KR100810161B1 - 건설폐기물의 중간처리물로부터 몰타르 및 페이스트를제거하기 위한 분리방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본원은 건설폐기물의 중간처리물로 부터 몰타를 및 페이스트를 제거하기 위한 분리방법 및 그 장치에 관한 것으로 건설폐기물로부터 재생골재를 선별해 내기 위한 건설폐기물을 이용한 순환골재의 생산처리 시스템에서 순환골재를 더 잘게 파쇄하여 양질의 순환모래를 생산하기 위한 설비에 관한 것이다.

더욱 구체적으로는 건축폐기물을 이용해서 생산되는 순환골재를 더 잘게 파쇄하여 0.1~5.0 mm 입자까지의 순환모래를 생산하게 되는데 이때 생산되는 순환모래에는 콘크리트 원석에 포함되어 있는 시멘트와 아주 가는 모래로 형성된 몰타르나 시멘트 페이스트가 부착되어 입토 분포가 고르지 않고 흡수율이 높아 고품질의 레미콘 생산에는 부적합하기 때문에 본원은 순환모래의 표면에 부착되어 있는 모르타르 및 시멘트 페이스트를 제거하여 보다 양질의 순환모래 생산을 하기 위한 분리방법 및 그 장치에 관한 것이다.

건축폐기물, 순환골재, 입토분포, 흡수율

Description

건설폐기물의 중간처리물로부터 몰타르 및 페이스트를 제거하기 위한 분리방법 및 그 장치{The method and apparatus to seperate moltar and paste from materials of construction waste}

도 1 : 종래의 재생골재를 얻기 위한 생산 공정도.

도 2 : 본원의 몰타르 및 페이스트를 제거하기 위한 분리시스템 개략도

도 3 : 본원의 몰타르 제거장치의 요부 절개사시도.

도 4 : 본원의 몰타르 제거장치의 분해 사시도.

**도면에 사용된 부호의 설명**

20 : 유입슈트 30 : 분리조

40 : 이송슈트 50 : 몰타르 제거장치

51 : 후렉시블 조인트부 52 : 중심 축

53 : 수평로타 54 : 그라인딩 패널

55 : 외벽 라이나 56 : 지지축

57 : 유입구 58 : 배출구

60 : 순환모래 이송슈트 70 : 유압장치

71 : 탄성스프링 80 : 구동모터

100 : 이물질 제거장치

본원은 건설폐기물의 중간처리물로 부터 몰타르 및 페이스트 상분을 제거하기 위한 분리방법 및 그 장치에 관한 것으로 건설폐기물로부터 재생골재를 선별해 내기 위한 건설폐기물을 이용한 순환골재의 생산처리 시스템에서 순환골재를 더 잘게 파쇄하여 양질의 순환모래를 생산하기 위한 설비에 관한 것이다.

도시화 및 산업화의 진행과정에서 생겨난 많은 구조물, 즉 교량이나 도로 및 각종 건축물들은 세월이 지남에 따라 점차 노후되어 가고 있으며, 특히 최근에는 주거문화의 개선을 위해 많은 지역에서 재건축 및 재개발이 활발하게 추진되고 있는 현실이다.

이러한 노후 구조물의 해체나 재건축 및 재개발이 추진되는 과정에서 많은 건설폐기물이 발생되는데, 이러한 건설폐기물을 그대로 매립할 경우에는 매립지의 확보가 힘들 뿐 아니라 매립비용이 많이 들며, 환경에도 막대한 영향을 주게 됨으로 자연환경의 보호와 함께 자원의 재활용이라는 2 가지 측면에서 건설폐기물을 재활용 처리하기 위한 갖가지 대책들이 강구되어 왔으며, 국내에서도 건설폐기물에 대한 여러 가지 처리장치가 개발되고 있는 실정이다.

건설폐기물은 폐목재류를 비롯하여, 스치로폼 등의 폐 합성수지류, 철근과 같은 금속류, 폐 종이류, 시멘트 강화제로 사용되는 폐 섬유류 등의 이물질이 포함 되어 있을 뿐 아니라 건설폐기물을 파쇄하여 제공되는 순환모래에는 시멘트 몰 타르, 페이스트 등이 모래표면에 많이 달라붙어 있어서 모래로서의 품질을 떨어트리는 문제를 갖는다.

특히 근년에는 순환모래의 공급량이 절대적으로 부족하여 골재자원을 보충하기 위하여 건설폐기물로 부터 생산되는 순환골재를 더 잘게 파쇄하여 0.1~5.0 mm 입자까지의 순환모래를 생산하는 공정에 많은 관심이 있으나 건설폐기물로부터 파쇄되어 생산되는 순환모래에는 시멘트와 미세 석분으로 형성된 몰타르나 시멘트 페이스트가 부착되어 있어서 결과적으로 불순 순환모래를 생산하여 그대로 사용하기에는 부적합한 문제점을 갖는다.

일반적으로 양질의 순수 모래는 물 흡수율이 1.5~2.3 정도로 평가되고 있으나 상기와 같이 건설폐기물로부터 파쇄되어 시멘트 몰타르나 페이스트 등이 부착되어 있는 상태로 제공되는 순환모래의 물 흡수율은 5 이상이 나오게 되는바, 물 흡수율이 5 이상이 나오는 경우에는 모래로서의 사용이 거의 불가능하고, 흡수율이 3~5 범위에 속하는 모래는 강도가 180~210 강도까지 사용할 수 있으나 건물 및 토목구조물을 이루기 위해서는 적어도 210 강도 이상은 확보되어야 사용이 가능하므로 건설폐기물로부터 파쇄된 순환모래를 생산 공급하고자 하는 경우 적어도 순환모래의 물 흡수율을 3 미만으로 공급해야 하는 과제를 가지므로 순환모래에 부착되어 있는 시멘트와 함께 미세 석분으로 형성된 몰타르나 시멘트 페이스트 등을 제거하여 생산되는 순환모래의 물 흡수율을 3 미만으로 공급해야 한다.

본 발명은 상기 종래기술의 제반 문제점을 감안해서 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 건설폐기물을 파쇄하여 유입되는 순환골재와 불순물들을 효율적으로 분리 및 제거하고 더욱 순환골재를 더 잘게 파쇄하여 0.1~5.0 mm 범위의 모래를 생산하는 과정에 모래표면에 분착되어 있는 시멘트 몰타르나 시멘트 페이스트 등을 탈리시켜 순환모래의 물 흡수율을 3 미만으로 하는 양질의 순환골재를 제공하고자 하는 목적을 갖는다.

본원에서는 건설폐기물의 중간처리물로 부터 페이스트를 제거하기 위해 순환모래가 수중에서 작동하는 몰타르 제거장치에 의해 순환모래 중의 몰타르와 시멘트 페이스트 성분을 제거하고자 하는바, 몰타르 제거장치는 중심축을 중심으로 회전하는 수평로터의 그라인딩 패널과 간극을 조절할 수 있는 외벽 라이나 사이에 순환모래를 이동시키면서 외벽 라이나와 그라인딩 패널 사이에서 순환모래의 마찰과 충돌에 의하여 순환모래에 붙어있는 몰타르 및 시멘트 페이스트 성분을 박리시키는 장치를 제공하여 양질의 순환골재를 제공하고자 하는 기술사상을 갖는다.

본원은 건설폐기물을 파쇄하여 얻는 순환골재를 더 잘게 파쇄하여 0.1~5.0 mm 범위의 순환모래를 생산하기 위한 방법에 관한 것으로, 본원의 분리방법은, 순환모래를 분리하기 위한 분리장치가 밀폐형 침수조로 제공되는 단계와, 순환골재를 파쇄하여 0.1~5.0 mm 범위로 분쇄된 순환모래를 분리조로 유입시켜 저 비중 부유이 물질은 이물질 제거장치로 보내고, 순환모래는 몰타르제거 장치로 이송하는 단계와, 몰타르 제거장치는 중심축을 중심으로 회전하는 수평로터의 그라인딩 패널과 간극을 조절할 수 있는 외벽 라이나 사이에 순환모래를 이동시키면서 외벽 라이나와 그라인딩 패널 사이에서 순환모래의 마찰과 충돌에 의하여 몰타르 및 시멘트 페이스트를 박리시키는 단계를 포함하여 제공되는 순환모래 생산방법이 개시된다.

본원의 생산장치는 건설폐기물을 파쇄하여 얻는 순환골재를 더 잘게 파쇄하여 순환모래를 얻고 순환모래로부터 몰타르 및 페이스트 성분을 제거하기 위해 수중에서 운전되는 몰타르 분리장치로서, 몰타르 제거장치는 몸체 내부에 회전체를 갖고 회전체를 감싸 지지하는 구조의 외벽라이너를 가지며 회전체가 외부의 구동모터와 연계되어 감속 회전되도록 제공되되, 회전체의 중심축은 수평로타를 지지하며 수평로타의 폭과 동일하게 그라이딩패널이 부착되어 제공되고, 회전체의 외부는 두개의 외벽 라이나가 회전체를 원형으로 감싸며 지지하도록 구성되어서, 유입되는 순환모래가 그라이딩패널과 외벽 라이나 사이를 지나며 마찰과 충돌을 유발하여 순환모래 중의 몰타르나 페이스트 성분을 박리시키도록 제공되며, 상기 순환모래 분리장치의 외벽 라이나 외측으로는 유압장치와 연계되어 그라인딩 패널과의 간극을 조절하도록 제공되는 순환모래 분리장치가 개시된다.

일반적으로 토목, 건축 폐기물로부터 골재나 기타 부산물을 재활용하기 위해 사용되는 종래의 기술은 도 1에 도시된 생산 공정도에서 살펴보는 바와 같이, 대부분 기존 건축물에서 수거된 건축 폐기물(10)은 벨트콘베이어 1(1)에 의해 이송되고, 수작업 등에 의한 1차 선별공정(S1)을 거쳐 목재 및 비닐 등의 이물질을 제거 한 다음, 죠 크라셔(2) 등의 파쇄기에 의한 1차 파쇄공정(S2)을 통해 발생된 토분 (5)을 분리한 후, 나머지 건축 폐기물(10)은 벨트 콘베이어 2(3,4)를 통해 이송 중 1차 자력 선별공정(S3)에서 자력 선별기(6)에 의해 금속물질(7)을 분리시켜 이동시키게 된다.

상기 공정 후 수작업 등에 의한 2차 선별공정(S4)을 통해 쓰레기, 비닐 등의 이물질을 제거하고, 1차 스크린 공정(S5)에 이송하면 격자 망체로 구성된 진동 스크린(8)을 통해 석분(9)을 분리해 내게 되며, 다시 육안에 의한 3차 선별공정(S6)을 통해 이물질을 제거한 다음, 2차 파쇄공정(S7)을 통해 파쇄된 건축 폐기물(10)은 마그네트 등의 2차 자력선별공정(S8)을 통하여 2차 자력 선별공정(S3)에서 잔류 되었던 철근 못 등의 금속물질(7)을 분리 해낸 다음, 2차 스크린 공정(S9)으로 격자 망체로 구성된 진동 스크린(8)을 통해 모래(10a), 세골재(10b) 및 조골재(10c)로 순차적으로 분리되어 순환골재가 획득되어 지는 공정이 행하여 진다.

상기의 공정 중 파쇄공정(S2)에서 얻어진 혼합골재는 비닐, 스티로폼, 섬유 등의 이물질이 혼재되어 있어서 순환골재로 사용이 곤란하며, 이를 선별하기 위한 여러 장치가 제안되어 사용되고 있다.

특히 근년에는 순환모래의 공급량이 절대적으로 부족하여 골재자원을 보충하기 위하여 건설폐기물로 부터 생산되는 순환골재를 더 잘게 파쇄하여 0.1~5.0 mm 입자까지의 순환모래를 생산하는 공정에 많은 관심이 있으나 건설폐기물로부터 파쇄되어 생산되는 순환모래에는 시멘트와 미세 석분으로 형성된 몰타르나 시멘트 페이스트가 부착되어 있어서 결과적으로 불량 순환모래를 생산하여 그대로 사용하기 에는 부적합한 문제점을 갖고 있었는바, 본원에서는 건설폐기물의 중간처리물로 부터 몰타르 및 페이스트를 제거하기 위해 수중에서 작동하는 몰타르 제거장치에 순환모래를 통과시키며 순환모래 중의 몰타르와 시멘트 페이스트 성분을 제거하여 양질의 순환모래를 제공하고자 하는 것이다.

본원의 몰타르 제거장치는 외벽 라이나와 그라인딩 패널 사이를 지나는 순환모래에 충돌과 마찰을 줘서 몰타르 및 시멘트 페이스트를 박리시키기도 하고 모래 입자끼리의 마찰에 의하여 박리가 일어나도록 하기 위한 구성인바, 순환모래 유입량에 따라 외벽 라이나와 그라인딩 패널 사이의 간극이 조절될 수 있으며, 외벽 라이나가 마모가 되든가, 그라인딩 패널의 마모 등을 감안하여 몰타르 제거장치의 바깥 면에 유압장치가 설치되어 외벽 라이나와 그라인딩 패널 사이의 간극(틈새)을 조절하며 양질의 순환모래를 할 수 확실하게 분리하기 위한 기술사상이 개시된다.

도 2 에는 본원의 기술사상이 적용될 수 있는 건설폐기물의 중간처리물로 부터 몰타르 및 페이스트를 제거하기 위한 분리시스템의 개략도를 나타내고 있는바, 본원의 분리시스템은 크게 몰타르 제거장치(50)와 이물질 제거장치(100)로 구분될 수 있으며, 본원의 몰타르 제거장치(50) 및 이물질 제거장치(100)는 물이 채워진 밀폐 공간에서 작동됨을 특징으로 한다.

도 2 에 제시된 도면부호를 참조하여 본원의 분리시스템을 설명하여 보면, 도 1의 시설을 이용하여 얻은 순환골재를 더 잘게 파쇄하여 0.1~5.0 mm 입자까지의 순환모래가 유입호퍼(20)를 통하여 사이클론형 분리조(30)로 유입되는바, 좀더 상세하게는 순환모래 제품 선별 스크린에서 선별되어진 부순모래가 살수배관 라인에 서 분사된 물과 합하여져 유입호퍼(20)의 수로를 타고 내려오게 된다.

유입호퍼(20)의 수로 경사가 3~10 정도의 경사 기울기가 있어 빠른 속도로 사이클론형 분리조(30)로 유입되는바, 사이클론형 분리조(30)에서는 스티로폼알갱이나 섬유나 비닐조각 등의 저 비중 부유 이물질은 이물질 이송슈트(40)를 통하여 이물질 제거장치로(100) 보내지고, 비중이 커 침강하는 순환모래만 몰타르제거 장치(50)로 보내져서 몰타르 제거장치(50)의 외벽 라이나(55)와 그라인딩 패널(54) 사이의 간극 사이를 순환모래가 지나면서 라이나(55)와 그라인딩 패널(54)과 순환모래 사이에 충돌과 마찰을 이르켜 몰타르 및 시멘트 페이스트를 박리시키기도 하고 모래 입자끼리의 마찰에 의하여 박리가 일어나도록 한다.

본원의 몰타르 제거장치와 함께 제공되는 저 비중 부유 이물질을 제거하기 위한 이물질제거장치로(100)는 별도의 특허로 출원하고자 하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 하고 본원에서는 몰타르 제거장치(50)만을 설명하고자 한다.

도 3은 본원의 특징부인 몰타르 제거장치(50)의 요부 사시도를 도시하고 있고, 도 4는 몰타르 제거장치(50)의 외벽 라이나(55)와 그라인딩 패널(54) 구조를 나타내기 위한 분해사시도를 도시하고 있는바, 본원의 몰타르 제거장치(50)의 몸체는 상부로 이송모래 유입구(57)를 통하여 순환모래를 이송받아 회전체와 외벽라이나 (55)사이에서 충돌과 마찰을 부여하며 몰타르 등 불순물을 탈리시켜 하부 배출구(58)로 보내는 구조를 갖고, 몸체의 벽면은 외벽 라이나(55)가 대용되는 구조를 이루며 이송모래 유입구(57) 및 하부 배출구(58)와 외벽 라이나(55)와의 사이에 진동을 흡수할 수 있는 후렉시블 조인트부(51)를 이루며 수밀구조로 제공된다.

회전체 중심부에는 구동모터(80)와 연계되어 감속 회전되는 중심 축(52)을 갖고, 중심 축(52)은 수평로타(53)를 지지하며 수평로타(53)의 폭과 동일하게 그라이딩패널(54)을 다수 개 부착시켜 유입되는 순환모래가 그라이딩패널(54)에 전체적으로 골고루 마찰을 주어 편 마모가 발생하지 않는 구조로 그라인딩 패널(54)이 부착되어 제공되며, 그라인딩 패널(54)의 외부는 두개의 외벽 라이나(55)가 그라인딩 패널(54)을 원형으로 감싸는 구조로 지지하도록 구성되고, 외벽 라이나(55)는 순환모래 유입량에 따라 그라인딩 패널과의 간극을 조절하거나, 외벽 라이나가 마모가 되든가, 그라인딩 패널의 마모 등을 감안하여 외벽 라이나(55) 외측으로 유압장치(70)와 연계시켜 외벽 라이나 (55)와 그라인딩 패널(54) 사이의 간극 (틈새)을 조절하도록 하며, 또한 외벽 라이나 지지축(56)과 유압장치(70) 사이에는 탄성스프링(71)을 개재시켜 외벽 라이나(54)의 진동을 흡수하도록 하며, 유압장치(70)와 구동모터(80)사이에는 유압유니트가 연결되고, 유압유니트에는 운전조건이 입력되어 있어서 처리대상 물량이 많을 경우(모터의 최대 부하량 보다 클 때)자동으로 외벽 라이나(55)와 그라인딩 패널(54) 사이의 간극이 조절되도록 하여 많은 량이 투입되더라도 대응하는 안전구조를 이루는 것이 바람직하며, 모터와 수평로터와의 구동방식은 V-BELT로 연결되어 있어 기계적 소음을 줄이도록 하며, 그라인딩 패널과 외벽라이나의 재질은 하이크롬강으로 설치하여 내마모성을 극대화시키는 구조로 제공되는 것이 바람직하다.

본원의 건설폐기물의 중간처리물로 부터 얻는 순환모래가 몰타르 제거장치(50)의 유입구(57)를 통하여 유입되고 몰타르와 시멘트페이스트가 박리된 순환모 래는 몰타르 제거장치(50)의 하부에 연결된 배출구(58)를 통하여 순환모래 이송슈트(60)에 의해 순환모래 분급장치로 이동하게 되는데 투입되는 모래입자의 량에 비하여 물이 적을 때는 배출이 잘 되지 않기에 하부에 분사장치를 설치하여 배출이 원활이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

본원은 건설폐기물로부터 파쇄되어 시멘트 몰타르나 페이스트 등이 부착되어 있는 상태로 제공되는 순환모래의 물 흡수율이 보통 3~5 범위에 속하는 모래를 얻는 상태였으나 본원의 몰타르 제거장치를 통과하여 몰타르와 시멘트 페이스트를 박리켜 처리한 순환모래는 물 흡수율을 3 미만으로 공급할 수 있는 효과를 확인하고 완성된 발명이다.

본원은 건설폐기물의 중간처리물로 부터 페이스트를 제거하기 위한 장치가 수중에서 작업이 이루어짐으로 소음이나 비산 먼지의 문제가 발생할 수 없으며 수처리과정에서 발생하는 작업용수는 정화처리시설을 경유하여 재활용하고 슬러지 발생분은 필터프레스를 통과시켜 케이크화하여 매립할 수 있도록 하여 사업장 내의 2차 오염의 방지 및 사업장의 작업환경을 개선 할 수 있는 효과를 갖는다,

Claims (3)

1. 건설폐기물을 파쇄하여 얻는 순환골재를 더 잘게 파쇄하여 0.1~5.0 mm 범위의 순환모래를 생산하기 위한 방법에 있어서,

   순환모래를 분리하기 위한 분리장치가 밀폐형 침수조로 제공되는 단계;

   순환골재를 파쇄하여 0.1~5.0 mm 범위로 분쇄된 순환모래를 분리조(30)로 유입시켜 저 비중 부유이물질은 이물질 제거장치로 보내고, 순환모래는 몰타르제거 장치(50)로 이송하는 단계;

   몰타르 제거장치(50)는 중심축을 중심으로 회전하는 수평로터의 그라인딩 패널(54)과 간극을 조절할 수 있는 외벽 라이나(55) 사이에 순환모래를 이동시키면서 외벽 라이나와 그라인딩 패널 사이에서 순환모래의 마찰과 충돌에 의하여 몰타르 및 시멘트 페이스트를 박리시키는 단계를 포함하여 제공되는 것을 특징으로 하는 순환모래 생산방법.
2. 건설폐기물을 파쇄하여 얻는 순환골재를 더 잘게 파쇄하여 순환모래를 얻고 순환모래로부터 몰타르 및 페이스트 성분을 제거하기 위해 수중에서 운전되는 몰타르 분리장치에 있어서,

   몰타르 제거장치(50)는 몸체 내부에 회전체를 갖고 회전체를 감싸 지지하는 구조의 외벽라이너(55)를 가지며 회전체가 외부의 구동모터(80)와 연계되어 감속 회전되도록 제공되되, 회전체의 중심축(52)은 수평로타 (53)를 지지하며 수평로 타(53)의 폭과 동일하게 그라이딩패널(54)이 부착되어 제공되고, 회전체의 외부는 두개의 외벽 라이나(55)가 회전체를 원형으로 감싸며 지지하도록 구성되어서, 유입되는 순환모래가 그라이딩패널(54)과 외벽 라이나(55) 사이를 지나며 마찰과 충돌을 유발하여 순환모래 중의 몰타르나 페이스트 성분을 박리시키도록 제공되는 것을 특징으로 하는 순환모래 분리장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 순환모래 분리장치의 외벽 라이나(55)외측으로는 유압장치(70)와 연계되어 그라인딩 패널(54)과의 간극을 조절하도록 제공되는 것을 특징으로 하는 순환모래 분리장치.

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