KR101015262B1

KR101015262B1 - 폐기물의 재활용에 의한 건설용 블록의 제조방법

Info

Publication number: KR101015262B1
Application number: KR20080086417A
Authority: KR
Inventors: 최규영
Original assignee: 최규영
Priority date: 2008-09-02
Filing date: 2008-09-02
Publication date: 2011-02-18
Also published as: KR20100027480A

Abstract

본 발명은 산업폐기물을 가열하고 분쇄하여 충전재를 형성하는 충전재 형성단계; 장석과 규석 성분을 포함하는 장석-규석 혼합물과 폐석분을 혼합하여 고결재를 형성하는 고결재 형성단계; 충전재 및 고결재를 혼합하여 블록의 형상을 갖춘 소성전 혼합물을 형성하는 소성전 혼합물 형성단계; 소성전 혼합물을 가열하여 소성하는 소성단계;를 포함하는 폐기물의 재활용에 의한 건설용 블록의 제조방법을 제시함으로써, 강도가 충분하고, 폐기물의 독성 문제를 해소된 블록을 제조할 수 있도록 함에 따라, 건설비용의 절감 및 폐기물의 재활용이라는 일거양득의 효과를 얻을 수 있도록 한다.

건설, 자재, 폐기물

Description

폐기물의 재활용에 의한 건설용 블록의 제조방법{MANUFACTURING METHOD FOR BLOCK USING WASTE}

본 발명은 건설에 사용되는 재료의 제조방법에 관한 것이다.

각종 폐기물, 재생골재 등 산업폐기물의 재활용에 의해 건설자재를 제조하기 위한 방법에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.

건설에는 많은 양의 블록, 패널 등이 내/외장재로 사용되는바, 이러한 건설자재의 제조는 건설비용의 절감 및 폐기물의 재활용이라는 일거양득의 효과를 얻을 수 있기 때문이다.

그러나, 종래의 방식에 의해 제조된 재활용 건설자재는 강도가 충분하지 않다는 점, 폐기물의 독성 문제를 해소하지 못하였다는 점 등의 문제가 있었는바, 실용화에 이르지 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 강도가 충분하고, 폐기물의 독성 문제를 해소된 블록을 제조할 수 있도록 함에 따라, 건설비용의 절감 및 폐기물의 재활용이라는 일거양득의 효과를 얻을 수 있도록 하는 건설용 블록의 제조방법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 산업폐기물을 가열하고 분쇄하여 충전재를 형성하는 충전재 형성단계; 장석과 규석 성분을 포함하는 장석-규석 혼합물과 폐석분을 혼합하여 고결재를 형성하는 고결재 형성단계; 상기 충전재 및 고결재를 혼합하여 블록의 형상을 갖춘 소성전 혼합물을 형성하는 소성전 혼합물 형성단계; 상기 소성전 혼합물을 가열하여 소성하는 소성단계;를 포함하는 폐기물의 재활용에 의한 건설용 블록의 제조방법을 제시한다.

상기 산업폐기물은 제지 슬러지, 석탄회, 생활폐기물, 하수 오니, 건설폐기물 중 하나 또는 2 이상을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 충전재 형성단계는 상기 산업폐기물을 600~800℃로 가열하는 것이 바람직하다.

상기 충전재 형성단계는 상기 가열된 산업폐기물을 직경 0.1~1.5mm의 크기로 분쇄하는 것이 바람직하다.

상기 고결재 형성단계는 상기 고결재에서 석영의 양이 30~60 중량%가 되도 록, 상기 장석-규석 혼합물과 상기 폐석분의 혼합비율을 조절하는 것이 바람직하다.

상기 장석-규석 혼합물은 장석 60~80 중량%, 규석 20~40 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 소성전 혼합물 형성단계는 모래를 더 혼합하는 것이 바람직하다.

상기 소성전 혼합물은 상기 충전재 30~60중량%, 상기 폐석분 20~50중량%, 상기 모래 5~49중량%, 상기 장석-규석 혼합물 0.05~1중량%를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 소성전 혼합물은 상기 충전재 40~50중량%, 상기 폐석분 30~40중량%, 상기 모래 8~10중량%, 상기 장석-규석 혼합물 0.1~0.2중량%를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 소성단계는 상기 소성전 혼합물을 1200~1300℃로 가열하여 소성하는 것이 바람직하다.

상기 소성단계는 상기 소성전 혼합물을 6~7시간 가열하여 소성하는 것이 바람직하다.

상기 소성전 혼합물 형성단계와 상기 소성단계 사이에는, 상기 소성전 혼합물 중 다른 종류를 상호 적층하여 성형하는 단계가 포함된 것이 바람직하다.

본 발명은 강도가 충분하고, 폐기물의 독성 문제를 해소된 블록을 제조할 수 있도록 함에 따라, 건설비용의 절감 및 폐기물의 재활용이라는 일거양득의 효과를 얻을 수 있도록 하는 건설용 블록의 제조방법을 제시한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 건설용 블록의 제조방법은 기본적으로, 산업폐기물을 가열하고 분쇄하여 충전재를 형성하는 충전재 형성단계; 장석과 규석 성분을 포함하는 장석-규석 혼합물과 폐석분을 혼합하여 고결재를 형성하는 고결재 형성단계; 상기 충전재 및 고결재를 혼합하여 블록의 형상을 갖춘 소성전 혼합물을 형성하는 소성전 혼합물 형성단계; 상기 소성전 혼합물을 가열하여 소성(燒成)하는 소성단계;를 포함하여 구성된다.

즉, 이는 도자기의 제조 원리를 이용한 것으로서, 도자기의 원료인 점토에 해당하는 충전재를 폐기물의 가열 및 분쇄에 의해 형성하고, 또 다른 원료인 유약에 해당하는 고결재를 장석-규석 혼합물과 폐석분의 혼합에 의해 형성한 후, 이들을 혼합하고 고온에서 소성함으로써, 건설용 블록을 제조하도록 한 것이다.

제지 슬러지, 석탄회, 생활폐기물, 하수 오니, 건설폐기물 등의 산업폐기물을 600~800℃ 정도의 온도에서 가열하는 경우, 탄소 성분 및 독성이 제거되고, 가열 후 롤 분쇄기 등에 의해 직경 0.1~1.5mm의 크기로 분쇄하면 블록 제조용 충전재로 사용하기에 적합한 물성을 가지게 된다.

폐석분은 채석장, 석재 제조 공장 등에서 대량으로 발생하는 폐기물로서, 석영, 장석, 운모, 인회석, 티타나이트, 갈렴석, 자철석 등의 성분을 포함하는 것이다.

본 발명에 의한 제조방법은 이러한 폐석분을 고결재로 활용하기 위하여, 장석-규석 혼합물을 혼합하는데, 이는 고결재에서 석영의 양이 30~60 중량%가 되도록 하여, 소성시 유약의 역할을 확실히 수행하고, 제조되는 블록이 충분한 강도를 확보하도록 하기 위함이다.

이를 위하여 장석-규석 혼합물은 장석 60~80 중량%, 규석 20~40 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.

기타 운모, 인회석, 티타나이트, 갈렴석, 자철석 등의 성분이 어느 정도씩 포함되는가에 따라, 제조된 블록의 색깔, 무늬, 질감, 광택 등의 물성이 다르게 나타난다.

따라서 수집된 폐기물의 종류에 따라 다양한 종류의 건설용 블록을 제조하는 것이 가능하다.

또한 이와 같은 서로 다른 종류의 소성전 혼합물을 상호 적층하여 성형한 상태에서 소성 공정을 거치는 경우, 하나의 블록이 여러 종류의 모양, 색깔 등을 가지게 되는바, 더욱 다양한 형태의 블록을 제조하는 것이 가능하다는 장점이 있다.

상술한 충전재 및 고결재의 혼합에 의해서도, 충분히 건설용 블록을 제조할 수 있으나, 소성전 혼합물 형성단계에서 모래를 더 혼합하는 경우, 더욱 밀실한 블록을 제조할 수 있다.

실험 결과, 바람직한 소성전 혼합물의 배합비는, 충전재 30~60중량%, 폐석분 20~50중량%, 모래 5~49중량%, 장석-규석 혼합물 0.05~1중량%의 비율인 것으로 나타났다.

더욱 바람직한 배합비는 충전재 40~50중량%, 폐석분 30~40중량%, 모래 8~10중량%, 장석-규석 혼합물 0.1~0.2중량%인 것으로 나타났다.

소성단계는 위 소성전 혼합물을 고온에서 가열하여, 폐기물에 포함된 독성을 완전히 제거하는 한편, 블록이 충분한 강도를 갖도록 고결시키는 과정을 의미한다.

이를 위해서는 1200~1300℃ 정도에서 소성전 혼합물을 6~7시간 가열하는 것이 적절한 것으로 나타났다.

이와 같이 제조된 건설용 블록은 건축용 내/외장재는 물론, 화강석 질감의 판재, 보도블록, 경계석 등 다양한 용도로 사용될 수 있다.

[실시예 1]

하수 오니, 산업폐기물(적벽돌)을 600℃로 가열 후 분쇄하여 충전재를 형성하고(30중량%), 장석-규석 혼합물(0.2중량%)과 폐석분(포천 화강암, 55중량%)을 혼합하여 고결재를 형성한 후, 이들의 혼합물에 모래(10중량%)를 추가하여, 1,200℃에서 7시간 가열하였다.

도 1,2는 위와 같은 공정에 의해 얻은 건설용 블록으로서, 대리석과 같은 외장재의 효과를 얻을 수 있었다.

[실시예 2]

하수 오니, 기타 생활폐기물을 700℃로 가열 후 분쇄하여 충전재를 형성하고(30중량%), 장석-규석 혼합물(0.1중량%)과 폐석분(45중량%)을 혼합하여 고결재를 형성한 후, 이들의 혼합물에 모래(20중량%)를 추가하여, 1,300℃에서 7시간 가열하였다.

도 3,4는 위와 같은 공정에 의해 얻은 건설용 블록으로서, 보도블록 등으로 사용하기에 적합한 재질을 얻을 수 있었다.

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

도 1 이하는 본 발명에 의한 제조방법에 의해 생산된 건설용 블록의 실시예를 촬영한 사진으로서,

도 1,2는 제1실시예의 사진들.

도 3,4는 제2실시예의 사진들.

Claims

산업폐기물을 가열하고 분쇄하여 충전재를 형성하는 충전재 형성단계;

장석과 규석 성분을 포함하는 장석-규석 혼합물과 폐석분을 혼합하여 고결재를 형성하는 고결재 형성단계;

상기 충전재 및 고결재를 혼합하여 블록의 형상을 갖춘 소성전 혼합물을 형성하는 소성전 혼합물 형성단계;

상기 소성전 혼합물을 가열하여 소성하는 소성단계;를 포함하고,

상기 고결재 형성단계는 상기 고결재에서 석영의 양이 30~60 중량%가 되도록, 상기 장석-규석 혼합물과 상기 폐석분의 혼합비율을 조절하는 것이며,

상기 장석-규석 혼합물은 장석 60~80 중량%, 규석 20~40 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 재활용에 의한 건설용 블록의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 산업폐기물은 제지 슬러지, 석탄회, 생활폐기물, 하수 오니, 건설폐기물 중 하나 또는 2 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 재활용에 의한 건설용 블록의 제조방법.
제2항에 있어서,

상기 충전재 형성단계는 상기 산업폐기물을 600~800℃로 가열하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 재활용에 의한 건설용 블록의 제조방법.
제3항에 있어서,

상기 충전재 형성단계는 상기 가열된 산업폐기물을 직경 0.1~1.5mm의 크기로 분쇄하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 재활용에 의한 건설용 블록의 제조방법.
삭제
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제1항에 있어서,

상기 소성전 혼합물 형성단계는 모래를 더 혼합하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 재활용에 의한 건설용 블록의 제조방법.
제7항에 있어서,

상기 소성전 혼합물은

상기 충전재 30~60중량%, 상기 폐석분 20~50중량%, 상기 모래 5~49중량%, 상기 장석-규석 혼합물 0.05~1중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 재활용에 의한 건설용 블록의 제조방법.
제8항에 있어서,

상기 소성전 혼합물은

상기 충전재 40~50중량%, 상기 폐석분 30~40중량%, 상기 모래 8~10중량%, 상기 장석-규석 혼합물 0.1~0.2중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 재활용에 의한 건설용 블록의 제조방법.
제1항에 있어서,

상기 소성단계는 상기 소성전 혼합물을 1200~1300℃로 가열하여 소성하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 재활용에 의한 건설용 블록의 제조방법.
제10항에 있어서,

상기 소성단계는 상기 소성전 혼합물을 6~7시간 가열하여 소성하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 재활용에 의한 건설용 블록의 제조방법.
산업폐기물을 가열하고 분쇄하여 충전재를 형성하는 충전재 형성단계;

장석과 규석 성분을 포함하는 장석-규석 혼합물과 폐석분을 혼합하여 고결재를 형성하는 고결재 형성단계;

상기 충전재 및 고결재를 혼합하여 블록의 형상을 갖춘 소성전 혼합물을 형성하는 소성전 혼합물 형성단계;

상기 폐석분의 종류를 다르게 혼합하여 다른 종류의 상기 소성전 혼합물을 형성하는 다른 종류의 소성전 혼합물 형성단계;

상기 소정전 혼합물과 상기 다른 종류의 소성전 혼합물을 상호 적층하여 성형하는 단계;

성형된 상기 소성전 혼합물의 적층물을 가열하여 소성하는 소성단계;를

포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물의 재활용에 의한 건설용 블록의 제조방법.