KR0125947B1 - 용융 스러그를 분쇄한 골재를 사용하는 콘크리트 제품 및 그의 제조방법 - Google Patents

용융 스러그를 분쇄한 골재를 사용하는 콘크리트 제품 및 그의 제조방법

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아라카와 히토시
게이한 콘크리이토 고오교오 가부시끼가이샤
료키 신이치로오
오사카 가스 가부시끼가이샤
구로사와 시게오
가부시끼가이샤 오바야시 구미
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Abstract

구부림 강도나 압축 강도의 저하가 없고, 용융 스러그를 100% 재이용하는 것에 의하여 2차 폐기물이 생기지 않도록 용융 스러그의 재이용 콘크리트 제품을 제공한다.
용융 스러그를 분쇄하고, 골재 및 분말로서 상기 골재의 실적율이 60% 이상이 되도록 연마하고, 상기 골재, 분말, 물 및 시멘트를 적절 배합비율로 하여 진동성형 또는 프레스 성형에 의하여 콘크리트 제품을 얻을 수 있다.

Description

용융 스러그를 분쇄한 골재를 사용하는 콘크리트 제품 및 그의 제조방법
제1도는 본 발명의 실시예에 따른 용융 스러그의 분쇄공정을 나타내는 플로우챠트.
제2도는 본 발명에 따른 골재 제조기의 실시예를 나타내는 단면도.
제3도는 제2도의 3-3선을 따라 나타낸 골재 제조기의 단면도.
제4도는 제2도의 4-4선을 따라 나타낸 골재 제조기의 단면도.
제5도는 본 발명에 의하여 제조된 인터록킹 블록이나 타일의 형상을 나타내는 평면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
11 : 원료12 : 용광로
13 : 냉각장치14 : 골재제조기
15 : 골재16 : 플로워
17 : 집전기18 : 분말
21, 22 : 회전드럼23 : 러그
24 : 라이너H : 전극
본 발명은 하수오염 등의 고체 폐기물을 가열용융 처리하여 얻어지는 용융 스러그를 분쇄하여 이것을 골재로서 사용한 콘크리트 제품에 관한 것이며, 또한 그 콘크리트 제품의 제조방법에 관한 것이다.
하수처리한 결과의 하수오염은 종종 폐기하기 위하여 소각하여 재로 폐기하거나 재사용하기 위하여 용융 스러그화 한다.
용융 스러그의 재이용 시스템으로서는 그 용융 스러그를 분쇄하여 콘크리트 제품의 골재로서 재이용하는 것이 제안되고 있다.
이 공지된 방법에 의하면, 용융 스러그는 콘크리트 골재로서 사용하기 위하여 일정한 분말과 함께 혼합될 대소의 덩어리로 분쇄된다.
한편, 구부림 형상의 접속면을 가지는 포장석으로 인터록킹 블록이 공지되어 있다.
이 공지의 인터록킹 블록은, 출하시의 구부림 강도가 50㎏f/㎠, 압력 강도가 330㎏f/㎠로 규제되어 있다. 종래의 용융 스러그의 분말 골재를 인터록킹 블록으로 사용하면, 상기 구부림 강도, 압력 강도가 나오게 할 수 없으며, 통상의 골재에 혼합하여 사용하는 것이 통상적이다.
상술한 바와 같이, 콘크리트 제품에는 각각 소정의 구부림 강도나 압축 강도를 요구하고 있지만, 상기 공지의 용융 스러그의 분쇄 골재를 사용하면, 콘크리트 제품의 구부림 강도나 압축 강도가 저하해 버리기 때문에 사용하는 골재의 전부를 용융 슬러그 분말 골재로 구성하여야만 한다. 이 때문에 종래의 재이용 시스템에서는 통상의 골재(쇄석에 의하여 분류등급을 취하거나 하천 또는 해변의 토사로부터 분류등급을 취함)에 용융 스러그의 분쇄 골재를 1/3 정도 혼합시켜 사용하고 있는 것이 실상이었다. 이와 같이 종래의 용융 스러그의 분쇄 골재를 사용하는 시스템에서는 용융 스러그의 사용양도 적고, 대량으로 발생하는 용융 스러그를 재이용 시스템으로서는 충분하지 못한 것이었다. 또한 이러한 통상의 골재에 용융 스러그의 분쇄 골재를 혼합 사용하여도 이것에 의하여 얻어진 콘크리트 제품의 강도 저하는 면할 수가 없는 것이었다.
또한 종래 공지의 용융 스러그의 분말 골재에서는 분말공정에서 생기는 분말도 사용할 수가 없으므로 분말이라고 하는 2차 폐기물이 생긴다고 하는 문제점이 발생되었다.
따라서 본 발명의 목적은 상기 결점을 개선하고, 구부림 강도나 압축 강도의 저하가 적고, 용융 스러그를 100% 재이용함으로써 2차 폐기물이 생기지 않도록 용융 스러그 덩어리를 분쇄하여 얻어지는 골재를 사용한 콘크리트 제품 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 따른 콘크리트 제품의 용융 스러그를 2차 처리하여 얻어진 굵은 골재, 가는 골재와 상기 분쇄 공정 및 또는 연마처리 공정으로 생긴 분말과 물 및 시멘트를 혼합하여 되고, 진동성형 또는 프레스 성형에 의하여 종료된다.
또, 본 발명에 따른 콘크리트 제품의 제조방법의 특징은 하수오염의 용융 스러그를 분쇄하여 굵은 골재, 가는 골재, 분말로 하여 상기 굵은 골재 및 가는 골재의 실적율 60% 이상으로 되도록 연마처리하고, 상기 굵은 골재, 가는 골재, 분말, 물 및 시멘트의 배합 비율을 굵은 골재는 0에서 12.0, 가는 골재 7.0에서 20.0, 분말 1.0, 물 0.7에서 3.5 및 시멘트 2.5에서 6.0, 이들을 혼합하여 진동성형 또는 프레스성형하는 콘크리트 제품의 제조방법이다.
이하 본 발명의 실시예를 도면에 의하여 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명의 1실시예로 되는 용융 스러그의 분말 공정을 나타내는 플로우챠트이다.
또, 이하의 설명에 있어서는, 하수오염의 용융 스러그 덩어리의 처리에 대하여 설명하였으나, 본 발명에 사용되는 용융 스러그는 하수오염의 소각 용융 스러그에 한정되는 것은 아니고, 도시 쓰레기 등의 잔량 등의 다른 불연성의 고체 폐기물도 포함하는 것이다.
하수오염을 용융 스러그 덩어리화하는 경우에는 그 전처리로서 하수오염을 건조기에 넣어 건조하고, 그 후에 용융로에 투입하여 소각, 용융하여 직접 용융 스러그화 하던가 본 발명은 이러한 용융 스러그만이 아니고, 전처리로서 미리 하수오염을 소각하여 소각재 형태로 두고, 그 소각재를 용융 처리하는 것을 포함하고 있다.
제1도를 참조하여 도시하지 아니한 건조기에 의하여 건조된(또는 일단 소각되어 소각재로 되어 있음) 원료(11)은 용광로(12)에 도입되어 용융화 처리된다.
용융화된 스러그는 냉각장치(13)에 도입된다. 냉각장치(13)에 도입된 용융 스러그는 열수축에 의하여 자체 분쇄되고, 거의 용융 스러그 덩어리가 150㎜ 직경 이하로 되고 있다. 이 용융 스러그 덩어리는 골재제조기(14)에 도입된다.
골재제조기(14)에 도입된 용융 스러그 덩어리는 분쇄되고, 연마처리되어 제품 골재(15)로서 배출된다. 또 골재제조기(14)에서 발생하는 분말은 플로워(16)에서 집전기(17)에 보내져 분말(1)로서 집적된다.
여기서 골재제조기(14)는 제2도 내지 제4도와 같은 구조로 되어 있다. 즉, 골재제조기(14)는 서로 역방향으로 회전하는 2중의 드럼으로 되어 있고, 바깥쪽의 회전드럼(21)의 내부에 안쪽의 회전드럼(22)이 설치된 구조로 되어 있다.
바깥쪽의 회전드럼(21)의 중심(O1)과 안쪽 회전드럼(O2)는 서로 편심하고 있고, 이 편심량을 변경하는 것에 의하여 후술하는 라이너 간극(H)를 조종하는 것이다.
바깥쪽의 회전드럼(21)의 내주면에는 복수조의 러그(23) 및 라이너(24)가 돌성되고, 내측의 회전드럼(22)의 외주면에도 복수조의 러그(23) 및 라이너(24)가 돌성되어 있다. 파쇄되는 용융 스러그 덩어리는 슈우트(25)로부터 도입된다. 제3도에 나타낸 바와 같이 바깥쪽의 회전드럼(21)과 안쪽의 회전드럼(22)의 사이에서 러그(23) 및 라이너(24)에 의하여 분쇄된다.
용융 스러그를 분쇄하여 얻어진 골재의 직경은 러그(33) 및 라이너(24) 사이에 간극(H)로 정해진다. 이 간극(H)가 크면, 골재의 직경이 크게 되고, 적으면 골재의 직경도 적게 된다. 바깥쪽의 회전드럼(21)에 설치되어 있는 라이너(23)는 드럼길이의 도중까지 되어 있으므로 라이너(23), (24)에 의하여 파쇄된 후의 골재는 제4도에 나타낸 바와 같이 교반연마공간(27)에 이송되어 회전드럼(22)의 라이너(24)만에 의하여 교반연마되어 전체적으로 미끄러운 환형상으로 된다. 연마후의 골재는 드럼의 끝단부로부터 배출된다.
안쪽의 회전드럼(22)의 끝단부의 안쪽에는 송풍덕트(26)가 개구 설치되어 있고, 플로워(16)에 의하여 드럼내에 송풍하는 것에 의하여 분말을 출구 덕트(28)로부터 집전기(17)로 밀어넣도록 되어 있다. 분말이 배출되지 않도록 골재제조기(14)의 끝단부는 폐쇄된 구조로 되어 있다.
또 상술한 골재제조기에 있어서는 안쪽의 회전드럼과 바깥쪽의 회전드럼을 서로 역방향으로 회전시켜서 분말 능율의 향상을 도모하고 있지만, 본 발명에 사용되는 골재제조기는 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 바깥쪽의 회전드럼을 고정시키고, 안쪽의 회전드럼만을 회전시키는 구조, 바깥쪽의 회전드럼을 회전시켜 안쪽의 회전드럼을 고정하는 구조, 바깥쪽의 회전드럼과 안쪽의 회전드럼을 동일 방향으로 회전수를 다르게 하여 회전시키는 구조등을 포함하는 것이다.
또, 바람직하게는 골재형상이라고 하는 경우 개개의 골재가 동출된 부분이 없는 전체적으로 미끄러운 환형상으로 되어 있는 것이 필요하다. 여기서, 개개의 골재의 형상을 나타내기 위한 실적율을 계산하여 그 골재의 성질을 나타내는 것이 보통이다.
이 실적율로서는 단위 중량당의 용적을 나타내는 것이고, 간극 사이가 없이 (즉, 골재사이의 간격) 완전히 매입되는 경우(골재샘플내 포함된 양에 의하여 결정된)를 100%로 나타내고 있다. 이 실적율은 그 수치가 적은 경우에는 이 골재를 사용하여 얻어진 콘크리트 제품의 구부림 강도나 압축 강도가 저하하여 버리는 것이다.
통상 파쇄기에 의하여 용융 스러그를 파쇄하여 얻어지는 골재의 실적율은 56%에서 57%이다.
이에 대하여 상기 골재제조기(14)에서 보는 바와 같이 파쇄한 후 교반연마 처리공정을 직경으로 얻어진 골재에 대하여 실적율을 측정하면, 63%로 되어 있다. 이 실적율 63%라고 하는 수치는 상기 용융 스러그를 통상 파쇄기에서 파쇄하여 얻어진 용융 스러그 골재의 실적율 56%에서 57%와 비교하여 6포인트 내지 7포인트가 향상하여 있고, 이것을 콘크리트 제품의 골재로서 사용한 경우 구부림 강도, 압축 강도를 현저하게 향상시키는 것이다.
여기서 상기 실적율 63%의 골재를 사용하여 인터록킹 블록((제5도에 나타낸 형상)을 제작하고, 이 구부림 강도와 압축 강도를 측정하였다. 이 경우 배합 조성분 및 형성 방법은 이하와 같다.
즉, 물을 135㎏/㎥, 시멘트를 450㎏/㎥, 비교적 직경이 큰 굵은 골재(5㎜ 직경 이상)를 450㎏/㎥, 비교적 직경이 가는 가는 골재(0.15㎜ 직경 이하)를 1000㎏/㎥로 하여 그 성형방식은 진동설형 및 프레스성형으로 하였다.
이 결과 구부림 강도는 61.2㎏f/㎠이고, 압축 강도는 482㎏f/㎠이었다. 이 수치는 인터록킹 블록의 구부림 강도의 실용 기준값 50㎏f/㎠, 압축 강도의 실용 기준값 330㎏f/㎠에 비교하여 충분히 높게 되어 있고, 실용화에 지장이 없는 것으로 되어 있다.
골재가 콘크리트 제품의 구부림 강도나 압축 강도에 강한 영향을 주는 인자는 실적율과 배합 비율이다.
본 발명자가 여러가지 시험한 결과, 실적율은 60% 이상이면, 종래의 용융 스러그 골재에 의하여 얻어진 콘크리트 제품의 구부림 강도 및 압축 강도를 크게 초월한 강도로 되고, 실용상 지장이 없는 것으로 되는 것을 확인하였다.
또, 골재, 시멘트, 물에 대하여 배합비율도 상기 배합비율에 한정하는 것이 아니고, 굵은 골재를 0에서 12.0, 가는 골재를 7.0에서 20.0, 물을 0.7에서 3.5 및 시멘트를 2.5에서 6.0으로 하여도 콘크리트 제품으로 충분한 강도(구부림 강도 및 압축 강도)가 얻어지는 것을 확인하였다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 용융 스러그를 100% 전부 사용할 수가 있고, 이것에 의하여 얻어진 콘크리트 제품은 충분히 소정의 구부림 강도, 압축 강도를 얻을 수 있고, 용융 스러그의 재이용 시스템으로서 획기적인 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 이하와 같은 효과를 나타낸다.
하수오염의 용융 스러그를 100% 재이용할 수가 있으므로 시스템으로서 양호하다.
분쇄에 의하여 생기는 분말도 이용할 수가 있으므로 분쇄에 따라 2차 폐기물이 발생하지 아니하고, 시스템으로서 최적이다. 콘크리트 제품으로서 인터록킹 블록을 제작한 경우, 그 구부림 강도, 압축 강도가 소정 값을 초월할 수 있고, 실용적으로 모든 문제가 없으며, 용도로서 유용하다.
제2도에 나타낸 골재제조기를 사용하면, 골재의 교반연마공정의 동일 제조기 내부에서 단순하게 행해지므로 실적율의 향상으로 각별히 곤란한 조작이 없다.
본 발명의 부분적인 실시예는 목적을 실시하기 위하여 상세히 기술하였으나, 본 발명의 요지를 벗어나지 아니하는 한 부분적인 변경을 포함하여 여러가지 변경 또는 공지된 장치로 변환할 수 있음을 알 수 있다.

Claims (7)

  1. 용융 스러그를 분말하고, 2차 처리로서 연마처리하여 얻어지는 골재와, 상기 분쇄공정 및 또는 연마처리 공정에서 생긴 분말과, 물 및 시멘트를 혼합하여 되고, 진동성형 또는 프레스성형에 의하여 제작되는 것을 특징으로 하는 용융 스러그를 분쇄한 골재를 사용한 콘크리트 제품.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연마처리 공정에 의하여 얻어지는 골재의 실적율이 60% 이상인 것을 특징으로 하는 용융 스러그를 분쇄한 골재를 사용한 콘크리트 제품.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 골재를 비교적 직경이 큰 굵은 골재와 비교적 직경이 작은 골재로 나누어 그 굵은 골재, 가는 골재, 분말, 물 및 시멘트의 배합비율이 중량에 가하여 굵은 골재를 0.1에서 12.0, 가는 골재를 7.0에서 20.0, 분말을 1.0, 물을 0.7에서 3.5 및 시멘트를 2.5에서 6.0로 하여 된 것을 특징으로 하는 용융 스러그를 분쇄한 골재를 사용한 콘크리트 제품.
  4. 제3항에 있어서, 실적율이 63%이고, 비교적 직경이 큰 굵은 골재, 분말, 물 및 시멘트의 배합비율이 굵은 골재 4.5, 가는 골재 11.5, 분말을 1.0, 물을 1.35 및 시멘트를 4.5로 되어 있고, 콘크리트 제품이 인터록킹 블록인 것을 특징으로 하는 용융 스러그를 분쇄한 골재를 사용한 콘크리트 제품.
  5. 용융 스러그를 분쇄하고, 비교적 직경이 큰 굵은 골재, 비교적 직경이 작은 가는 골재, 줌랄로 하고, 상기 굵은 골재 및 가는 골재의 실적율이 60% 이상이 되도록 연마처리하고, 상기 굵은 골재, 가는 골재, 분말, 물 및 시멘트의 배합비율이 중량에 가하여 굵은 골재를 0.1에서 12.0, 분말을 1.0, 물을 0.7에서 3.5 및 시멘트를 2.5에서 6.0으로 하고, 이들을 혼합하여 진동성형 또는 프레스 성형을 하는 것을 특징으로 하는 용융 스러그를 분쇄한 골재를 사용한 콘크리트 제품의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 용융 스러그는 오니(하수오염물)로 만들어지는 용융 쓰레기로 분쇄한 골재로 사용하는 콘크리트 제품의 제조방법.
  7. 제5항에 있어서, 비교적 직경이 큰 굵은 골재와, 비교적 직경이 작은 굵은 골재의 실적율이 63%가 되도록 연마처리하여 되고, 굵은 골재, 가는 골재, 분말, 물 및 시멘트의 배합비율이 굵은 골재를 4.5, 가는 골재를 11.5, 분말을 1.0, 물을 1.35 및 시멘트를 4.5로 되어 있고, 콘크리트 제품이 인터록킹 블록인 것을 특징으로 하는 용융 스러그를 분쇄한 골재를 사용한 콘크리트 제품의 제조방법.
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