KR100841561B1

KR100841561B1 - 골재의 입도분포 조절방법 및 그 혼합장치

Info

Publication number: KR100841561B1
Application number: KR1020070027279A
Authority: KR
Inventors: 박수국
Original assignee: 박수국
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2007-03-20
Publication date: 2008-06-26

Abstract

본 발명은 골재의 입도분포 조절방법 및 그 혼합장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미리 준비된 골재롯트(lot)를 혼합하여 소정의 입도분포를 갖는 혼합골재를 생산함에 있어서, 상기 골재롯트(lot)의 입도나 체(screen)가름 횟수에 상관없이 상기 혼합골재의 입도분포를 그 사용목적에 적합하도록 조절할 수 있는 방법과 이를 혼합하는데 유용한 장치에 관한 것이다.

골재, 재생골재, 입도분포, 비율조정,

Description

골재의 입도분포 조절방법 및 그 혼합장치 {A method for controlling adistribtion of aggregate's grading and mixing apparatus}

도 1은 본 발명의 골재 혼합장치에 대한 사시도이고,

도 2는 도 1의 A-A' 선단면도이며,

도 3은 도 1의 B-B' 선단면도이고,

도 4는 분할접판에 대한 사시도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 ; 컨테이너 11 ; 슬라이딩 홈

12 ; 경사부 13 ; 개방구

20 ; 가변칸막이 30 ; 분할접판

31 ; 분할축 33 ; 모터

40 ; 혼합챔버 43 ; 모음측판

본 발명은 골재의 입도분포 조절방법 및 그 혼합장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미리 준비된 골재롯트(lot)를 혼합하여 소정의 입도분포를 갖는 혼합골재를 생산함에 있어서, 상기 골재롯트(lot)의 입도나 체(screen)가름 횟수에 상관없이 상기 혼합골재의 입도분포를 그 사용목적에 적합하도록 조절하는 방법과 이를 혼합하는데 유용한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 골재(骨材)를 생산하는데 필요한 설비는 골재 원료를 잘게 부수는 파쇄기와, 파쇄된 골재를 크기, 즉 입도(粒度)에 따라 분류하는 체(screen)가름 장치, 골재에서 이물질을 분리 제거하는 이물질 제거장치로 구성된다. 그런데 이러한 골재는 그 사용목적에 따라 소정의 입도분포를 갖는 혼합골재를 사용하는 것이 일반적이다. 즉, 입도가 큰 굵은 골재와 입도가 작은 잔 골재를 소정의 비율로 혼합하여 사용해야 한다.

예컨대, 건설교통부의 '도로공사 표준시방서'에는 도로공사용으로 사용할 수 있는 재생골재(순환골재라고도 함)의 입도분포를 규정하고 있다. 이때, 도로의 기층용으로 사용되는 골재와 보조기층용으로 사용되는 골재는 서로 다른 입도분포를 갖도록 규정하고 있다. 상기 '도로공사 표준시방서'에 규정된 재생골재의 표준입도에 대해서는 특허등록 제666074호(공고일자; 2007.01.09.)에 상세히 설명되어 있다. 그 중에서 'SB-2 골재'의 예를 들어 보면, 크기가 0.08 mm인 스크린으로 체가름을 했을 때 골재의 통과중량 백분율이 2 ~ 10% 이어야 하고, 0.4 mm 스크린은 5 ~ 30%, 2.5 mm 스크린은 20 ~ 55 %, 5 mm 스크린은 30 ~ 70%, 20 mm 스크린은 55 ~ 100%, 40 mm 스크린은 80 ~ 100%, 50 mm 스크린은 100% 통과하여야 한다고 규정되어 있다.

종래에도 골재의 입도분포를 조절하는 방법 및 장치가 개발되어 있다. 예컨대, 특허등록 제661842호(공고일자; 2006.12.27.)에는 파쇄된 골재를 입도에 따라 분류해 주는 스크린이 구비되고, 그 스크린 출구에는 분배기가 설치되어 있으며, 이 분배기를 통해 배출된 골재를 다시 혼합기에서 포집하여 혼합함으로써, 특정한 입도분포를 갖는 혼합골재를 필요에 따라 조절하여 생산할 수 있는 장치가 소개되어 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 장치를 사용하여 보조기층용 SB-2 골재를 생산할 경우, 모두 7가지 표준입도에 따라 7개의 스크린을 설치하여야 한다. 따라서, 산업현장에서 이러한 체가름 장치를 설치하게 되면, 설비 규모가 대형화하여 많은 비용이 소요된다. 그리고, 설사 7개의 스크린을 설치한다 하더라도 각 스크린을 통해서 분류된 골재롯트(lot)를 어떤 비율로 혼합해야 상기 SB-2 골재기준에 적합한 혼합골재를 얻게 될 것인가 하는 점은 매우 해결하기 힘든 과제가 아닐 수 없다. 물론, 상기 특허등록 제661842호에서는 스크린 출구에는 설치된 분배기의 각도를 조절하여 각 골재롯트(lot)의 비율을 조절하고 있지만, 이러한 구조로는 정확한 혼합비율을 기대하기 어렵고, 항상 일정한 입도분포를 갖는 혼합골재를 생산하기도 어려운 문제가 있다.

더구나, 현재 실제 산업현장에서 생산되는 재생골재들은 통상 13, 25 및 40 mm의 3종류 스크린으로 체가름 하는 것이 일반적이다. 따라서 이처럼 이미 각 입도 별로 체가름된 3종류의 골재롯트를 이용하여 SB-2 골재가 요구하는 7가지 입도조건을 만족하는 혼합골재를 생산하는 것은 결코 용이한 일이 아니다.

이에 본 발명의 목적은 각 입도별로 준비된 골재롯트(lot)가 몇 가지 종류로 체가름되어 있는지, 또한 각 골재롯트의 입도가 얼마인지에 상관없이 이들 각 골재롯트를 혼합하여 그 사용목적에 적합하도록 입도분포를 조절하는 방법과 이를 혼합하는데 유용한 장치를 제공하는 것이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 (A)혼합골재의 사용목적에 따라 각 표준입도별로 통과질량 백분율(%)의 허용 상한선과 하한선을 파악하고, 상기 상한선과 하한선을 그래프로 도시한 후, 이를 근거로 입도분포기준선을 설정하는 단계와; (B)기생산된 각 골재롯트(lot)에서 일정비율의 시료를 채취하여 혼합하고, 이 혼합시료에 대하여 상기 표준입도에 따라 체가름을 실시하여 각 표준입도별 통과질량 백분율(%)을 측정하는 단계와; (C)상기 측정치를 근거로 하여 혼합시료의 입도분포곡선을 그래프로 도시하는 단계와; (D)상기 입도분포기준선과 입도분포곡선을 대비하여 상기 입도분포곡선이 상기 상한선과 하한선 사이에 위치하도록 각 골재롯트(lot)의 혼합비율을 보정하는 단계와; (E)상기 보정결과에 따라 각 골재롯트(lot)를 혼합하여 혼합골재를 제조하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 골재의 입도 조절방법이다.

또한, 본 발명은 상단이 개방된 사각형 용기형상으로서, 서로 대응하는 양쪽 내면에 세로방향으로 슬라이딩홈이 나란히 형성되어 있고, 하단에는 각각 내측으로 경사지게 절곡된 경사부가 형성되며, 경사부 하단에는 개방구가 형성되어 있는 컨테이너와; 상기 컨테이너의 슬라이딩홈에 삽입되어 컨테이너의 내부공간을 분할하는 가변칸막이와; 상기 경사부 하단에 개방구를 길이방향으로 양분하도록 설치된 분할축 및 이 분할축의 양쪽에서 대칭적으로 각운동 하도록 설치된 분할접판과; 상기 컨테이너의 하단에 설치되고, 분할접판과 직교하는 방향에서 하반부가 내측으로 절곡된 모음측판을 구비하며, 밑면이 개방된 혼합챔버;로 구성된 것을 특징으로 하는 골재 혼합장치이다.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명에 따른 골재의 입도 조절방법은 (A) ~ (E)단계의 5단계로 이루어진다.

먼저 (A)단계는 혼합골재의 최종 사용목적에 따라 각 표준입도별로 통과질량 백분율(%)의 허용 상한선과 하한선을 파악하고, 이를 그래프로 도시한다. 예컨대 앞서 설명한 도로의 보조기층용으로 사용되는 SB-2 골재의 경우, 표준입도 0.08 mm의 허용 하한선은 2% 이고, 허용 상한선은 10% 이다. 또한 표준입도 0.4 mm 에서는 5 ~ 30%, 2.5 mm 에서는 20 ~ 55 %, 5 mm 에서는 30 ~ 70%, 20 mm 에서는 55 ~ 100%이며, 40 mm 에서는 80 ~ 100%, 마지막으로 50 mm 에서는 100% 이다. 따라서, 2, 5, 20, 30, 55, 80 및 100%를 연결하는 하한선과, 10, 30, 55, 70 및 100%를 연결하는 상한선을 그래프로 나타내는 것이다. 이때, 상기 그래프에서 X축은 표준입도(mm)를 예컨대, 로그값(log)으로 나타내고, Y축은 통과질량 백분율(%)을 나타낸다. 이어 상기 하한선과 상한선을 근거로 입도분포기준선을 설정한다. 이때, 입도분포기준선은 상기 하한선과 상한선의 평균값을 갖도록 도시하는 것이 바람직하다.

다음으로 (B)단계에서는 기생산된 각 골재롯트(lot)에서 일정비율의 시료를 채취하여 혼합시료를 제조하고, 이 혼합시료에 대하여 상기 (A)단계의 표준입도에 따라 체가름을 실시하여 각 표준입도별 통과질량 백분율(%)을 측정한다. 현재, 산업현장에서 생산되는 재생골재는 통상 13, 25 및 40 mm 의 스크린을 사용하여 3회의 체가름을 실시한다. 따라서 상기 3종류 골재롯트를 사용하여 상기 SB-2 골재를 생산하고자 할 경우, 3개 골재롯트에서 각각 일정비율의 시료를 채취하고, 이를 충분히 혼합하여 혼합시료를 제조한 다음, 이 혼합시료를 다시 상기 표준입도, 즉 0.08, 0.4, 2.5, 5, 20, 40 및 50 mm 스크린으로 7회(KSAF 250 시험; 2002년도 기준) 체가름 하여 각 표준입도별 통과질량 백분율(%)을 측정하는 것이다. 이러한 과정은 실험실에서 간단히 진행할 수 있다.

다음 (C)단계에서는 상기 (B)단계에서 측정된 각 표준입도별 통과질량 백분율(%)을 근거로 하여 상기 혼합시료의 입도분포곡선을 그래프로 도시한다. 이때, 상기 (A)단계의 입도분포기준선과 마찬가지로 입도분포곡선의 X축은 표준입도(mm)를 예컨대, 로그값(log)으로 나타내고, Y축은 통과질량 백분율(%)을 나타낸다.

다음 (D)단계에서는 (A)단계에서 작성한 입도분포기준선과 (C)단계에서 작성한 입도분포곡선을 대비하여 상기 입도분포곡선이 상기 상한선과 하한선 사이에 위 치하도록 각 골재롯트(13, 25 및 40 mm)의 혼합비율을 보정한다. 이때, 혼합비율에 대한 보정방법은 필요에 따라 여러가지 방법으로 실시할 수 있다. 예컨대, 미리 제작된 소정의 컴퓨터 프로그램을 이용하여 상기 입도분포기준선에 가장 근접하는 혼합비율을 산출할 수 있다. 또한, 상기 골재롯트(13, 25 및 40 mm)의 혼합비율이 서로 다른 몇가지 종류의 혼합시료를 제조하고, 이들 혼합시료에 대하여 각각 (C)단계의 입도분포곡선을 작성한 다음, 그 결과를 대비하여 최적의 혼합비율을 선택할 수도 있다.

마지막 (E)단계는 상기 (D)단계의 보정결과에 따라 각 골재롯트(13, 25 및 40 mm)를 소정의 비율로 골고루 혼합하여 최종 혼합골재를 제조한다. 이때, 각 골재롯트(13, 25 및 40 mm)를 혼합하는 과정은 본 발명의 혼합장치를 사용하는 것이 편리하다.

이하, 첨부한 도면을 이용하여 본 발명의 골재 혼합장치에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 골재 혼합장치에 대한 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A' 선단면도이며, 도 3은 도 1의 B-B' 선단면도이고, 도 4는 분할접판에 대한 사시도이다.

본 발명의 골재 혼합장치는 컨테이너(10)와 가변칸막이(20)와 분할접판(30)및 혼합챔버(40)로 이루어진다.

먼저 컨테이너(10)는 상단이 개방된 사각형 용기형상으로서, 서로 대응하는 양쪽 내면에 세로방향으로 슬라이딩홈(11)이 나란히 형성되어 있고, 하단에는 사면이 각각 내측으로 경사지게 절곡된 경사부(12)가 형성되며, 그 경사부(12) 하단에 는 직사각형 형태의 개방구(13)가 형성된다.

상기 컨테이너(10)의 슬라이딩홈(11)에는 컨테이너(10)의 내부공간을 분할하는 가변칸막이(20)가 설치된다. 이때, 가변칸막이(20)의 갯수는 준비된 골재롯트의 체가름 횟수에 따라 결정한다. 예컨대, 골재롯트가 3회 체가름된 경우에는 2개의 가변칸막이(20)를 설치하여 컨테이너(10) 내부에 3개의 분할된 공간을 구성하고, 골재롯트가 4개인 경우에는 3개의 가변칸막이(20)를 설치하여 4개의 공간을 구성한다. 그리고, 컨테이너(10)의 상단은 예컨대, 직사각형 형상으로 구성하되, 도 1 및 도 3과 같이 상단면은 단변이 경사를 이루도록 구성하는 것이 바람직하다.

상기 컨테이너(10)의 경사부(12) 하단에는 개방구(13)를 길이방향으로 양분하는 분할축(31)이 설치되고, 이 분할축(31)에는 서로 대칭하는 한쌍의 분할접판(30)이 설치된다. 상기 분할접판(30)은 도 2 와 같이 모터(32)에 의해서 마치 나비의 날개처럼 서로 대칭적으로 각운동 한다. 그래서 도 3과 같이 분할접판(30)이 일자로 완전히 펼쳐지면, 상기 개방구(13)가 패쇄되고, 양쪽 분할접판(30)이 약 90 °정도의 각도를 이루도록 접혀지면 상기 개방부(13)가 개방된다. 양쪽 분할접판(30)은 도 4와 같이 양쪽 끝단이 약간 들려 올라가도록 상향 절곡된 절곡부(33)를 이루는 것이 바람직하다. 절곡부(33)는 골재가 보다 잘 혼합되도록 도와주는 역할을 한다.

마지막으로 상기 컨테이너(10)의 하단에 설치되는 혼합챔버(40)는 분할접판(30)을 둘러싸는 구조를 이룬다. 이때, 분할접판(30)과 직교하는 방향으로 모음측판(43)이 구비되는데, 모음측판(43)의 하반부는 내측으로 절곡되어 있고, 혼합챔 버(40)의 밑면은 개방되어 있다.

본 발명의 골재 혼합장치를 사용하기 위해서는 먼저 준비된 골재롯트의 체가름 횟수 및 배합비율에 따라 가변칸막이(20)로 컨테이너(10) 내부를 막아 골재롯트의 체가름 횟수와 동일한 갯수의 분할공간을 형성한다. 그리고, 분할접판(30)을 펼쳐서 개방구(13)을 막은 상태에서 가변칸막이(20)에 의해서 나뉘어진 각 분할공간에다 골재를 채운다. 이때, 배합비율이 높은 골재롯트는 넓은 공간에, 배합비율이 낮은 골재롯트는 좁은 공간에 채워 넣는다.

각 분할공간에 골재를 다 채운 다음에는 상기 컨테이너(10) 상단면의 경사를 이용하여 컨테이너(10) 위로 솟아오른 골재를 평평하게 끌어내려서 각 칸에 채워진 골재롯트가 정확한 비율을 구성하도록 한다.

이 상태에서 모터(32)를 작동시켜 개방구(13)을 막고 있는 분할접판(30)을 접으면, 개방구(13)가 열리면서 골재가 개방구(13) 밑으로 쏟아진다. 이때, 상기 골재들은 분할접판(30)에 의해서 길이 방향으로 확산 되었다가, 다시 모음측판(43)에 의해서 폭 방향으로 모아지면서 각 분할공간에 나뉘어져 있던 굵은 골재와 잔 골재들이 자연스럽게 서로 혼합된다.

본 발명에서는 상기 컨테이너(10)의 용량을 예컨대 덤프트럭 1개 분량이 되도록 제작하면, 한번 생산된 혼합골재를 한 대의 덤프트럭에 담아 바로 현장으로 운송할수 있어서 매우 편리하다.

이와 같이 본 발명은 산업현장에서 미리 준비된 골재롯트(lot)의 입도나 체가름 횟수에 상관없이 이들 각 골재롯트를 혼합하여 특정한 사용목적에 적합한 입도분포를 갖는 순환골재의 품질인증제품을 매우 편리하고 유용하게 생산해 낼 수 있는 효과가 있다.

Claims

(A)혼합골재의 최종 사용목적에 따라 각 표준입도별로 통과질량 백분율(%)의 허용 상한선과 하한선을 파악하고, 상기 상한선과 하한선을 그래프로 도시한 후, 이를 근거로 입도분포기준선을 설정하는 단계와;

(B)기생산된 각 골재롯트(lot)에서 일정비율의 시료를 채취하여 혼합하고, 이 혼합시료에 대하여 상기 표준입도에 따라 체가름을 실시하여 각 표준입도별 통과질량 백분율(%)을 측정하는 단계와;

(C)상기 측정치를 근거로 하여 혼합시료의 입도분포곡선을 그래프로 도시하는 단계와;

(D)상기 입도분포기준선과 입도분포곡선을 대비하여 상기 입도분포곡선이 상기 상한선과 하한선 사이에 위치하도록 각 골재롯트(lot)의 혼합비율을 보정하는 단계와;

(E)상기 보정결과에 따라 각 골재롯트(lot)를 혼합하여 혼합골재를 제조하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 골재의 입도분포 조절방법.
제 1항에 있어서, (D)단계의 혼합비율 보정방법은 각 골재롯트의 혼합비율이 서로 다른 여러 종류의 혼합시료를 제조하고, 이들 혼합시료에 대하여 각각 입도분포곡선을 작성한 다음, 그 결과를 대비하여 최적의 혼합비율을 선택하는 것을 특징으로 하는 골재의 입도분포 조절방법.
상단이 개방된 사각형 용기형상으로서, 서로 대응하는 양쪽 내면에 세로방향으로 슬라이딩홈(11)이 나란히 형성되어 있고, 하단에는 각각 내측으로 경사지게 절곡된 경사부(12)가 형성되며, 경사부(12) 하단에는 개방구(13)가 형성되어 있는 컨테이너(10)와;

상기 컨테이너(10)의 슬라이딩홈(11)에 삽입되어 컨테이너(10)의 내부공간을 분할하는 가변칸막이(20)와;

상기 경사부(12) 하단에 개방구(13)를 길이방향으로 양분하도록 설치된 분할축(31) 및 이 분할축(31)의 양쪽에서 대칭적으로 각운동 하도록 설치된 분할접판(30)과;

상기 컨테이너(10)의 하단에 설치되고, 분할접판(30)과 직교하는 방향에서 하반부가 내측으로 절곡된 모음측판(43)을 구비하며, 밑면이 개방된 혼합챔버(40);로 구성된 것을 특징으로 하는 골재 혼합장치.
제3항에 있어서, 상기 분할접판(30)에는 끝단이 상향 절곡된 절곡부(33)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 골재 혼합장치.