(72) 발명자 오창협 제주제주시태성로 31, 103 동 402 호 ( 일도이동, 일도대림 1 차아파트 ) 김현우 제주특별자치도제주시서광로 20 길 36, 102 호 ( 도남동 ) 이발명을지원한국가연구개발사업 과제고유번호 부처명 중소기업청 연구사업명 산

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효서 형
5 years ago
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1 (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 공개특허공보 (A) (11) 공개번호 (43) 공개일자 2014년08월06일 (51) 국제특허분류 (Int. Cl.) C04B 14/14 ( ) C04B 18/12 ( ) C04B 14/06 ( ) C04B 28/04 ( ) (21) 출원번호 (22) 출원일자 2012 년 09 월 24 일 심사청구일자 전체청구항수 : 총 9 항 2012 년 09 월 24 일 (54) 발명의명칭현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈 (57) 요약 (71) 출원인 제주대학교산학협력단 제주특별자치도제주시제주대학로 102 ( 아라일동, 제주대학교 ) 삼진개발주식회사 제주특별자치도제주시화남로 65 ( 화북이동 ) (72) 발명자 고동우 제주특별자치도제주시화북 1 동화북 2 아파트 108/101 최희복 제주특별자치도제주시박성내서길 8-8 가온누리 201 호 ( 뒷면에계속 ) (74) 대리인 김수진, 강귀용 본발명은건축용드라이몰탈에관한것으로서, 더욱상세하게는현무암석재가공과정에서발생하는산업폐기물인현무암석분슬러지를재활용하여통상적인시멘트몰탈보다우수한물리적성능을나타내는드라이몰탈에관한것이다. 본발명의선호적인실시예에따른현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈은생산과정에서건설폐기물로분류되어폐기되어지던현무암석분슬러지를재활용함으로써, 현무암가공업체의애로점을해결하면서경제적이득을부여하면서제주도내산업폐기물의재활용도를높일수있다는장점이있다. 나아가본발명에따른현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈은성능적인측면에서일반시멘트몰탈보다모래를현무암석분슬러지로대체한몰탈의물리적성능이우수할뿐만아니라, 현무암고유의장점중하나인원적외선방사능력또는음이온방출량이매우크다는우수한효과가있다. 대표도 - 도

2 (72) 발명자 오창협 제주제주시태성로 31, 103 동 402 호 ( 일도이동, 일도대림 1 차아파트 ) 김현우 제주특별자치도제주시서광로 20 길 36, 102 호 ( 도남동 ) 이발명을지원한국가연구개발사업 과제고유번호 부처명 중소기업청 연구사업명 산학연공동기술개발사업 연구과제명 현무암석분슬러지를활용한드라이몰탈개발 기여율 1/1 주관기관 제주대학교 연구기간 ~

3 특허청구의범위청구항 1 현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈에있어서, 시멘트조성물과모래조성물과석분조성물로이루어지는것을특징으로하는현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈청구항 2 제 1 항에있어서, 상기석분조성물은모래조성물의 3% 내지 50% 로이루어지는것을특징으로하는현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈청구항 3 제 2 항에있어서, 상기석분조성물은모래조성물의 21% 로이루어지는것을특징으로하는현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈청구항 4 제 1 항내지제 3 항중어느하나의항에있어서, 상기석분조성물은현무암절단과정에서발생하는현무암석분슬러지인것을특징으로하는현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈청구항 5 시멘트와모래와석분을배합하여제작되어지는현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈 100중량부에대하여, 시멘트조성물 25 중량부, 모래조성물 59.25중량부및석분조성물 중량부인것을특징으로하는현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈청구항 6 제 5 항에있어서, 상기석분조성물은현무암절단과정에서발생하는현무암석분슬러지인것을특징으로하는현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈청구항 7 제 6 항에있어서, 상기시멘트조성물은포틀랜드시멘트인것을특징으로하는현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈청구항 8 제 5 항내지제 7 항중어느하나의항에있어서, 상기현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈은비닐포장또는종이포장되어지는것을특징으로하는현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈청구항 9 시멘트조성물 5kg, 모래조성물 11.85kg, 석분조성물 3.15kg 으로이루어지는시멘트와모래와석분을배합하여제작되어지는현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈 20kg마다물 3kg을혼합하여사용하는것을특징으로하는현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈사용방법 명세서 [0001] 기술분야본발명은건축용드라이몰탈에관한것으로서, 더욱상세하게는현무암석재가공과정에서발생하는산업폐기물인현무암석분슬러지를재활용하여통상적인시멘트몰탈보다우수한물리적성능을나타내는드라이몰탈에관한것이다

4 [0002] 배경기술최근전세계적으로환경오염이나자원고갈이급속히진전되면서환경보전에대한관심이커지고있는가운데, 제주도의현무암가공산업은자원채취와활용도에있어한정적일수밖에없다는문제점이있다. 특히현무암가공과정에서배출되는미세석분슬러지는산업폐기물로분류되어기업체가별도의비용을투입하여처리하고있어기업의입장에서는 2중의지출이발생하고있는실정이다. [0003] 따라서이와같이산업폐기물로분류되어환경오염을야기하는현무암폐석분을효과적으로활용할수있는방안의모색이여전히대두되고있지만, 아래와같은활용현황을제외하고는국내외를막론하고석분슬러지의재활용에관연연구또는실제적용사례는미흡한실정으로이는석재산업의규모도크기않아서나타난것으로판단된다. [0004] [0005] [0006] [0007] [0008] 국내활용현황 - 산성토양개량재로활용 : 석분슬러지는지역적으로생산되는석재의종류에따라조금씩다르지만, 일반적으로칼륨, 칼슘, 마그네슘등이다량으로함유되어있어산성화된토양을중성화하는데도움을줄수있다. - 도자기원료로활용 : 고구배자력선별공정에의해서규장성분을추출하여도자기원료로응용한예가있으나, 수요가한정된다. - 건자재제품개발 : 공시체를석분, 황토, 시멘트, 모래를배합비별단위중량, 흡수율, 강도, 동탄성계수에대한연구를통해황토와서군을첨가할수록무게가감소하여흡수율은증가하기때문에인조판석및건축물내장재로활용된다. - 콘크리트맨홀또는하수도관에도석분슬러지를일부활용한사례가있으나, 석분슬러지의사용량이적고현재는석분슬러지대신다른원료로대체시켜생산하고있다. [0009] [0010] [0011] [0012] [0013] 국외활용현황 - 석분슬러지재활용에대한외국자료는흔지않으나, 폐석이나폐석분을건설폐기물처리에바탕으로관리하는경우가많다. - 독일에서는 1900년부터건설폐기물가운데, 폐콘크리트를도로기층제로재활용된다. - 미국의경우 1970년대부터폐콘크리트의재활용에대한연구를시작하였으며, 1990년에는오염방지법령과폐기물처리지침을통하여발생억제와재활용추진중이다. - 일본의경우 1990년건설폐기물대책연구회를설치하여 8개부터공동으로재활용법및건설부산물적정처리추진요강을제정하여건설부산물의재활용추진하고있다. [0014] 따라서상기와같이산업폐기물로분류되어낭비되어지는석분슬러지를재활용하여통상적인시멘트몰탈보다 우수한물리적성능을나타내는드라이몰탈의개발에대한필요성이여전히대두되고있다. 발명의내용 [0015] 해결하려는과제본발명은상기와같은기업체의애로점을해결함과동시에건설폐기물이라할수있는현무암석분슬러지를효과적으로활용할수있는방안을모색하고, 기업체에는폐기물을재활용할수있는기반을조성함으로써경제적이득부여하며, 특히제주도에는산업폐기물의재활용을통해보다친환경적인환경을조성할수있도록현무암석분슬러지를활용한드라이몰탈을개발하는것을그목적으로한다

5 [0016] 특히본발명에따른드라이몰탈은기존미장용시멘트몰탈과동일수준이상의물리적성능확보할수있을뿐만아니라, 제습성, 보온성, 차수성, 원적외선방출성등과같은현무암의화학적성질과현무암의재질을최대한근접하게나타낼수있도록하며, 개발된현무암몰탈에대한화학적특성을분석하여드라이몰탈의물성변형의원인을파악하여향후현무암석분슬러지의활용방안을높일수있도록하는것을그목적으로한다. [0017] 과제의해결수단 상기한목적을달성하고상술한종래의문제점을해결하기위하여, 본발명에따른현무암석분슬러지를이용한 드라이몰탈은시멘트조성물과모래조성물과석분조성물로이루어지는것을특징으로한다. [0018] 본발명의다른실시예에따르면, 상기석분조성물은모래조성물의 3% 내지 50% 로이루어지는것을특징으로 하며, 상기석분조성물은모래조성물의 21% 로이루어지는것을특징으로하고, 상기석분조성물은현무암절 단과정에서발생하는현무암석분슬러지인것을특징으로한다. [0019] 본발명의또다른실시예에따르면, 시멘트와모래와석분을배합하여제작되어지는현무암석분슬러지를이용 한드라이몰탈 100 중량부에대하여, 시멘트조성물 25 중량부, 모래조성물 중량부및석분조성물 중량부인것을특징으로한다. [0020] 본발명의다른실시예에따르면, 상기석분조성물은현무암절단과정에서발생하는현무암석분슬러지인것 을특징으로하며, 상기시멘트조성물은포틀랜드시멘트인것을특징으로하며, 상기현무암석분슬러지를 이용한드라이몰탈은비닐포장또는종이포장되어지는것을특징으로한다. [0021] 나아가본발명의또다른실시예에따르면, 시멘트조성물 5kg, 모래조성물 11.85kg, 석분조성물 3.15kg 으 로이루어지는시멘트와모래와석분을배합하여제작되어지는현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈 20kg 마 다물 3kg 을혼합하여사용하는것을특징으로한다. [0022] 본발명은다양한변경을가할수있고여러가지실시예를가질수있으며, 특정실시예들은도면에예시하고상세한설명에서구체적으로설명한다. 그러나이는본발명을특정한실시형태에대해서한정하려는것이아니며, 본발명의사상및기술범위에포함되는모든변경, 균등물내지대체물을포함하는것으로이해되어야한다. 각도면을설명하면서유사한구성요소에대해서는유사한도면부호를사용하였다. [0023] 한편본출원에서사용하는용어는단지특정한실시예를설명하기위해사용된것으로, 본발명을한정하려는의도가아니다. 단수의표현은문맥상명백하게다르게뜻하지않는한, 복수의표현을포함한다. 본출원에서, 포함하다또는가지다등의용어는명세서상에기재된특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품또는이들을조합한것이존재함을지정하려는것이며, 하나또는그이상의다른특징들이나숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품또는이들을조합한것들의존재또는부가가능성을미리배제하지않는것으로이해되어야한다. [0024] 발명의효과본발명의선호적인실시예에따른현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈은생산과정에서건설폐기물로분류되어폐기되어지던현무암석분슬러지를재활용함으로써, 현무암가공업체의애로점을해결하면서경제적이득을부여하면서제주도내산업폐기물의재활용도를높일수있다는장점이있다. 나아가본발명에따른현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈은성능적인측면에서일반시멘트몰탈보다모래를현무암석분슬러지로대체 - 5 -

6 한몰탈의물리적성능이우수할뿐만아니라, 현무암고유의장점중하나인원적외선방사능력또는음이온 방출량이매우크다는우수한효과가있다. [0025] 도면의간단한설명 도 1 은모래와레미탈의체가름분석비교표 도 2는석재가공과정순서도를도시한모습도 3은석재가공에대한실제모습이사진도 4는현무암석분슬러지폐기과정의순서도도 5는현무암석분슬러지폐기과정에대한사진도 6은석재및석분폐기물불법매립적발기사내용도 7은모래의체가름실험결과와시방서의체가름기준비교표도 8은슬러지양에따른휨강도와압축강도의변화비교표도 9는물-시멘트비에따른흐름도실험결과비교모습도 10은시편의양생모습의사진도 11은데이터취득용장비모습도 12는몰탈실험에사용된압축강도실험기와몰탈실험용 Jig 모습도 13은휨실험세팅모습도 14는휨실험모습의사진도 15는재령별슬러지함량에따른휨인장강도변화비교표도 16은재령별슬러지함량에따른압축강도변화추이비교표도 17은압축강도실험전경과시편모습도 18은현무암질석분슬러지대체율에따른수화생성물의 XRD 패턴도 19는현무암질석분슬러지대체율에따른재령별 SEM 관찰사진도 20은원적외선측정장치개요도도 21은원적외선방사성실험결과비교표도 22는슬러지대체율에따른음이온방사량비교표도 23은평판열류계법에의한열전도율측정방식의구성모습 [0026] 발명을실시하기위한구체적인내용 이하에서는본발명의선호적인실시예와첨부된도면을참고로하여더욱상세하게설명한다. [0027] 먼저드라이몰탈은일반적으로레미탈이라고도불리는데, 시멘트와잔골재를일정비율로섞어서나온상품으로 서일정비율의물만섞어서비비면바로몰탈로사용할수있는대표적인건축용자재이다. [0028] 기존레미탈의재료적특성을파악하기위한방법으로기존레미탈을사용하는것은레미탈회사마다배합이다르게될수있기때문에, 건축시방서에서제시하는미장용또는조적용몰탈의배합비를인용한다. 건축시방서는미장용몰탈로서벽, 천정의초벌바름용몰탈의배합은시멘트 : 모래 = 1:2의비율로배합하고, 바닥바름용몰탈은시멘트와모래의비율을 1:3으로배합하도록하고있다. 함유수량과관련해서는적정질기로반죽하되, - 6 -

7 반죽후 1 시간 30 분이내에사용하도록하고있다. 조적용몰탈의배합비는시멘트 : 모래의배합비율을용적비로 1:3 을적용하도록하고있다. 이상의결과로부터기존레미탈을대표하는기준몰탈의배합비를무게비로서 1:3 으 로정한다. [0029] 기존레미탈의입도분포는시방서에서는 5mm 체로쳐서 100% 통과하는것만사용하며, 적당한입도분포를갖도록 명시하고있는데, 레미탈배합비에따른입도분포와모래의입도분포는도 1 에서비교하고있고, 0.3mm 체 ~ 1.2mm 체의범위에서는모래가많은부분을차지하고있음을알수있다. [0030] 다음으로본발명의선호적인실시예에따른현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈에서사용되어지는현무암 석분슬러지에대해서살펴본다. [0031] [0032] [0033] [0034] [0035] [0036] [0037] [0038] 현무암석재가공과정일반적으로현무암석재의가공과정은다음과같다. - 석산으로부터의채석된원석을가공공장부지내로반입 - 지게차등운반기를이용하여공장내부로이동 - 돌을절단하는데사용되는다이아몬드쏘브레드 ( 둥근톱 ) 을이용절단기와절삭기를이용하여 2차에걸쳐제품크기에맞게원석을절단 - 중간톱과작은톱, 연삭기등을이용하여가공하는 3차재단후형태가완성 - 제품표면에수동이나자동연마기를통해연마작업및모따기과정을거쳐수요자가원하는완제품으로완성도 2는현무암석재과정을순서도로정리한그림이며, 도 3은석재가공각과정의실제모습에대한사진이다. [0039] [0040] 현무암석분슬러지발생과정과처리과정원석이입고되어건자재용현무암으로가공되는과정에서현무암의조각들이발생하는것과는별개로절단과정에서는미세한현무암분말이다량발생하는데, 현무암조각들의경우, 추가원하는크기로파쇄된후콘크리트용골재또는아스팔트용골재로활용할수있으나, 미세한석분에해당하는슬러지는대부분이건설폐기물로분류되어폐기처리되는실정이다. [0041] [0042] [0043] [0044] [0045] [0046] [0047] 현무암가공과정에서발생되는석분슬러지의처리과정은공장의규모와여건에따라조금씩달라질수있으나, 일반적인석분슬러지의발생과정은다음과같다. - 현무암절삭과정에서발생하는석분슬러지는기계의냉각수로사용되는물과혼합되어현탁액으로분출 - 기계하부의수로와공장내부에서외부로보내지는수로를통해이동 - 침전지 (1차, 2차, 3차 ), 저수조, 중와및응집조, 농축및침전조를거침 - 탈수과정을거친후석분슬러지로발생 - 현무암석분슬러지가폐기처리되는과정을순서도로정리하면도 4와같으며, 최종적으로는물, 석분슬러지, 그리고재사용되는부분으로나타낸다. - 상기와같은각단계별공정은도 5에서도시하고있다. [0048] [0049] 현무암석분슬러지발생현황 현재제주도에서석분슬러지를처리할수있는면허를가진폐기물처리업체는한군데이며여기에집하되는석분 - 7 -

8 슬러지는 2 개의석재가공공장에서나오는수량이집하되고있는실정이며, 제주도에서발생되는석분슬러지양 을현재정확히집계하는것은현실적으로어려움이있다. [0050] 한편공장마다규모가조금씩다르지만, 제주도내석재가공공장이 13개소정도이므로, 폐기물처리업체에서입고된폐기물의양을근거로현무암석분슬러지의발생량을추정하면아래표와같다. 석분슬러지의발생의추정은 2003년도부터조사가되었으나, 2003년도의조사는신뢰성이없으며, 2004년도와 2005년도의발생량을표에서보는것과같이 50% 정도가늘어났다. [0051] 실제폐기물처리업체를통해처리되는석분슬러지는 1년에약 15,000톤으로추정되지만, 2005년도관급자재와사급자재생산량을기준으로산출한다면생산량 45,530톤의 40% 정도로약 18,000톤이상이발생되는것으로추정된다. 언론보도를통해불법매립하다적발되는사례가있는것으로보아사업장마다음성으로처리하는경향이있어실제발생량을산출하기는어려움이있다. [0052] [0053] [0054] 석분슬러지의처리현황일반적으로석분슬러지를처리하는방법은단순물리적침전방식과물리, 화학적처리방식이있다. 통상발생한슬러지를콘크리트침전조를여러개만들어자연침전시키며슬러지가쌓이면중기 ( 백호우 ) 를이용하여슬러지를퍼내어구조물건조장에서자연건조및필터프레스로여과한후폐기물처리업자에게위탁처리하고있는실정이다. [0055] 현재석분슬러지의처리는전량환경처리업자에게위탁처리하도록되어있기때문에석재가공공장에서환경처리업자에게처리비용을지급하면서도보관기관을넘기게되면슬러지가사업장내부에쌓이게되어가공업체대표가구속되는등현장에서의어려움이상존하고있는실정이다. 도 6은지난 2004년제주지역에서발생되었던폐석분의불법매립에대한언론보도내용을나타내고있다. [0056] 본발명의선호적인실시예에따른현무암석분슬러지의입도분포는한국산업규격에서제시하는표준체망을이용하여현무암의입도분포를확인한결과입자의직경이 0.002mm보다작은부분이전체의약 20% 정도로나타나고있으며, 기존연구의결과로부터현무암의비중은 2.87 ~ 2.97로서일반적인토사의비중값 (2.65 ~ 2.7) 에비해큰것으로알려져있으며, 그성분은무기질점토와유사한것으로나타났다. [0057] 다음으로본발명에따른현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈에사용되는모래에대해서살펴보면, 시방서 에서몰탈에사용될수있는모래로서의품질기준을다음과같이규정한다. [0058] [0059] - 절건밀도는 2.4 이상, 흡수율은 4% 이하 - 점토덩어리량 2% 이하 - 8 -

[0060] [0061] [0062] - 안정성 : 황산염 10% 이하 - 염화물함유량 : 0.1% 이하 - 0.08mm 체통과량 : 5% 이하 [0063] 한편벽, 천정의초벌바름용몰탈의체가름기준은다음과같다. [0064] [0065] 또한벽, 천정의정벌바름용몰탈의체가름기준은다음과같음.

[0069] [0070] [0071] [0072] 드라이몰탈물리적특성실험 (1) 배합비결정 ( 가 ) 기존유사연구로부터최적의근사배합비도출먼저기존에실험되었던자료들을토대로석분슬러지, 시멘트, 모래의배합비를결정하였다.

9 [0060] [0061] [0062] - 안정성 : 황산염 10% 이하 - 염화물함유량 : 0.1% 이하 mm 체통과량 : 5% 이하 [0063] 한편벽, 천정의초벌바름용몰탈의체가름기준은다음과같다. [0064] [0065] 또한벽, 천정의정벌바름용몰탈의체가름기준은다음과같음. [0066] [0067] 한편도 7a 는모래와초벌바름용몰탈의체가름기준과모래의체가름결과비교표이며, 도 7b 는모래와정벌바 름용몰탈의체가름기준과모래의체가름결과비교표이다. [0068] 다음으로본발명의선호적인실시예에따른현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈의최적비율을도출하기 위한물리적특성실험에대해서설명한다. [0069] [0070] [0071] [0072] 드라이몰탈물리적특성실험 (1) 배합비결정 ( 가 ) 기존유사연구로부터최적의근사배합비도출먼저기존에실험되었던자료들을토대로석분슬러지, 시멘트, 모래의배합비를결정하였다. 기존석산에서배출되는슬러지를활용한드라이몰탈의연구결과 ( 도 8 참조 ) 를보면, 슬러지가포함되는초기에는휨강도와압축강도가다소증가하다가 10% 를넘기면서감소하기시작하고, 약 20% 부터는오히려슬러지를섞지않은몰탈의강도보다더낮은경향을보여주고있다. [0073] 따라서, 배합비를슬러지를전혀포함하지않는 0% 부터 3%, 6%, 9%, 12% 15%, 21% 까지현무암석분슬러지의 양을점진적으로증가시키면서압축강도와휨인장강도의변화추이를관찰하였다. [0074] 실험결과현무암석분슬러지를 21% 까지증가시키더라도, 압축강도와휨인장강도가지속적으로증가하는양상을 띠어, 현무암석분의양을 30%, 40%, 50% 까지증가시키는배합을실시하여추가실험을수행하여슬러지의포함 정도에따른강도의변화를살펴보았다. [0075] [0076] ( 나 ) 시공성을고려한배합비결정몰탈의시공성을검증하기위해흐름도테스트를수행하여시방서에서제시하는흐름도실험을수행하였다. 기존선행연구에서수행하였던시멘트와모래의비율을 1:4로배합한경우가있었으나, 본출원인이시중에서구한모래의입도는잔골재의비중이기존연구에서사용하였던모래보다상대적으로크고, 기존레미탈도시멘트 - 9 -

와모레의배합비가 1:3인것을참고하여시멘트와모레의비율을 1:3으로정하였다. 기존유사연구에서수행하였던몰탈의물-시멘트비는 45% 였으나, 본발명에서는 45% 의물시멘트비로흐름도실험을수행한결과시방서기준인 14cm ~ 15cm에미달하는 12cm에불과하였으며, 물-시멘트비를점진적으로증가시키면서흐름도테스트를수행한결과 60% 로배합할때, 흐름도는 14.

10 와모레의배합비가 1:3인것을참고하여시멘트와모레의비율을 1:3으로정하였다. 기존유사연구에서수행하였던몰탈의물-시멘트비는 45% 였으나, 본발명에서는 45% 의물시멘트비로흐름도실험을수행한결과시방서기준인 14cm ~ 15cm에미달하는 12cm에불과하였으며, 물-시멘트비를점진적으로증가시키면서흐름도테스트를수행한결과 60% 로배합할때, 흐름도는 14.5cm가나와물-시멘트비를 60% 로결정하였다. [0077] 석분이 21% 가들어가는경우에흐름도시험결과는 15.5cm로시방서기준을만족시키지못하였기때문에물시멘트비율을 55% 로줄여흐름도실험결과를 14.5cm로맞추었다. 흐름도를측정하는방법은 (1) 각배합비별로배합시킨후흐름도측정기에반을먼저채움, (2) 다짐봉으로 25회다짐, (3) 측정기에배합된몰탈을가득채움, (4) 다짐봉으로 25회다짐, (5) 1분단기다린후, 측정기상부의원통을들어올려원통모양의시험체를형성시킨, (6) 15초내에 25회상, 하로진동시켜몰탈이퍼지는양을측정, (7) 몰탈이퍼지는정도가 14cm ~ 15cm가나와야올바른물-시멘트비를갖고있는것으로간주하였다. [0078] 다음의표는흐름도실험을통해도출된최종배합비를중량비로나타낸비율과 3000g 을배합할때적용할수있 는배합비이다. [0079] [0080] 이상으로부터석분슬러지의대체율이 50% 에이를경우, 흐름도실험결과나타나는흐름도는증가하지만, 실질적 으로배합을함에있어점도가지나치게증가하여몰탈로서는적절하지않은것으로나타났다 ( 도 9: 물 - 시멘트 비에따른흐름도실험결과비교모습참조 ). [0081] [0082] [0083] (2) 공시체의제작과양생 ( 가 ) 공시체제작휨시험공시체의크기는단면 40mm x 40mm, 길이 160mm의각기둥을사용하고, 압축시험용공시체는휨시험에사용하는공시체의양절편을사용하였고, 몰탈의배합은실험배합에서정한배합비에따라배합하였으며, 몰탈의혼합은몰탈혼합기를사용하여기계반죽에의해혼합하였다. [0084] [0085] ( 나 ) 양생총시험체의수는배합비별로 8가지이며, 각각의배합비에따라 3일, 7일, 14일, 28일에각각 6개의실험체를제작하고, 한종류의배합에대해휨인장실험용 24개를제작하였으며, 압축실험용은휨실험후나뉜공시체로실험을수행하였으며, 각각정해진배합비에따라석분슬러지, 모래, 시멘트를배합비별배합하여공시체를제작한후, 각배합별로독립된고무수조에서양생하였다

11 [0086] 양생을함에있어양생중인시험체의표면위에물로적신헝겊을덮어놓고수분을계속해서공급해줌으로서수중양생및습기를유지하는효과를주었으며, 급격한일교차로인해야간에기온이떨어지면서시편에영향을미치는것을방지하기위해양생수조주변에전기난로로보온을하여양생시발생할수있는문제를최대한억제하였다. [0087] 실험시기는초기 3 일과 7 일사이에강도의약 70% 이상이발현하므로, 양생기간에따른물리적성질의변화를파 악하기위함이고, 28 일은콘크리트의설계강도를평가하는시기로서몰탈또는콘크리트의강도가거의일정하 게유지되는시점으로서의미가있어선택하였다 ( 도 10: 시편의양생모습사진참조 ). [0088] [0089] (3) 계측및실험장치몰탈의물리적특성실험은최대강도를기준으로판단하고, 강성과변형률등은큰의미가없으므로최대강도만을측정하였으며, 파괴특성상휨인장강도는피괴강도가낮을뿐만아니라파괴양상도순간적인취성파괴의형태를띠게되므로, 정확한최대하중값을얻기위해 100Hz의속도로데이터를취득하였으며, 압축강도는상대적으로하중이크고취성이비교적약하므로 10Hz의속도로데이터를취득하였다 ( 도 11: 데이터취득용장비사진참조 ). [0090] 데이터를취득하기위해제주대학교건축공학전공에서보유하고있는 8채널규모의국내라디안사가제작한정적, 동적데이티취득장비를사용하였으며, 기존압축강도시험기와몰탈의휨과압축강도실험을하기위해중간매개가되는 Jig사이에 100kN용량의로드셀을설치하여하중을측정하였다 ( 도 12: 몰탈실험에사용된압축강도실험기와몰탈실험용 Jig 모습참조 ). [0091] [0092] [0093] (4) 휨강도실험 ( 가 ) 실험방법실험체의크기는가로x세로x높이가 40mm x 40mm x 160mm의정사각기둥의형태이며, 휨실험을수행하기위한세팅은도 13과같다. [0094] 실험결과의일관성을유지하기위해, 모든실험체의강도실험시점은타설시각을기준으로 3일강도실험은 1시간, 7일강도실험은 3시간, 28일강도실험은 12시간이내에실험을수행하였으며, 모든시험체는표면이건조상태가되도록물기를닦고, 시험기의지지블록에접촉할면에붙어있는모래알이나다른부착물을제거하여실험하였다. 당초콘크리트용몰드의압축강도실험용압축시험기로시편에대한실험을수행하기에시험기가지나치게작아데이터취득도곤란한상황이었으며, 이에기존압축시험기와시편사이에힘을효과적으로측정하고, 실험의정밀도를높이기위해기존압축강도시험기와시편사이의 Jig를설치하여실험하였다. [0095] 양생후완성된공시체를소규모의압축강도시험기에가로로놓은후, 공시체의중앙부위에배치하였으며, 압 축시험용 Jig 를기존압축강도시험기의중앙부위에위치시킨후기존의압축강도시험기에하중을가하였다. [0096] 도 14 와같은실험세팅을통해기존압축강도시험기가하중을부여하면, 이하중은중간매개가되는 Jig 를 통해실험체로전달되어시편에하중을가하게되며, 휨강도시험시지점간거리는 100mm 이며, 시편을성형하 였을때측면의중앙에매초 5010kN 의하중속도로재하하여실시하여최대하중을구하였다. [0097] ( 나 ) 강도식유도

[0098] 콘크리트또는몰탈은인장강도를직접측정하기곤란하므로, 할열인장강도실험또는휨인장강도실험과같이

휨실험을통해산축된하중 (P) 로부터몰탈의인장강도를 산출하는과정은다음과같은응력, 모멘트,

[0099] - [0100] - 여기서, 는단면의중립축으로부터만큼떨어진위치에서부재의축응력, [0101]

[0104] 한편시편의단면은 40mm x 40mm 이므로가력하중으로부터다음과같이인장응력을구할수있다.

12 [0098] 콘크리트또는몰탈은인장강도를직접측정하기곤란하므로, 할열인장강도실험또는휨인장강도실험과같이 간접적인방법으로인장강도를산출하는경우가많다. 휨실험을통해산축된하중 (P) 로부터몰탈의인장강도를 산출하는과정은다음과같은응력, 모멘트, 단면성질로부터재료역학적인기본식을바탕으로구할수있다. [0099] - [0100] - 여기서, 는단면의중립축으로부터만큼떨어진위치에서부재의축응력, [0101] 는부재의중립축으로부터응력을구하고자하는위치까지의거리 [0102] 은부재에작용하는휨모멘트 [0103] 는부재의단면 2 차모멘트 [0104] 한편시편의단면은 40mm x 40mm 이므로가력하중으로부터다음과같이인장응력을구할수있다. [0105] [0106] [0107] ( 다 ) 실험결과석분슬러지와혼합체의휨강도를측정하기위하여 3일, 7일, 14일, 28일간격으로각각의배합비별공시체들을수중양생, 휨강도시험으로부터구한인장강도는아래표및도 15와같다. 즉슬러지포함하는비율이 21% 에이를때까지인장강도는지속적으로증가하는경향을띠었으며, 이후에는슬러지를추가로배합하더라도 28일강도에는큰차이가없었으며, 오히려조기강도는더욱저하하는경향을나타내었다. [0108]

13 [0109] [0110] [0111] (5) 압축강도시험 ( 가 ) 실험방법휨강도실험시두개로나뉜시편가운데하나를몰탈실험 Jig에부착된압축강도실험용지판에맞추어눕힌상태로아래도표와같은절차에따라압축강도실험을수행하였다. 몰탈압축강도실험용 Jig의가압판의크기는 40mm x 40mm이고, 휨압축실험에서분리된시편또한 40mm x 40mm x 80mm 크기이므로, 실제압축강도를산출하기위한면적은 40mm x 40mm이다. [0112] [0113] [0114] ( 나 ) 강도식유도 압축강도실험결과나타난하중을아래의식과같이수정하여압축강도로나타난다. [0115] [0116] [0117] ( 다 ) 실험결과석분슬러지와모래, 시멘트를배합비별로제작하고수중양생시킨후, 3일, 7일, 14일, 28일에압축강도실험을수행하였다. 아래표와도 16은각배합비별, 재령별 6개씩실험한공시체가운데, 가장높은것과가장낮은강도를제외한실험결과를평균한값을정리한것이다. 도 17은압축강도실험전경과시편의모습을도시하고있다

[0118] [0119] 드라이몰탈의성분분석 [0120] 사회적인환경보호와폐자원의재활용에대한커다란관심도에힘입어관련업계에서는국내의각건축용석판재생산시발생되는막대한양의폐석및석재슬러지의재활용공정에대한활발한연구를진행하고있으나뚜렷한해결책을제시하지못하고있는상황이라콘크리트제품에석재슬러지를다각도로재활용하지못하고있는실정이다.

[0121] [0122] ( 가 ) 일반석재의화학조성상특징일반적인석재의화학조성은아래표와같이석재슬러지는 SiO2 성분이 72.1%, Al2O3 성분이 16.7% 및 CaO 성분이 1.5% 로서보통포틀랜드시멘트의화학성분과비슷하지만, 수화반응에영향을미치는 CaO의성분이매우적은것이특징이다.

14 [0118] [0119] 드라이몰탈의성분분석 [0120] 사회적인환경보호와폐자원의재활용에대한커다란관심도에힘입어관련업계에서는국내의각건축용석판재생산시발생되는막대한양의폐석및석재슬러지의재활용공정에대한활발한연구를진행하고있으나뚜렷한해결책을제시하지못하고있는상황이라콘크리트제품에석재슬러지를다각도로재활용하지못하고있는실정이다. 특히, 석분슬러지의재활용연구는대부분육지의일반적인석재의가공에서발생되는석분슬러지에국한되고있는실정이며, 제주도에서발생되는현무암질의석분슬러지의재활용에대한연구는아주미미한실정이다. 이러한점을석재슬러지의재활용측면에서건축재용콘크리트제품에적용하는다각적인연구가검토되고있다. [0121] [0122] ( 가 ) 일반석재의화학조성상특징일반적인석재의화학조성은아래표와같이석재슬러지는 SiO2 성분이 72.1%, Al2O3 성분이 16.7% 및 CaO 성분이 1.5% 로서보통포틀랜드시멘트의화학성분과비슷하지만, 수화반응에영향을미치는 CaO의성분이매우적은것이특징이다. 이러한이유로일반석재슬러지를시멘트대체재로사용할경우석재슬러지의대체율이증가할수록시험체의물성뿐만아니라 28일압축강도가저하되는문제가발생한다. [0123] [0124] [0125] [0126] ( 나 ) 현무암의화학조성상특징제주산현무암질석분슬러지의경우지역마다다소차이는발생할수있으나, 김기영 (2006) 의연구에의하면아래표와같이실리카성분인 SiO2 성분이약 52.6%, Al2O3 성분이 14.6% 및 CaO 성분이 8.3% 로서그화학조성의성분함량이일반석재슬러지의화학조성의성분함량과다소상이하다. 또한현무암질석분슬러지의감열감량 (Ig.loss) 의함량도일반석재슬러지및시멘트보다낮은것이특징이다

[0127] [0128] 결국현무암질석분슬러지의경우, 콘크리트강도에영향을미치는 CaO 성분이포틀랜드시멘트보다는적지만, 수화반응에영향을미쳐시멘트대체재로서몰탈의강도를유지시킬수있을것으로판단되며, 따라서, 잔골재대체재로서현무암질석분슬러지의활용가능성을판단하기위해시멘트대체율에따른드라이몰탈의수화반응성을 XRD 및 SEM을통해분석한다.

15 [0127] [0128] 결국현무암질석분슬러지의경우, 콘크리트강도에영향을미치는 CaO 성분이포틀랜드시멘트보다는적지만, 수화반응에영향을미쳐시멘트대체재로서몰탈의강도를유지시킬수있을것으로판단되며, 따라서, 잔골재대체재로서현무암질석분슬러지의활용가능성을판단하기위해시멘트대체율에따른드라이몰탈의수화반응성을 XRD 및 SEM을통해분석한다. [0129] [0130] (1) XRD 분석 현무암질석분슬러지는반응성산화물인 SiO2, Al2O3 그리고 Fe2O3 을다량함유하고있으며, 반응성산화물의 수화반응에의해수화생성물인 C-S-H gel 및 CAH 를확인할수있다. [0131] 도 18을참고하면, 현무암질석분슬러지의대체율이증가할수록 C-S-H의강도는감소하였으나, 대체율 3% 와 21% 는유사한강도를보이고있으며, 또한재령 28일에서는 CAH가관찰되고있으며, CAH의강도는현무암질석분슬러지의대체율 50% 에서가장큰피크를보이고있다. 전체적으로시멘트의대체재로서현무암질석분슬러지는 SiO2, Al2O3 그리고 Fe2O3의반응성산화물의수화반응및그수화생성물에의해최소한현무암질석분슬러지를사용한몰탈의강도를저하시키지않는것으로판단되며, XRD의분석결과현무암질석분슬러지의최대대체율약 21% 정도에서몰탈의강도저하없이충분한시멘트의역할을할수있다. [0132] [0133] (2) SEM 분석 현무암질석분슬러지의대체율에따른재령별수화생성물을확인하기위해 XRD 시료와동일한시료및재령에 대해도 19 와같이 SEM 을통해수화생성물을관찰하였다. [0134] SEM 관찰에서보듯이, 석분슬러지대체율 3%, 21%, 그리고 50% 모두에서수화생성물을관찰할수있었으며, 특히초기재령 (3일) 에서현무암질석분슬러지의대체율이증가할수록수화반응생성물인 Ettringite가상대적으로적게생성된것을확인할수있었다. 이는현무암석분슬러지의경우보통포틀랜드시멘트의주성분인 CaO 의함량보다적기때문에초기수화반응성이작아 Ettringite의생성이적은것으로보이며, 전체적으로현무암질석분슬러지의경우보통포틀랜드시멘트대비 CaO의함량이적어수화생성물의생성량은저조할수있으나, 석분슬러지대체율 21% 정도에서는 XRD 및 SEM 결과를종합해볼때보통포틀랜드시멘트의수화반응생성물과비슷한강도의수화물과동일한수화물을생성하는것으로판단된다. [0135] 결국현무암질석분슬러지는보통포틀랜드시멘트와유사한화학성분을함유하고있으며, 보통석분슬러지보다 CaO의함량이 6배정도많은것으로확인되었으며, 또한 XRD 및 SEM 관찰결과, 보통포틀랜드시멘트의수화반응에서생성되는수화물과동일한수화물이생성되었으며, 석분슬러지의대체율이증가함에따라수화생성물의큰차이는없었지만, 현무암석분슬러지대체율 50% 의경우 C-S-H gel 생성물이다소적게생성되는것으로 XRD 측정결과확인되었으며, 이는 SEM 촬영에서도확인되었다. XRD 및 SEM의결과를바탕으로, 몰탈의강도저하를최소화함과동시에경제성을고려할때현무암질석분슬러지의대체율을약 21% 정도가적정하다. [0136] 다음으로본발명의선호적인실시예에따른현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈에대한원적외선방사성

16 실험, 음이온방사량실험, 단열성능실험에대한실험방법및결과에대해서살펴본다. [0137] [0138] 원적외선방사성실험원적외선은가시광선보다파장이길어눈에보이지않으며, 절대온도로 0도이상의온도를갖는모든물체에서방사된다. 원적외선은가시광선에비해가안열작용이있고적외선을받는물질은물질을구성하는원자들의운동에의해온도를상승시키는효과가있어서열선으로명명되기도한다. 원적외선의특성은반사, 복사, 침투및공명흡수효과를갖고있으나, 측정시료의최종원적외선의효과분석은열복사의효율을평가하는것이므로복사의특성이우수하도록제품설계가선행되어야하고, 이를위해서는반사, 투과특성을최소화해야한다. [0139] [0140] (1) 실험방법 원적외선방사율의측정방법은흑체로의온도가 40C 일때원적외선양을측정하고시료가열로에장착된시료의 표면온도가흑체로와동일한온도가되었을때, 원적외선양을측정하여방사율을구한다. [0141] [0142] 한편도 20 은본발명에따른현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈에대한원적외선을측정하기위한장치의 개요도를도시하고있다. [0143] [0144] (2) 실험결과원적외선방사율과원적외선방사에너지모두유사한추이를보여주고있다. 슬러지를포함하지않은일반몰탈 (I-0) 의원적외선방사율은 0.921이었으나, 이후슬러지를포함하는초기 (I-3과 I-6) 에는원적외선방사율이다소떨어지다가슬러지를 9% 포함하는 I-9부터는 0.925부터시작하여 I-21에서는 0.933까지크게증가하고, 21% 를넘기면서원적외선방사율은거의증가하지않았다 ( 도 21a 참조 ). [0145] 기존타실험결과에서도출된결과와비교할때, 기능성건조시멘트몰탈, 건조시멘트몰탈, 옥첨가몰탈, 알카리이온수몰탈의원적외선방사율은각각 0.908, 0.915, 0.918, 0.907로서본실험에서도출된값보다다낮은것으로나타났으며, 기존실험결과를살펴보면, 기존시멘트몰탈에특별한조치를취한몰탈의경우에도원적외선방사율의증가는미미했으나, 본실험에서는현무암석분슬러지를함유함으로써기존몰탈보다원적외선방출량은 0.012증가하여, 옥첨가또는이온수처리몰탈보다원적외선방사능력은크게증가함을알수있다 ( 도 21b 참조 ). 한편슬러지함량이 21% 를넘어서는시료의경우, 원적외선방사에너지와원적외선방사량의증가추세는미미하였다. [0146] 따라서, 시멘트몰탈제작시골재량의 21% 를현무암석분으로대체할경우, 원적외선방사량및원적외선방사에너지량은기존시멘트몰탈의방사율 0.921보다 1.3% 증가한 0.933까지증가하였다. 이와같은원적외선방사율의증가량은기존타재료를함유한시멘트몰탈의원적외선방사율증가량보다훨씬큰수치로서, 현무암석분을시멘트몰탈에배합하는것만으로도원적외선방사량에긍정적인영향을미침을보여주고있다

[0147] [0148] [0149] 음이온방사량실험 ( 가 ) 실험방법본발명의선호적인실시예에따른현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈에대한시험방법은한국건설생활환경연구소의 KICM-FIR-1042에따랐으며, 실험대상은물리적실험을수행한모든배합 (I-0, I-3, I-6, I-9, I- 12, I-15, I-18, I-21, I-30, I-40) 을대상으로하였다.

[0151] (2) 실험결과 [0152] 슬러지를포함하지않은일반몰탈의음이온방사량은 76 개 / 이고, 초기 3% 의슬러지를배합한시료에서는음 이온방사량이 85개 / 까지급격하게증가하였다가, 6%, 9%, 12% 까지 83개 / 과 85개 / 사이에분포하였으며, 15% 일때다시감소한후증가하는양상을보였다 ( 도 22 참조 ).

17 [0147] [0148] [0149] 음이온방사량실험 ( 가 ) 실험방법본발명의선호적인실시예에따른현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈에대한시험방법은한국건설생활환경연구소의 KICM-FIR-1042에따랐으며, 실험대상은물리적실험을수행한모든배합 (I-0, I-3, I-6, I-9, I- 12, I-15, I-18, I-21, I-30, I-40) 을대상으로하였다. [0150] 전하입자측정장치를이용하여, 21C3C, 습도 55%15%, R.H. 는 75/cc 조건에서시험하였으며, 측정대상물에서방 출되는음이온을측정하여단위체적당이온수로표시하였고, 음이온을측정하기위한장비는일본에서제작한 DEMPA Ion Tester로서측정범위는 1 ~ 100만 ( 개 /cc), 이동도는 0.4, 시료흡입량은 60 의성능을 갖춘측정장비이다. [0151] (2) 실험결과 [0152] 슬러지를포함하지않은일반몰탈의음이온방사량은 76 개 / 이고, 초기 3% 의슬러지를배합한시료에서는음 이온방사량이 85개 / 까지급격하게증가하였다가, 6%, 9%, 12% 까지 83개 / 과 85개 / 사이에분포하였으며, 15% 일때다시감소한후증가하는양상을보였다 ( 도 22 참조 ). 슬러지가포함된모든시료는슬러지가포함되지않은시료보다음이온방사량이큰것으로나타났으나, 슬러지포함량에따른음이온방사량의증가의추세는명확히나타나지않았으나, 슬러지가함유된몰탈의음이온방사량이현무암자체에서발생하는음이온방사량 (81개/ ) 보다큰원인은, 현무암자체로음이온방사량을실험하였으나, 몰탈시료는표면에잔존하는슬러지가음이온방사량에영향을끼쳐서현무암의음이온방사량보다도높게나타난것으로보인다. [0153] 따라서, 드라이몰탈에서모래가차지하는부분을현무암석분슬러지로일부대체한결과, 석분의함량과음이온 방사량사이의일관된상관성을파악할수는없었으나, 석분슬러지를함유하고있지않은몰탈보다음이온발 생량이다소증가함을확인할수있었다. [0154] [0155] [0156] 단열성능실험 ( 가 ) 실험, 방법본발명의선호적인실시예에따른현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈에대한단열성능실험은한국건설생활기술연구소에의뢰하여한국기술표준의 KS L 9016 : 2010에따라수행되었다. [0157] 실험편의크기는가로 x 세로 x 두께 = 300mm x 300mm x 30mm 의크기이며, 열전도율측정은평판열류계법을사용하였다. 시험체를통과하는열류량을열류계를사용하여측정하고, 그때의시험체온도차를측정하여열전도율을구하는방법으로시험체와거의동등한치수와열전도율을갖는고정판이필요하였다. 열전도율을측정하기위해도 23과같이고열판, 저열판, 고열원, 저열원, 온도측정기, 열류측정기등이필요하며, 고열판및저열판은정사각형으로, 전열성이좋은금속판으로그시험체와접하는면은도장또는보호시트에의해방사율을 0.8 이상으로조정하였다. 온도분포의산포는유효측정영역에서정상상태에서의시험체양표면온도차의 1% 이하, 전체적으로는 3% 이하여야한다

18 [0158] 열류계의감도계수는다음과같다. [0159] [0160] [0161] ( 나 ) 측정방법시험체의양표면에유효측정영역 1곳이상의온도측정개수의열전대온도측정접점을설치하고, 전체를고정한다. 시험체주위를충분히단열한후, 항온조에수용하여온도유지한다. 시험체양면에 10C이상의온도차부여하는데, 이때각표면온도는각각면에설치한열전대가표시하는온도의산술평균값이다. 10 ~ 30분간격으로열류계의출력및시험체의표면온도측정한다. 정상상태에서 30분간격으로측정한 3곳의측정값에서위식에따라산출한값의최대값과최소값이평균값에대하여 1% 이상차이가없는것이확인되면측정종료한다. 측정종료후시험체의이상유무확인한다. [0162] 열전도율는다음의식에따라산출한다. [0163]

[0164] [0165] [0166] (3) 실험결과물리적특성실험결과로부터가장우수한품질을보여준 I-21 ( 슬러지를 21% 함유한몰탈 ) 과 I-0 ( 슬러지를포함하지않는몰탈 ) 에대해단열실험을수행하였다. 아래표와같이 I-0 몰탈의경우 0.66 W/(mK), I-21은 0.

19 [0164] [0165] [0166] (3) 실험결과물리적특성실험결과로부터가장우수한품질을보여준 I-21 ( 슬러지를 21% 함유한몰탈 ) 과 I-0 ( 슬러지를포함하지않는몰탈 ) 에대해단열실험을수행하였다. 아래표와같이 I-0 몰탈의경우 0.66 W/(mK), I-21은 W/(mK) 로서슬러지를함유한몰탈의열전도율이다소떨어져단열성능이다소있을것으로판단되었다. 그러나, 두경우모두열전도율시험기의측정범위 (0.005 ~ 0.43 W/(mK)) 를벗어남에따라단열재로서는통상적인단열효과만을갖추는것으로나타났다. [0167] [0168] 따라서일반몰탈보다슬러지를함유하면, 어느정도열전도율이저하되기는하지만, 단열재로서는통상적인실험결과만을보여주었다. 기존현무암의경우, 현무암내부에분포된무수한공극이열전도율을떨어뜨리는효과가있으나, 현무암슬러지로몰탈을만들면공극이모두사라지기때문에단열효과의측면에서는통상적인효과만을보여주는것으로판단되었다. [0169] 상기한실험결과를통해서확인한결과, 본발명에따른현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈에있어서슬러지대체율이 21% 에이를때까지휨인장강도는지속적으로증가하였으며, 이후에는슬러지를추가로배합하더라도 28일강도에는큰차이가없었고, 오히려조기강도가저하되는현상이나타났다. 또한슬러지대체율이 21% 에이르렀을때까지압축강도가증가하였으며, 그이후에는슬러지대체에따른증가효과는나타나지않았으며, 현무암질석분슬러지는보통포틀랜드시멘트와유사한화학성분을함유하고있으며, 보통석분슬러지보다 Cao의함량이 6배정도많은것으로확인되었다. [0170] 한편본발명에따른현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈에있어서 XRD 및 SEM 결과를바탕으로몰탈의강도저하를최소화함과동시에경제성을고려할때, 현무암석분슬러지의대체율을 21% 로했을때가장적절한것으로나타났으며, 현무암석분의대체율이증가할수록원적외선방사율은지속적으로증가하였는데, 이는기존타재료를함유한시멘트몰탈의원적외선방사율의증가추세보다훨씬큰것으로나타났다. 또한드라이몰탈에서모래가차지하는부분을현무암석분슬러지로일부대체한결과석분의함량과음이온방사량사이에일관된상관관계를찾을수는없었으나, 일반시멘트몰탈보다는음이온발생량이다소증가함을확인할수있었다. [0171] 따라서본발명에따른현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈의제작및보관방법과관련하여, 배합비율을 준수하여완전건조상태로재료들을배합하도록하며, 배합된재료를규격에따라밀봉하되방습처리를완벽하게 해야한다. [0172] 이때본발명에따른현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈에사용되는재료는시멘트조성물과모래조성물과석분조성물로이루어지는것이선호되며, 상기시멘트조성물은시중에판매되는포틀랜드시멘트인것이선호되며, 모래조성물은시중에판매되는일반모래로서가급적입도가기준에서제시하는입도분포범위이내에들도록해야하며, 석분조성물은석재가공공장에서현무암절단과정에서발생하는석분슬러지를사용하는것이선호된다

[0173] 본발명에따른현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈의제작방법은배합비율이시멘트 : 모래 : 석분 = 5kg : 11.85kg : 3.15kg로이루어지는것이선호되며, 20kg 단위포장으로서규격봉투 ( 또는포대 ) 사용되어지며, 드라이몰탈을제작시에는재료를가능한한최대로건조처리한후배합하고, 방습처리후규격봉투에밀봉하여포장되어지는것이선호된다.

20 [0173] 본발명에따른현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈의제작방법은배합비율이시멘트 : 모래 : 석분 = 5kg : 11.85kg : 3.15kg로이루어지는것이선호되며, 20kg 단위포장으로서규격봉투 ( 또는포대 ) 사용되어지며, 드라이몰탈을제작시에는재료를가능한한최대로건조처리한후배합하고, 방습처리후규격봉투에밀봉하여포장되어지는것이선호된다. [0174] 본발명에따른현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈의보관방법은드라이몰탈은특성상물과접촉하면금 방굳어버리기때문에물과의접촉은절대금하며, 그사용방법은 20kg 들이 1 포와물 3kg 을섞은후, 충분히 시멘트의수화반응이발생하도록배합하여사용하도록하며, 이때, 물은오염되지않은물이어야한다. [0175] 본발명에따른현무암석분슬러지를이용한드라이몰탈은포장후보존성능을확인하여, 최대한보존성능이우수한포장재질을찾기위해두가지형태로포장하는것이선호되는데, 일반화학비료를포장하는용도로적용되는투명비닐포대에포장하거나, 시멘트를포장하는포대와동일한재질을사용하는것이선호된다. 상기두가지형태에대한포장및인쇄비용은거의비슷한수준이다. [0176] 산업상이용가능성상기에서기술된구성과효과를가진본발명은다양한방법으로변형이가능하며, 상기에서기술된내용은본발명의범위를한정하고자하는것은아니다. 또한본발명의사상과범위에서벗어나지않는한도내에서다양한변형과수정이가능하며, 본발명이속한분야의당업자에게자명한변형은다음의특허청구범위범위내에포함되어진다. 도면 도면

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