KR20100091450A - 제올라이트를 이용한 기능성 고강도 건축용 벽돌 및 바닥 벽돌 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 황토 또는 고령토에 제올라이트(zeolite)를 첨가하여 벽돌의 강도를 높이고 습도조절과 악취제거 음이온교환, 공기정화 등의 기능이 향상되게 한 건축용 벽돌 및 바닥벽돌 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 건축용 벽돌 및 바닥벽돌의 제조방법은 벽돌의 주원료인 황토 또는 고령토를 0.05∼0.3mm 크기의 입자로 분쇄한 것에 평균 입경 0.05∼0.3mm크기로 분쇄한 제올라이트분말을 황토 또는 고령토 80∼98중량%에 2∼20중량%의 비율로 혼합하고 물로 반죽하여 반죽물의 함수량이 15∼20중량%가 되게 만든 것을 사일로에 8∼15일간 저장하여 숙성시킨 다음 벽돌형상으로 만들기 위해 진공상태에서 2.0∼3.0kgf/㎠의 압력으로 압출 성형하고 압출 성형된 벽돌형상의 성형물을 20∼80℃되는 건조실에 넣고 60∼70시간 건조시킨 다음 900∼1150℃의 온도에서 30∼50시간 소성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 건축용 벽돌 및 바닥 벽돌제조방법이다.

제올라이트, 황토, 고령토

Description

제올라이트를 이용한 기능성 고강도 건축용 벽돌 및 바닥 벽돌 제조방법{Manufacturing method of brick and floor brick for building using zeolite}

본 발명은 황토 또는 고령토에 제올라이트(zeolite)를 첨가하여 벽돌의 강도를 높이고 습도조절과 악취제거 음이온교환, 공기정화 등의 기능을 향상시킨 건축용 벽돌 및 바닥벽돌 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 황토는 전체 지표면의 약 10%를 차지하고 있으며, 특히 반건조지역에 넓게 분포되어 있고 특히 우리나라의 황토는 중국대륙에서 수십만 년을 날아온 황사로 이루어져 있다.

이러한 황토는 다양한 황토효소들의 작용에 의하여 독소제거, 분해력, 정화작용과 원적외선에 의한 열에너지를 발생시키는 광전효능 등으로 인해 예로부터 황토에 대한 효능 및 사용법에 대하여 많은 내용들이 전해오고 있으며, 제올라이트는 신생대 3기의 화산재가 열수에 의한 속성 작용을 받아 생성된 광물로 물분자가 결정수 형태로 구조중에 존재하는 함수 알루미나 규산염 광물이고, 또 나트륨 칼륨의 알칼리 금속과 칼슘 등의 알칼리 토금속을 함유하여 보편적으로 분포하는 것은 클리놉틸롤라이트와 모우더나이트의 2종류로 구별되며

제올라이트의 결정수는 일반 구조 수와는 달리 물 분자로 존재하기 때문에 가열에 따라 탈수하여도 구조는 파괴되지 않고 물 분자가 있던 곳은 그대로 공간으로 남아 마치 스폰지와 같은 구조가 되고, 다시 그 공간에 수분이나 가스를 흡착하여 원상으로 복귀하는 특성이 있고, 천연적으로 암석이나 점토로 산출되는 제올라이트는 응회암이 변질한 것이어서 합성 제올라이트에는 못미치나 강력한 흡착, 흡장작용과 함께 염기치환용량을 가지고 있으며, 이 교환작용은 수중에서 제올라이트가 전리하여 다른 전해질의이온으로 치환할 수 있다는 것이다.

제올라이트는 내부에 있는 나노크기의 세공 속에 보통 물 분자들이 가득 채우고 있는데 이 광석을 가열하면 내포된 물 분자가 증발하여 수증기를 발생한다.

이러한 사실에 기인하여 cronsted는 제올라이트를 끓는 돌이라고 명명하게 된 것이며 우리나라의 경우에는 영일만 근처에 clinoptilolite라 불리는 천연 제올라이트가 다량 매장되어 있다.

상기와 같이 제올라이트는 다공성 물질이므로 보온능력이 좋고 온,습도조절기능과 악취제거, 음이온발생, 공기정화, 정수작용의 특성이 있을 뿐 아니라 1200∼1400℃의 고온에서 소성을 하여도 제올라이트 본래의 특성을 유지하는 관계로 인하여 단열과 방음, 경량골재, 내화구조재에 많이 활용하고 있는 친환경적인 건축자재이다.

한편 앞에서 설명한 황토 벽돌로 제조할 경우 벽돌 특성에 만족하는 강도를 유지하기 위하여 1100℃이상의 고온에서 열처리를 하여야 하기 때문에 황토가 가 가지고 있는 성분과 특성일부가 없어지고 열처리에 따른 에너지 비용이 추가되는 문제점이 있으며, 이렇게 제조된 황토 벽돌은 균열과 뒤틀림이 발생하고 이를 만회하기 위해 낮은 강도로 소성할 경우 쉽게 파손되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같이 종래의 문제점을 해결하고 기능성을 유지하기 위하여 발명된 것으로 화산재인 제올라이트를 황토 또는 고령토에 혼합하여 강도를 유지시키고 균열을 방지하며 고온에서 소성하여도 제올라이트의 주성분에 의한 효능이 그대로 유지될 수 있는 기능성 벽돌 및 바닥벽돌이 되도록 하는데 있다.

본 발명은 제올라이트를 황토 또는 고령토에 일정비율로 혼합하고 물로 반죽하여 숙성시킨 다음 진공상태에서 2.0∼3.0kgf/㎠ 의 압력으로 압출성형 후 20∼80℃ 온도의 건조실에서 60∼70시간 건조시키고 900∼1150℃의 온도에 소성로에서 30∼50시간 열처리하여 제조하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 기능성 고강도 건축용 벽돌 및 바닥벽돌은 황토 또는 고령토에 제올라이트를 혼합하여 소결시킨 것으로 제품의 강도를 높일 수 있으므로 건축물의 구조재 또는 바닥 마감재로 사용할 수 있고, 특히 제올라이트와 황토의 고유성분을 유지하고 있으므로 건축물에 사용할 경우 내부의 보온유지와 악취제거와 온습도조절, 음이온발생 등의 정화기능성과 바닥마감재로서 사용시 고강도에 의한 파손방지와 공기정화, 우천시 정수기능의 효능도 기대할 수 있으므로 친환경 건축자재로서 반영구적으로 사용할 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명에 의한 제품의 물성평가 비교표는 다음과 같다.

본 발명은 주원료인 황토와 고령토 및 제올라이트를 평균입경 0.05∼0.3mm 크기로 분쇄하여 사용한다.

평균입경 0.05∼0.3mm 크기로 분쇄한 제올라이트분말을 평균입경 0.05∼0.3mm 크기로 분쇄한 황토분말 또는 고령토분말 중에서 선택한 원료에 2∼20 중량% 대 80∼98중량%의 비율로 혼합하고 물로 반죽하여 반죽물의 함수량이 15∼20중량%가 유지되도록 만든 상태에서 사일로에 저장하여 8∼15일간 숙성시키는 단계와

숙성된 혼합물을 제품형상으로 성형하기 위해 진공상태에서 2.0∼3.0 kgf/㎠ 의 압력으로 압출하여 벽돌형상을 형성하는 압출성형단계와

압출성형된 벽돌형상의 성형물을 20∼80℃의 건조실에서 60∼70시간 건조시키는 건조단계와

상기 건조물을 900∼1150℃의 온도에서 30∼50시간 열처리하여 소성하는 소성단계로 이루어지는 건축용 벽돌 및 바닥벽돌의 제조방법이다.

Claims (1)

1. 평균입경 0.05∼0.3mm 크기로 분쇄한 제올라이트분말을 평균입경 0.05∼0.3mm 크기로 분쇄한 황토분말 또는 고령토분말 중에서 선택한 원료에 2∼20 중량% 대 80∼98중량%의 비율로 혼합하고 물로 반죽하여 반죽물의 함수량이 15∼20중량%가 유지되도록 만든 상태에서 사일로에 저장하여 8∼15일간 숙성시키는 단계와

   숙성된 혼합물을 제품형태로 성형하기 위해 진공상태에서 2.0∼3.0 kgf/㎠ 의 압력으로 압출하여 벽돌형상을 형성하는 압출성형단계와

   압출성형된 벽돌형상의 성형물을 20∼80℃의 건조실에서 60∼70시간 건조시키는 건조단계와

   상기 건조물을 900∼1150℃의 온도에서 30∼50시간 열처리하여 소성하는 소성단계로 이루어지는 제올라이트를 이용한 기능성 고강도 건축용 벽돌 및 바닥 벽돌 제조방법