KR100340121B1 - 점토벽돌, 보·차도용 점토블록 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 점토질의 벽돌등 건축재료와 보·차도용 조립식블록 및 그 제조 방법에 관한 것으로 현재 전국의 지방자치단체에서 생산하고 있는 수돗물의 정수과정에서 발생되는 정수슬러지를 재활용하는 특징을 가진다.

이에 본 발명은 함수율 60∼80%정도의 정수슬러지를 로(爐)의 폐열을 이용 수분을 제로(0) 상태로 만든후 원재료 대비 약5∼10% 정도의 광물성결합제(Binder) 및 카올린, 양질의 점토를 20∼25% 첨가함과 동시에 유해물질이 함유되지 않은 물을 적정량 공급하여 30분 정도 충분히 교반한다.

상기 공정을 거친후 고압프레스(Press) 기계로 기본 또는 이형 치수의 여러 가지 형태로 성형후 형태가 완성된 반제품을 열풍건조실에서 수분이 없도록 건조 후 로(爐) 안으로 투입시켜 1200℃∼1320℃의 열을 가하여 8시간 정도 소성(燒成) 시킨후 대기중에 냉각시키는 공정을 끝으로 완제품이 된다.

이때 한측면 또는 양면에 각종 색상과 종류별로 안료와 유약을 도포후 소성(燒成)시키면 다양한 칼라를 연출할 수 있다.

Description

점토벽돌, 보·차도용 점토블록 및 그 제조방법{CRAY BRICK, CRAY METERIAL BRICK FOOTPATH-ROADWAY AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 전국의 수돗물 생산과정에서 발생되는 정수슬러지가 양질의 점토임에도 폐기물로 분류, 처리비용을 부담하며 전량 해양투기 및 매립에 의존하고 있음을 안타깝게 여기고 제조방법의 신기술 개발로 이를 재활용하여 여러가지 건축재료로 제조하는 방법을 제공하기 위함을 그 목적으로 한다.

현재 일반적으로 사용중인 보·차도용 블록은 시멘트, 모래, 자갈의 혼합물을 고압으로 성형하여 건조 제작되며, 이들은 획일적인 시멘트의 원색과 형상의 수준을 벗어나지 못한 보편적인 기술로 생산되고 있는 실정으로 자연 친화적인 제품이 되지 못하는 문제를 안고 있다.

그리고 건축재료용 점토벽돌과 블록은 자연을 훼손하며 점토를 채취하여 단순히 성형기로 제작, 로(爐)에 투입하여 소성시켜 제작하므로 원재료 구입에 대한 부담이 가중될 뿐아니라 환경 친화적이지 못하다.

그러나 본 발명은 처리비용을 주고 버리는 정수슬러지를 재활용하는 신기술의 개발로 인체에 유해한 시멘트 블록과 달리 점토질 자체의 은은한 색상을 유지하는 상태로써 여러 가지 다양한 색소를 첨가하여 제작하므로써 보·차도블록의 경우 도시 거리 문화의 분위기를 쇄신시킬 수 있을 것으로 보인다.

또한 건축자재로 활용시 본 제품은 인체에 유익한 원적외선 방출효과와 단열 및 보온성이 탁월하므로, 요즈음 유행하는 황토방 효과가 나타난다.

또한 상수도 공급을 위한 정수장 시설을 운영하는 한 정수슬러지는 계속 발생하므로 원재료의 수급에 큰 문제가 없을뿐만 아니라 제조원가가 저렴하므로 블록 및 벽돌 또한 저렴한 단가로 공급하여 건축비용을 낮출 수 있으므로 경제적으로 최대한의 효과를 거둘 수 있도록 버려지는 슬러지를 재활용할 수 있는 방법을 안출하기에 이르렀다.

본 발명은 폐기물로 분류되어 해양투기 및 매립에 의존하고 있는 슬러지를 재활용하여 양질의 보차도 블록과 건축재료용 점토벽돌 및 블록을 제조하는 방법을 제공코저 한다.

이를 위하여 본 발명은 정수슬러지가 순수 점토 성분임에도 불구하고 점질력이 낮아 결합력이 부족하여 이를 해결하고자 하는 목적으로 안출하게 되었으며, 이러한 목적달성을 위하여 소성로(燒成爐)의 폐열을 이용 건조후 카올린 및 광물성결합제(Binder)를 첨가하여 점질력을 향상 시키므로써 기본 또는 이형치수의 일정한 형태로 제작 보차도 블록 및 건축재료로 재활용하게 이르렀다.

본 발명은 수돗물 정수장의 최종 부산물인 함수율 60∼80% 정도의 정수슬러지를 폐열을 이용한 건조기를 거쳐 수분을 제로(0) 상태로 만드는 제1공정과,

상기 제1공정을 거친 원료에 전체중량 대비 20∼25%정도의 카올린과 광물성 결합제(Binder)인 벤토나이트(Bentonight)를 5∼10% 계량하여 혼합기에서 20∼30분간 혼련시키는 제2공정을 실시하였다.

다음, 상기 제2공정이 종료된 후 유해물질이 함유되지 않은 물을 교반이 잘 이루어지도록 적정량 공급하여 충분히 교반시키는 제3공정에 있어서, 교반시간은 20∼30분 정도를 소요하였다.

다음, 상기 제3공정을 거친 원료를 콘베어벨트를 타고 성형기로 이송하여 기본 또는 이형치수의 여러 가지 형태로 성형하는 제4공정과 ; 이때 성형기는 압력이 300톤으로 소정의 두께를 가지는 블록을 생산할 수 있는 직사각형 및 여러 가지 형태의 금형을 사용하였다.

다음, 상기 제4공정을 거친 반제품을 건조실로 이동시켜 200℃∼300℃ 열풍을 가하면서 형상이 변하지 않도록 적당히 건조시키는 제5공정과,

상기 제5공정을 거친 반제품을 소성로(爐) 안으로 투입시켜 1000℃∼1400℃의 열을 가하여 8시간 정도 소성시키는 제6 공정과

제6 공정을 거친 완제품을 대기중에서 냉각시키는 제7 공정으로 구성됨을 특징으로 한다. 상기 전공정을 거쳐 출고된 제품의 색상은 핑크색을 띄고 규격은 조금도 변형이 없었으며 표면은 매우 매끈함은 물론 색상의 표출상태 또한 은은하고 미려하였다.

상기 제5 공정을 거친 반제품에 한측면 또는 양면에 각종 색상과 종류별로유약을 도포하는 공정을 추가 하므로써 외관이 미려하여 도시미관이 크게 향상되는등 여러가지 장점이있다. 이때 유약의 색상 및 종류는 Ti-Yellow(Ti-Cr-Sb), Mn-Pink(Al-Mn), Al-Green(Al-Cr)등을 사용하였다.

그리고 완제품인 시편을 24시간 동안 물속에 담근 후 꺼낸 즉시 휨강도를 검사하였다. 시편의 양측 밑면에 받침물을 고이고 중앙부분에 누름하중을 가하여 하기의 공식에 따라 휨강도를 측정하였다.

여기서 P는 시험기가 나타낸 최대하중(N) {kgf}

L은 받침물 사이의 거리 (cm)

b는 상기 지점간에 직각 방향의 평균너비(㎠)

d는 블록의 평균 두께(cm) 이다

한편, KS규격에 의하면 보도용 블록은 휨강도가 최소 490N/㎠{50kgf/㎠}, 차도용 블록은 588N/㎠{60kgf/㎠}이어야 하는데 본 제품의 휨강도는 588N/㎠{60kgf/㎠}의 수치를 충분히 만족함을 알 수 있었다

본 발명은 매립 또는 해양투기로 버려지는 정수슬러지를 재활용 하므로써 전국적으로 년간 처리비용 140억원 정도를 절약 할 뿐 아니라 해양오염 방지 및 지구 환경개선에도 커다란 도움이되며, 통상의 시멘트 블록에 비하여 강도가 강하고 점토질 자체의 은은한 색상으로 인하여 외관상 미려하므로 도시미관의 획기적인 개선은 물론 내구성이 크게 향상되는등 여러가지 장점이 있다.

특히 버려지는 슬러지를 재활용 함으로써 제품 생산시 원재료의 수급에 따른 이익을 얻을 수 있음은 물론, 슬러지 처리를 위해 수반되었던 처리비용 부담등 비경제적인 면과 자연환경 보호적인 측면에 대치되는 면 등이 해소될 수 있는 국가적으로 아주 유용한 효과가 있으리라 기대된다.

Claims (2)

1. 정수슬러지를 이용한 점토벽돌 및 점토질 보차도블록의 제조방법은

   가. 함수율 60∼80%인 슬러지를 건조로에서 수분을 제로(0) 상태로 만드는 제 1공정

   나. 제 1공정을 거친후 원료 전체중량 대비 슬러지를 65∼70%, 카올린 20∼25%, 광물성결합제 5∼10%를 혼합기에서 20∼30분동안 혼련하는 제 2공정

   다. 제 2공정을 거친 후 유해물질이 함유되지 않은 물을 원재료 대비 10∼15% 첨가후 교반하는 제 3공정

   라. 제3공정을 거친 원료를 성형기를 이용 기본 또는 여러가지 형태로 성형하는 제 4공정

   마. 제 4공정을 거친 반제품을 건조실에서 200℃∼300℃의 온도로 열풍을 가하여 수분이 1∼2% 이하가 되도록 건조하는 제 5공정

   바. 제 5공정을 거친후 완성된 반제품을 소성로에서 1000℃∼1400℃ 온도의 열을 서서히 가하여 8시간 정도 소성시키는 제 6공정과

   사. 완제품을 대기중에서 냉각시키는 제 7공정으로 구성됨을 특징으로 하는 점토벽돌 및 보·차도용 점토블록의 제조방법
2. 제1항의 방법으로 제조된 점토벽돌 및 보·차도용 점토블럭