라테라이트 (Laterite)- 목 차 -11. 라테라이트(Laterite) 31.1 라테라이트란?1.2 라테라이트화작용(Laterization)1.3 plinthite2. 라테라이트광 63. 건축자재로서의 라테라이트 73.1 홍토 블록(Laterite block)3.2 홍토 블록에 관한 연구1. 라테라이트(Laterite)1.1. 라테라이트란?라테라이트는 열대 및 아열대 지방에 널리 발달한 적색의 토양으로 홍토라고도 불리며, 지표의 풍화물로서 생성된 교결 물질로서 규산 또는 염기류의 용탈작용을 거쳐 철과 알루미늄의 수산화물이 집적되어 주성분이 된다.기후가 아주 습하고 따뜻한 열대지역에서 조암광물들은 서서히 용해되어 부드럽고 얼룩져 있으며 철성분이 많은 적회색 잔류물을 남긴다. 규산의 유실은 왕성하게 이루어지지만 알루미나나 철은 녹아내리는 일이 적어 잔류 침적한다. 그 결과 이런 지방의 토양은 규산의 함량이 적고 수산화알루미늄이나 수산화철이 현저하게 풍부하여 적색을 띠는 토양이 형성된다. 일반적으로 이런 심한 풍화의 생성물을 라테라이트라고 한다. 라테라이트 풍화의 한 성분은 수산화철[Fe(OH)3]이다. 기후 변화나 숲의 황폐화의 결과 라테라이트의 상부층은 건조해지고 수산화철이 침철석으로 탈수되기 때문에[Fe(OH)3 FeO·OH + H2O] 단단하게 된다. 결과적으로 생성되는 단단한 암석과 같은 물질은 라테라이트 표피 또는 철석(ironstone)이라고 불리는데, 아주 단단해서 건축에 이용된다. 라틴어로 벽돌을 뜻하는 latere로부터 유래된 라테라이트라는 이름은 이 성질을 반영한다. 또한, 라테라이트는 일반적으로 농경에는 장애가 되지만, 건축자재(벽돌) 또는 광물 자원으로도 널리 쓰이고 있다.일반적으로 열대 지방의 도로 건설에 사용되는 붉은 토양의 유형으로 라테라이트를 정의한다. 하지만, 위의 정의는 붉은 모래와 같은 일부 토양은 라테라이트로 쉽게 착각 될 수 있다는 점에서 명확하고 진실한 정의는 아니다. Laterite는 cementing material이 sesquioxide이고 샘플이 화학적으로 분석 될 때 성분의 50 % 이상을 구성하는 pedogenics(토양생성)의 부류로 정의 될 수 있다. Sesquioxides는 M = Potassium (K), Rubidium (Rb) 또는 Cesium (Cs)와 같은 실험식 M2O3를 가진 화학 물질이다. 상온 및 100mm 수은 이하의 압력에서 과산화 칼륨(K2O2)은 산소와 결합하여 Sesquioxides, K2O3를 생성한다.알루미늄은 일반적으로 Al2O3.nH2O 형태로 알루미늄의 광석인 보크사이트(Bauxite)라고 불린다. 이 광석은 장기간에 걸친 풍화 작용을 통해 점토 광물에서 실리콘이 제거되고 수화 알루미늄 산화물 잔류물을 남기면서 형성된 것으로 여겨진다.라테라이트의 완전한 정의를 위한 화학 분석을 수행하기 전에 물리적 특성의 일부를 관찰함으로써 라테라이트를 확인할 수 있다. 일반적으로 라테라이트는 적갈색을 띠고 자갈이 많다. 습기가 많은 경우 붉은 색이 우세해지고 건조하면 갈색이 뚜렷해진다. 일부 입자는 젖은 상태에서 손바닥에 붙어 말리면 쉽게 말릴 수 있다. 또한, laboratory index property tests는 라테라이트를 분류하는 데 사용된다. 이러한 테스트는 Atterberg limit test, grain size analysis, compaction test 등이며, 테스트의 결과를 인덱스 속성의 이미 결정된 표준 결과와 비교하여 결정할 수 있다.1.2. Laterization (라테라이트화작용)Laterization (라테라이트화작용)은 풍화의 과정으로 인해 laterite를 형성하는 작용이다. 라테라이트 토양은 지역마다 큰 차이가 있지만, 보통 산성이며 pH는 약 4.2-5.3이다. Laterization은 보통 고온다습한 열대기후 조건 하에서 일어나는데, 염기류나 규산이 용탈되고 철 및 알루미늄의 산화물이 잔류해서 상대적으로 많아지는 과정을 말한다. 라테라이트화작용 일어나면 SiO2/Al2O3 또는 SiO2/Fe2O3 의 비가 낮은 토양이 생성된다. 철과 알루미늄의 집적물은 plinthite 라고 하는 물렁물렁한 광물인데, 이것이 표층에 누출되어 햇빛에 의해 경화된 것을 laterite 라고 한다.1.3. Plinthite‘Plinthie’는 점토와 석영 및 여러 광물들이 섞인 철분이 풍부하고 부식질이 적은 혼합물이다. 어두운 적색의 산화환원체 고결물(redox concentrations)이며, 일반적으로 platy, polygonal 또는 reticulate pattern을 형성한다. Soil Taxonomy 분류에서 옥시솔(Oxisols)로 분류되는 토양 중 상당한 기간 물로 포화되는 층에 형성된다. 수분이 많은 토양에서, plinthite는 자로 자를 수 있을 만큼 부드럽지만, 비가역적 경화(irreversible hardening) 이후, 매우 단단해지며 더 이상 plinthite가 아니라 ironstone 또는 laterite로 불린다. 또한, 철분 및 알루미늄 함량이 높으며, Fe는 침철석, 적철석과 같은 산화물 형태일 수 있으며, Al은 집적되어 보크사이트를 형성할 수 있다.2. 라테라이트광경제적으로 채굴 가능한 니켈광은 크게 황화광(sulphide ore)과 라테라이트광(laterite ore)으로 분류된다. 육상 부존량은 황화광이 28%, 라테라이트광이 72%를 점유하고 있지만, 생산량은 각각 58%, 42%를 차지하고 있다.그 중 산화광인 라테라이트광은 전통적인 물리적 품위향상 방법으로는 선광이 어렵지만, 건식 또는 습식 제련을 통해 니켈을 회수하고 있다.라테라이트광의 주 함니켈 광물은 가니어라이트(ganierite, (NiMg)6Si4O10(OH)8))이며 규산염광은 리모나이트(nickeliferous limonite, (Fe,Ni)O(OH)nH2O)로 알려져 있다.리모나이트질 광석은 라테라이트광의 가장 일반적인 형태로 도미니카공화국, 쿠바, 인도네시아 및 필리핀 등에서 생산된다. 뉴칼레도니아와 브라질은 가니어라이트 광석이 라테라이트 생산량의 대부분을 차지하는 국가이며, 그 외에 브룬디, 아이보리코스트에도 대규모 광상이 부존되어 있다. 특히, 세계에서 가장 큰 가니어라이트질 라테라이트광은 뉴칼레도니아에서 발견되는데 이는 습한 열대기후, 모암의 사문석화 정도, 풍화를 촉진하는 지질구조 등이 복합적으로 이루어져 생성된 결과이다.또한, 갈철석(FeO·OH)은 화학적 풍화작용에 의해 형성되는 가장 용해도가 낮은 광물이다. 고온 다습한 열대기후지역에서 대부분의 다른 광물은 서서히 토양으로부터 용해되어 나가고 표면에 철 성분이 많은 갈철석 표괴로 된 라테라이트가 남게 된다. 화학적 풍화작용으로 인해 가용성이 낮은 광물을 집적 된 라테라이트는 경제성이 높은 광상을 형성할 수 있다. 서아프리카와 가은 몇몇 지역에서 라테라이트는 철을 채굴하기에 충분할 만큼 철성분이 많다.3. 건축자재로서의 라테라이트3.1. 홍토 블록 (laterite block)Compressed earth blocks (CEB)는 건설에 사용되는 일반 점토 벽돌에 비해 효과적이며 경제적인 대체 물질로서 Stabilized mud block (SMB) 또는 Stabilized Compressed Earth Block (SCEB)로도 알려져 있다. 라테라이트는 오래전부터 피난처 건설에 이용되었으며, 현재 세계 인구의 약 30%가 여전히 라테라이트 구조물에 살고 있다. 라테라이트는 가격이 저렴하고 환경 친화적이며, 열대지방에 풍부한 물질로서 특히, 시골 지역이나 개발되지 않은 국가에서 건축 재료로서 적절하다.3.2. 홍토 블록에 관한 연구3.2.1 Feasibility Study on Utilisation of Laterite Soil for Stabilized earth blocks- 연구 목적라테라이트 토양은 철 화합물의 함유로 인해 붉은 빛을 띠며, 인도의 3.7% 면적을 차지하고 있다. 라테라이트 토양은 대부분의 건축물에 적합한 건축자재로서 저소득층이 쉽게 이용할 수 있으며, 오염이 없고 에너지 소비량도 작기 때문에 환경에 도움이 된다.따라서, 이 연구에서는 라테라이트와 함께 시멘트와 fly ash를 이용하여 stabilised earth block을 생산하려고 시도하였다.- 재료Cement : Ordinary Portland Cement (OPC)Fly ash : Class F dry fly ashFine Aggregate :Laterite Soil :- Preparation of blocksMix ratio : Cement : Sand = 1 : 6block sizes : 29 x 19 x 9 cm, 19 x 9 x 9 cm, 19 x 9 x 4 cmMix 1 : 100% cementMix 2 : 70% cement and 30% fly ashIn both the mixes, sand is replaced by laterite soil in percentages of 0, 20, 40, 60, 80 and 100.- Density- Compressive Strength- Water absorption3.2.2 Study of coir reinforced laterite blocks for buildings- 연구목적건축 자재의 필요성은 세계 여러 나라에서 강조되고 있다. 이 연구에서는 저렴한 비용의 대체 건축 자재에 주목했다.토양 안정화의 목적은 강도의 증가, 압축성의 감소, 안정성의 개선 및 투과성의 증가 또는 감소를 포함한다. 포틀랜드 시멘트, 수화석회, 석고, 알칼리, 염화나트륨, 염화칼슘, 알루미늄 화합물 및 산업 폐기물과 같은 화학 첨가제는 토양 안정화의 잠재력을 가지고 있다.
