KR100979005B1 - 순환잔골재를 사용한 건조 모르타르의 제조방법 및 그제조방법에 의한 건조 모르타르 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잔골재 투입구에 잔골재를 투입하는 단계, 상기 투입단계에서 잔골재투입구에 투입된 잔골재를 로타리 건조기에 통과시켜 건조하는 단계, 상기 건조 단계에서 건조된 잔골재를 선별기에서 각 입경별로 선별하여 저장 사일로에 저장하는 단계 및 상기 저장단계에서 저장된 잔골재와 시멘트 및 무기질 혼화재를 혼합기에서 혼합하는 단계를 포함하는 건조 모르타르의 제조방법에 있어서, 상기 잔골재 투입단계는 일반잔골재와 순환잔골재를 구분하여 투입할 수 있도록 하며, 상기 잔골재 투입단계와 건조단계 사이에 정량공급장치에 의해 일반잔골재에 대한 순환잔골재의 대체율을 조절하는 단계를 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 순환잔골재를 사용한 건조 모르타르의 제조 방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 건조 모르타르에 관한 것으로서, 본 발명은 건축용 건조 모르타르 중 미장용 모르타르에 기존 생산시 사용되고 있는 천연골재의 일부를 순환잔골재로 대체하여 천연골재의 고갈로 인한 원재료 값의 상승과 천연자원의 원료화로 인한 환경오염 발생을 방지하고, 순환골재 사용으로 인한 건설폐기물의 재활용을 촉진하는 효과가 있다.

순환잔골재, 건조 모르타르, 미장용 모르타르

Description

순환잔골재를 사용한 건조 모르타르의 제조방법 및 그 제조방법에 의한 건조 모르타르{A mortar method used recycled aggregates and mortar thereof}

본 발명은 순환잔골재를 사용한 건조 모르타르 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 건조 모르타르에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일반적으로 생산되고 있는 순환잔골재를 이용하여 함수율과 입도를 조절하여 건조용 모르타르의 골재로 일부 대체하는 순환잔골재를 사용한 건조 모르타르의 제조방법 및 그 제조방법에의한 건조 모르타르에 관한 것이다.

우리나라의 경제성장에 따른 건설물량의 급증으로 국내의 골재자원이 급격히 감소되어 이미 강자갈이나 강모래는 거의 고갈상태에 이르렀다. 이를 부순 자갈, 부순 모래 및 해사 등으로 충당하여 왔으나 이러한 골재자원마저도 부존량의 한계가 있을 뿐 아니라 석산개발에 따른 산림훼손 및 해사 채취에 따른 바다 생태계 파괴 등을 방지하기 위한 인· 허가 제한 등의 환경규제강화로 생산이나 공급에 어려움이 가중되고 있다.

또한 최근 국내의 대도시의 경우 시가지의 재개발과 같은 사회적 요인, 건물의 노령화 및 기능저하에 따른 콘크리트 구조물의 철거 및 해체에 따라 발생하는 건설 폐기물량이 해마다 증가하여 2004년도 건설폐기물 발생량은 약 5,400 만 톤에 이르고 있으며, 게다가 1960년대부터 고도의 경제성장기를 거치면서 도시화가 진행되면서 많은 구조물이 건설되었고 1990년을 전후로 하여 주택 200만호 건설 등 건설물량이 대폭 증가해 옴에 따라 현재 약 30년 정도 경과된 공동주택을 대상으로 재건축이 이루어진다는 점을 고려하면 앞으로 건설폐기물 발생량이 기하급수적으로 증가할 것으로 예상된다.

특히 건설폐기물은 대부분(약 60%)이 폐콘크리트로서 이에 대한 효율적인 재활용 필요성이 증가하고 있음에도 불구하고 이러한 폐콘크리트의 약 90% 이상이 부지 성토· 매립용 등 부가가치가 낮은 바닥용 및 도로용으로 처리되고 있는 실정이다. 국내에 건설폐기물을 처리하는 업체가 약 350여개 업체가 있으며, 그 중 폐콘크리트의 순환골재로 생산하는 업체가 약 300여개가 있다. 이들 업체에서 생산되고 있는 순환골재의 대부분은 단순 용도인 뒤채움재, 도로 채움재 등에 사용하고 있으며, 일부 업체들에서는 콘크리트 제품의 일부 골재로 대체하여 사용하고 있다.

이처럼 순환골재의 용도가 제한되어 있는 이유는 순환골재의 품질이 천연 골재에 미치지 못하는 것과 품질 변동이 심하고, 밀도가 천연 골재에 비해 낮으며, 흡수율이 높아 콘크리트에 적용시 콘크리트의 내구성이 떨어지며, 건조 수축에 의한 균열이 발생하여 적합하지 않기 때문이다.

따라서 본 발명은 순환잔골재의 활용용도를 확대하여 건설폐기물의 재활용을 촉진하고자 일반 천연 잔골재를 건조와 입도별로 분류하여 사용하는 건축용 건조모르타르 중 미장용 모르타르에 기존 생산시 사용되고 있는 골재의 일부를 순환잔골재로 대체한 후 기초물성을 검토함으로서 향후 순환잔골재의 활성화를 위하여 본 발명을 완성하게 되었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 순환잔골재로 일반잔골재를 대체하여 미장용 모르타르의 원료로 사용함으로써 산업부산물 자원화로 인한 환경친화성 부여 및 순환골재의 고부가가치화를 도모한 건조 모르타르 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 건조 모르타르를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 잔골재 투입구에 잔골재를 투입하는 단계, 상기 투입단계에서 잔골재투입구에 투입된 잔골재를 로타리 건조기에 통과시켜 건조하는 단계, 상기 건조 단계에서 건조된 잔골재를 선별기에서 각 입경별로 선별하여 저장 사일로에 저장하는 단계 및 상기 저장단계에서 저장된 잔골재와 시멘트 및 무기질 혼화재를 혼합기에서 혼합하는 단계를 포함하는 건조 모르타르의 제조방법에 있어서, 상기 잔골재 투입단계에서 일반잔골재와 순환잔골재를 구분하여 투입할 수 있도록 하며, 상기 잔골재 투입단계와 건조단계 사이에서 정량공급장치에 의해 일반잔골재에 대한 순 환잔골재의 대체율을 조절하는 단계를 추가로 갖도록 함으로써 순환잔골재로 일반잔골재를 대체하여 미장용 모르타르의 원료로 사용함으로써 산업부산물 자원화로 인한 환경친화성 부여 및 순환골재의 고부가가치화를 도모한 건조 모르타르 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 건조 모르타르를 제공하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 순환잔골재의 일반잔골재에 대한 대체율은 잔골재 전체중량을 기준으로 10~30% 임을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 순환잔골재를 사용한 건조 모르타르 제조방법을 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 순환잔골재는 일반적인 순환골재 생산방법에 의해 제조된 순환골재를 사용하는데, 먼저, 건축폐기물을 파쇄기에 투입하여 적당한 크기로 파쇄하고, 파쇄된 골재를 선별기에 투입하여 필요한 입도대로 선별한다. 그런 다음, 선별기에서 선별된 골재를 부유물 선별기에 투입하여 골재의 표면에 부착되어 있는 이물질을 부상 분리시킨다. 이때 발생한 세척수의 슬러지는 필터프레스에 보내어 압축처리 하며, 남은 골재는 반출하여 순환잔골재로 사용한다.

한편, 건조 모르타르는 공장에서 생산한 건조 상태의 시멘트계 모르타르로서 포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 시멘트 또는 메이슨리 시멘트 등에 선별한 순환잔골재(예:모래)를 무기질 혼합재 등과 함께 혼합하여 제조함으로서 일반소비자 또는 공사현장에서 단지 물만 섞어 작업할 수 있도록 한 것으로서, 건조 모르타르의 제 조 공정은 크게 잔골재가 로타리 건조기를 통과하여 건조하게 되며, 건조된 잔골재는 선별기에서 각 입경별로 선별된 후 저장 사일로에 저장되어 제품 종류에 따라 시멘트, 선별 건조된 잔골재 및 각종 혼화재를 계량 혼합하여 제조되는 것이 일반적이다.

그런데 본 발명에 따른 순환잔골재를 사용한 건조 모르타르의 제조방법은 상기 건조 모르타르의 일반적 제조 공정에 순환잔골재를 사용하기 위하여 잔골재 투입구에 추가적인 설비를 설치하여 순환잔골재를 투입하여 일반잔골재와 순환잔골재를 구분하여 투입할 수 있도록 하며, 순환잔골재를 적정량 투입하는 정량공급장치를 추가로 설치하여 상기 잔골재 투입단계와 건조단계 사이에 일반잔골재에 대한 순환잔골재의 대체율을 조절하는 단계를 추가로 갖도록 한다.

본 발명은 건축용 건조모르타르 중 미장용 모르타르에 기존 생산 시 사용되고 있는 천연골재의 일부를 순환잔골재로 대체함으로써 천연골재의 고갈로 인한 원재료 값의 상승과 천연자원의 원료화로 인한 환경오염 발생을 방지하고, 순환골재를 사용으로 인한 건설폐기물의 재활용을 촉진하는 효과가 있다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 다만, 본 발명의 권리범위는 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

순환잔골재의 제조

순환잔골재의 제조방법은 기존의 방법에 의한 것으로 다음과 같다.

건축폐기물을 파쇄기에 투입하여 적당한 크기로 파쇄하고, 파쇄된 골재를 선별기에 투입하여 필요한 입도대로 선별하였다. 그런 다음, 선별기에서 선별된 골재를 부유물 선별기에 투입하여 골재의 표면에 부착되어 있는 이물질을 부상 분리시킨다. 이때 발생한 세척수의 슬러지는 필터프레스에 보내어 압축처리 하였으며, 남은 골재는 반출하여 순환잔골재로 사용하였다.

<실시예 2>

순환잔골재를 사용한 건조 모르타르의 제조

도 1의 본 발명에 따른 순환잔골재를 사용한 건조 모르타르의 제조 공정도에서와 같이, 일반잔골재에 대한 순환잔골재의 대체율이 10%인 건조 모르타르를 제조하였다. 기타 나머지 일반잔골재에 대한 순환잔골재의 대체율 20%, 30%, 40%에 따른 건조모르타르의 제조는 하기 표 1의 일반잔골재와 순환잔골재의 함량으로 첨가하며 제조방법은 동일하다.

먼저, 잔골재 투입구(1)에 잔골재를 일반잔골재와 순환잔골재를 구분하여 투입한 후, 정량공급장치(2)에 의해 잔골재 전체중량 73.7중량%에 대하여 일반잔골재에 대한 순환잔골재의 대체율을 10%(일반잔골재 66.33중량% + 순환잔골재 7.37중 량%)로 조절한 다음, 로타리 건조기(3)에 통과시켜 건조하였다. 그런 다음, 건조된 잔골재를 선별기(4)에서 각 입경별로 선별하여 저장 사일로(5)에 저장하였다. 이렇게 저장된 잔골재 73.7중량%에 보통 포클랜드 시멘트 18.8중량% 및 무기질 혼화재(석회석 3중량%, 슬래그 1.5중량%, 미분 3중량%, 증점제 0.009중량%)7.509중량%를 혼합기(6)에서 혼합하여 건조 모르타르를 제조하였다.

<시험예 1>

순환잔골재 품질 측정

폐콘크리트 세립분인 순환잔골재를 미장용 건조 모르타르 재료로서의 적용가능성을 확인하기 위하여 기존공정에서 사용되는 일반잔골재와 품질종류에 따른 순환잔골재의 특성을 비교·검토하였다.

본 시험은 하기 표 1과 같이 순환잔골재의 품질종류에 따라 물리적 성질로서 입도, 절건밀도, 흡수율, 단위용적질량, 실적률, 점토덩어리량, 유기불순물, 손실중량율, 염화물 함유량, 염화물 함유량 및 미립분양을 측정하였으며, 화학적 성질로서 중금속 용출시험과 XRF를 실시하였다.

또한 이러한 시험결과가 하기 표 2의 콘크리트용 순환잔골재 품질기준안과 하기 표 3의 미장용 잔골재(KS F 2578) 기준에 적합여부를 확인하였다.

① 입도

KS F 2502(잔골재 체가름 시험방법)에 따라 상기 실시예 1의 순환잔골재(순환1, 순환2)와 일반잔골재(S1,S2)의 입도 시험을 하였다. 이하, 순환1 및 S1은 각각 순환골재, 일반잔골재 크기가 0.6~2.5㎜인 것을 나타내고, 순환2 및 S2는 각각 순환골재, 일반잔골재 크기가 2.5~10㎜인 것을 나타낸다.

그 결과를 표 4와 도 2에 나타내었다.

그 결과, 조립율의 경우 표 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 일반잔골재 S1, S2의 조립율은 각각 1.56, 3.27이고, 골재 크기별 순환잔골재 순환1, 순환2의 조립율은 각각 2.87, 2.80으로 KS F 2526(콘크리트용 잔골재)에 규정되어 있는 2.3~3.1을 만족하는 것으로 나타났다.

그러나, 입도분포의 경우 도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, KS F 2578 기준(미장용 잔골재)에는 일반잔골재의 경우 만족하는 것으로 나타났지만, 순환잔골재의 경우 일부 0.6㎜과 0.3㎜에서 만족하지 않는 것으로 나타났다.

② 절건밀도 및 흡수율

KS F 2504(잔골재의 밀도 및 흡수율 시험방법)에 따라 상기 실시예 1의 순환잔골재(순환1, 순환2)와 일반잔골재(S1,S2)의 절대건조밀도 및 흡수율 시험을 하였다.

그 결과를 표 5에 나타내었다.

표 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 일반잔골재 S1, S2의 경우 각각 절건밀도 2.52, 2.57g/㎤, 흡수율 2.21, 1.48%이고, 순환잔골재(순환1, 순환2)의 경우 절건밀도 2.30g/㎤, 흡수율 6.37%로 나타났다. 그 결과, 순환잔골재의 흡수율을 제외하고는 KS F 2526(콘크리트용 잔골재) 기준을 모두 만족하는 것으로 나타났다.

③ 단위용적질량 및 실적율

KS F 2505(골재의 단위용적질량 및 실적율 시험방법)에 따라 상기 실시예 1의 순환잔골재(순환1, 순환2)와 일반잔골재(S1,S2)의 단위용적질량 및 실적율 시험을 하였다.

그 결과를 표 6에 나타내었다.

표 6에서 확인할 수 있는 바와 같이, 단위용적질량의 경우는 일반잔골재(S1, S2)는 1.57㎏/ℓ으로, 순환잔골재(순환1, 순환2)는 1.35㎏/ℓ로 나타났으며, 실적율의 경우는 일반잔골재 S1 및 S2는 각각 62.1%, 61.3%, 순환잔골재 순환1 및 순환2는 각각 58.8%, 58.7%로 나타났다. KS F 2526(콘크리트용 잔골재)에는 단위용적질량과 실적율에 관해 명시되어 있지 않지만, 일반잔골재와 순환잔골재가 유사한 값을 가지는 것을 알 수 있었다.

④ 점토덩어리량

KS F 2512(골재 중에 함유되어 있는 점토덩어리량의 시험방법)에 따라 상기 실시예1의 순환잔골재(순환1, 순환2)와 일반잔골재(S1,S2)의 점토덩어리량 시험을 하였다.

그 결과를 표 7에 나타내었다.

표 7에서 확인할 수 있는 바와 같이, 일반잔골재(S1, S2)와 순환잔골재(순환1, 순환2)는 각각 1.60%, 1.31%로 KS F 2578의 미장용 잔골재의 요구조건에 해당하는 2.0%이하에 만족하는 것으로 나타났다.

⑤ 유기불순물

KS F 2510(콘크리트용 모래에 포함되어 있는 유기불순물 시험방법)에 따라 상기 실시예1의 순환잔골재(순환1, 순환2)와 일반잔골재(S1,S2)의 유기불순물 시험을 하였다.

그 결과를 도 3에 나타내었다.

도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 각각의 시료에 수산화나트륨 용액을 가한 유리용기와 표준색 용액을 넣은 유리용기를 24시간 정치한 후 순환잔골재 상부의 용액색과 표준색 용액을 비교한 결과, 표준색 용액(좌측 시험관)에 비해 잔골재 상부(중간시험관-순환잔골재, 우측시험관-일반잔골재)의 용액색이 연한 것으로 나타났으며, 이러한 결과로 순환잔골재를 일반 미장용 골재로서 사용하는데 문제가 없는 것으로 판명되었다.

⑥ 미립분량

KS F 2511(골재에 포함된 0.08mm체를 통과하는 잔입자 시험방법)에 따라 상기 실시예1의 순환잔골재(순환1, 순환2)와 일반잔골재(S1,S2)의 미립분량 시험을 하였다.

그 결과를 표 8에 나타내었다.

표 8에서 확인할 수 있는 바와 같이, 골재에 대한 미립자 전체의 양을 검토할 목적으로 시행된 No.200체 통과량 시험결과, 일반잔골재 S1, S2는 각각 5.0%, 2.0%이고, 순환잔골재(S1,S2)는 2.5%로 나타났다. 따라서, 콘크리트용 잔골재로서 한국산업규격(KS F 2526)의 잔골재 규정 3.0~5.0% 이하를 만족하고 있음을 알 수 있었다.

⑦ X선 형광분석법(X-ray fluorescence; XRF)

상기 실시예1의 순환잔골재(순환1, 순환2)와 일반잔골재(S1,S2)의 X선 형광분석 시험을 하였다.

그 결과를 표 9에 나타내었다.

표 9에서 확인할 수 있는 바와 같이, 일반잔골재와 순환잔골재의 화학적 성분을 검토한 결과, 이산화규소(SiO₂)와 산화칼슘(CaO)를 제외한 성분의 경우 유사한 값을 보이고 있지만, 순환잔골재의 경우 일반잔골재에 비해 약 23% 낮은 이산화규소(SiO₂)와 약 20% 높은 산화칼슘(CaO)양을 보이고 있는데, 이는 미처 제거되지 않은 모르타르 성분이 골재 표면에 남아 있기 때문인 것으로 판단되었다.

이상의 시험에서 미장용 건조 모르타르의 재료로서 일반잔골재 대체재로서 순환잔골재의 적합성을 검토한 결과, 입도분포가 KS F 2578 미장용 잔골재 규정에 0.6mm 및 0.3㎜ 사이즈에서 다소 상회하는 결과와 흡수율이 6.37%로 KS F 2526 기준에 만족하지 못하는 것을 제외한 조립율, 절건밀도, 단위용적질량, 실적율, 점토덩어리량, 유기불순물, 미립분량을 만족하고 있는 것으로 나타났다.

이러한 결과를 종합하여 볼 때, 순환잔골재의 높은 흡수율(6.37%)을 감안한다면 미장용 건조 모르타르의 재료로서 순환잔골재를 일반잔골재의 대체재로서 사용하는 것이 가능한 것으로 판단되었다.

<시험예 2>

순환잔골재의 미장용 모르타르 원료로의 적합성 측정

본 시험은 표 10과 같이 건축용 건조 모르타르 중 미장용에 대하여 입도별 순환잔골재를 기존공정에 사용되는 일반잔골재(S1,S2)에 대하여 0%, 10%, 20%, 30%, 40% 대체하여 모르타르를 제조한 후 굳지 않은 상태에서의 플로우, 단위용적질량, 공기량, 응결경화를 측정하였으며, 경화성상에서 압축강도, 부착강도, 길이변화 등을 평가함으로서 순환잔골재 대체율에 따른 건조 모르타르의 적용성을 기존의 골재를 사용한 건조 모르타르와 비교· 검토하였다.

건조 모르타르의 배합은 바인더에 대한 잔골재의 비율을 1:3.1로 하였으며, 비빔수량은 현장 시공시 측정된 플로우를 만족하는 범위로 20

1cm로 설정하였다.

본 실험에서 사용한 시멘트는 국내 H사 제품의 밀도 3.15g/㎤ 1종 보통 포틀랜드 시멘트(OPC)를 사용하였으며, 미장용 요구 성능에 적합하도록 혼화제를 적정 첨가하였다.

또한 일반잔골재에 대한 최적의 순환잔골재 대체율을 검토하기 위해 순환잔골재 대체율 0~40%로 표 11과 같이 실험을 실시하였다.

또한 각각 실험배합의 입도분포는 도 4과 같으며, 순환잔골재의 대체율이 증가함에 따라 미장용 골재의 기준에 더욱 적합한 입도분포를 가지고 있는 것으로 나타났다.

본 시험에서 건조 모르타르의 비빔은 용량 3ℓ의 ELE 모르타르 전용믹서를 사용하였고, 혼합방법은 혼합수를 먼저 넣고 건조 모르타르를 15초간 전량 투입한 후 1~ 45초간 혼합하였다.

각각의 시험은 KS L 5220 「건조시멘트 모르타르」규준에 준하여 실시하였다.

① 플로우

순환잔골재 대체율에 따른 플로우를 측정한 결과를 도 5에 나타내었다.

도 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, 목표 플로우 20

1㎝를 만족하기 위한 물/건조모르타르 비(W/M)는 19%로서 대체율이 증가함에 따라 순환잔골재의 대체율이 0% 일 때(일반잔골재만 사용한 경우)는 200mm, 순환잔골재의 대체율이 10% 일 때에는 198mm, 순환잔골재의 대체율이 20%일 때에는 197mm, 순환잔골재의 대체율이 30%일 때에는 198mm, 순환잔골재의 대체율이 40%일 때에는 192㎜로, 일반잔골재에 대한 순환잔골재의 대체율이 0%~30%까지는 큰 차이가 없는 것으로 나타났고, 순환잔골재의 대체율이 40%에서 약 6㎜ 감소하는 것으로 나타났으나 전체적으로 감소하는 경향을 나타내고 있는 것을 알 수 있었다.

이러한 결과는 상기 시험예 1에서의 순환잔골재의 흡수율이 6.37%로 일반잔골재의 흡수율인 2.21%(S1)와 1.48%(S2)에 비해 상당히 높은 값을 가지기 때문에 일반잔골재에 대한 순환잔골재의 대체율이 증가함에 따라 유효수량이 감소한 것으로 판단된다.

② 공기량

순환잔골재 대체율에 따른 공기량을 측정한 결과를 도 6에 나타내었다.

도 6에서 확인할 수 있는 바와 같이, 순환잔골재 대체율에 따른 공기량은 순환잔골재의 대체율이 0%일때 20%, 순환잔골재의 대체율이 10%일때 18%, 순환잔골재의 대체율이 20%일때 19%, 순환잔골재의 대체율이 30%일때 17%, 순환잔골재의 대체율이 40%일때 16%로 일반잔골재에 대한 순환잔골재의 대체율이 증가함에 따라 공기량의 차이는 크지 않지만, 점차 감소하는 경향을 나타내고 있음을 알 수 있었다.

이러한 결과는 일반잔골재에 대한 순환잔골재의 대체율이 증가함에 따라 골재의 입도분포가 균일하게 분포되어 이에 따라 더욱 밀실하게 채워짐으로서 순환잔골재의 대체율이 증가함에 따라 공기량이 감소하는 것으로 판단된다.

③ 단위용적중량

순환잔골재 대체율에 따른 단위용적중량을 측정한 결과를 도 6에 나타내었다.

도 6에서 확인할 수 있는 바와 같이, 순환잔골재 대체율이 증가함에 따라 단위용적중량을 측정한 결과 순환잔골재의 대체율이 0%일때 1800g/㎤, 순환잔골재의 대체율이 10%일때 1825g/㎤, 순환잔골재의 대체율이 20%일때 1839g/㎤, 순환잔골재의 대체율이 30%일때 1862g/㎤, 순환잔골재의 대체율이 40%일때 1887g/㎤로 일반잔골재에 대한 순환잔골재의 대체율이 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내고 있음을 알 수 있었다.

이러한 결과는 단위용적중량은 공기량과 반비례관계를 가지고 있으므로 공기량의 증감에 기인하는 것으로 판단된다.

④ 응결경화

순환잔골재 대체율에 따른 응결을 측정한 결과를 도 7에 나타내었다.

도 7에서 확인할 수 있는 바와 같이, 순환잔골재 대체율에 따른 응결을 측정한 결과 순환잔골재 대체율이 증가함에 따라, 초결은 순환잔골재의 대체율이 0%일때 550분, 순환잔골재의 대체율이 10%일때 550분, 순환잔골재의 대체율이 20%일때 530분, 순환잔골재의 대체율이 30%일때 515분, 순환잔골재의 대체율이 40%일때 499분으로 나타났으며, 종결은 순환잔골재의 대체율이 0%일때 1170분, 순환잔골재의 대체율이 10%일때 1150분, 순환잔골재의 대체율이 20%일때 1120분, 순환잔골재의 대체율이 30%일때 1098분, 순환잔골재의 대체율이 40%일때 1055분으로 일반잔골재에 대한 순환잔골재의 대체율이 10%씩 증가함에 따라 약 20~30분 씩 감소하는 것으로 나타났으며, 초결과 종결 모두 순환잔골재의 대체율이 증가함에 따라 시간이 줄어드는 것을 알 수 있었다.

이러한 결과는 순환잔골재 속에 있는 미반응 시멘트 성분이 반응하여 응결을 촉진시킨 것으로 판단된다.

⑤ 압축강도

순환잔골재 대체율에 따른 압축강도를 측정한 결과를 도 8에 나타내었다.

도 8에서 확인할 수 있는 바와 같이, 순환잔골재의 대체율에 따른 압축강도 측정 결과, 7일 압축강도는 순환잔골재의 대체율이 증가함에 따라 순환잔골재의 대체율이 0%일때 78.3㎏/㎠, 순환잔골재의 대체율이 10%일때 70.5㎏/㎠, 순환잔골재의 대체율이 20%일때 74.3㎏/㎠, 순환잔골재의 대체율이 30%일때 77.6㎏/㎠, 순환잔골재의 대체율이 40%일때 77.0㎏/㎠으로 순환잔골재를 대체할 경우 일반잔골재를 사용한 것에 비해 전반적으로 낮은 강도값을 나타내고 있으나, 순환잔골재의 대체율이 10%에서 30%까지 순환잔골재의 대체율이 증가할수록 강도가 약간 증가하는 것으로 나타났으며, 대체율 30%와 40%는 일반잔골재의 압축강도와 유사한 값을 보이고 있음을 알 수 있었다.

또한 28일 압축강도는 대체율이 순환잔골재의 0%일때 88.6㎏/㎠, 순환잔골재의 대체율이 10%일때 76.6㎏/㎠, 순환잔골재의 대체율이 20%일때 80.0㎏/㎠, 순환잔골재의 대체율이 30%일때 86.4㎏/㎠, 순환잔골재의 대체율이 40%일때 92.2㎏/㎠로서, 순환잔골재의 대체율 10%일 때는 순환잔골재의 대체율이 0%일 때에 비해 약 12㎏/㎠ 강도가 저하되었지만 순환잔골재의 대체율 10% 이후에서는 순환잔골재의 대체율이 증가함에 따라 압축강도값이 증가하여 순환잔골재의 대체율 40%에서는 순환잔골재의 대체율 0%보다 약 3.6㎏/㎠ 정도 높게 나타났음을 알 수 있었다.

이러한 결과는 순환잔골재의 경우 일반잔골재에 비해 0.08㎜를 통과하는 미립분의 양이 적고 비교적 큰 입자들로 구성되어 있어 강도증진에 효과를 준 것으로 판단되고, 높은 흡수율로 인한 단위수량의 감소로 인한 것으로 판단된다.

⑥ 부착강도

순환잔골재 대체율에 따른 부착강도를 측정한 결과를 도 9에 나타내었다.

도 9에서 확인할 수 있는 바와 같이, 순환잔골재 대체율에 따른 부착강도 측정결과, 7일 부착강도는 순환잔골재의 대체율의 증가에 따라 순환잔골재의 대체율이 0%일때 3.3㎏/㎠, 순환잔골재의 대체율이 10%일때 3.5㎏/㎠, 순환잔골재의 대체율이 20%일때 3.2㎏/㎠, 순환잔골재의 대체율이 30%일때 3.8㎏/㎠, 순환잔골재의 대체율이 40%일때 3.1㎏/㎠으로 나타났으며, 28일 부착강도는 순환잔골재의 대체율이 0%일때 5.8㎏/㎠, 순환잔골재의 대체율이 10%일때 5.3㎏/㎠, 순환잔골재의 대체율이 20%일때 4.5㎏/㎠, 순환잔골재의 대체율이 30%일때 4.9㎏/㎠, 순환잔골재의 대체율이 40%일때 5.2㎏/㎠으로 7일과 28일 부착강도 모두 순환잔골재의 대체율에 따른 부착강도의 차이는 약 1㎏/㎠ 정도로 그 차이는 미비한 것으로 나타났다.

이러한 결과는 부착에 대한 저항성이 매우 작아 측정된 수치에 대한 신뢰도가 떨어질 것으로 판단된다.

⑦ 길이변화

순환잔골재 대체율에 따른 측면의 길이변화 및 중심축의 길이변화를 측정한 결과를 각각 도 10와 도 11에 나타내었다.

도 10 및 도 11에서 확인할 수 있는 바와 같이, 순환잔골재 대체율에 따른 길이변화를 측정하기 위해 측면과 중심축의 길이변화율을 측정한 결과, 모든 순환잔골재의 대체율에서 -0.1% 내외로 수축이 일어나는 것을 알 수 있었으며, 순환잔골재의 대체율이 증가함에 따라 길이변화율은 측면과 중심축 모두 감소하는 경향을 나타내고 있었다.

이러한 결과는 순환잔골재의 경우 일반잔골재에 비해 입도가 큰 골재가 많이 존재하여 측면과 중심축 모두 길이가 감소하는 결과가 나온 것으로 판단된다.

이상의 시험결과로부터 일반잔골재에 대한 순환잔골재의 대체율이 30% 이하의 경우에, 바람직하기로는, 순환잔골재의 대체율이 10~30% 범위의 경우에, 모르타르를 제조한 후 굳지 않은 상태에서의 플로우, 단위용적질량, 공기량, 응결경화, 경화성상에서의 압축강도, 부착강도, 길이변화 등에 있어서, 일반잔골재만을 사용한 경우와 큰 차이가 없어 순환잔골재를 일반잔골재의 대체재로 사용가능함을 알 수 있었다.

도 1은 본 발명에 따른 순환잔골재를 사용한 건조 모르타르의 제조 공정도 이다.

도 2는 골재 종류에 따른 입도분포를 나타낸 그래프이다.

도 3은 골재종류별 유기불순물 확인결과를 나타낸 사진이다.

도 4는 순환잔골재 대체율에 따른 각 배합의 입도분포를 나타낸 그래프이다.

도 5는 순환잔골재 대체율에 따른 플로우를 나타낸 그래프이다.

도 6은 순환잔골재 대체율에 따른 공기량 및 단위용적중량을 나타낸 그래프이다.

도 7은 순환잔골재 대체율에 따른 응결시간을 나타낸 그래프이다.

도 8은 순환잔골재 대체율에 따른 압축강도를 나타낸 그래프이다.

도 9는 순환잔골재 대체율에 따른 부착강도를 나타낸 그래프이다.

도 10은 순환잔골재 대체율에 따른 측면길이변화율을 나타낸 그래프이다.

도 11은 순환잔골재 대체율에 따른 중심축의 길이변화율을 나타낸 그래프이다.

Claims (3)

1. 잔골재 투입구(1)에 잔골재를 투입하는 단계;

   상기 투입단계에서 잔골재투입구에 투입된 잔골재를 로타리 건조기(3)에 통과시켜 건조하는 단계;

   상기 건조 단계에서 건조된 잔골재를 선별기(4)에서 각 입경별로 선별하여 저장 사일로(5)에 저장하는 단계; 및

   상기 저장단계에서 저장된 잔골재와 시멘트 및 무기질 혼화재를 혼합기(6)에서 혼합하는 단계를 포함하는 건조 모르타르의 제조방법에 있어서,

   상기 잔골재 투입단계는 일반잔골재와 순환잔골재를 구분하여 투입할 수 있도록 하며,

   상기 잔골재 투입단계와 건조단계 사이에 정량공급장치(2)에 의해 일반잔골재에 대한 순환잔골재의 대체율을 잔골재 전체중량을 기준으로 10~30% 조절하는 단계를 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 건조 모르타르 제조방법.
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3. 삭제

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