KR101557300B1 - 콘크리트 조성물 및 이의 제조 방법과 콘크리트 조성물을 이용한 조형물 - Google Patents
콘크리트 조성물 및 이의 제조 방법과 콘크리트 조성물을 이용한 조형물 Download PDFInfo
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Abstract
콘크리트 조성물 및 이의 제조 방법과 콘크리트 조성물을 이용한 조형물은 칡넝쿨로부터 추출한 칡넝쿨 섬유질과, 해조류로부터 추출한 알긴산 용해물 및 시멘트를 일정 비율로 혼합되어 형성된 콘크리트 조성물과, 이를 이용한 조형물을 형성한다.
이러한 콘크리트 조성물은 멘트에 알긴산 용해물을 혼합하여 콘크리트 조성물이 건조되어 경화시 수축이 커서 갈라지거나 굴곡 및 충격 강도가 약하여 부서지기 쉬운 부분을 극복하며 재료들의 결합 촉진과 균열을 방지한다.
이러한 콘크리트 조성물은 멘트에 알긴산 용해물을 혼합하여 콘크리트 조성물이 건조되어 경화시 수축이 커서 갈라지거나 굴곡 및 충격 강도가 약하여 부서지기 쉬운 부분을 극복하며 재료들의 결합 촉진과 균열을 방지한다.
Description
본 발명은 콘크리드 조성물에 관한 것으로서, 특히 칡넝쿨 섬유질과 알긴산 용해물을 시멘트에 배합되어 시멘트의 강도를 높이고 균열을 방지하는 콘크리트 조성물 및 이의 제조 방법과 콘크리트 조성물을 이용한 조형물에 관한 것이다.
일반적으로 공원이나 절개사면 등에 인공벽체나 인공폭포 등을 제작하기 위해 인공암을 제작한 후 현장으로 이동시켜 인공암을 인공폭포나 인공암벽에 설치한다.
이러한 인공 구조물은 테마파크, 놀이공원, 박물관, 워터파크 등의 장소에 학습용이나 레저용으로 많이 설치되고 있다.
인공 구조물은 주로 유리섬유 강화 시멘트(Glassfiber Reinforced Cement, GRC) 공법으로 형성하는 것으로 시멘트에 유리섬유와 화학적 점착제를 사용하여 자연석의 느낌을 최대한 줄 수 있다.
GRC 공법은 독소가 제거되지 않은 시멘트에 각종 발암 물질의 원인이 되는 유리섬유(Glass Fiber) 및 화학적 점착제를 첨가하여 인체 및 환경에 막대한 악영향을 끼치는 불안전한 소재 공법이다.
GRC 공법으로 만든 소재 및 재료들은 발암 물질 등 화학적 독소가 배출되어 연령이 낮은 어린이, 유아 등에 더욱 치명적일 수 있다.
따라서, GRC 공법은 인공 구조물에 광범위하게 사용되며 이로 인해 환경을 파괴하거나 인체에 위해가 되는 것을 방지하기 위해서 환경 친화적인 자연 소재를 개발해야 할 필요성이 대두되고 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 칡넝쿨 섬유질과 알긴산 용해물을 시멘트에 배합되어 시멘트의 강도를 높이고 균열을 방지하는 콘크리트 조성물 및 이의 제조 방법과 콘크리트 조성물을 이용한 조형물을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 특징에 따른 콘크리트 조성물은,
칡넝쿨로부터 추출한 칡넝쿨 섬유질과, 해조류로부터 추출한 알긴산 용해물 및 시멘트를 일정 비율로 혼합되어 형성된다.
본 발명의 특징에 따른 콘크리트 조성물의 제조 방법은,
칡넝쿨을 잘라 물을 넣고 일정 시간을 삶은 후 연질성으로 변한 껍질을 분쇄기에 넣고 분쇄하여 조직이 미세화된 칡넝쿨 섬유질을 생성하는 단계;
해조류를 배합수가 저장된 소성로에 넣고 일정 시간과 온도로 가열 분해하여 알긴산 용해물을 추출하는 단계; 및
칡넝쿨 섬유질과 알긴산 용해물을 시멘트와 물과 함께 혼합하여 콘크리트 조성물을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 특징에 따른 콘크리트 조성물을 이용한 조형물은,
설치 벽면의 외부에 고정 설치되는 기초골조;
기초골조의 외측 표면에 고정 설치되어 조형물의 기초형태를 형성하는 조형골조;
조형골조의 외측 표면에 고정 설치되어 조형물의 세부형태를 형성하는 이형철근;
이형철근의 외측 표면에 고정 설치되며, 표면에 접착제가 도포되는 금속망; 및
금속망의 외면에 도포되는 콘크리트 조성물을 포함한다.
전술한 구성에 의하여, 본 발명은 시멘트에 알긴산 용해물을 혼합하여 콘크리트 조성물이 건조되어 경화시 수축이 커서 갈라지거나 굴곡 및 충격 강도가 약하여 부서지기 쉬운 부분을 극복하며 재료들의 결합 촉진과 균열을 방지한다.
본 발명은 시멘트에 알긴산 용해물을 혼합하여 시멘트로부터 나오는 독성을 중화시킬 뿐만 아니라 방습 및 방수, 표면 내구 코팅성이 강화되어 백화 현상을 예방하며 크랙을 방지하는 효과가 있다.
본 발명은 칡넝쿨 섬유질을 시멘트의 배합 재료로 사용하여 시멘트의 내구성과 인장성을 강화하고 시멘트 조직을 치밀하게 하여 시멘트의 균열 발생을 억제하고 강도를 높여 시멘트의 수축을 예방한다.
본 발명은 시멘트의 배합 재료로 유리섬유을 사용하지 않고 칡넝쿨 섬유질과 알긴산 용해물의 친환경 복합 재료를 사용하여 소재 및 재료에 친환경적인 독소 문제를 방지한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 조성물의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 조성물을 포함한 조형물 및 이의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 조성물을 포함한 조형물 및 이의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 조성물의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
본 발명의 콘크리트 조성물은 칡넝쿨 섬유질 20 중량부, 알긴산 용해물 30 중량부, 물 10 중량부에 시멘트 100 중량부를 혼합하여 조성된다.
칡넝쿨 섬유질의 제조 방법은 칡넝쿨 아래쪽 굵은 부분을 잘라 섬유질 추출 장치에 넣어서 물을 붓어 1시간 정도 삶은 후, 연질성으로 변한 껍질을 합쳐 분쇄하며 조직이 미세화된 섬유질을 생성하여 배출한다(S100).
여기서, 섬유질 추출 장치는 원료를 일정 온도로 삶는 기능과, 원료를 분쇄하여 미세화된 섬유질을 추출하는 기능이 있는 장치면 어떠한 장치도 가능하다.
칡넝쿨 섬유질은 시멘트의 배합 재료로 사용하여 시멘트의 내구성과 인장성을 강화한다.
칡넝쿨 섬유질은 시멘트 조직을 치밀하게 하여 시멘트의 균열 발생을 억제하고 강도를 높여 시멘트의 수축을 예방한다.
알긴산 용해물의 제조 방법은 해조류를 배합수가 저장된 소성로에 넣고 60℃로 3시간 가열시킨다. 여기서, 해조류는 염수에 서식하는 식물로서 정조류, 갈조류, 홍조류 등으로 분류되는 바다 식물이고, 알긴산이 다량 함유된 갈조류인 미역, 다시마, 곤포, 병포 및 천초로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
소성로는 해조류를 가열 분해하여 알긴산 용해물을 배출한다(S102). 여기서, 알긴산 용해물은 알긴산 점액질 30%, 섬유질 20%, 탄수화물 50%로 이루어져 있다.
해조류의 성분 조성은 일반적으로 탄수화물의 함량이 높으며 특히 갈조류를 기준으로 할 때 탄수화물을 약 35-70%까지 함유하고 있다.
알긴산 용해물은 콘크리트 조성물이 건조되어 경화시 수축이 커서 갈라지거나 굴곡 및 충격 강도가 약하여 부서지기 쉬운 부분을 극복하며 재료들의 결합 촉진과 균열 방지를 위한 결합제로 작용한다.
알긴산 용해물은 시멘트에 배합시 시멘트로부터 나오는 독성을 중화시킬 뿐만 아니라 방습 및 방수, 표면 내구 코팅성이 강화되어 백화 현상을 예방하며 크랙을 방지하는 효과가 있다.
알긴산 용해물을 추출하는 방법은 전술한 일정 시간을 가열하는 방법 이외에 건조된 해조류를 에탄올로 추출하고 무기물질을 제거한 후 추출물에 약산을 처리하여 Na2C03 수용액 내에서 얻는 등 다양한 방법을 사용할 수 있다.
본 발명은 시멘트의 배합 재료로 유리섬유을 사용하지 않고 칡넝쿨 섬유질과 알긴산 용해물의 친환경 복합 재료를 사용하여 소재 및 재료에 친환경적인 독소 문제를 방지할 수 있다.
본 발명의 콘크리트 조성물을 포함하는 조형패널 및 조형패널의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다. 여기서, 조형패널은 조경용 조각 조형물, 인공폭포용 인공암, 볼더링용 인공암벽 등에 적용될 수 있다.
본 발명의 조형패널은 전술한 콘크리트 조성물을 소정 크기의 패널형으로 압축 성형하여 조경형 조각 조형물로 활용된다.
먼저, 1단계는 자연 조형물의 표면에 실리콘을 도포하여 탁본을 뜬다. 다시 말해, 탁본을 뜨고자 하는 자연조형물을 선정하고, 선정된 자연조형물의 표면 일부에 겔상의 실리콘을 소정 두께로 도포한다.
이어서, 2단계는 실리콘을 보형한 후 실리콘을 탈거한다.
실리콘은 그 자체의 물성이 무르기 때문에 탁본된 형태를 보존하기 위해서 보형재를 보강해야 한다.
일례로 실리콘의 겉면에 FRP 레이어를 도포하여 응고시킴으로써 실리콘의 형태 보존이 가능하다.
자연조형물로부터 FRP 레이어에 의해 형태가 보존된 실리콘을 탈거한다.
3단계는 실리콘 내면에 박리제를 도포한다.
실리콘 내면에는 콘크리트 조성물이 도포될 예정이므로 콘크리트 조성물과 실리콘의 원활한 탈거를 위해 미리 박리제를 도포한다.
4단계는 실리콘 내면에 칡넝쿨 섬유질과 알긴산 용해물이 포함된 콘크리트 조성물을 일정 두께로 도포하여 충진한다.
5단계는 도포된 콘크리트 조성물이 응고되면, 콘크리트 조성물과 실리콘을 분리하게 되어 분리된 콘크리트 조성물의 표면에 자연조형물의 모양이 복제된 상태가 된다.
이러한 작업을 반복적으로 진행하면서 자연조형물을 완전하게 복제된 여러 개의 조형패널을 제작하여 이들을 연결하게 되면 자연조형물과 동일한 형태의 조형물이 만들어지게 된다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 콘크리트 조성물을 포함한 조형물 및 이의 제조 방법을 나타낸 도면이다.
조형물은 설치 벽면(100)에 외부에 고정 설치되는 기초골조(110)를 형성한다(S200).
기초골조(110)는 외부면에 고정 설치되어 조형물의 기초 형태를 형성하는 조형골조(120)를 형성한다(S202).
조형골조(120)는 외측 표면에 고정 설치되어 조형물의 세부 형태를 나타내는 이형철근(130)을 형성한다(S204).
이형철근(130)은 외측 표면에 고정 설치되고, 표면에 접착제(150)가 도포되는 금속망(140)을 형성한다(S206).
금속망(140)은 외측 표면에 칡넝쿨 섬유질과 알긴산 용해물이 포함된 콘크리트 조성물(160)이 도포된다(S208).
콘크리트 조성물(160)은 외측 표면에 표면 처리로 방수층(170)을 형성할 수도 있다.
본 발명의 콘크리트 조성물(160)을 포함한 조형물의 제조 방법에 대해 설명한다.
기초골조(110)를 설치하는 단계(S200)는 설치 벽면(100)의 외측 표면에 C형강 및 H형강 등을 포함하는 철골 구조물을 볼트와 같은 고정 수단으로 고정한다.
기초골조(110)와 볼트 체결하는 조형골조(120)는 시공되는 조형물의 크기 및 무게에 따라 조립식 경량철골 시스템으로 할 수 있다.
조형골조(120)는 원하는 조형물의 기초 형태를 형성하는 골조이다.
조형물의 세부 형태를 형성하는 단계(S204)는 조형골조(120)에 이형철근(130)을 배근하는 것이다.
이형철근(130)의 외측 표면에 금속망(140)을 설치하는 단계(S206)는 복수개의 빈 공간이 형성된 이형철근(130)에 조밀한 메쉬의 금속망(140)을 설치한다.
이에 따라 콘크리트 조성물(160)을 도포하는 단계(S208)에서 콘크리트 조성물(160)이 이형철근(130) 및 금속망(140)에 원활하에 밀착될 수 있다.
콘크리트 조성물(160)과 이형철근(130) 사이에는 금속과 콘크리트와 같은 이종 재료 간의 밀착성을 높이기 위해 접착제(150)가 도포될 수 있다.
즉, 금속과 콘크리트의 계면 사이에 밀착력이 약하기 때문에 접착 강도가 작아지고, 내수성이 약하므로 비나 습기 등의 수분에 닿은 상태에 있는 경우에 습기 등의 수분에 의해 접착 강도가 저하되어 금속과 콘크리트 조성물(160)이 박리되는 현상이 발생하게 된다.
이를 방지하기 위해 금속과 콘크리트 조성물(160) 사이에 접착제(150)가 도포되는 것이 바람직하다.
접착제(150)의 성분은 1분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖고, 또한, 1분자중에 메타크릴로일기 또는 아크릴로일기를 1개 이상 갖는 것에 소위 라디칼 중합개시제 및 중합개시제의 분해를 촉진시키는 화합물을 포함한다.
인공암과 같은 조형물을 형성하는 단계는 금속망(140)의 표면에 칡넝쿨 섬유질과 알긴산 용해물이 포함된 콘크리트 조성물(160)이 도포된다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 설치벽면
110: 기초골조
120: 조형골조
130: 이형철근
140: 금속망
150: 접착제
160: 콘크리트 조성물
170: 방수층
110: 기초골조
120: 조형골조
130: 이형철근
140: 금속망
150: 접착제
160: 콘크리트 조성물
170: 방수층
Claims (4)
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- 콘크리트 조성물을 포함하는 조형물로서,
설치 벽면의 외부에 고정 설치되는 기초골조;
상기 기초골조의 외측 표면에 고정 설치되어 조형물의 기초형태를 형성하는 조형골조;
상기 조형골조의 외측 표면에 고정 설치되어 조형물의 세부형태를 형성하는 이형철근;
상기 이형철근의 외측 표면에 고정 설치되며, 표면에 접착제가 도포되는 금속망; 및
상기 금속망의 외면에 도포되고 칡넝쿨 섬유질 20 중량부, 알긴산 용해물 30 중량부, 물 10 중량부 및 시멘트 100 중량부 비율로 혼합되어 형성된 콘크리트 조성물를 포함하며, 상기 콘크리트 조성물과 상기 이형철근 사이에 금속과 콘크리트의 이종 재료 간의 밀착성을 높이기 위해 접착제가 도포되며,
상기 접착제의 성분은 1분자중에 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖고, 1분자중에 메타크릴로일기 또는 아크릴로일기를 1개 이상 갖는 것에 소위 라디칼 중합개시제 및 중합개시제의 분해를 촉진시키는 화합물을 포함하는 콘크리트 조성물을 이용한 조형물.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101703470B1 (ko) * | 2016-02-15 | 2017-02-06 | 김진태 | 황토 조성물을 이용한 조형물 |
| KR101955814B1 (ko) * | 2017-09-18 | 2019-03-07 | 이영임 | 경제성 및 시공 품질이 향상된 알긴산 라텍스 개질 콘크리트 조성물 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009286661A (ja) * | 2008-05-29 | 2009-12-10 | Shigeaki Rokugo | セメント系構造物におけるひび割れの補修方法 |
-
2014
- 2014-05-14 KR KR1020140057540A patent/KR101557300B1/ko active Active
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