KR100917929B1 - 폐전주 잔골재의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐전주 잔골재의 제조 방법과, 상기 잔골재를 이용한 건축 자재에 관한 것이다. 폐전주를 입도 10mm 이하로 파쇄하여 철근과 철사 등의 철편을 분리하고, 일정량의 모래를 혼합하여 흡수율을 조절하는 단계를 포함한 폐전주를 이용한 잔골재의 제조 방법과; 상기의 방법으로 제조된 잔골재와 동 슬러그 등이 혼합되어 형성된 블록과 벽돌, 또는 상기 잔골재에 석유정제의 찌꺼기와 골재가 혼합되어 형성된 아스콘, 또는 상기 잔골재에 시멘트와 굵은 골재와 물이 혼합되어 굳지 않은 상태로 된 레미콘(레디 믹스트 콘크리트, Ready Mixed Concrete)에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 입도 50~150mm의 크기로 파쇄된 폐전주를 회전되는 햄머로 가격하여 입도 10mm 이하의 라운드형 잔골재로 파쇄하고, 철편을 제거하는 제 1단계; 10mm 이하로 파쇄된 잔골재에 모래를 추가하여 흡수율 10％ 이하가 되도록 조절하는 제2단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는, 폐전주 잔골재의 제조 방법이 제공된다.

폐전주, 콘크리트, 벽돌, 블록, 아스콘, 레미콘

Description

폐전주 잔골재의 제조 방법{Recycling method of fine aggregate from electric pole waste}

본 발명은 폐전주 잔골재의 제조 방법에 관한 것으로, 폐전주를 입도 10mm 이하로 파쇄하여 철근과 철사 등의 철편을 분리하고, 일정량의 모래를 혼합하여 흡수율을 조절하는 단계를 포함한 폐전주를 이용한 잔골재를 제조하는 방법이 제공된다.

[문헌 1] 한국 특허공개 제2000-0030628호, 2000.06.05

[문헌 2] 한국 특허등록 제0854656호, 2008.08.21

폐전주는 전봇대의 고정지주, 울타리 등의 지상 설치물을 말하는 것으로 50년 이상을 내구수명으로 제조되어야 하므로, 고강도 철근과 철사를 사용하고, 엄선된 자갈과 모래가 배합된 고강도 콘크리트 제품이다. 이와 같은 전주에 사용된 자갈의 경우 일정한 크기를 가지고, 모래의 경우 토분기가 없는 고급품이 사용되므로, 폐전주를 파쇄하여 다양한 건축 자재로 재활용할 수 있다면 매우 경제적인 효과를 창출할 수 있게 된다.

이와 같은 큰 가치가 있는 폐전주의 재활용 기술은 [문헌 1]의 공개된 특허 문헌에서와 같이, 폐전주를 파쇄하여 다시 전주용 콘크리트로 재활용 하는 방법이 개시되어 있다.

즉, 압쇄기를 장착한 포크레인으로 폐전주를 파쇄 및 절단하여 각종 송배전 금속 및 애자와 철근을 선별하고, 조우 크랙셔(jaw crusher)로 1차 파쇄하며, 콘베어로 이송하면서 영구 자력 콘베어로 미세한 철근 토막이나 미세 철스크랩과 골재로 분류 회수하고, 골재를 스크린(screen)에 2차선별해 재생 자갈을 생산하고, 재생 자갈을 콘 크러셔(cone crusher)로 2차 파쇄해 스크린(screen)으로 재생 모래를 생산하는 방법이 개시되어 있다. 그리고 재생모래에 시멘트와 물을 혼합하여 콘크리트 몰드로 전주용 재생근가를 생산하는 장치가 개시되어 있다.

그러나, 상기의 경우 폐전주를 단지 수차례 파쇄하여 모래로 만들고, 상기 모래와 콘크리트를 혼합하여 다시 전주로 활용하는 기술로서, 폐전주로 부터 재생 된 골재는 모래이고, 이에 다시 콘크리트를 혼합하여 전주의 제조에 활용되는 매우 한정된 방법이다.

그리고 [문헌 1]의 경우 실질적으로 강도 높은 폐전주를 작게 파쇄할 수 있는 구조가 없고, 이로 인해 철근, 철사, 볼트, 너트 등을 포함한 다양한 철편들을 콘크리트와 완전히 분리할 수 없는 실정이었다. 따라서 종래의 경우에는 폐전주를 입도 40mm 정도로 파쇄하여 성토재나 도로 기층 보조재로만 사용할 수 있었고, 폐전주 덩어리는 극히 제한적으로 선별(체가름)되어 슬럼프가 있는 상태로 형틀에 넣어 성형하는 방법으로 콘크리트 제품으로 재활용되었다. 따라서 파쇄 물량의 90％ 이상이 재활용되지 못하고 매립되어 폐기되는 문제점이 있었다. 즉, 종래의 경우에는 폐전주가 사업장 폐기물로 분류되어 인가된 특정 업체에서만 40mm 이하의 입도로 파쇄되어 성토제로 매립폐기되었다.

그리고, 본 출원인의 등록 특허인 [문헌 2]에서는 강도 높은 폐전주를 파쇄하는 장치가 개시되어 있다. 즉, 폐전주가 잘게 파쇄된 세골재를 다시 파쇄하는 크러셔의 상부 개구부에 삽입된 투입컨베이어의 단부측 롤러가 자력을 가지도록 하여 폐전주에 포함된 철사를 자착시켜 배출시키고, 회전축에 다수 개의 타격체를 설치하여 강도 높은 폐전주를 파쇄하는 장치가 개발되어 있다.

이와 같이 재활용 가치가 높은 폐전주를 파쇄하는 장치가 본 출원인에 의해 개발되어 있고, 이를 이용하여 보다 적극적인 폐전주의 재활용이 필요하다. 특히 단순한 전주로의 재활용뿐만 아니라 콘크리트용 잔골재로 재활용하여, 블록이나 벽돌, 아스콘, 레미콘 등의 다양한 건축 자재로의 활용이 요구되고 있다.

본 발명은 양질의 자갈과 모래가 배합된 고강도 콘크리트 제품인 폐전주를 재활용할 수 있도록 하기 위하여, 폐전주를 일정 입도 이하로 파쇄하고, 이에 모래를 적당량 혼합하여 흡수율을 조절하는 폐전주를 이용한 콘크리트용 잔골재의 제조 방법이 제공된다.

그리고 상기의 잔골재에 동 슬러지가 일정 비율로 혼합되어 블록이나 벽돌로 성형되거나, 상기 잔골재에 석유정제의 찌꺼기와 골재가 혼합되어 아스콘으로 사용되거나, 또는 상기 잔골재에 시멘트와 굵은 골재와 물이 혼합되어 굳지 않은 상태로 된 레미콘으로 재활용된다.

본 발명에 따르면, 양질의 자갈과 모래로 구성된 폐전주를 블록이나 벽돌 등의 다양한 건축 자재로 재활용할 수 있게 된다. 특히 종래의 경우 폐전주는 사업장 폐기물로 분류되어 특정 업체에서 40mm 이하로 파쇄되어 매립폐기되었으나, 이 건 본 발명과 본 출원인의 특허등록 제0854656호에 의하여, 폐전주가 블록, 벽돌, 토관, 아스콘, 레미콘 등으로 재활용됨으로써 중간 처리업체에서도 부가가치 높은 폐전주 재활용 기술을 적용할 수 있게 된다. 따라서 어떠한 종류의 건축 공사에 있어서도 본 발명에 의한 폐전주 재생 건축 자재를 활용할 수 있게 되어 폐자원의 적극적 재활용과, 이에 의한 원가 절감 및 환경 보호에 지대한 영향을 끼칠 수 있게 된 다.

본 발명에 의한 폐전주 잔골재의 제조 방법은 다음의 단계로 이루어진다.

제 1단계는 입도 50~150mm의 크기로 파쇄된 폐전주를 회전되는 햄머로 가격하여 입도 10mm 이하의 잔골재로 파쇄하는 단계이다. 이 단계의 특징은 회전체 햄머를 이용하는데 있고, 이에 의해 파쇄된 잔골재는 편석이 아닌 라운드 형의 골재가 된다. 회전체 햄머는 본 출원인의 등록특허 제0854656호에 개시된 것으로, 파쇄장치의 내부에서 회전되는 회전축에 타격체인 햄머가 다수 개 설치되고, 각각의 햄머는 회전축에 회동가능하게 설치되어 있다. 따라서 햄머는 회전축에 회동될 수 있도록 축지되어, 회전과 동시에 회동되어 순간적으로 폐전주 파쇄물을 타격하게 된다. 물론 파쇄후에는 철편 등은 자착되어 제거된다.

상기 단계를 거처 제조된 폐전주를 이용한 잔골재의 입도 분석을 보면, 10mm 채를 통과하는 잔골재가 100중량％이고, 5mm 채를 통과하는 잔골재는 97중량％이며, 2.5mm 채를 통과하는 잔골재는 68중량％이고, 1.2mm 채를 통과하는 잔골재는 46중량％이며, 0.6mm 채를 통과하는 잔골재는 28중량％이고, 0.3mm 채를 통과하는 잔골재는 19중량％이며, 0.15mm 채를 통과하는 잔골재는 11중량％이다.

제 2단계는 10mm 이하로 파쇄된 잔골재의 흡수율을 조정하는 단계이다. 흡수율은 잔골재가 물을 흡수하여 머금고 있는 상태를 말하는 것으로, 통상 10％ 이하의 흡수율로 규정되어 있다. 따라서 제 1단계에서 파쇄된 잔골재는 미분 등이 포함되어 있고, 재생 골재이기 때문에 입도가 큰 부분에서 미세 기공이 형성되어 있을 수 있다. 따라서 이러한 영향에 의하여 흡수율 10％를 만족시키지 못할 경우가 있다.

제 1단계에서 파쇄된 파쇄물의 흡수율을 측정하여 만족하는 경우에는 제 2단계는 불필요하다. 제 2단계는 흡수율이 10％를 넘는 경우에 필요한 단계로써, 모래를 이용하여 조정하게 된다.

흡수율을 조정하는 방법은 파쇄물 95중량％와, 모래 5중량％를 혼합한 모래 혼합물로 행한다. 따라서 모래 혼합물 100％에 대하여 파쇄물이 95％, 모래가 5％의 비율이다.

상기 모래 혼합물이 흡수율을 만족하는 경우 다음의 단계로 넘어가나, 역시 만족하지 못하는 경우에는 다시 모래를 추가하여 흡수율을 조정한다. 이 때에는 상기 모래 혼합물 중 5중량％를 제거하고, 새로운 모래 5중량％를 혼합한다. 따라서 이 경우에도 전체 100중량％에 대하여 새로운 모래 5중량％가 추가된다. 즉 제거되는 5중량％에는 파쇄물과 모래가 혼합된 것이고, 제거한 중량만큼의 새로운 모래만을 추가하게 된다.

상기와 같이 한 후 다시 흡수율을 측정하고, 불만족할 경우 상기 단계를 반복하면 된다. 본 발명에 의해 제조된 폐전주 잔골재는 실험에 의하면, 어떠한 경우라도 모래 5~25중량％의 범위에서 흡수율을 만족하는 것으로 나타났다.

이와 같이 모래는 물을 흡수하지 않기 때문에 흡수율을 낮추고자 할 경우에 사용되고, 모래 또한 세골재로서 좋은 재료이다.

상기의 단계를 거처 폐전주는 다양한 산업 분야에 재활용되는 폐전주를 이용한 건축 자재로 재활용된다.

이에 비하여 지금까지 전주를 파쇄한 콘크리트는 사업장 폐기물로서 40mm 이하의 크기로 파쇄하여 기층 보조제나 성토제로 재활용되었다. 특히 40mm의 크기 성토제에 강선이나 볼트류 및 앵글 등의 철편이 많이 포함되어 있어, 미세하게 파쇄할 수 없었다. 즉, 이러한 철편들이 파쇄 과정에서 그러셔의 회전 운동 및 진동 운동을 방해하여 계속 가동을 할 수 없었다.

조우형 크러셔에서 40mm 크기로 파쇄한 후 매립 성토제로 쓰는 것은 지금처럼 자원이 귀한 현실에서 볼 때 낭비적인 일이기 때문에 이를 미쇄하게 파쇄하여 콘크리트 원료로 재활용 해야 하는 필요성이 있다.

따라서 본 발명은 폐전주를 효율적으로 파쇄하는 본 출원인의 등록 특허 제0854656호에 개시된 장치를 사용함이 매우 바람직한데, 이는 폐전주에 포함된 철편을 효과적으로 제거함과 동시에 매우 미세하게 파쇄할 수 있는 장치이기 때문이다.

이와 같이 상기 장치를 이용하면, 파쇄된 원료가 컨베이어에 의해 이송되는 과정에서 철사 및 이물질이 분리되고, 이중 메쉬의 회전 선별통을 거치면서 속빈 콘크리트 블록 및 콘크리르 벽돌 등에 적합한 원료를 생산할 수 있게 된다.

따라서 폐전주의 파쇄물은 전봇대의 제조 과정에서 토분기가 전혀 없는 세척된 모래와 입도의 크기 배합 잔골재의 강도와 라운드된 골재 사용 및 고강도 시멘트의 사용 등으로 원료가 최고의 것을 사용하기 때문에 파쇄된 재생원료도 그 특성을 그대로 가지고 있다.

이러한 재생 원료로 제조된 블록과 벽돌 또한 KS 규정 이상의 압축 강도를 가지게 된다.

특히, 폐전주의 파쇄는 상기 장치의 회전체 햄머를 이용하므로, 파쇄된 골재는 편석이 아닌 라운드 형의 골재가 만들어 진다. 따라서 이를 이용하여 블록, 벽돌, 아스콘 등으로 제조하여 사용할 경우 공극량이 적어서 방음과 진동 차단 등에 있어 우수한 효과를 가져 오게 되고, 재령 기간이 적어도 강도와 흡수율이 규정보다 우수하게 나타난다.

상기와 같은 폐전주를 이용한 잔골재는 다양한 형태의 건축 자재로 활용되는데, 크게 건식 재료와 습식 재료로 이용된다. 건식 재료는 블록, 벽돌 및 토관 등으로써 성형후 양생되고, 습식 재료는 물 반죽 형상의 레미콘으로서 형틀에서 양샹되는 것이 그 예이다.

다양한 건축 자재는 기존 석산 공정에서 석분과 모래 및 슬래그 등을 사용한 블록이나 벽돌보다 우수함과 아울러 콘크리트 제품의 원가 비중이 높은 시멘트 또한 10％ 이상 절감하는 효과가 있다.

특히 블록, 벽돌 및 토관 등을 양생한 후 색상이 시멘트의 밝은 원색이 그대로 나오므로 일반적인 블록이나 벽돌보다 색상이 뛰어나다.

이와 같이 재생된 골재는 토관, 배수관, 호안 블록 등의 제조에 다양하게 활용될 수 있고, 특히 블록, 벽돌, 토관, 아스콘, 레미콘 등의 제조에 유용하게 활용된다.

본 발명에 의한 잔골재를 이용한 건식 재료로서의 블록, 벽돌, 토관 등은 상기 흡수율을 만족하는 잔골재 85~90중량％와, 동(구리) 슬래그 10~15중량％가 혼합되어 성형된 것이다. 상기의 블록과 벽돌 및 토관 등은 각종 건축물의 축조 등 광범위하게 사용될 수 있다.

그리고 아스콘은 아스팔트 콘크리트로서, 석유정제의 찌꺼기가 주 원료이고, 여기에 사용되는 골재를 본 발명에 의한 잔골재를 사용하면 된다. 아스콘의 비율은 그 사용 용도에 따라 골재와 석유정제 찌꺼기의 혼합 비율이 달라지는 것으로 이의 구성비는 일반적인 것이다.

또한 레미콘은 레디믹스트 콘크리트(Ready Mixed Concrete)로서, 시멘트, 물, 잔골재, 굵은 골재 등이 혼합된 것이다. 따라서 레미콘의 경우 사용되는 잔골재를 본 발명에 의한 폐전주로 부터 재생된 잔골재를 사용하면 된다. 물론 사용되는 잔골재의 혼합비는 레미콘의 일반적인 비율이고, 그 사용처에 따라 달라지는 것이으므로, 공지의 비율로 한다.

Claims (5)

1. 입도 50~150mm의 크기로 파쇄된 폐전주를 회전되는 햄머로 가격하여 입도 10mm 이하의 라운드형 잔골재로 파쇄하고, 철편을 제거하는 제 1단계; 10mm 이하로 파쇄된 잔골재에 모래를 추가하여 흡수율 10％ 이하가 되도록 조절하는 제2단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는, 폐전주 잔골재의 제조 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 2단계는 제 1단계에서 파쇄된 파쇄물 95중량％와 모래 5중량％를 혼합하여 모래 혼합물을 만들고, 상기 모래 혼합물의 흡수율을 측정하며; 흡수율을 만족하지 않을 경우, 상기 모래 혼합물의 5중량％를 제거하고 새로운 모래 5중량％를 추가하여 혼합한 후 흡수율을 측정하며, 흡수율을 만족할 때까지 상기 과정을 반복함을 특징으로 하는, 폐전주 잔골재의 제조 방법.
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