KR101590568B1 - 황색일라이트결정체와 분말을 이용한 친환경 기능성 컬러 콘크리트 제조방법 - Google Patents

황색일라이트결정체와 분말을 이용한 친환경 기능성 컬러 콘크리트 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기능성 컬러 콘크리트 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 인공적인 안료의 첨가 없이 황색일라이트 미분말을 활용하여, 종래의 기술보다 독성이 적고, 저칼리성이기 때문에 친환경적인 콘크리트를 제조할 수 있는 제조방법에 관한 것이다.
또한, 백색의 고로슬래그를 중심으로 활용함으로써 특유의 컬러 콘크리트의 제조가 가능한 황색일라이트결정체와 분말을 이용한 친환경 기능성 컬러 콘크리트 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 다음과 같은 효과를 발휘한다.
즉, 시멘트의 독성 및 고알칼리성에 의한 지하수 오염을 방지하며, 다공질의 황색일라이트와 제올라이트에 의한 오염물질 흡착기술과 함께 황색일라이트의 제타전위 및 이산화티탄의 슈퍼옥사이드 이온에 의한 오염물질 분해기술로 지속적인 오염물질 흡착 및 분해를 진행함으로써, 성능감소가 적은 투수콘크리트 제공하여 환경오염문제 개선에 이바지하는 효과를 발휘한다.

Description

황색일라이트결정체와 분말을 이용한 친환경 기능성 컬러 콘크리트 제조방법{omitted}
본 발명은 기능성 컬러 콘크리트 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 인공적인 안료의 첨가 없이 황색일라이트 미분말을 활용하여, 종래의 기술보다 독성이 적고, 저 알칼리성이기 때문에 친환경적인 콘크리트를 제조할 수 있는 제조방법에 관한 것이다.
또한, 백색의 고로슬래그를 활용함으로써, 전체적인 톤이 밝아져 쉽게 색을 나타낼 수 있게 되므로, 친환경 안료를 이용한 컬러 콘크리트의 제조가 가능한 황색일라이트결정체와 분말을 이용한 친환경 기능성 컬러 콘크리트 제조방법에 관한 것이다.
종래의 기술로 제작되는 컬러콘크리트는 안료 또는 컬러골재를 활용하여 제조하는 방법으로, 다량의 인공안료와 컬러골재가 사용됨으로 친환경적이지 못하다.
또한, 누수 등으로 인하여 누출되는 액상이 오염 등의 문제를 발생할 수 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 개선하기 위한 본 발명은, 별도의 인공 색소를 포함하지 않고 토양계량제 등으로 사용되는 황색일라이트를 착색제로 사용함에 따라 친환경적인 콘크리트를 제조할 수 있으며, 그 이유는 다음과 같다.
고로슬래그를 다량으로 사용하여, 바탕색을 연하게 함으로써, 소량의 색상재료로 콘크리트의 색을 변화시킬 수 있다.
또한, 백색 고로슬래그를 사용함으로써 발생하는 콘크리트 기능적인 문제를 Anatase형 TiO2를 첨가함으로 보완함으로써, 친환경적인 컬러콘크리트제조가 가능한 것이다.
대한민국공개특허번호 제 10-2009-0062479호 (2009.06.17)
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 시멘트의 독성 및 고알칼리성에 의한 지하수 오염을 방지하고, 다공질의 황색일라이트와 제올라이트에 의한 오염물질 흡착기술과 함께 황색일라이트의 제타전위 및 이산화티탄의 슈퍼옥사이드 이온에 의한 오염물질 분해기술로 지속적인 오염물질 흡착 및 분해를 진행하여 환경오염을 방지하는 친환경 기능성 컬러콘크리트를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 해결수단을 제시하고자 한다.
즉, 컬러콘크리트 제조방법에 있어서,
컬러콘크리트의 총 중량에 대하여 0.5 ~ 0.9 중량%의 평균입경 300mesh ~ 350mesh의 황색일라이트분체(10)와, 0.1 ~ 0.3 중량%의 이산화티탄(11)을 혼합하는 1차혼합단계(S100);
3.8 ~ 6.5 중량%의 고로슬래그(20)와, 4.5 ~ 7.5 중량%의 시멘트(21)를 혼합하는 2차혼합단계(S200);
17 ~ 18 중량%의 물(30)과, 0.2 ~ 0.6 중량%의 평균입경 950mesh ~ 1050mesh의 황색일라이트고미분말(31)을 혼합하는 3차혼합단계(S300);
35 ~ 40 중량%의 잔골재(70)와, 35 ~ 40 중량%의 굵은골재(71)를 혼합하는 골재혼합단계(S700);
상기 1차혼합단계(S100)에서 혼합된 1차혼합물(100)과, 2차혼합단계(S200)에서 혼합된 2차혼합물(200)을 혼합하는 4차혼합단계(S400);
상기 4차혼합단계(S400)에서 혼합된 4차혼합물(400)과, 3차혼합단계(S300)에서 혼합된 3차혼합물(300)을 혼합하는 5차혼합단계(S500);
상기 5차혼합단계(S500)에서 5차혼합물(500)과, 골재혼합단계(S700)에서 혼합된 골재혼합물(700)을 혼합하는 최종혼합단계(S800)를 포함하여 구성함으로써, 본 발명의 과제를 해결하게 된다.
본 발명은 다음과 같은 효과를 발휘한다.
즉, 시멘트의 독성 및 고알칼리성에 의한 지하수 오염을 방지하며, 다공질의 황색일라이트와 제올라이트에 의한 오염물질 흡착기술과 함께 황색일라이트의 제타전위 및 이산화티탄의 슈퍼옥사이드 이온에 의한 오염물질 분해기술로 지속적인 오염물질 흡착 및 분해를 진행함으로써, 성능감소가 적은 투수콘크리트 제공하여 환경오염문제 개선에 이바지하는 효과를 발휘한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 황색일라이트결정체와 분말을 이용한 친환경 기능성 컬러 콘크리트 제조방법의 과정을 순차적으로 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 황색일라이트결정체와 분말을 이용한 친환경 기능성 컬러 콘크리트 제조방법 과정 중 1차혼합단계(S100) 실시사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 황색일라이트결정체와 분말을 이용한 친환경 기능성 컬러 콘크리트 제조방법 과정 중 2차혼합단계(S200) 실시사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 황색일라이트결정체와 분말을 이용한 친환경 기능성 컬러 콘크리트 제조방법 과정 중 3차혼합단계(S300) 실시사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 황색일라이트결정체와 분말을 이용한 친환경 기능성 컬러 콘크리트 제조방법 과정 중 골재혼합단계(S700) 실시사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 황색일라이트결정체와 분말을 이용한 친환경 기능성 컬러 콘크리트 제조방법 과정 중 4차혼합단계(S400) 실시사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 황색일라이트결정체와 분말을 이용한 친환경 기능성 컬러 콘크리트 제조방법 과정 중 5차혼합단계(S500) 실시사진이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 황색일라이트결정체와 분말을 이용한 친환경 기능성 컬러 콘크리트 제조방법 과정 중 최종혼합단계(S800) 실시사진이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 황색일라이트결정체와 분말을 이용한 친환경 기능성 컬러 콘크리트 제조방법으로 완성된 컬러콘크리트와 일반 콘크리트의 비교 사진이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 황색일라이트분체(10)를 이용하여, 이산화티탄(11)이 효과적으로 혼합하는 과정을 도시한 것이다.
도 11은 황색일라이트와 백색일라이트의 실험데이터를 나타내는 표이다.
이하, 도면을 인용하며, 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명한다.
다만, 이러한 실시예에 본 발명의 권리 범위가 한정되는 것은 아니며, 당업자 수준에서 용이하게 변형가능한 발명으로서, 기술적 사상이 동일하다면 모두 본 발명의 권리범위에 속함을 밝혀 둔다.
본 발명을 먼저 요약하면 다음과 같다.
컬러콘크리트 제조방법에 있어서, 컬러콘크리트의 총 중량에 대하여 0.5 ~ 0.9 중량%의 평균입경 300mesh ~ 350mesh의 황색일라이트분체(10)와, 0.1 ~ 0.3 중량%의 이산화티탄(11)을 혼합하는 1차혼합단계(S100); 3.8 ~ 6.5 중량%의 고로슬래그(20)와, 4.5 ~ 7.5 중량%의 시멘트(21)를 혼합하는 2차혼합단계(S200); 17 ~ 18 중량%의 물(30)과, 0.2 ~ 0.6 중량%의 평균입경 950mesh ~ 1050mesh의 황색일라이트고미분말(31)을 혼합하는 3차혼합단계(S300); 35 ~ 40 중량%의 잔골재(70)와, 35 ~ 40 중량%의 굵은골재(71)를 혼합하는 골재혼합단계(S700); 상기 1차혼합단계(S100)에서 혼합된 1차혼합물(100)과, 2차혼합단계(S200)에서 혼합된 2차혼합물(200)을 혼합하는 4차혼합단계(S400); 상기 4차혼합단계(S400)에서 혼합된 4차혼합물(400)과, 3차혼합단계(S300)에서 혼합된 3차혼합물(300)을 혼합하는 5차혼합단계(S500); 상기 5차혼합단계(S500)에서 5차혼합물(500)과, 골재혼합단계(S700)에서 혼합된 골재혼합물(700)을 혼합하는 최종혼합단계(S800) 후, 건조하여 제조하는 황색일라이트결정체와 분말을 이용한 친환경 기능성 컬러 콘크리트 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 기존 무채색의 콘크리트와 같은 어둡고 단조로운 색상에서 벗어나 보다 아름답고 친환경적인 컬러콘크리트를 제공하기 위한 컬러콘크리트의 제조방법이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 황색일라이트결정체와 분말을 이용한 친환경 기능성 컬러 콘크리트 제조방법의 과정을 순차적으로 도시한 순서도이다.
도 1과 같이 황색일라이트분체(10)와, 이산화티탄(11)을 혼합하는 1차혼합단계(S100)를 시작으로 고로슬래그(20)와 시멘트(21)를 혼합하는 2차혼합단계(S200), 물(30)과, 황색일라이트고미분말(31)을 혼합하는 3차혼합단계(300), 굵은골재(71)와 잔골재(70)을 혼합하는 골재혼합단계(S700)를 진행한다.
상기 1차혼합단계(S100)는 공극률이 높고 흡착력이 강한 황색일라이트분체(10)와 이산화티탄(11)을 혼입하여, 황색일라이트 공극내 이산화티탄이 안정적으로 혼합되어, 흡착성능과, 오염물 분해 성능을 극대화 시킬 수 있다.
4차혼합단계(S400)는, 1차혼합단계(S100)에서 혼합된 1차혼합물(100)과, 2차혼합단계(S200)에서 혼합된 2차혼합물(200)을 혼합한다.
4차혼합단계에서 1차혼합물(100)과, 2차혼합물(200)인 고로슬래그(20)와, 이산화티탄(11)과, 시멘트(21)와, 황색일라이트분체(10)가 혼합하게 된다.
4차혼합단계는 건조한 상태에서 혼합이 진행되어야 분말형태의 고로슬래그(20)와, 이산화티탄(11)과, 시멘트(21)가 골고루 혼합되기 때문에 물(30)이 혼합된 3차혼합물(300)과 함께 혼합하지 않는 것이 바람직하다. 그 이유는 다음과 같다.
고로슬래그(20)와, 이산화티탄(11)과, 시멘트(21)는 입경이 작고 고운 분말로 형성되어 있기 때문에 건조한 상태에서 효과적인 혼합이 이루어지기 때문이다.
또한, 4차혼합단계(S400)에서 혼합되는 혼합물 중, 황색일라이트분체(10)가 함께 혼합되기 때문에 뭉치는 특성을 갖는 입경이 작고 고운 분말로 형성된 고로슬래그(20)와, 이산화티탄(11)과, 시멘트(21)를 효과적으로 혼합할 수 있게 된다.
5차혼합단계(500)는 4차혼합단계(S400)에서 혼합된, 4차혼합물(400)과, 상기 3차혼합단계(S300)에서 혼합된, 3차혼합물(300)을 혼합한다.
최종혼합단계(S800)는 상기 5차혼합단계(500)을 통하여 혼합된 5차혼합물(500)과 골재혼합단계(S700)에서 혼합된 골재혼합물(700)을 혼합하여, 준비된 틀 또는 장소에 건조하여 황색일라이트결정체와 분말을 이용한 친환경 기능성 컬러 콘크리트를 제조할 수 있다.
상기 골재혼합단계(S700)에서 사용되는 잔골재(70)는 모래를 사용하는 것이 바람직하며, 큰골재(71)는 자갈을 이용하는 것이 바람직 하나, 모래와 자갈로 종류를 한정하는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 황색일라이트결정체와 분말을 이용한 친환경 기능성 컬러 콘크리트 제조방법 과정 중 1차혼합단계(S100) 실시사진이다.
도 2는 1차혼합단계(S100)의 실시사진으로써, 황색일라이트분체(10)는 컬러콘크리트의 총 중량에 대하여 0.5 ~ 0.9 중량%의 평균 입경 300mesh ~ 350mesh이 바람직하다.
또한, 이산화티탄(11)은 컬러콘크리트의 총 중량에 0.1 ~ 0.3 중량% 을 사용하여 혼합하는 것이, 공극 내 이산화티탄이 안정적으로 혼합되어, 흡착성능과, 오염물 분해 성능을 극대화 시킬 수 있기 때문에 바람직하다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 황색일라이트결정체와 분말을 이용한 친환경 기능성 컬러 콘크리트 제조방법 과정 중 2차혼합단계(S200) 실시사진이다.
도 3은 2차혼합단계(2S00)의 실시사진으로써, 고로슬래그(20)는 컬러콘크리트의 총 중량에 3.8 ~ 6.5 중량% 가 바람직하며 상기 고로슬래그(20)와 혼합되는 시멘트(21)는 컬러콘크리트의 총 중량에 4.5 ~ 7.5 중량% 가 바람직하다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 황색일라이트결정체와 분말을 이용한 친환경 기능성 컬러 콘크리트 제조방법 과정 중 3차혼합단계(S300) 실시사진이다.
도 4는 3차혼합단계(S300)의 실시사진으로써, 물(30)은 컬러콘크리트의 총 중량에 17 ~ 18 중량% 가 바람직하며, 황색일라이트고미분말(31)은 0.2 ~ 0.6 중량%의 평균 입경 950mesh ~ 1050mesh를 사용하는 것이 바람직하며, 황색일라이트고미분말(31)의 양에 따라 컬러콘크리트의 색상을 변화시킬 수 있다.
황색일라이트고미분말(31) 양이 늘어나면 더 진한 황색을 표현할 수 있다.
S100 단계에서는 이산화티탄과 골고루 혼합을 하기 위하여 입경이 큰 황색일라이트를 사용하였지만, 본 S300 단계에서는 물에 쉽게 녹아드는 매우 작은 입경의 황색일라이트고미분말을 사용하게 되는 것이 특징이다.
즉, 황색일라이트를 단계를 달리하여 입경이 큰 것과 작은 것을 각각, 별도로 준비하여 본 발명의 실시예에 사용함이 본 발명의 큰 특징이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 황색일라이트결정체와 분말을 이용한 친환경 기능성 컬러 콘크리트 제조방법 과정 중 골재혼합단계(S700) 실시사진이다.
도 4는 골재혼합단계(S700)의 실시사진으로써, 잔골재(70)는 컬러콘크리트의 총 중량에 35 ~ 40 중량% 가 바람직하다. 상기 굵은골재(71)는 35 ~ 40 중량% 를 사용하는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 황색일라이트결정체와 분말을 이용한 친환경 기능성 컬러 콘크리트 제조방법 과정 중 4차혼합단계(S400) 실시사진이다.
도 6은 4차혼합단계(S400)의 실시사진으로써, 건조상태에서 혼합하는 과정을 나타내는 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 황색일라이트결정체와 분말을 이용한 친환경 기능성 컬러 콘크리트 제조방법 과정 중 5차혼합단계(S500) 실시사진이다.
도 7은 5차혼합단계(S500)의 실시사진으로써, 상기 4차혼합단계(S400) 후, 4차혼합물(400)과, 3차혼합물(300)을 혼합하는 과정을 나타내는 사진이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 황색일라이트결정체와 분말을 이용한 친환경 기능성 컬러 콘크리트 제조방법 과정 중 최종혼합단계(S800) 실시사진이다.
도 8은 최종혼합단계(S800)의 실시사진으로써, 상기 5차혼합물(500)과, 골재혼합물(700)을 혼합하는 과정을 나타내는 사진이다.
최종혼합단계(S800)가 완료되면, 준비된 틀에 건조하여 컬러콘크리트가 완성된다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 황색일라이트결정체와 분말을 이용한 친환경 기능성 컬러 콘크리트 제조방법으로 완성된 컬러콘크리트와 일반 콘크리트의 비교 사진이다.
도 9와 같이, 완성된 컬러콘크리트와 일반 콘크리트의 색상이 확연하게 구분되는 것을 볼 수 있다.
또한, 일반 콘크리트에 비해, 밝은 톤을 유지하고 있어, 콘크리트에 색을 입히는 작업도 효율적으로 할 수 있게 된다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 황색일라이트분체(10)를 이용하여, 이산화티탄(11)이 효과적으로 혼합하는 과정을 도시한 것이다.
이산화티탄은 잘 뭉쳐지는 특성을 갖는 입경이 작고 고운 분말로 형성된 입자이다.
이러한 이산화티탄이라 하더라도 입경이 비교적 큰 황색일라이트분체와 혼합하면 용이하게 혼합되어 골고루 섞이게 된다.
상기한 바와 같은 원리로, 4차혼합단계(S400)가 진행되어, 효과적으로 혼합할 수 있게 된다.
도 11은 황색일라이트와 백색일라이트의 실험데이터를 나타내는 표이다.
도 11은 황색일라이트와 백색일라이트의 실험데이터를 비교하여 나타낸 표로써, 본 발명에서 황색일라이트를 한정하여 사용하는 이유를 나타내고 있다.
표에서 나타내는 것과 같이, 황색일라이트는 백색일라이트보다, 영전위점과 표면적이 넓어 기능성에 유리하다는 것을 알 수 있다.
본 발명은, 기존의 투수콘크리트 기술에서 발생하였던, 시멘트의 독성과 고알칼리성에 의한 지하수 오염 등과 같은 환경문제와, 흡착성능이 저감되는 현상과 문제점을 보완하는 기술로 시멘트의 독성 및 고알칼리성에 의한 지하수 오염을 방지하며, 다공질의 일라이트, 제타전위 및 이산화티탄의 슈퍼옥사이드 이온에 의한 오염물질 분해기술로 지속적인 오염물질 흡착 및 분해할 수 있어, 친환경적인 컬러콘크리트를 제조할 수 있는 황색일라이트결정체와 분말을 이용한 친환경 기능성 컬러 콘크리트 제조방법을 제공한다.
10 : 황색일라이트분체
11 : 이산화티탄
20 : 고로슬래그
21 : 시멘트
30 : 물
31 : 황색일라이트고미분말
70 : 잔골재
71 : 굵은골재
100 : 1차혼합물
200 : 2차혼합물
300 : 3차혼합물
400 : 4차혼합물
500 : 5차혼합물
700 : 골재혼합물

Claims (1)

  1. 컬러콘크리트 제조방법에 있어서,
    컬러콘크리트의 총 중량에 대하여 0.5 ~ 0.9 중량%의 평균입경 300mesh ~ 350mesh의 황색일라이트분체(10)와, 0.1 ~ 0.3 중량%의 이산화티탄(11)을 혼합하는 1차혼합단계(S100);
    3.8 ~ 6.5 중량%의 고로슬래그(20)와, 4.5 ~ 7.5 중량%의 시멘트(21)를 혼합하는 2차혼합단계(S200);
    17 ~ 18 중량%의 물(30)과, 0.2 ~ 0.6 중량%의 평균입경 950mesh ~ 1050mesh의 황색일라이트고미분말(31)을 혼합하는 3차혼합단계(S300);
    35 ~ 40 중량%의 잔골재(70)와, 35 ~ 40 중량%의 굵은골재(71)를 혼합하는 골재혼합단계(S700);
    상기 1차혼합단계(S100)에서 혼합된 1차혼합물(100)과, 2차혼합단계(S200)에서 혼합된 2차혼합물(200)을 혼합하는 4차혼합단계(S400);
    상기 4차혼합단계(S400)에서 혼합된 4차혼합물(400)과, 3차혼합단계(S300)에서 혼합된 3차혼합물(300)을 혼합하는 5차혼합단계(S500);
    상기 5차혼합단계(S500)에서 5차혼합물(500)과, 골재혼합단계(S700)에서 혼합된 골재혼합물(700)을 혼합하는 최종혼합단계(S800) 후, 건조하여 제조하는 황색일라이트결정체와 분말을 이용한 친환경 기능성 컬러 콘크리트 제조방법.


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