KR100755202B1

KR100755202B1 - 1종 순환골재를 이용한 고강도 투수콘크리트 및 그제조방법

Info

Publication number: KR100755202B1
Application number: KR20060124984A
Authority: KR
Inventors: 조재우; 김호준
Original assignee: 주식회사 세진로드
Priority date: 2006-12-08
Filing date: 2006-12-08
Publication date: 2007-09-04

Abstract

본 발명은 보도, 자전거도로 등의 포장에 적합한 1종 순환골재를 이용한 고강도 투수 콘크리트 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 폐콘크리트를 KS F 2573(콘크리트용 재생골재)의 1종의 입도규격으로 분쇄하여 이를 가열 분쇄 방식를 통하여 골재 표면에 부착된 미세분말을 제거하는 공정을 거친 1종 순환골재를 이용한 투수콘크리트를 제조함에 있어서, 입도 분포가 13mm에서 100%통과하고, 10mm에서 90~100%통과하고, 8mm에서 40~80%통과하고, 5mm에서 0~10%통과하고, 2.5mm에서 0~5%통과하는 입도 분포를 가지고, 흡수율 3%이하, 비중 2.2이상, 마모율 25%이하 및 입자모양 판정 실적율 55%이상의 1종 순환골재와, 시멘트, 물, 고강도혼합재, CSA팽창제가 혼합되어 조성되는 것을 특징으로 한다.

1종 순환골재, 투수콘크리트, 고강도혼합재, CSA팽창제

Description

1종 순환골재를 이용한 고강도 투수콘크리트 및 그 제조방법{Pavement for using first class reproduction aggregate and fabrication method thereof}

본 발명은 1종 순환골재를 이용한 고강도 투수 콘크리트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보도, 자전거도로 등의 포장에 적합한 1종 순환골재를 이용한 고강도 투수 콘크리트 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 보도, 자전거도로의 포장에는 투수 아스팔트와 투수콘크리트가 많이 사용되어 왔으나 투수 아스팔트는 일조에 의하여 용융되어 공극이 막히게 되는 경우가 허다하여 투수 및 함수성이 점점 나빠지게 되고 아스팔트 자체의 강도가 해를 거듭할수록 약해지므로 노면이 쉽게 손상되는 등의 문제점을 지니고 있었다.

따라서 상기한 투수 아스팔트의 제반 문제점을 감안하여 투수를 갖는 콘크리트가 여러 종류 제안된 바 있다.

투수 콘크리트는 골재와 골재사이의 공극에 의해 물을 지반으로 투수시켜 가로수 등에 물을 공급하여 수목의 발육 성장에 도움을 주게 되고, 장마 때 내리는 빗물이 지반으로 투수됨에 따라 도시하천으로의 물 유입을 그만큼 지연시키는 효과를 가져와 강 등의 범람을 방지하는데 많은 도움을 주며, 또한 빗물이 투수되는 것 으로 인하여 보도에는 빗물이 흐르지 않게 되어 통행에 편리를 주고 있어 최근에 와서, 투수 콘크리트 자전거도로, 보도포장의 공급이 확대되어가고 있는 실정이다.

그리고 투수 콘크리트에 있어서 가장 중요한 것은 무엇보다도 콘크리트의 투수력을 높이는 공극율과 함께 콘크리트의 강도를 좋게 하는 것이다. 콘크리트의 공극율이 좋다는 것은 빗물의 투수를 좋게 하는 것으로, 이같은 공극율을 좋게 하기 위해서는 콘크리트의 강도를 저하시키지 않는 범위 내에서 골재와 골재상의 공극을 크게 하는 것이 좋다. 그 이유는 공극이 작으면 투수가 떨어지고, 골재와 골재사이에 불순물이 끼거나 토사, 모래 등에 의해 막힘으로써 물이 빠져나가지 못하여 투수를 저하시키기 때문이다.

이와 같이 종래의 1종 순환골재 투수 콘크리트는 고강도와 투수계수가 보도, 자전거도로 등의 포장에 적합하지 않았다.

따라서, 본 발명은 순환골재의 재활용에 따른 종래 기술의 문제점을 해결하고자 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 종래의 사용이 극히 미비하였던 순환골재를 잔 골재를 전혀 사용하지 않고도 투수성과 고강도를 유지하는 보도, 자전거 도로포장에 적합한 강도를 유지할 수 있고, 포장된 표면의 평탄도가 양호할 뿐만 아니라 설치비용을 절감시킬 수 있도록 한 1종 순환골재를 이용한 고강도 투수 콘크리트 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같이 본 발명의 목적을 폐콘크리트를 KS F 2573(콘크리트용 재생골재) 1종의 입도규격으로 분쇄하여 이를 가열방식를 통하여 골재 표면에 부착된 미세분말을 제거하여, 1종순환골재 KS 품질규격에 준하도록 하는 1종순환골재의 생산 및 프리 웨팅 공정과; 상기 1종순환골재의 생산 및 프리 웨팅 공정에서 1종순환골재 표면의 미분을 효과적으로 제거하고 흡수율을 관리하기 위하여 프리 웨팅한 1종 순환골재에 시멘트 280~350㎏/㎥, 상기 고강도 혼합재 30~100㎏/㎥, CSA팽창제 3~10㎏/㎥ 투입하여 혼합하는 시멘트 투입공정과;상기 1종순환골재와 시멘트, 고강도 혼합재, CSA팽창제로 건비빔한 믹서에 무기질안료, 물, 혼화재료를 혼입하여 투수 콘크리트를 완성하는 순환골재, 물, 혼화재료 등을 투입하는 공정 등 3가지의 공정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기의 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 1종 순환골재를 이용한 투수 콘크리트는 현재 13mm이하의 KS F 2573(콘크리트용 재생골재)에 규정되어 있는 순환골재에 근거하여 생산되는 순환골재의 일반적 입도분포를 이용하여 수급의 용이성 및 기술의 파급성을 도모하고 최근 들어 투수콘크리트 투수성 및 강도의 증진성을 위하여 골재의 최대치수를 2.5~13mm로 조정하는 기술성을 수용하여 제품의 내구성 및 품질의 균질성을 확보하고 강도증진을 위해 무수석고계인 고강도 혼합재를 투입하여 강도를 향상시켜 1종 순환골재 투수 콘크리트를 제조하는 것이다.

상기의 본 발명에 사용되는 1종 순환골재는 폐 콘크리트를 KS F 2573(콘크리 트용 재생골재)의 입도규격으로 분쇄하여 이를 가열 분쇄 방식를 통하여 골재 표면에 부착된 미세분말을 제거하는 공정과 순환골재에 대하여 품질 검사를 하여 수준 이상의 것을 선별한 것이다.

상기의 고강도 혼합제는 무수석고 60~80중량%와 포졸란 물질 20~40중량%를 혼합 분쇄하여 제조한 것으로 시멘트 량의 10~30중량%를 대체 첨가하여, 비교적 적은 량을 사용하여 고강도, 고내구성, 고유동성을 충족하는 투수콘크리트를 제조하는데 탁월한 효과가 있는 혼합재로 무기질재료(무수석고계)를 주성분으로 시멘트계와 친화성이 좋으며, 시멘트와 수화반응시 C-S-H계의 결합력을 증대시키며, Ettringite(3CaO.Al₂O₃.3CaSO₄.32H₂O)의 생성으로 수화가 활성화되며, 이 결과로 조직이 치밀해져 고강도가 발현되며, 내구성이 향상된다.

상기 포졸란 물질은 규산질 물질로서 콘크리트는 조직을 치밀하여하고, 시멘트의 수화반응에 의해서 생성되는 Ca(OH)₂를 소비하여 내구성, 내해수성 및 화학저항성을 개선시킨다. 보편적으로 사용되고있는 포졸란 물질은 고로슬래그분말, 플라이애쉬 및 실리카흄등이 있다. 본 발명에서는 고로슬래그분말, 플라이애쉬, 실리카흄 중 어느 하나를 사용하여도 무방하다.

고강도, 고내구성, 고유동성을 위해 사용된 고강도혼합재의 물리화학적 특성은 아래 표1과 같다.

또한, CSA팽창재를 시멘트 중량의 1%를 첨가하여 팽창작용으로 공극 충진시 치밀한 입자형성으로 블리딩 방지와 유동성을 증대시키는 투수콘크리트 제조 투수 콘크리트의 품질적 안정성을 향상시킨다.

본 발명은 콘크리트 구조물로부터 선별된 콘크리트 괴로부터 이를 분쇄하고 표면의 분쇄 미분을 가열분쇄방식으로부터 제거하고 생산된 흡수율 3%이하, 비중 2.2이상, 마모율 40%이하의 KS F 2573(콘크리트용 재생골재)에 규정되어 있는 양질의 1종 순환골재를 사용하고 물, 시멘트, 안료 및 혼화재 , 고강도혼합재, CSA 팽창제 등 을 혼합하여 보도, 자전거도로 포장용 고강도 투수 콘크리트를 제조하는 방법인 것이다.

본 발명은 1종 순환골재를 이용한 보도, 자전거도로, 광장, 주차장용 칼라 투수 콘크리트로 골재의 입도 분포가 13mm에서 100%통과하고, 10mm에서90~100%통과하고, 8mm에서 40~80%통과하고, 5mm에서 0~10%통과하고, 2.5mm에서 0~5%통과하는 입도 분포를 가지고, 흡수율 3%이하, 비중 2.2이상, 마모율 40%이하 및 입자모양 판정 실적율 55%이상의 1종 순환골재를 이용한 고강도 투수성 콘크리트에 관한 것으로 특히 보도 및 자전거도로, 산책로, 광장, 주차장 포장에 적합한 강도를 갖으며, 포장된 표면의 평탄도가 양호할 뿐만 아니라 비용이 절감되고, 투수 아스콘 및 일반 콘크리트가 갖는 문제점을 해결할 수 있게 하기 위한 것으로 물 100~150㎏/㎥, 시멘트 280~350㎏/㎥, 13~2.5mm 크기의 골재 1590~1950㎏/㎥, 고강도혼합재 30~100㎏/㎥, CSA팽창제 3~10㎏/㎥, 안료 10~40㎏/㎥에 지연제를 시멘트 사용량의 0.3% 이내로 혼합하여 투수계수가 0.01㎝/sec이상이고 설계기준강도가 180~240㎏/㎠로 되게 한 투수성 콘크리트에 관한 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 해체된 콘크리트 구조물로부터 발생된 콘크리트 괴로부터 콘크리트 도로포장의 골재로 재활용하기 위한 것으로, 표면의 미세분말을 제거한 순환골재를 기본 골재로 삼되, 여기에 시멘트, 고강도 혼합재, CSA팽창제를 투입하고, 또한 품질 향상을 위하여 물, 혼화재료를 투입하여 제조된 투수콘크리트를 제조하는 방법으로 다음과 같이 3가지 공정으로 이루어진다.

제1공정 : 재생 골재의 생산 및 프리 웨팅 공정

폐콘크리트를 KS F 2573(콘크리트용 재생골재)의 입도규격으로 분쇄하여 이를 가열방식를 통하여 골재 표면에 부착된 미세분말을 제거하는 공정이다. 이때 KS F 2573(콘크리트용 재생골재) 품질 규격을 만족하는 골재중 본 발명에 사용되는 1종 순환골재의 품질은 표 2과 같다.

흡수율(%)	비중	마모율(%)	입자모양 판정실적율(%)	체통 통과률
3이하	2.2이상	40이상	55이상	13mm체	10mm체	8mm체	5mm체	2.5mm체
3이하	2.2이상	40이상	55이상	100%	90~100%	40~80%	0~10%	0~5%

제2공정 : 무수석고계인 고강도 혼합재 제조공정

고강도 혼합제는 무수석고 60~80중량%와 포졸란 물질 20~40중량%를 혼합 분쇄하여 제조한다.

제2공정 : 시멘트 투입공정

전기 공정에서 제품에 품질에 결정적 조정인자인 순환골재 표면의 미분을 효과적으로 제거하고 1종 순환골재에 시멘트 280~350㎏/㎥와, 상기 고강도 혼합재 30~100㎏/㎥와, CSA팽창재 3~10㎏/㎥를 혼합하는 공정이다. 시멘트를 먼저 투입하는 것은 건비빔을 통하여 강도의 발현이 골재와 골재의 계면이 부착의 정도에 결정되고 이를 통한 공극율의 확보가 용이하기 때문이다. 또한, 강도증진을 위해 무수석고계인 고강도 혼합재을 투입하는 공정으로 혼합률이 증가함에 따라 투수콘크리트의 압축강도는 증가하나, 본 공정에서 사용되는 혼합률은 10~30%정도이다.

제3공정 : 순환골재, 물, 혼화재료 등을 투입하는 공정

순환골재와 시멘트, 고강도 혼합재, CSA팽창재로 건비빔한 믹서에 무기질안료, 물, 혼화재료를 혼입하여 1종 순환 골재 고강도 투수 콘크리트를 완성하는 공정이다. 일반적으로 한국산업규격에서는 포장용 골재의 품질기준을 마모율 40%이하로 규정하고 있다.

사용수는 완성된 투수 콘크리트의 슬럼프가 0~5cm이하가 되도록 물-시멘트비를 25~40%범위로 하여 강도발현을 유도하는 것이 바람직하다.

상기의 순환골재,시멘트,물 및 고강도 혼합재의 배합비율은 본 발명에서 제조되는 재활용 순환골재를 이용한 고강도 투수콘크리트 제조를 위한 최적의 비율이며, 상기의 배합비율에서 벗어날 경우 제품의 강도, 공극율, 투수계수가 낮아지므로 배합비율을 맞추는 것은 본 발명의 주요기술이며, 재활용 순환골재를 사용하여 나타날 수 있는 강도저하를 향상시키기 위해 시멘트 대체 고강도 혼합재를 최적의 비율로 혼합하여 고강도의 투수 콘크리트를 제조하는 것은 본 발명의 핵심이라 할 수 있다.

상기의 공정을 바탕으로, 본 발명을 실시예를 설명하면 다음과 같은바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

제1공정 : 폐콘크리트괴를 가열분쇄방식 기기를 보유한 분쇄공장에 위탁하여 분쇄 가공한 표 2에 적합하도록 1차 가공한 후, 이동식 생산 설비에 투입하였다.

제2공정 : 재생골재 1,600kg과 시멘트 290kg, 고강도혼합재 30kg, CSA팽창제 4kg을 투입하여 건비빔 하였다.

제3공정 : 전기공정에 안료 10kg, 사용수 110kg과 혼화재료 1.51kg을 투입하하이므로 덤프트럭을 이용하여 운반하고 현장에서 포설하였다. 현장에서 포설함에 있어서는 콘크리트를 휘니셔로 포설하고 롤러로 다짐하여 투수 콘크리트를 7cm 가 되도록 포설하여 포장용 투수콘크리트를 완성하였다.

본 실시 예에 의하여 완성된 투수 콘크리트의 품질을 검사하여 그 결과를 표 3에 나타내었다.

구분	슬럼프	다짐율	공극율	강도
1종순환골재 고강도투수 콘크리트	0	98%	7%	215
품질기준	0~2	96%이상	-	호칭강도이상

상기 표 3에 나타낸 바와 같이 본 실시 예에 의한 1종 순환골재를 이용한 투수 콘크리트로 포장된 도로의 품질은 표준 규격을 상회하는 것을 알 수가 있다.

본 발명의 1종 순환골재를 이용한 고강도 투수성 콘크리트는 특히 보도 및 자전거도로, 산책로, 광장, 주차장 포장에 적합한 강도를 갖으며, 포장된 표면의 평탄도가 양호할 뿐만 아니라 비용이 절감된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 1종 순환골재를 일부의 전 처리하여 포장재료의 원재료로 사용할 수 있게 함으로써 생산된 1종 순환골재의 원활한 유통망을 구축하여 효율적 자원관리 및 재활용 효과를 극대화 할 수 있으며, 보다 효율적인기술 파급효과를 기대할 수 있다. 또한, 1종 순환골재를 사용하여 강도 저감의 보완을 위해 고강도혼합재을 시멘트의 대체로 사용원가절감의 동시효과를 가져올 수 있으며, 재활용 투수성 콘크리트의 문제점인 흡수율에 따른 균열 방지를 위해 CSA 팽창제를 혼합함으로써 제품의 안정성을 뛰어나고, 포장된 표면의 평탄도가 양호할 뿐만 아니라 비용이 절감되는 효과가 있다.

Claims

폐콘크리트를 KS F 2573(콘크리트용 재생골재) 1종의 입도규격으로 분쇄하여 이를 가열방식를 통하여 골재 표면에 부착된 미세분말을 제거하여, 1종순환골재 KS 품질규격에 준하도록 하는 1종순환골재의 생산 및 프리 웨팅 공정과;

무수석고와 포졸란 물질을 혼합 분쇄하여 제조하는 고강도 혼합재 제조공정과;

상기 1종순환골재의 생산 및 프리 웨팅 공정에서 1종순환골재 표면의 미분을 효과적으로 제거하고 흡수율을 관리하기 위하여 프리 웨팅한 1종 순환골재 1590~1950㎏/㎥에 시멘트 280~350㎏/㎥, 상기 고강도 혼합재 30~100㎏/㎥, CSA팽창제 3~10㎏/㎥ 투입하여 혼합하는 시멘트 투입공정과;

상기 1종순환골재와 시멘트, 고강도 혼합재, CSA팽창제로 건비빔한 믹서에 무기질안료, 물, 혼화재료를 혼입하여 투수 콘크리트를 완성하는 순환골재, 물, 혼화재료 등을 투입하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 1종 순환골재를 이용한 고강도 투수 콘크리트 제조방법.
제 1항에 있어서,

상기 고강도 혼합재는 무수석고 60~80중량%와 포졸란 물질 20~40중량%의 혼합 비율로 제조되는 것을 특징으로 하는 1종 순환골재를 이용한 고강도 투수 콘크 리트 제조방법.
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