KR100642788B1 - 안정화 처리용 유제 조성물을 이용한 고품질 재생골재의제조방법 - Google Patents

안정화 처리용 유제 조성물을 이용한 고품질 재생골재의제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 재생골재의 안정성을 높이기 위한 재생골재 안정화 처리용 유제 조성물을 이용한 고품질의 재생골재 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 1종의 음이온 계면활성제 0.1 내지 10중량부, 1종의 양이온 계면활성제 0.1 내지 10중량부, 1종의 비이온 계면활성제 0.1 내지 10중량부, 규산나트륨 50 내지 70중량부, 및 스티렌 부타디엔 고무(SBR) 라텍스 10 내지 30중량부를 모든 구성성분의 중량부합이 100이 되도록 한 재생골재 안정화용 유제 조성물로 재생하고자 하는 폐골재에 처리하는 재생골재 안정화 처리 방법 및 이로부터 수득되는 고품질 재생골재를 제공한다.
재생골재, 폐골재, 유제, 계면활성제, 규산나트륨, SBR 라텍스, 안정화 처리, 재처리

Description

안정화 처리용 유제 조성물을 이용한 고품질 재생골재의 제조방법{Production Method for High Quality Reclaimed Aggregate using Treating Solution}
본 발명은 재생골재의 안정성을 높이기 위한 안정화 처리용 유제 조성물을 이용한 고품질 재생골재 제조방법 및 이로부터 수득되는 고품질 재생골재에 관한 것이다.
현재 국내에서는 폐콘크리트, 폐아스콘, 폐타이어, 폐주물사, 폐토사, 석회석 분말 등의 폐골재를 단순 매립 또는 일정한 크기로 파쇄 및 중간처리하여 재생골재로 만들어 재활용하고 있으나 재활용되는 재생 골재의 경우, 이것이 지니고 있는 단점들과 구조적인 불안정성으로 인한 사용자의 수요 부족으로 매립장에 그대로 매립하는 경우가 많은 실정이다.
최근에는 환경오염 유발방지, 자원의 고갈방지, 그리고 자원재활용을 목적으로 재생골재의 사용을 법제화로 건설 및 토목공사현장의 복토용, 성토용, 도로 노반조성, 도로보조기층용, 동상방지층 등에 폐콘크리트, 폐아스콘, 폐타이어, 폐주물사, 폐토사, 석회석분말 등의 폐골재를 이용한 재생골재의 사용을 의무적으로 규정하고 있다.
그러나 현재 재생골재의 재처리에 관한 국내기술 수준은 매우 낮은 실정으로 폐골재를 파쇄한 후 재처리과정을 거치지 않고 그대로 사용함으로서, 여기에서 흘러나오는 침출수문제와 재생골재의 구조적인 문제점들 때문에 재생골재를 사용한 공사현장에서는 하자가 자주 발생하고, 또한 공사 시공 후 재생골재에서 흘러나오는 침출수는 2차적인 환경오염을 유발시키고 있다. 이러한 문제들은 사용자의 재생골재 품질에 대한 신뢰도를 하락시키고, 그 결과 재생골재의 사용 실적은 저조할 수밖에 없는 실정이다.
또한 폐골재를 파쇄 및 중간처리한 재생골재를 그대로 사용함으로서 발생하는 침출수로 인한 2차 환경오염, 높은 흡수율, 높은 마모율, 낮은 안정성 등과 같은 많은 단점들로 인하여 이를 이용하여 2차 제품들을 생산하는 데에 많은 문제점들을 내포하고 있다.
이러한 문제점들을 해결하기 위한 방안의 하나로서, 대한민국 특허공개번호 2004-0065100은 재생골재콘크리트를 제조 시 일반적으로 사용되는 포틀랜드 시멘트의 일부를 플라이애쉬 또는 고로슬래그미분말로 대체하여 재생골재콘크리트를 제조함으로써, 강도 및 수밀성 저하, 알칼리 골재 반응에 기인한 균열발생 등의 문제점을 해결한 재생골재콘크리트 제조방법을 개시하고 있다.
또한, 대한민국 특허 공개번호 2002-0089835는 재생골재를 이용한 아스콘 제조방법으로서, 건설폐기물의 중간처리 과정을 통해 생산된 재생골재를 모르타르 제 거 및 불순물 제거 등 표면박리 처리 및 입형이 개선된 후, 규산 알카리 수용액을 외주면에 도포 침투시킴으로써 암모늄 이온과 할로겐 이온의 존재하에서 규산칼슘과 콜로이드 규산을 생성시켜 골재표면의 공극이 밀실하게 채워지도록 함으로써, 물유리 코팅에 의한 흡수율 저하로 품질을 향상시킨 재생골재를 개시하고 있다.
하지만, 당해 기술 분야에서는 여전히 전술한 재생골재의 문제점을 완전 해소할 수 있는 재생골재 재처리 방법이 요구되고 있다.
「이에 본 발명은 전술한 재생골재가 가지고 있는 단점들을 중간처리 과정에서 본 발명의 재생골재 안정화 처리용 유제 조성물로 재생골재를 재처리하여 상기에 언급한 재생골재의 단점들을 보안하고 각각의 재생골재들을 양쪽성 전하를 가지도록 하여 음이온 바인더, 양이온 바인더, 비이온 바인더의 어떠한 바인더와도 접착이 잘되도록 하고, 균일한 혼합물을 생산할 수 있도록 하여 토목용인 도로, 보차도 블록, 호안블록, 법면블록, 인트로킹, 제방 및 댐 구축용 재료, 건축자재용인 지붕재, 실내외 바닥재, 벽, 천정재의 제조용 골재로 사용하는데 목적을 가지며, 재생골재를 본 유제 조성물로 재처리하여 KS골재규격에 부합하도록 하여 재생골재의 규격화 및 안정성을 높이고, 친환경적인 재생골재를 생산하여 환경오염을 줄이고, 사용자로부터 재생골재의 구조적인 안정성과 신뢰성을 확보함으로서 재생골재의 사용률을 높이고 자원재활용을 원활히 하고 또한 재생골재의 질을 향상시켜 골재로서의 기능을 다하는데 발명의 목적이 있다.
본 발명은 일 양태로, 1종의 음이온 계면활성제 0.1 내지 10중량부, 1종의 양이온 계면활성제 0.1 내지 10중량부, 1종의 비이온 계면활성제 0.1 내지 10중량부, 규산나트륨 50 내지 70중량부, 및 SBR 라텍스 10 내지 30중량부를 모든 구성성분의 중량부합이 100이 되도록 한 재생골재 안정화용 유제 조성물을 제공한다.
이러한 양태의 바람직한 일 구체 예에서, 본 발명의 유제 조성물에 사용되는 음이온 계면활성제에는 수지산나트륨염, 리그닌설폰산알카리금속염, 나프탈렌 설폰산과 포름알데하이드의 축합물, 알킬 나프탈렌 유도체, 클로로벤젠 유도체, 알킬아릴 설포네이트, 고급지방산알카리금속염, 알킬벤젠설폰산염, 알파-올레핀설폰산염, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르류, 알킬아릴설폰산나트륨류, 알킬 인산염, 소듐 (POE) 알킬 아릴 에테르 설페이트, 암모늄 (POE) 알킬아릴에테르 설페이트류(1-노닐-페녹시-2-폴리옥시-에틸렌-3-알릴-옥시-프로판-암모늄-설페이트, 1-노닐-페녹시-2-폴리옥시-에틸렌-3-암모늄-설페이트 등), 소듐 디옥틸 설포숙시네이트 등이 있다. 이러한 음이온계면활성제는 재생처리되는 재생골재의 종류에 따라 적절하게 선택될 수 있다.
본 발명에 사용되는 음이온계면활성제의 함량은 일반적으로 전술한 바와 같이 0.1중량부 내지 10중량부 범위이며, 그 함량이 1중량부 미만인 경우에는 골재의 강도증진과 질적 향상에 큰 영향을 미치지 못한다. 한편 10중량부를 초과하는 량을 사용하여도 무방하나 0.1중량부 내지 10중량부의 범위를 사용한 경우와 비교하여 골재의 강도와 질적 향상에 변화를 주지 못하고 오히려, 표면 경화속도가 빨라져서 골재 속 깊숙이 유재가 침투하지 못하여 골재의 강도가 떨어진다. 특히, 음이온 계면활성제의 최적량은 사용되는 재생골재의 종류에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 구체적인 예를 들면, 폐콘크리트용인 경우에는 약 10중량부인 것이 바람직하다. 폐아스콘용인 경우에는 약 5중량부인 것이 바람직하고, 폐콘크리트와 폐아스콘 혼합 골재인 경우에는 약 7중량부가 바람직하며, 폐토사용인 경우에는 약 10중량부가 바람직하다.
전술한 양태의 바람직한 다른 일 구체예에서, 본 발명의 유제 조성물에 사용되는 양이온 계면활성제에는 주로 질소계의 4차 암모늄염이 있으며, 산성영역에서 물에 용해도가 좋고 양이온의 성질을 나타내는 것이면 사용할 수 있다. 예를 들어 양이온 계면활성제로서 알킬 4차 암모늄염에는 알킬 디메틸 벤질 암모늄 클로라이드, 메틸 트리에탄올-암모늄-메틸설페이트 디알킬에스테르가 포함된다. 또한, 디메틸 알킬아민, 제2급 고급알콜 에톡시 설페이트, 알긴산 에스테르염, 이미다졸염(예컨대, 이미다졸리늄 메토설페이트, 올레일 이미다졸리늄 메토설페이트, 탈로우 이미다졸리늄 메토설페이트, 올레일 이미다졸리늄 4급, 탈로우 이미다졸리늄 4급), 탈로우 아민 유도체(예컨대, 탈로우 알킬 프로필렌 디아민, 폴리옥시에틸렌 탈로우 프로필렌 디아민, 4급 암모늄염 에톡시화 탈로우 알킬 프로필렌 디아민) 등도 사용될 수 있다. 이러한 양이온계면활성제는 재생처리되는 재생골재의 종류에 따라 적절한 배합량으로 사용될 수 있다.
본 발명에 사용되는 양이온 계면활성제의 함량은 일반적으로 전술한 바와 같이 0.1중량부 내지 10중량부 범위이며, 그 함량이 0.1중량부 미만인 경우에는 골재의 강도 증진과 질적 향상에 큰 영향을 미치지 못한다. 또한, 10중량부를 초과하는 함량을 사용하여도 무방하나, 0.1중량부 내지 10중량부 범위를 사용한 것과 골재의 강도와 질적 향상에 변화가 없다. 오히려 경화속도가 더디고 골재 속으로 유재가 침투하지 못하고 피막을 형성하여, 2차 혼합물 제조 시에 부착성이 떨어지는 문제점을 유발할 수 있다. 특히, 양이온 계면활성제의 최적량은 사용되는 재생골재의 종류에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 폐콘크리트용인 경우에는 약 5중량부 인 것이 바람직하다. 폐아스콘용인 경우에는 약 5중량부 인 것이 바람직하고, 폐콘크리트와 폐아스콘 혼합 골재인 경우에는 약 7중량부가 바람직하며, 폐토사용인 경우에는 약 10중량부가 바람직하다.
전술한 양태의 바람직한 다른 일 구체예에서, 본 발명의 유제 조성물에 사용되는 비이온 계면활성제에는 폴리옥시에틸렌알킬에테르 유도체(Polyoxyethylenealkylether derivatives), POE-알킬아릴 에테르, POE 고급 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르 유도체( Polyoxyethylenenonylphenylether derivatives), 폴리옥시에틸렌알킬아민 유도체(Polyoxyethylenealkylamine derivatives), 폴리옥시에틸렌알킬에스테르 유도체(Polyoxyethylenealkylester derivatives), 폴리옥시에틸렌캐스터유 유도체(Polyoxyethylene castor oil derivatives), 솔비탄 지방산 에스테르 유도체(sorbitan fatty acid ester derivatives), 폴리옥시에틸렌글리콜 유도체(Polyoxyethyleneglycol derivatives)가 있다. 이러한 비이온 계면활성제는 재생처리되는 재생골재의 종류에 따라 적절하게 선택될 수 있다.
본 발명에 사용되는 비이온 계면활성제의 함량은 전술한 바와 같이 0.1 내지 10중량부 범위이며, 그 함량이 0.1중량부 미만인 경우에는 유제가 서로 섞이지 않고 엉기는 현상이 발생된다. 10중량부를 초과하는 경우에는 유제가 불안정하여 침투성이 떨어져 흡수율이 높아지고 침출수가 발생한다.
특히, 비이온 계면활성제의 최적량은 사용되는 재생골재의 종류에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 구체적 예를 들면, 폐콘크리트용인 경우에는 약 5중량부인 것이 바람직하다. 폐아스콘용인 경우에는 약 5중량부인 것이 바람직하고, 폐콘크리트와 폐아스콘 혼합 골재인 경우에는 약 7중량부가 바람직하며, 폐토사용인 경우에는 약 10중량부가 바람직하다.
본 발명의 유제 조성물 중 일 성분인 규산나트륨은 전술한 바와 같이 50중량부 내지 70중량부 범위의 함량으로 사용될 수 있다. 사용량이 50중량부 미만이면 경화속도가 더디고 골재의 강도가 떨어진다. 70중량부를 초과하면 경화속도가 빨라져서 유제가 골재 속으로 침투되는 것을 저하시켜 골재의 균일한 강도발휘를 저하시킨다. 사용되는 재생골재의 종류에 따라 규산나트륨의 특히 바람직한 함량에는 차이가 있을 수 있다. 예를 들어, 폐콘크리트용인 경우에는 약 50중량부가 바람직하다. 또한, 폐아스콘용인 경우에는 약 70중량부가 바람직하고, 폐콘크리트와 폐아스콘의 혼합 골재인 경우에는 약 56중량부가 바람직하다. 또한, 폐토사용인 경우에는 약 60중량부가 바람직하다.
마지막으로, 본 발명의 유제 조성물의 한 성분인 SBR 라텍스는 전술한 바와 같이 10중량부 내지 30중량부 범위의 함량으로 사용될 수 있다. 이러한 SBR 라텍스의 함량이 10중량부 미만이면 양생 후 다소 침출수가 발생하며 2차혼합물 제조 시 무기질 바인더와는 좋은 접착성을 보이나 유기질 바인더와는 낮은 접착성을 보인다. 30중량부를 초과하면 양생 후 골재표면에 피막을 형성하게 되며, 무기질 바인더를 사용하여 2차 혼합물을 혼합하는 경우 접착성이 떨어진다. 사용되는 재생골재의 종류에 따라 특히 바람직한 함량에는 차이가 있을 수 있다. 예를 들어, 폐콘크리트용인 경우에는 약 25중량부가 바람직하다. 또한, 폐아스콘용인 경우에는 약 10중량부가 바람직하고, 폐콘크리트와 폐아스콘의 혼합 골재인 경우에는 약 20중량부가 바람직하다. 또한, 폐토사용인 경우에는 약 10중량부가 바람직하다.
다른 양태로, 본 발명은 전술한 유제 조성물의 성분들을 기술한 순서에 따라 전술한 혼합비의 함량대로 RPM 1600 이하의 휀스크류(fan screw)가 장착된 혼합통에 순차적으로 주입하고 5℃~60℃사이의 온도에서 약 30분 동안 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 하는 재생골재 안정화 처리용 유제 조성물의 제조방법을 제공한다. 이 때, 휀스크류의 RPM이 1600이상에서는 혼합재료가 분리되는 현상이 발생하며 혼합온도가 5℃~60℃사이의 범위를 벗어나면 유제가 응고하므로 주의한다.
본 발명은 다른 양태로, 1종의 음이온 계면활성제 0.1중량부 내지 10중량부, 1종의 양이온 계면활성제 0.1중량부 내지 10중량부, 1종의 비이온 계면활성제 0.1중량부 내지 10중량부, 규산나트륨 50중량부 내지 70중량부, 및 스티렌 부타디엔 고무(SBR) 라텍스 10중량부 내지 30중량부를 모든 구성성분의 중량부합이 100이 되도록 한 재생골재 안정화용 유제 조성물이 5 내지 60℃ 사이의 온도로 유지되는 저장통에 재처리하고자 하는 재생골재를 완전 침수시킨 후 상온 또는 가열하에 양생시키는 것을 포함하는 재생골재 안정화 처리방법을 제공한다.
이와 같이 침수 저장통에 안치된, 파쇄 및 중간 처리된 재생골재를 유제 조성물에 완전 침수시키는 방법 외에도 유제 조성물을 살수처리하여 안정화 처리하는 방법을 사용할 수도 있다. 여기서 재처리될 수 있는 재생골재에는 특별히 한정되는 것은 없으며, 예컨대 폐콘크리트, 폐아스콘, 폐토사, 폐주물사, 석회석분말, 폐타이어분말, 제강슬러지, 플라이애쉬 등이 있다. 침수된 재생골재의 양생에는 상온에서 24시간 동안 양생시키는 상온 양생이나 또는 100℃에서 1시간 동안 양생시키는 가열양생을 사용할 수 있다.
(삭제)
이러한 양태의 재생골재 재처리방법에 따라서, 본 발명은 추가 양태로 전술한 재생골재 안정화처리방법에 따라 제조된 고품질 재생골재를 제공한다. 이러한 양태의 바람직한 구체예로서, 이러한 고품질 재생골재는 2차 제품, 예를 들어 벽돌, 보차도 블록, 호안블록, 인트로킹, 법면블록, 제방 및 땜 구축용 및 건축자재용, 예컨대 지붕재 및 실내외 바닥재, 벽, 천정재 등의 제품 제조에 사용될 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명의 재생골재의 안정처리용 유제 조성물을 이용한 재생골재 재처리방법은 전술한 재처리되지 않은 재생골재의 문제점들을 해결하고, KS골재규격에 맞는 안정성을 확보할 뿐만 아니라, 다양한 재생골재의 재처리에 광범위하게 사용할 수 있고, 이로써 광범위한 자원재활용을 원활히 하고 환경오염 유발을 방지하는 등 환경산업에 기여하는 바가 클 것으로 기대된다.
이하, 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이러한 실시예는 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니고 단지 예시하는 것뿐이다.
실시예
[유제 조성물 제조예]
유제 조성물 1
암모늄 (POE) 알킬아릴에테르 설페이트 10중량부
올레일 이미다졸리늄 메토설페이트 5중량부
폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 유도체 10중량부
규산나트륨 50중량부
수용성 SBR 라텍스 25중량부
상기 성분들을 기술한 함량대로 일반적인 RPM 1600 이하의 휀스크류가 장착된 혼합통에 순차적으로 주입하고 5℃~60℃사이의 온도에서 30분간 혼합하여 폐콘크리트용으로 적합한 유제 조성물을 수득했다.
유제 조성물 2
암모늄 (POE) 알킬아릴에테르 설페이트 5중량부
올레일 이미다졸리늄 메토설페이트 5중량부
폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 유도체 10중량부
규산나트륨 70중량부
수용성 SBR 라텍스 10중량부
유제 조성물 1에서와 같이, 상기 성분들을 기술한 함량대로 일반적인 RPM 1600 이하의 휀스크류가 장착된 혼합통에 순차적으로 주입하고 5℃~60℃사이의 온도에서 30분간 혼합하여 폐아스콘용으로 적합한 유제 조성물을 수득했다.
유제 조성물 3
암모늄 (POE) 알킬아릴에테르 설페이트 7중량부
올레일 이미다졸리늄 메토설페이트 7중량부
폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 유도체 10중량부
규산나트륨 56중량부
수용성 SBR 라텍스 20중량부
유제 조성물 1에서와 같이 상기 성분들을 기술한 함량대로 일반적인 RPM 1600 이하의 휀스크류가 장착된 혼합통에 순차적으로 주입하고 5℃~60℃사이의 온도에서 30분간 혼합하여 폐콘크리트와 폐아스콘의 혼합골재용으로 적합한 유제 조성물을 수득했다.
유제 조성물 4
암모늄 (POE) 알킬아릴에테르 설페이트 10중량부
올레일 이미다졸리늄 메토설페이트 10중량부
폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 유도체 10중량부
규산나트륨 60중량부
수용성 SBR 라텍스 10중량부
유제 조성물 1에서와 같이 상기 성분들을 기술한 함량대로 일반적인 RPM 1600 이하의 휀스크류가 장착된 혼합통에 순차적으로 주입하고 5℃~60℃사이의 온도에서 30분간 혼합하여 폐토사용으로 적합한 유제 조성물을 수득했다.
[재처리 실시예]
유제 조성물 제조 예에서 수득한 본 발명의 재생골재 안정처리용 유제 조성물을 이용하여 각종 재생골재를 재처리하는 방법의 몇 가지 예를 들면 다음과 같다:
폐콘크리트 재처리예 1
재생골재 안정처리 유제 조성물 1이 5℃~60℃사이의 온도로 유지되는 저장통에 폐콘크리트(50mm이하)를 10~20분간 완전 침수시킨 후 상온에서 24시간 양생시켜, 폐콘크리트와 유제 조성물이 중량비 80 : 20의 비율로 재처리된 폐콘리트 재생골재를 수득했다.
폐아스콘 재처리예 2
재생골재 안정처리 유제 조성물 2가 5℃~60℃사이의 온도로 유지되는 저장통에 폐아스콘(50mm이하)을 10~20분간 완전 침수시킨 후 상온에서 24시간 양생시켜, 폐아스콘 와 유제 조성물이 중량비 90 : 10의 비율로 재처리된 폐아스콘 재생골재를 수득했다.
폐콘크리트와 폐아스콘 혼합골재 재처리예 3
재생골재 안정처리 유제 조성물 3이 5℃~60℃사이의 온도로 유지되는 저장통에 폐콘크리트와 폐아스콘 혼합물(각각 50mm이하)을 10~20분간 완전 침수시킨 후 상온에서 24시간 양생시켜, 폐콘크리트 와 폐아스콘 및 유제 조성물이 중량비 45 : 45 : 10의 비율로 재처리된 재생 콘크리트 + 아스콘 혼합골재를 수득했다.
폐토사 재처리예 4
재생골재 안정처리 유제 조성물 4가 5℃~60℃사이의 온도로 유지되는 저장통에 폐토사(폐타이어분말, 석회석분말, 기타 미분, 10mm 이하)를 10~20분간 완전 침수시킨 후 상온에서 24시간 양생시켜, 폐토사와 유제 조성물이 중량비 70 : 30의 비율로 재처리된 재생토사를 수득했다.
이상과 같이 안정처리된 재생골재가 친환경적이고 골재로서의 기능을 다하는 것을 KS골재 규격시험을 통하여 아래 시험예를 통해 입증했다.
시험예 1
안정처리 재생골재의 밀도시험 (시험방법 KS F 2503)
상기 재처리 제조예 1 내지 4에 따라 수득한 재생골재들을 굵은골재의 밀도 및 흡수율 시험방법인 KS F 2503에 따라 밀도를 시험하였고, 그 결과는 다음과 같다.
폐콘크리트
골재의크기mm 절대건조상태의 시료의질량g 표면건조포화상태의시료질량g 시료의수중 중량g/㎤ 밀도 g/㎤
재처리재생골재(폐콘크리트) 40mm이하 1320.5 1342.5 845.1 2.65
일반재생골재(폐콘크리트) 40mm이하 1256.4 1335.2 704.5 1.99
폐아스콘
골재의크기mm 절대건조상태의 시료의질량g 표면건조포화상태의시료질량g 시료의수중 중량g 밀도g/㎤
재처리재생골재(폐아스콘) 40mm이하 1350.1 1378.5 864.5 2.62
일반재생골재(폐아스콘) 40mm이하 1320.4 1367.4 824.5 2.43
폐콘크리트:폐아스콘 1:1 혼합
골재의크기mm 절대건조상태의 시료의질량g 표면건조포화상태의시료질량g 시료의수중 중량g 밀도g/㎤
재처리재생골재(폐콘크리트,폐아스콘)40mm이하 1348.5 1372.1 846.5 2.56
일반재생골재(폐콘크리트,폐아스콘)40mm이하 1350.4 1394.5 824.5 2.37
폐토사
골재의크기mm 절대건조상태의 시료의질량g 표면건조포화상태의시료질량g 시료의수중 중량g 밀도g/㎤
재처리재생골재(폐토사) 10mm이하 1359.4 1384.5 875.4 2.67
일반재생골재(폐토사) 10mm이하 1345.1 1398.7 854.2 2.47
KS 골재밀도 시험방법인 KS F 2503 시험 방법에 따라서 일반적인 재생골재와 본 발명에 따른 안정처리 재생골재를 시험한 결과를 보면 확연한 차이를 볼 수 있으며, 본 발명의 안정처리 재생골재는 KS F 2503에서 규정하는 골재밀도 2.50g/㎤ 이상으로서, KS 규격의 사용기준에 통과하는 것을 알 수 있었다. 이는 안정처리 재생골재가 골재로서 강도를 발휘할 수 있다는 것이며 골재로서의 안정성을 확보하였다고 할 수 있다.
시험예 2
안정처리 재생골재의 흡수율 시험 (시험방법 KS F 2503)
상기 재처리 제조예 1 내지 4에 따라 수득한 재생골재들을 굵은골재의 밀도 및 흡수율 시험방법인 KS F 2503에 따라 흡수율을 시험하였고, 그 결과는 다음과 같다.
폐콘크리트
골재의크기mm 절대건조상태의 시료의질량g 표면건조포화상태의시료질량g 흡수율%
재처리재생골재(폐콘크리트)40mm이하 1320.5 1342.5 1.66
일반재생골재(폐콘크리트) 40mm이하 1256.4 1335.2 6.27
폐아스콘
골재의크기mm 절대건조상태의 시료의질량g 표면건조포화상태의시료질량g 흡수율%
재처리재생골재(폐아스콘) 40mm이하 1350.1 1378.5 2.10
일반재생골재(폐아스콘) 40mm이하 1320.4 1367.4 3.56
폐콘크리트:폐아스콘 1:1 혼합
골재의크기mm 절대건조상태의 시료의질량g 표면건조포화상태의시료질량g 흡수율% 비고
재처리재생골재(폐콘크리트,폐아스콘)40mm이하 1348.5 1372.1 1.75
일반재생골재(폐콘크리트,폐아스콘) 40mm이하 1350.4 1394.5 3.26
KS 골재흡수율 시험방법인 KS F 2503 시험 방법에 따라서 일반적인 재생골재와 본 발명의 안정처리 재생골재를 시험한 결과를 보면 확연한 차이를 볼 수 있으며, 본 발명의 안정처리 재생골재는 KS F 2503에서 규정하는 흡수율 3.00%이하로서, KS 사용기준에 통과하는 것을 알 수 있었다. 이는 곧 안정처리 재생골재를 사용하여 2차 제품을 제조할 때 바인더의 양을 일정하게 유지시켜 줌으로서 2차 제품 을 안정적으로 생산할 수 있다는 것을 시사한다.
시험예 3
안정처리 재생골재의 마모율 시험 (시험방법 KS F 2508)
상기 재처리 제조예 1 내지 4에 따라 수득한 재생골재들을 굵은 골재의 마모율 시험방법인 KS F 2508에 따라 마모율을 시험하였고, 그 결과는 다음과 같다.
폐콘크리트
골재의크기mm 시험전 시료의질량g 시험후1.7mm망에 남은질량g 마모감량%
재처리재생골재(폐콘크리트) 40mm이하 5000.0 3754.3 24.9
일반재생골재(폐콘크리트) 40mm이하 5000.0 2985.4 40.3
폐아스콘
골재의크기mm 시험전 시료의질량g 시험후1.7mm망에 남은질량g 마모감량%
재처리재생골재(폐아스콘) 40mm이하 5003.0 3654.2 26.9
일반재생골재(폐아스콘) 40mm이하 5000.0 3150.1 37.0
폐콘크리트:폐아스콘 1:1 혼합
골재의크기mm 시험전 시료의질량g 시험후1.7mm망에 남은질량g 마모감량%
재처리재생골재(폐콘크리트,폐아스콘)40mm이하 5001.2 3760.5 24.8
일반재생골재(폐콘크리트,폐아스콘)40mm이하 5000.5 3004.5 39.9
KS골재 마모율 시험방법인 KS F 2508 시험 방법에 따라서 일반적인 재생골재와 본 발명의 안정처리 재생골재를 시험한 결과를 보면 확연한 차이를 볼 수 있으며, 본 발명의 안정처리 재생골재는 KS F 2508에서 규정하는 마모율 35%이하로서, KS 규격의 사용기준에 통과하는 것을 알 수 있었다. 이는 곧 재생골재의 미세 균열 부위까지 유재가 침투하여 재생골재의 강도를 증진시킨 것을 시사한다.
시험예 4
안정처리 재생골재의 안정성(%)시험 (시험방법 KS F 2507)
상기 재처리 제조예 1 내지 4에 따라 수득한 재생골재들을 굵은골재의 안정성 시험방법인 KS F 2507에 따라 안정성을 시험하였고, 그 결과는 다음과 같다.
폐콘크리트
-재처리재생골재(폐콘크리트) 25mm이하
남는체 통과하는체 각군의 질량백분율% 시험전 각군의질량g 각군의 손실질량 백분율% 골재의 손실질량 백분율%
5mm 10mm 21.5 300.1 12.3 2.6
10mm 15mm 24.5 500.4 10.4 2.5
15mm 20mm 32.8 750.1 9.5 3.1
20mm 25mm 21.2 1000.3 5.2 2.2
합 계 100.0 2550.9 9.4
-일반재생골재(폐콘크리트) 25mm이하
남는체 통과하는체 각군의 질량백분율% 시험전 각군의질량g 각군의 손실질량 백분율% 골재의 손실질량 백분율%
5mm 10mm 18.5 300.0 22.4 4.1
10mm 15mm 26.3 500.2 18.6 4.9
15mm 20mm 33.0 750.1 14.5 4.8
20mm 25mm 22.2 1000.4 2.2
합 계 100.0 2550.7 16.0
폐토사
-재처리재생골재(폐토사) 10mm이하
남는체 통과하는체 각군의 질량백분율% 시험전 각군의질량g 각군의 손실질량 백분율% 골재의 손실질량 백분율%
- 150㎛ 5.1
150㎛ 300㎛ 12.3
300㎛ 600㎛ 25.4 100.0 5.4 1.4
600㎛ 1.2mm 24.5 100.0 5.5 1.3
1.2mm 2.5mm 17.6 100.0 9.0 1.6
2.5mm 5.0mm 10.5 100.0 10.4 1.1
5.0mm 10.0mm 4.6 100.0 9.5 0.4
합 계 100.0 500.0 5.8
-일반재생골재(폐토사)10mm이하
남는체 통과하는체 각군의 질량백분율% 시험전 각군의질량g 각군의 손실질량 백분율% 골재의 손실질량 백분율%
- 150㎛ 5.4
150㎛ 300㎛ 13.1
300㎛ 600㎛ 26.4 100.0 15.4 4.1
600㎛ 1.2mm 23.5 100.0 16.7 3.9
1.2mm 2.5mm 16.5 100.0 18.9 3.1
2.5mm 5.0mm 10.9 100.0 19.4 2.1
5.0mm 10.0mm 4.2 100.0 16.5 0.7
합 계 100.0 500.0 13.9
KS골재 안정성 시험방법인 KS F 2507 시험 방법에 따라, 일반 재생골재와 본 발명의 안정처리 재생골재를 시험한 결과, 일반재생골재는 시험조차 할 수 없었으며, 본 발명의 안정처리 재생골재의 안정성 시험결과는 KS F 2507에서 규정하는 안정성 12.00%이하로서, KS 규격의 사용기준에 통과하는 것을 알 수 있었다. 이는 곧 재생골재의 미세 균열부위까지 유제가 침투하여 재생골재의 강도를 증진시킨 것을 시사한다.
시험예 5
안정처리 재생골재의 침출수 실험 (먹는물 수질검사)
본 침출수 실험(먹는물 수질검사)은 재생골재 재처리예 1 내지 4에서 처리된 재생골재를 일반 지하수에 침수시키기 전의 물과 일반지하수 60℃ 물에 24시간 침수시킨 후의 지하수 물에 대하여 먹는물 관리법 제5조의 2에서 규정하고 있는 먹는 물 수질공정시험방법에 따라 환부령제 179호로 규정하고 있는 기준의 수질검사를 실시했다. 그 결과로 얻어진 수질검사성적서는 다음과 같다.
검사항목 기준 단위 침수전 일반지하수 수질 재생골재 침수후 지하수수질 비고
색도 5이하 도 1 1
탁도 1.0이하 NTU 0.09 0.09
냄새 무취 적합 적합
맛 무미 적합 적합
암모니아성질소 0.5이하 mg/l 불검출 불검출
질산성질소 10이하 mg/l 2.0 2.0
수소이온농도 5.8~8.5 7.3 7.3
염소이온 250이하 mg/l 14 14
경도 300이하 mg/l 71 71
과망간산칼륨 10이하 mg/l 불검출 불검출
증발잔류물 500이하 mg/l 113 113
불소 1.5이하 mg/l 불검출 불검출
시안 0.01이하 mg/l 불검출 불검출
페놀 0.005이하 mg/l 불검출 불검출
세제 0.5이하 mg/l 불검출 불검출
황산이온 200이하 mg/l 18 18
철 0.3이하 mg/l 불검출 불검출
망간 0.3이하 mg/l 불검출 불검출
구리 1이하 mg/l 불검출 불검출
아연 1이하 mg/l 불검출 불검출
납 0.05이하 mg/l 불검출 불검출
알루미늄 0.2이하 mg/l 0.05 0.05
6가크롬 0.05이하 mg/l 불검출 불검출
보론 0.3이하 mg/l 불검출 불검출
카드뮴 0.005이하 mg/l 불검출 불검출
비소 0.05이하 mg/l 불검출 불검출
수은 0.001이하 mg/l 불검출 불검출
세레늄 0.01이하 mg/l 불검출 불검출
카바릴 0.07이하 mg/l 불검출 불검출
다이아지논 0.02이하 mg/l 불검출 불검출
파라티온 0.06이하 mg/l 불검출 불검출
페니트로티온 0.04이하 mg/l 불검출 불검출
디브로모 0.003이하 mg/l 불검출 불검출
디클로로메탄 0.02이하 mg/l 불검출 불검출
트리클로로에탄 0.1이하 mg/l 불검출 불검출
트리클로로에틸렌 0.03이하 mg/l 불검출 불검출
테트라클로로에틸렌 0.01이하 mg/l 불검출 불검출
벤젠 0.01이하 mg/l 불검출 불검출
톨루엔 0.7이하 mg/l 불검출 불검출
에틸벤젠 0.3이하 mg/l 불검출 불검출
크실렌 0.5이하 mg/l 불검출 불검출
1.1디크로로에틸렌 0.03이하 mg/l 불검출 불검출
사염화탄소 0.002이하 mg/l 불검출 불검출
일반세균 100이하 cfu/ml 0 0
총대장균군 불검출 /100ml 불검출 불검출
분원성대장균군 불검출 /100ml 불검출 불검출
여시니아균 불검출 /2l 불검출 불검출
상기 표에서와 같이, 안정처리 재생골재를 일반 지하수 60℃물에 24시간 침수시킨 후의 일반지하수 물과 안정처리 재생골재를 침수시키기 전의 일반 지하수 물의 수질에 차이가 없다는 것은, 본 개발된 안정처리 재생골재에서 침출수가 발생하지 않는다는 것이며, 이는 곧 재생골재가 재처리과정을 거침으로써 친환경적이며, 2차 환경오염을 유발시키지 않을 뿐만 아니라 또한 인체에도 무해하다는 것을 보여주는 것이다.
이상의 결과에서와 같이, 본 발명의 안정처리 재생골재는 KS골재 규격시험을 모두 통과함으로서 KS골재로서의 모든 기능을 갖추고 있다는 것을 알 수 있었다.
본 발명의 재생골재의 안정처리용 유제 조성물을 이용한 재생골재 재처리방법은 전술한 재처리되지 않은 재생골재의 문제점들을 해결하고, KS골재규격에 맞는 안정성을 확보할 뿐만 아니라, 다양한 재생골재의 재처리에 광범위하게 사용할 수 있고, 이로써 광범위한 자원재활용을 원활히 하고 환경오염 유발을 방지하는 등, 다음과 같은 많은 효과를 제공 한다:
효과1, 폐기물을 재활용함으로서 연간 폐기물 처리비용을 절감하고,
효과2, 재생골재를 안정처리 과정을 거쳐, 재생골재의 사용 용도의 다변화를 이루어 폐자원 재활용의 많은 수요를 창출하는 효과를 얻을 수 있다.
효과3, 재생골재의 결함으로 인하여 발생하는 공사 하자비용을 절감하고 양 질의 공사를 할 수 있다.
효과4, 국내에서 부족한 신규 골재의 수요를 수입에 의존하였으나 재생골재가 부족한 신규 골재의 수요를 대신함으로서 수입대체 효과를 얻을 수 있다.
효과5, 국내의 부족한 골재 수요를 충족하기 위하여 새로운 골재 채취장을 개설하여야 하나 재생골재가 그 수요를 대신함으로써 신규 골재채취장 개설로 인한 자연환경 훼손을 줄일 수 있다.
효과6, 재생골재에서 흘러나오는 침출수로 인하여, 2차 환경오염을 유발시켰으나 재생골재를 재처리 과정을 거침으로써 침출수와 환경오염을 방지할 수 있다.
효과7, 재생골재의 안정처리 과정을 거쳐서 재처리 재생골재를 사용함으로써 재생골재에 대한 안전성을 확보하여 사용자로 하여금 재생골재에 대한 인식 변화를 이루어 원활한 자원재활용을 이룰 수 있다.
효과8, 본 발명의 재생골재 안정처리 유제를 사용하여 재생골재를 양쪽성 전하를 띤 골재로 변화시켜서 어떤 종류의 바인더와도 완전한 접착성을 이루게 함으로써 골재의 접착성을 향상시킨다.
효과9, 재생골재는 주로 복토용으로 사용되고 있으나, 2차 혼합물 제조에 재생골재를 사용하는 경우는 거의 없지만 재생골재를 KS골재 기준에 적합하도록 안정처리 과정을 거침으로써 2차 제품의 강도를 증진시켜 재생골재를 사용한 2차 제품의 다변화를 이룰 수 있다.
효과10, 무엇보다도 재생골재가 재처리 과정을 거쳐 재처리 재생골재로 바뀌면서 재생골재의 구조적인 문제와 침출수를 완전 해결함으로써 KS골재 기준에 부합 하고 환경오염을 유발하지 않는 친환경적인 재생골재를 생산한다는 것이다.

Claims (10)

1종의 음이온 계면활성제 0.1 내지 10중량부, 1종의 양이온 계면활성제 0.1 내지 10중량부, 1종의 비이온 계면활성제 0.1 내지 10중량부, 규산나트륨 50 내지 70중량부 및 스티렌 부타디엔 고무(SBR)라텍스 10 내지 30중량부를 모든 구성성분의 중량부합이 100이 되도록 한 재생골재 안정화용 유제 조성물이 5내지 60℃ 사이에 온도로 유지되는 저장통에 재처리하고자 하는 재생골재를 완전 침수시킨 후 상온 또는 가열하에 양생시키는 것을 포함하는 재생골재 안정화 처리방법.
제1항에 있어서, 재처리하고자 하는 재생골재가 폐콘크리트, 폐아스콘, 폐콘크리트와 폐아스콘의 혼합골재 및 폐토사인 것이 특징인 재생골재 안정화 처리 방법.
제1항에 있어서, 재생골재가 폐콘크리트인 경우에, 재생골재 안정화용 유제 조성물은 음이온계면활성제 10중량부, 양이온계면활성제 5중량부, 비이온계면활성제 10중량부, 규산나트륨 50중량부 및 수용성 SBR 라텍스 25중량부를 모든 구성성분의 중량부합이 100이 되도록 한 것이 특징인 재생골재 안정화 처리방법.
제1항에 있어서, 재생골재가 폐아스콘인 경우에, 재생골재 안정화용 유제 조성물은 음이온계면활성제 5중량부, 양이온계면활성제 5중량부, 비이온계면활성제 10중량부, 규산나트륨 70중량부 및 수용성 SBR 라텍스 10중량부를 모든 구성성분의 중량부합이 100이 되도록 한 것이 특징인 재생골재 안정화 처리방법.
제1항에 있어서, 재생골재가 폐콘크리트와 폐아스콘 혼합골재인 경우에, 재생골재 안정화용 유제 조성물은 음이온계면활성제 7중량부, 양이온계면활성제 7중량부, 비이온계면활성제 10중량부, 규산나트륨 56중량부 및 수용성 SBR 라텍스 20중량부를 모든 구성성분의 중량부합이 100이 되도록 한 것이 특징인 재생골재 안정화 처리방법.
제1항에 있어서, 재생골재가 폐토사인 경우에, 재생골재 안정화용 유제 조성물은 음이온계면활성제 10중량부, 양이온계면활성제 10중량부, 비이온계면활성제 10중량부, 규산나트륨 60중량부 및 수용성 SBR 라텍스 10중량부를 모든 구성성분의 중량부합이 100이 되도록 한 것이 특징인 재생골재 안정화 처리방법.
제1항에 있어서, 음이온계면활성제가 암모늄 (POE) 알킬아릴에테르 설페이트이고, 양이온계면활성제가 올레일 이미다졸리늄 메토설페이트이며, 비이온계면활성제가 폴리옥시에틸렌 라우릴 아민 유도체인 것이 특징인 재생골재 안정화 처리방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 안정화 처리방법에 따라 제조된 고품질 재생골재.
(삭제)
제8항에 있어서, 상기 고품질 재생골재는 토목재료인 보차도블럭, 호안블럭, 인터로킹, 법면로킹, 제방 및 땜 구축물의 제조, 또는 건축재료인 지붕재, 실내외 바닥재, 벽, 천정재의 제조에 사용되어짐을 특징으로 하는 고품질 재생골재.」로 보정하였음을 알 수 있습니다.
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KR100893303B1 (ko) * 2008-09-30 2009-04-17 (주) 시티이엔지 폐아스콘과 폐콘크리트를 이용한 재생 아스콘 도로포장재 및 그의 제조방법
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