로써, 투수성 감소, 부착강도 증가 및 인장강도의 증진을 보일 수 있다.
상기 라텍스는 스틸렌 부타디엔 고무(styrene butadiene rubber : SBR), 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate : EVA), 폴리머- 아크릴 에스터(poly - acrylic ester : PAE), 폴리머 비닐 아세테이트(poly vinyl acetate : PVA), 폴리 스틸렌 폴리 비닐 클로라이드(poly styrene poly vinly chloride), 천연고무, 폴리 부타디엔(poly butadiene), 니트레이트 고무(nitrate rubber), 알데히드계 합성수지(aldehide type resin), 아크릴 코폴리머(acrylic copolymer), 비닐 아세테이트 에틸렌 코폴리머(vinyl acetate ethylene copolymer), 비닐리디엔 클로라이드(vinylidene), 비닐 클로라이드 코폴리머(vinyl chloride copolymer) 및 에폭시 합성수지 라텍스(epoxy resin latex)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있는데, 바람직하게는 스틸렌 부타디엔 고무(styrene butadiene rubber : SBR)가 사용될 수 있다.
본 발명에서 상기 라텍스는 경화되지 않은 콘크리트 블록의 워커빌리티를 향상시키고, 식생콘크리트 블록의 강도를 증가시킴과 동시에 식생콘크리트 블록의 공극 구조를 안정화시킬 수 있다. 본 발명에서 상기 라텍스는 2 내지 10 중량부 포함될 수 있는데, 상기 라텍스가 2 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 라텍스의 윤활작용 효과가 미비하여 충분한 워커빌리티를 얻을 수 없고 충분한 부착강도와 인장강도를 얻을 수 없으며, 10 중량부를 초과하는 경우에는 재료분리가 일어나 식생콘크리트 블록의 강도를 얻을 수 없고, 내구특성을 저하시킬 우려가 있다. 따라서, 본 발명에서 상기 라텍스는 2 내지 10 중량부 사용되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술적 사상에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록에 대한 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
1. 실시예 : 식생콘크리트 블록 공시체의 제작 및 양생
본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록의 공극률, 압축강도, pH 등 물리적, 역학적 특성을 파악하기 위해 직경 100mm, 높이 200mm의 원주형 공시체를 제작하였다.
먼저, 상기 원주형 공시체는 상술한 제1 실시예 또는 제2 실시예와 같은 식생콘크리트 블록 조성물로 구성된 재료들을 배합하였으며, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같은 강제식 팬 믹서를 이용하여 혼합하였고, 도 4에 나타낸 바와 같이 원주형으로 공시체를 제작하였다.
다음으로, 도 5에 나타낸 바와 같이 초기양생을 하여 직경 100mm, 높이 200mm의 원주형 공시체를 제작하였다.
하기의 [표 4](식생콘크리트 블록의 배합비)와 같이 물, 고로슬래그 시멘트, 골재, 혼화재로 사용되는 자연마섬유 또는 라텍스의 배합비를 달리하여 다공성 식생콘크리트 블록 공시체를 제조하였다.
실시예 단위량 (kg/m3)
물
(kg)		 고로슬래그
시멘트		 골재 섬유
(kg)		 라텍스
(kg)
쇄석골재
25mm		 고로슬래그 골재
1 67 260 1,200 0 0 0
2 67 260 960 240 0 0
3 67 260 720 480 0 0
4 67 260 480 720 0 0
5 67 260 240 960 0 0
6 67 260 0 1200 0 0
7 67 260 1,200 0 1.2 0
8 67 260 960 240 1.2 0
9 67 260 720 480 1.2 0
10 67 260 480 720 1.2 0
11 67 260 240 960 1.2 0
12 67 260 0 1200 1.2 0
13 64 260 1,200 0 0 5.2
14 64 260 960 240 0 5.2
15 64 260 720 480 0 5.2
16 64 260 480 720 0 5.2
17 64 260 240 960 0 5.2
18 64 260 - 1200 0 5.2
2. 공극량 측정
공극률 시험은 직경 100mm, 높이 200mm인 원주형 공시체를 일본콘크리트 공업협회 에코콘크리트 연구위원회의 포러스콘크리트의 공극률 시험방법(안) 중 용적법에 준하여 실시하였으며, 재령 28일에 아래의 식을 이용하여 산출하였다.
Figure 112015046655534-pat00001
여기서, Po : 콘크리트 공극율(%)
W1 : 공시체의 수중중량(g)
W2 : 24시간 방치 후 기건중량(g)
V : 공시체의 용적(m3)
실험은 원주형 공시체를 제작한 후 후 24시간 동안 23±2℃, 상대습도 약 58%에서 초기 양생을 실시한 후에 탈형하여 도 6과 같이 23±2℃의 양생실에서 3일간 수중양생을 실시한 후 측정하였다.
고로슬래그 골재를 사용한 친환경 다공성 식생콘크리트 블록의 공극량을 측정하기 위하여 본 실시예에서는 수중 양생한 공시체를 105±5℃의 오븐에서 24시간 건조하여 절대 건조 상태를 만든 후 측정하였다. 이는 습윤양생한 공시체의 수분으로 인한 중량변화를 최대한 억제하여 공극량 측정 결과의 신뢰성을 확보하기 위한 것으로, 오븐속에서 건조하고 있는 공시체는 도 7에 나타낸 바와 같다.
3. 압축강도 측정
본 발명의 실시예에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록의 역학적 특성을 평가하기 위하여 본 실시예에서는 KSF 2405에 따른 압축강도 시험을 실시하였다.
실험은 직경 100mm, 높이 200mm의 공시체를 제작한 후 24시간 동안 23±2℃, 상대습도 약 58%에서 초기 양생을 실시한 후에 탈형하여 23±2℃의 양생실에서 28일 수중양생을 실시한 후 측정하였다. 이때 압축 강도시 발생하는 편심에 대한 영향을 해결하기 위하여 공시체의 상부는 시멘트 페이스트를 이용하여 캡핑하였다.
압축강도를 측정하기 위하여 캡핑한 블록 공시체는 도 8에 나타낸 바와 같고, 본 발명에 따른 식생콘크리트 블록 공시체의 압축강도 시험은 도 9에 나타낸 바와 같다.
4. pH 시험
본 발명에 따른 실시예에서는 친환경 다공성 식생콘크리트 블록의 pH를 측정하기 위하여 KSM 0011에 방법을 적용하였다. 시험방법은 직경 100mm, 높이 200mm 원주형 공시체를 제작하여 적정 재령 동안 양생한 다음 상부에서 60ml의 증류수를 산포하여 하부에 흘러나온 중류수의 pH를 측정하였다. 양생은 직경 100mm 높이 200mm의 원주형 공시체를 제작한 후 24시간 동안23±2℃, 상대습도 약 58%에서 초기 양생을 실시한 후 측정하였다.
본 발명에 따른 실시예에서 적용한 pH 미터의 사진은 도 10과 같고, 친환경 다공성 식생콘크리트 블록에 증류수를 산포하는 사진은 도 11에 나타낸 바와 같으며, pH를 측정하는 모습은 도 12에 나타낸 바와 같다.
5. 동결융해 저항성 시험
본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록의 동결융해 저항성에 미치는 영향을 평가하기 위하여, 재령 28일에 KS F 2456 규정에 따라 동결융해 반복시험을 실시하였다.
동결융해 반복 시험은 온도를 4℃에서 -18℃로 떨어뜨리는 동결 작용과 다시 4℃로 올리는 융해작용을 100회 반복하였으며, 그 후 압축강도 시험을 실시하여 잔류 압축강도를 측정하였다.
동결융해 저항성 시험은 상대동탄성계수를 측정하나, 본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록은 환경표지인증 EL 245 투수콘크리트 제품, EL 745 옹벽타일판재류, 한국콘크리트공업협동조합연합회의 단체표지인증 SPS-KCIC0001-0703에 동결융해 100회 반복 후 압축강도를 측정하는 방법을 제시하고 있어 이 규정에 따라 시험을 실시하였다.
6. 공극률 시험 결과
본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록에서 공극은 식물의 생육을 활성화시키는 공간을 제공하므로 매우 중요한 요소이다.
본 발명에서 자연마섬유는 다공성 식생콘크리트 블록에서 결합재의 흐름을 방지하고 골재와 골재 사이의 계면을 강화시키는 효과가 있는 것으로, 공극률의 증가효과를 기대할 수 있다. 그리고, 상기 라텍스는 건식으로 제조하는 다공성 식생콘크리트 블록에서 초기 유동성을 향상시켜 골재사이에 결합재의 코팅을 원활하게 할 수 있다.
본 실시예에서 다공성 식생콘크리트 블록의 고로슬래그 골재, 자연마섬유, 라텍스의 첨가여부에 따른 공극률 시험결과는 하기의 [표 5] 및 도 13에 나타낸 바와 같다.
공극률 시험결과 고로슬래그 골재의 치환율이 증가할수록 공극률은 감소하는 것으로 나타났는데, 이는 고로슬래그 골재가 다공성 재료이기 때문에 고로슬래그 골재의 치환률 증가로 공극이 증가할 것으로 기대되었으나, 균일한 크기의 입경을 가지지 않고 전체적으로 입경이 작은 골재가 다수 분포하였기 때문으로 판단된다.
자연마섬유의 첨가는 공극률의 증가를 가져왔으나, 공극률이 증가하여도 다수의 섬유뭉침 현상이 발생하였다. 즉, 건식생산을 기초로 한 배합의 유동성이 너무 작기 때문에 충분한 섬유의 분산효과를 달성할 수 없었다.
라텍스의 첨가는 공극률은 상대적으로 증가하나 자연마섬유를 첨가한 경우와 비교하면 감소하는 결과를 보여주었다. 그러나, 전체적으로는 자연마섬유의 혼입이 공극률 향상에 효과가 있음이 확인되었다.
하기의 [표 5](다공성 식생콘크리트 블록의 공극률 시험결과) 및 도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 실시예에서 고로슬래그 시멘트가 250 내지 300 중량부, 쇄석골재가 240 내지 1000 중량부, 고로슬래그 골재가 240 내지 1000 중량부 포함되는 경우, 자연마섬유가 첨가된 식생콘크리트 블록의 공극률은 25 내지 30% 사이의 평균값을 나타내었고, 라텍스가 첨가된 식생콘크리트 블록의 공극률 또한 20 내지 30% 사이의 평균값을 나타내는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 다공성 식생콘크리트 블록에서 요구되는 공극률을 만족하기 위해서는 자연마섬유 또는 라텍스를 첨가하여야 할 것으로 판단된다.
실시예 공시체 번호 평균값
1 2 3
1 28.66 26.43 27.58 27.56
2 23.95 25.22 29.81 26.33
3 23.89 26.31 21.34 23.84
4 18.47 17.07 22.36 19.30
5 20.19 15.80 20.70 18.90
6 16.05 13.18 15.61 14.95
7 28.92 30.25 26.56 28.58
8 23.95 28.60 26.69 26.41
9 21.78 28.09 30.06 26.65
10 26.62 26.31 25.35 26.09
11 25.03 30.25 24.01 26.43
12 25.54 27.90 23.89 25.77
13 24.27 29.94 30.13 28.11
14 25.80 28.60 28.98 27.79
15 26.24 26.94 29.04 27.41
16 22.93 26.62 26.24 25.27
17 24.14 23.57 22.29 23.33
18 23.89 22.93 17.58 21.46
7. 압축강도 시험 결과
본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록에서 압축강도는 블록의 강성을 보여주는 것으로, 공극률이 상대적으로 크면 압축강도가 현저히 저하되는 문제점을 가지고 있다.
현재, 하천의 호안이나 사면에 적용되는 식생콘크리트 블록의 경우 안정성과 식물의 생육을 동시에 만족시켜야 하기 때문에, 공극률의 증가와 더불어 블록의 강도 증가도 필요하다.
본 실시예에서 다공성 식생콘크리트 블록의 고로슬래그 골재, 자연마섬유, 라텍스의 첨가여부에 따른 압축강도 시험결과는 하기의 [표 6] 및 도 14에 나타낸 바와 같다.
섬유보강재는 다공성 식생콘크리트 블록의 파괴가 발생하는 주요 부분인 골재와 골재 사이의 계면에 결합재의 양을 증가시킬 수 있어 계면강화에 의한 강도의 증가가 가능하며, 섬유의 가교효과를 통하여 계면에서 발생하는 균열의 발생 및 성장을 억제함으로써 강도 증가의 효과를 기대할 수 있다.
라텍스는 라텍스 자체의 부착력을 증가시켜 블록 파괴에 대한 저항성을 향상시킬 수 있으며, 또한 건식제조 방법의 특성상 물-시멘트비가 작아 유동성을 확보할 수 없어 다짐 불량, 골재 표면의 결합재가 충분히 코팅되지 않아 부착력 저하로 인한 강도 감소효과를 억제할 수 있다.
하기의 [표 6](다공성 식생콘크리트 블록의 압축강도 시험결과) 및 도 14를 참조하면, 본 발명에 따른 실시예에서 고로슬래그 시멘트가 250 내지 300 중량부, 쇄석골재가 240 내지 1000 중량부, 고로슬래그 골재가 240 내지 1000 중량부 포함되는 경우, 자연마섬유가 첨가된 식생콘크리트 블록의 압축강도는 8 내지 12MPa 사이의 평균값을 나타내었고, 라텍스가 첨가된 식생콘크리트 블록의 압축강도는 11 내지 16MPa 사이의 평균값을 나타내는 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 다공성 식생콘크리트 블록에서 요구되는 압축강도를 만족하기 위해서는 자연마섬유 또는 라텍스를 첨가하여야 할 것으로 판단된다.
실시예 압축강도 (MPa) 평균
1 2 3
1 12.15 10.88 12.19 11.74
2 13.55 14.82 - 14.18
3 10.10 17.40 11.46 12.99
4 - 10.66 13.94 12.30
5 10.88 7.02 18.37 12.09
6 13.63 9.66 - 11.64
7 10.05 10.00 10.15 10.07
8 9.81 9.02 - 9.41
9 8.39 - 10.41 9.40
10 7.66 9.27 9.91 8.95
11 - 8.43 8.90 8.67
12 8.54 - 7.63 8.08
13 15.86 14.76 15.75 15.46
14 15.22 10.57 16.47 14.09
15 14.89 11.75 13.75 13.46
16 13.30 13.18 13.27 13.25
17 11.76 12.45 12.88 12.36
18 11.85 12.24 11.39 11.83
8. pH 시험 결과
본 발명에 따른 친환경 다공성 식생콘크리트 블록에서 pH는 식물의 생육환경을 보여주는 것으로, 식생콘크리트 블록의 결합제로 사용되는 시멘트에 함유된 산화칼슘(CaO)이 다공질 식생콘크리트를 통하여 식물의 뿌리에 공급되는 수분과 수화반응하면서 강알칼리성의 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 다량 생성하게 되고, 이에 의한 강알칼리성의 수분이 식물의 성장에 악영향을 미치게 되어, 결과적으로 식물의 식생을 저해하게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 다공성 식생콘크리트 블록에서 적정범위의 pH는 식물 생육의 중요한 변수가 될 수 있다. 특히, 콘크리트는 pH가 12~13 정도를 보이면 강알칼리성으로 식생콘크리트 블록에 적용하기 힘든 문제점을 가질 수 있다.
본 실시예에서 다공성 식생콘크리트 블록의 고로슬래그 골재, 자연마섬유, 라텍스의 첨가여부에 따른 pH 시험결과는 하기의 [표 7] 및 도 15에 나타낸 바와 같다.
하기의 [표 7](다공성 식생콘크리트 블록의 pH 시험결과) 및 도 15를 참조하면, 본 발명에 따른 실시예에서 고로슬래그 시멘트가 250 내지 300 중량부, 쇄석골재가 240 내지 1000 중량부, 고로슬래그 골재가 240 내지 1000 중량부 포함되는 경우, 자연마섬유 또는 라텍스가 첨가된 식생콘크리트 블록의 pH는 10 내지 11, 바람직하게는 10.13 내지 10.74의 평균값을 나타내는 것을 알 수 있다.
이는 식물 생육에 적당한 범위의 pH값으로, 본 발명에 따른 다공성 식생콘크리트 블록은 식물이 생육하기에 알맞은 pH 조건을 만족함을 알 수 있다.
실시예 공시체 수 (번호) 평균 값
1 2.00 3.00
1 10.56 10.45 10.47 10.49
2 10.64 10.56 10.44 10.55
3 10.38 10.43 10.54 10.45
4 10.43 10.36 10.38 10.39
5 10.34 10.53 10.46 10.44
6 10.48 10.38 10.29 10.38
7 9.9 10.11 10.15 10.05
8 10.09 10.02 10.28 10.13
9 10.42 10.54 10.29 10.42
10 10.43 10.3 10.22 10.32
11 10.54 10.71 10.31 10.52
12 10.66 10.5 10.73 10.63
13 10.66 10.50 10.73 10.63
14 10.20 10.42 10.62 10.41
15 10.65 10.62 10.70 10.66
16 10.94 10.65 10.62 10.74
17 10.54 10.65 10.73 10.64
18 10.82 10.50 10.79 10.70
9. 동결융해 저항성 시험 결과
동결융해 저항성(100 cycle) 시험결과는 [표 8] 및 도 16에 나타내었다. 28일 재령 후 100 cycle의 동결융해 반복 후 압축강도는 고로슬래그 골재 치환율, 자연마섬유, 라텍스 첨가 여부에 상관없이 압축강도는 감소하는 결과를 나타냈다.
하기의 [표 8] 및 도 16을 참조하면, 자연마섬유 또는 라텍스 첨가 여부에 따른 동결융해 반복 후 압축강도는 감소하는 결과를 나타내었는데, 라텍스의 첨가는 다공성 식생콘크리트 블록에 첨가되어 초기 유동성 증가를 통하여 굵은골재와 굵은골재 사이의 계면에 결합재를 충분히 코팅하여 계면을 강화하는 효과와 라텍스 자체의 정착력이 있어 재료간 부착력을 증가시키는 효과로 인하여 동결융해 후 압축강도의 감소를 줄이는 효과가 있다.
하기의 [표 8](다공성 식생콘크리트 블록의 동결융해 저항성 시험결과) 및 도 16을 참조하면, 본 발명에 따른 실시예에서 고로슬래그 시멘트가 250 내지 300 중량부, 쇄석골재가 240 내지 1000 중량부, 고로슬래그 골재가 240 내지 1000 중량부 포함되는 경우, 자연마섬유가 첨가된 식생콘크리트 블록의 잔류 압축강도는 69 내지 88% 사이의 평균값을 나타내었고, 라텍스가 첨가된 식생콘크리트 블록의 잔류 압축강도는 82 내지 88% 사이의 평균값을 나타내는 것을 알 수 있다.
실시예 공시체 번호 평균
잔류 압축강도 (%)
1 2 3
1 10.23 6.56 9.08 8.62 73.45
2 10.69 12.69 11.39 11.59 81.69
3 10.62 8.60 13.43 10.88 83.79
4 10.59 10.17 8.87 9.87 80.27
5 8.06 8.83 10.15 9.01 74.57
6 9.55 9.07 7.20 8.61 73.92
7 6.59 8.14 8.05 7.59 75.41
8 5.80 11.26 6.85 7.97 84.66
9 7.43 9.78 7.50 8.24 87.62
10 8.36 5.49 7.27 7.04 78.69
11 6.32 6.23 6.03 6.19 71.42
12 5.36 6.24 5.21 5.61 69.35
13 13.31 12.22 13.20 12.91 83.52
14 13.95 9.30 13.92 12.39 87.94
15 12.34 10.47 12.47 11.76 87.38
16 10.75 10.64 12.00 11.13 83.98
17 10.48 9.90 10.33 10.24 82.82
18 9.30 10.97 8.84 9.70 82.05
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (8)

  1. 삭제
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  5. 250 내지 300 중량부의 고로슬래그 시멘트, 240 내지 1000 중량부의 쇄석골재, 240 내지 1000 중량부의 고로슬래그 골재, 50 내지 100 중량부의 물 및 2 내지 10 중량부의 라텍스를 배합하고, 강제식 팬 믹서로 혼합한 후 양생하여 제조된 다공성 식생콘크리트 블록을 포함하되,
    상기 쇄석골재 및 상기 고로슬래그 골재는 입경이 5~25mm이고,
    상기 라텍스는 스틸렌 부타디엔 고무(styrene butadiene rubber : SBR), 에틸렌 비닐 아세테이트(ethylene vinyl acetate : EVA), 폴리머- 아크릴 에스터(poly - acrylic ester : PAE), 폴리머 비닐 아세테이트(poly vinyl acetate : PVA), 폴리 스틸렌 폴리 비닐 클로라이드(poly styrene poly vinly chloride), 천연고무, 폴리 부타디엔(poly butadiene), 니트레이트 고무(nitrate rubber), 알데히드계 합성수지(aldehide type resin), 아크릴 코폴리머(acrylic copolymer), 비닐 아세테이트 에틸렌 코폴리머(vinyl acetate ethylene copolymer), 비닐리디엔 클로라이드(vinylidene), 비닐 클로라이드 코폴리머(vinyl chloride copolymer) 및 에폭시 합성수지 라텍스(epoxy resin latex)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 혼합물이 사용되어, 식생 콘크리트 블록 조성물을 안정화시켜 응결을 방지하고 물-시멘트 혼합물에서 유동성을 증가시키며 수화반응이 일어나는 동안 필름막을 형성하며,
    상기 다공성 식생콘크리트 블록은 공극률이 20 내지 30%의 범위이고, 압축강도가 11 내지 16MPa의 범위이며, pH는 10.13 내지 10.74의 범위이고, 100회 동결융해 반복 후 잔류 압축강도는 82 내지 88%의 범위인 것을 특징으로 하는 친환경 다공성 식생콘크리트 블록.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 공극률은 105±5℃의 온도에서 24시간 건조한 후 측정하고,
    상기 압축강도는 24시간 동안 23±2℃, 상대습도 58%에서 초기 양생을 실시한 후 탈형하고, 23±2℃의 양생실에서 28일 수중양생을 실시한 후 측정하며,
    상기 pH는 24시간 동안23±2℃, 상대습도 58%에서 초기 양생을 실시한 후 측정하고,
    상기 잔류압축강도는 온도를 4℃에서 -18℃로 떨어뜨리는 동결 작용과 다시 4℃로 올리는 융해작용을 100회 반복하여 잔류 압축강도를 측정한 것을 특징으로 하는 친환경 다공성 식생콘크리트 블록.
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  8. 삭제
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101789193B1 (ko) * 2017-08-18 2017-10-23 주식회사 성심레미콘 건설폐기물 순환골재를 이용한 식생 호안 블록 조성물 및 이를 이용하여 제조된 식생 호안 블록
CN107759172A (zh) * 2017-11-09 2018-03-06 安徽工业大学 一种水性环氧树脂改性透水混凝土材料
CN114956755A (zh) * 2022-05-13 2022-08-30 安徽先进建筑材料研究院有限公司 一种汉麻混凝土u型预制件及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100983104B1 (ko) * 2010-04-23 2010-09-17 (주)자연과환경 다공성 소일 블록
KR101366003B1 (ko) * 2013-04-26 2014-02-25 한일에코산업 주식회사 무시멘트 결합재를 사용한 콘크리트 블록

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100983104B1 (ko) * 2010-04-23 2010-09-17 (주)자연과환경 다공성 소일 블록
KR101366003B1 (ko) * 2013-04-26 2014-02-25 한일에코산업 주식회사 무시멘트 결합재를 사용한 콘크리트 블록

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101789193B1 (ko) * 2017-08-18 2017-10-23 주식회사 성심레미콘 건설폐기물 순환골재를 이용한 식생 호안 블록 조성물 및 이를 이용하여 제조된 식생 호안 블록
CN107759172A (zh) * 2017-11-09 2018-03-06 安徽工业大学 一种水性环氧树脂改性透水混凝土材料
CN114956755A (zh) * 2022-05-13 2022-08-30 安徽先进建筑材料研究院有限公司 一种汉麻混凝土u型预制件及其制备方法

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