KR101022895B1 - Protective block for roadside tree and manufacture method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 바텀 애쉬를 이용한 가로수 보호용 블록 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 석탄 화력 발전소에서 발생하는 바텀 애쉬를 골재를 사용하여 시멘트나 수지 등의 바인더 대신에 금속인산염 바인더를 사용하여 투수성, 내열성, 강도 및 내동해성 등이 우수한 가로수 보호용 블록 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a block for roadside protection using a bottom ash and a method for manufacturing the same, in particular, the bottom ash generated in a coal-fired power plant using aggregate aggregates using a metal phosphate binder instead of a binder such as cement or resin, and water permeability and heat resistance. The present invention relates to a block for roadside protection having excellent strength, freeze resistance, and the like, and a manufacturing method thereof.
일반적으로 도로의 양측면 또는 일측면에는 가로수가 설치되거나 혹은 도로의 중앙에 중앙 화단을 통해 가로수를 식재하여 친환경을 유지하고 특히 도로상에서 발생되는 매연의 정화를 위해 많은 가로수가 식목된다.Generally, trees are installed on both sides or one side of the road, or trees are planted in the center of the road through a central flower bed to maintain eco-friendliness, and in particular, many trees are planted for the purification of smoke generated on the road.
이에 상기 가로수 보호용 블록은 식목된 가로수의 주변 나지 손상을 방지하고 나무 뿌리를 보호하는 기능을 수행하며 다양한 종류의 보호블록이 사용되고 있는 실정이다.Accordingly, the roadside protection block performs a function of preventing damage to surrounding trees of the tree planted and protecting tree roots, and various types of protection blocks are used.
이러한 관계로 가로수가 식재된 곳에는 가로수 보호대 및 보호용 블록이 설치되는데 단순히 흙이 그대로 보이게 설치되거나 가로수의 생장에 도움을 주도록 콘크리트로 제작된 블록보다는 합성수지재의 보호블록을 설치하여 상술한 가로수를 보호하게 된다.Due to this relationship, roadside guards and protection blocks are installed where planted trees are planted, so that the soil can be seen as it is or to protect the above-mentioned trees by installing protective blocks of synthetic resin materials rather than blocks made of concrete to help the tree grow. do.
즉, 도로변의 가로수 보호를 위해서 나무 밑 부분의 일정 면적은 식물성장을 위해 토양을 대기 중에 노출시키고 우수 등에 의해 토양이 유실되지 않도록 여러 가지 형태의 다공성의 투수성 콘크리트 제품이나 철재 주물제품을 덮개로 사용한다. In other words, to protect the roadside road, a certain area of the bottom part of the tree is covered with various types of porous permeable concrete products or cast iron products that cover the soil in the atmosphere for plant growth and prevent the soil from being lost by rainwater. use.
이러한 가로수 보호용 블록의 일 예는 도 1에 도시된 바와 같이, 연결블록(100)의 일측면에 형성되어 지반(토양) 또는 보도블록 일측이 유입되어 걸림되도록 형성되는 지지고정턱(200)과 상기 연결블록(100)의 상단면에 마련되되, 단면이 도형으로 형성되는 장식면(300)으로 구성되어 이루어진다.An example of such a road block protection block is formed on one side of the
여기에 사용되는 골재는 보통 하상 골재나 암석을 파쇄한 인공골재 혹은 제강 슬러그를 일정 입도로 분급한 골재를 사용하고 있다. Aggregates used here are usually used aggregates classified into bed granules, artificial aggregates crushed rocks or steelmaking slugs to a certain granularity.
한편 석탄 화력 발전소의 보일러 내벽에 부착되어 발생하는 바텀 애쉬는 그 표면이 거칠고 다공성이며 내마모성이 우수하여 투수성 콘크리트의 제조에 적합하다. On the other hand, the bottom ash generated by attaching to the inner wall of the boiler of the coal-fired power plant is rough, porous and excellent wear resistance is suitable for the production of permeable concrete.
일반적으로 무기물 골재로 구성된 투수성 콘크리트는 여러 입도의 골재에 시멘트, 미립의 무기질 분말, 감수제 등의 시멘트 혼화제와 물을 혼합하여 경화시켜 제조하는 방법을 채택하고 있다. In general, water-permeable concrete composed of inorganic aggregates adopts a method of hardening by mixing water with cement admixtures such as cement, fine inorganic powder, and water reducing agent on aggregates of various particle sizes.
바텀 애쉬를 골재로 사용한 콘크리트 조성물과 그 제조방법에 관하여 많은 기술개발이 이루어져 왔으며 특히 투수성 콘크리트 제품에 대하여는 특허문헌 1에 개시되어 있다.Many technical developments have been made with respect to the concrete composition using the bottom ash as an aggregate and a method for producing the same, and in particular, a permeable concrete product is disclosed in Patent Document 1.
즉 특허문헌 1은 투수성 콘크리트 조성물에 관한 것으로서, 포틀랜드 시멘트 20∼25 중량%, CSA계 시멘트 2∼4 중량%, 브레인 입도가 4,000∼5,000 ㎠/g인 미분말 플라이 애쉬 3∼6 중량%, 브레인 입도가 4,000∼5,000 ㎠/g인 고로 슬래그 3∼6 중량% 및 굵은 골재로서 입경이 5∼20㎜인 바텀 애쉬 60∼70 중량%를 포함하는 투수성 콘크리트 조성물에 대해 개시하고 있다.That is, Patent Document 1 relates to a water-permeable concrete composition, 20 to 25% by weight of Portland cement, 2 to 4% by weight of CSA cement, 3 to 6% by weight of fine powder fly ash having a brain particle size of 4,000 to 5,000 cm 2 / g, and brain A water permeable concrete composition is disclosed which comprises 3 to 6% by weight of blast furnace slag having a particle size of 4,000 to 5,000 cm 2 / g and 60 to 70% by weight of bottom ash having a particle diameter of 5 to 20 mm as a coarse aggregate.
또 특허문헌 2에는 다양한 색상의 천연 골재 70-90 중량부, 고로 슬래그 5-15 중량부, 활성 플라이 애쉬 5-15 중량부, 가성석회 2.5-7.5 중량부로 혼합 구성되되, 골재의 상층부와 하층부는 각각 2-8㎜와 13-40㎜ 골재 크기의 슬러리로 이루어진 것을 특징으로 하는 복층형 투수평판이 기재되어 있으나 고온으로 양생하여야 제올라이트가 생성되기 때문에 에너지 소비가 높고, 활성 플라이 애쉬를 얻기 위해서 또 다른 열처리를 하여야 하기 때문에 경제적인 측면에서 경쟁력이 저하되는 문제점이 있었다.In addition, Patent Document 2 consists of 70-90 parts by weight of natural aggregates of various colors, blast furnace slag 5-15 parts by weight, active fly ash 5-15 parts by weight, caustic lime 2.5-7.5 parts by weight, the upper and lower parts of the aggregate Multi-layered permeable flat plates are described, which consist of 2-8 mm and 13-40 mm aggregate size slurries, respectively, but zeolite is produced after curing at high temperature, resulting in high energy consumption and another heat treatment to obtain active fly ash. Because of this, there was a problem that the economic competitiveness is lowered.
한편 주물제품은 사용 수명이 길고 견고하며 다양한 형태의 도안으로 제작이 가능하지만, 장기간 노출 시에 부식될 염려가 있으며 금속제품으로 제조비용이 고가인 단점이 있다. On the other hand, casting products have a long service life, are robust, and can be manufactured in various forms, but there is a risk of corrosion on prolonged exposure, and metal products are expensive to manufacture.
또한 상기한 시멘트 결합재를 사용한 투수성 콘크리트나 에폭시나 멜라민 수지 등을 결합제로 사용한 투수성 블록제품에 있어서는 수지 등이 바텀 애쉬의 다공성 공극을 메워 투수성 및 보수성을 저하시키는 우려가 있으며, 시멘트 등의 무기질 미세분말이 골재의 간극이나 표면을 피복함으로써 표면 거칠기나 제품의 외관상의 미려함을 저하시키는 경우도 있다. In addition, in permeable concrete products using the above cement binders and permeable block products using epoxy or melamine resins as binders, resins may fill the porous voids of the bottom ash, thereby reducing permeability and water retention. Inorganic fine powders may cover the gaps and surfaces of the aggregates, thereby reducing the surface roughness and the apparent beauty of the product.
따라서 종래의 시멘트나 수지 바인더의 단점을 보완할 수 있는 바텀 애쉬 골재의 바인더 개발이 필요하다. Therefore, it is necessary to develop a bottom ash aggregate binder that can compensate for the disadvantages of the conventional cement or resin binder.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 종래의 시멘트나 수지 등의 바인더를 사용한 투수성 재료의 문제점인 강도, 내동해성 등의 콘크리트의 제품의 문제점과 수지 등에 의한 공극이 메워지는 현상이 없고, 철제 가로수 블록인 경우의 부식되는 문제점을 제거할 수 있는 가로수 보호용 블록 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve the problems described above, the problem of the product of the concrete, such as strength, freeze resistance, such as problems of the water-permeable material using a binder such as cement or resin and voids due to resin, etc. The present invention provides a block for protecting roadside trees and a method of manufacturing the same, which does not have a filling phenomenon and can eliminate corrosion problems in the case of steel roadside blocks.
본 발명의 다른 목적은 제조비용이 비교적 저렴한 가로수 보호용 블록 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a block for roadside protection and a method of manufacturing the same, which are relatively inexpensive to manufacture.
본 발명의 다른 목적은 결합제로서 시멘트를 사용하지 않기 때문에 시멘트에서 발생되는 알칼리에 의해 가로수의 성장에 지장을 주는 문제가 발생되지 않는 가로수 보호용 블록 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a block for protecting roadside trees and a method of manufacturing the same, which does not cause a problem that prevents the growth of roadside trees by alkali generated from cement because no cement is used as a binder.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 가로수 보호용 블록의 제조방법은 (a) 바텀 애쉬, 금속인산염 바인더, 고화재, 강도 보강재를 혼합하는 공정, (b) 상기 (a) 공정에서 마련된 혼합물을 일정 크기의 형틀에 주입하여 진동기 상에 장착하고, 진동시켜 상기 형틀 내에 혼합물을 균일하게 분포시키는 공정, (c) 상기 (b) 공정에서 마련된 형틀 내의 혼합물을 가열한 후에 경화시키는 공정 및 (d) 상기 (c) 공정에서 상기 혼합물의 경화 후, 탈형하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a method for manufacturing a roadside protection block according to the present invention includes (a) mixing a bottom ash, a metal phosphate binder, a solidifying material, and a strength reinforcing material, and (b) a mixture prepared in the step (a). Injecting into a mold of size, mounted on a vibrator, and vibrating to uniformly distribute the mixture in the mold, (c) heating and curing the mixture in the mold provided in step (b), and (d) the (c) after the curing of the mixture in the step, characterized in that it comprises a step of demolding.
또 본 발명에 따른 가로수 보호용 블록의 제조방법에 있어서, 상기 (a) 공정에서 상기 바텀 애쉬, 금속인산염 바인더, 고화재, 강도 보강재는 각각 바텀 애쉬 70∼80중량%, 금속인산염 바인더 5∼15중량%, 고화재로 금속산화물 2∼5중량% 또는 비정형 알루미나 규산염으로서 화력발전소 및 도시 폐기물 소각로에서 발생하는 플라이 애쉬 1∼19중량%, 강도 보강재 0∼5.0중량%로 배합되는 것을 특징으로 한다.In the method for manufacturing a roadside protection block according to the present invention, in the step (a), the bottom ash, the metal phosphate binder, the solidifying material, and the strength reinforcing material are respectively 70 to 80% by weight of the bottom ash and 5 to 15 weight of the metal phosphate binder. %, 2 to 5% by weight of metal oxide as solidifying material, or 1 to 19% by weight of fly ash generated from thermal power plant and municipal waste incinerator as amorphous alumina silicate, and 0 to 5.0% by weight of strength reinforcing material.
또 본 발명에 따른 가로수 보호용 블록의 제조방법에 있어서, 상기 바텀 애쉬는 화력발전소 또는 폐기물 소각로에서 발생하는 비정질 알루미나 규산염 물질로서 입경이 1㎜초과 3㎜이하, 3㎜초과 5㎜이하, 5㎜초과 10㎜이하로 분급하여 각각 별도의 제품군으로 마련된 것을 혼합하여 사용되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the method for manufacturing a roadside protection block according to the present invention, the bottom ash is an amorphous alumina silicate material generated in a thermal power plant or a waste incinerator, the particle diameter of more than 1mm, 3mm, 3mm, 5mm, 5mm It is characterized in that it is used by mixing less than 10㎜ classified as provided in each separate product line.
또 본 발명에 따른 가로수 보호용 블록의 제조방법에 있어서, 상기 금속인산염 바인더는 금속인산염, 규산소다, 산성 코로이달 실리카 및 수 분산성 수지를 혼합한 금속인산염 바인더이고, 상기 금속인산염은 인산알루미늄(Al(H2PO4)3), 인산마그네슘(Mg(H2PO4)2), 인산칼슘(Ca(H2PO4)2)을 단독 혹은 두 가지 이상을 혼합하여 사용하고, 상기 수 분산성 수지는 아크릴 수지 또는 알킬 알콕실 실란 화합물인 것을 특징으로 한다.In the method for manufacturing a roadside protection block according to the present invention, the metal phosphate binder is a metal phosphate binder mixed with a metal phosphate, sodium silicate, acidic coroidal silica and a water dispersible resin, wherein the metal phosphate is aluminum phosphate (Al (H 2 PO 4 ) 3 ), magnesium phosphate (Mg (H 2 PO 4 ) 2 ), calcium phosphate (Ca (H 2 PO 4 ) 2 ), alone or in combination of two or more thereof, The resin is characterized in that it is an acrylic resin or an alkyl alkoxyl silane compound.
또 본 발명에 따른 가로수 보호용 블록의 제조방법에 있어서, 상기 금속산화물은 알카리 금속 또는 알칼리 토금속의 산화물이나 수산화물인 것을 특징으로 한다.In the method for manufacturing a roadside protection block according to the present invention, the metal oxide is an oxide or hydroxide of an alkali metal or an alkaline earth metal.
또 본 발명에 따른 가로수 보호용 블록의 제조방법에 있어서, 상기 금속산화물은 MgO, CaO, Al(OH)3, Al2O3 중의 어느 하나인 것을 특징으로 한다.In addition, in the method for manufacturing a roadside protection block according to the present invention, the metal oxide is MgO, CaO, Al (OH) 3 , Al 2 O 3 It is characterized in that any one.
또 본 발명에 따른 가로수 보호용 블록의 제조방법에 있어서, 상기 강도 보강재는 유기 및 무기질 섬유로서 아크릴 섬유 또는 유리섬유인 것을 특징으로 한다.In the method for producing a block for roadside protection according to the present invention, the strength reinforcing material is characterized in that the acrylic and glass fibers as organic and inorganic fibers.
또 본 발명에 따른 가로수 보호용 블록의 제조방법에 있어서, 상기 (b) 공정에서 상기 진동기는 3∼5분간 작동되고, 상기 (c) 공정에서 가열은 5∼20분간 150∼250℃에서 실행되는 것을 특징으로 한다.In the method for manufacturing a roadside protection block according to the present invention, in the step (b), the vibrator is operated for 3 to 5 minutes, and in the step (c), the heating is performed at 150 to 250 ° C for 5 to 20 minutes. It features.
또한 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 가로수 보호용 블록은 상술한 가로수 보호용 블록의 제조방법에 의해 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the roadside protection block according to the present invention in order to achieve the above object is characterized in that formed by the manufacturing method of the above-described roadside protection block.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 가로수 보호용 블록 및 그 제조방법에 의하면, 바텀 애쉬를 골재로 사용하고 인산염 바인더를 결합재로 사용하여 투수성, 강도, 내동해성 등 물성이 우수하다는 효과가 얻어진다.As described above, according to the block for protecting road trees according to the present invention and a method for manufacturing the same, the bottom ash is used as an aggregate and the phosphate binder is used as a binder to obtain excellent effects such as water permeability, strength and freeze resistance.
또 본 발명에 따른 가로수 보호용 블록 및 그 제조방법에 의하면, 화력발전소에 폐기물로 다량 발생하는 바텀 애쉬를 골재로 사용하므로 그 제작 비용을 저감할 수 있다는 효과도 얻어진다.In addition, according to the block for protecting road trees according to the present invention and a method of manufacturing the same, since the bottom ash generated in a large amount as waste in a thermal power plant is used as aggregate, the effect of reducing the production cost is also obtained.
또 본 발명에 따른 가로수 보호용 블록 및 그 제조방법에 의하면, 결합재로서 시멘트를 사용하지 않으므로 가로수의 성장에 악영향을 주지 않는 효과도 얻어진다.Moreover, according to the block for roadside protection and its manufacturing method which concern on this invention, since cement is not used as a binder, the effect which does not adversely affect the growth of avenue is also acquired.
도 1은 가로수 보호용 블록의 일 예를 나타내는 도면
도 2는 바텀 애쉬 입자의 표면의 사진
도 3은 플라이 애쉬 입자의 표면의 현미경 사진
도 4는 본 발명에 따른 가로수 보호용 블록의 제조 과정을 설명하기 위한 공정도1 is a view showing an example of a roadside protection block
2 is a photograph of the surface of the bottom ash particles
3 is a micrograph of the surface of fly ash particles
Figure 4 is a process chart for explaining the manufacturing process of the roadside protection block according to the present invention
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.These and other objects and novel features of the present invention will become more apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
먼저 본 발명의 개념에 대해 설명한다.First, the concept of the present invention will be described.
일반적으로 석탄회분(애쉬)이란 소각(Incineration) 또는 연소(combustion) 후에 남아 있는 잔재물로 정의된다. 애쉬(Ash)의 대부분이 화력발전소에서 발생하고 있으며 그 이외에도 폐기물 소각로와 열병합 발전소 및 기타 산업현장에서 연소공정으로 인하여도 발생되고 있다. 애쉬는 연소물의 잔재물이라는 점에서 곧 무기물질(예, SiO2, Al2O3, Fe2O3)로서 재활용 가능한 재료에 속한다.Coal ash (ash) is generally defined as residues remaining after incineration or combustion. The majority of ash is generated from thermal power plants, as well as from combustion incinerators, cogeneration plants and other industrial sites. Ash is an inorganic material (eg, SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 ) in that it is a remnant of combustion products and thus belongs to a recyclable material.
이러한 석탄분말을 연소하였을 때, 유기물은 연료로 연소됨과 동시에 무기물은 "재(애쉬)"로 남아 있게 된다. 재는 보일러 연통 내에 분산되는 상태에서 무거운 입자는 보일러 하부로 떨어지게 되고, 가벼운 입자는 계속해서 날아다니는 도중에 전기 집진기에 의해서 채취된다. 입자가 무거워서 하부로 낙진되는 재를 이른바 "바텀 애쉬"라고 부르고, 분산되어 날아다니다가 집진기에 의해서 채취되는 재를 "플라이 애쉬"라고 부른다.When these coal powders are burned, the organics are burned with fuel and the inorganics remain as "ash". As the ash is dispersed in the boiler flue, heavy particles fall to the bottom of the boiler and light particles are collected by an electrostatic precipitator on the fly. Ash that falls down due to heavy particles is called "bottom ash", and ashes that are scattered and fly away and are collected by a dust collector are called "fly ash".
대부분의 석탄회는 집진설비 내에서 포집되는 플라이 애쉬의 양이 약 60∼80% 정도이고, 나머지 20∼40% 정도가 보일러 저부에서 채취되는 바텀 애쉬이다.Most coal ash contains about 60 to 80% of the fly ash collected in the dust collector, and about 20 to 40% of the bottom ash is collected from the bottom of the boiler.
바텀 애쉬는 보일러의 벽면이나 예열기, 절단기 등에 부착되어 있다가 자중이나 부하변동 제진장치 등에 의하여 보일러 저부로 떨어져 호퍼(hopper)내에 집적된 후 분쇄기에 의해 분쇄된다. The bottom ash is attached to a wall of a boiler, a preheater, a cutter, and the like, and falls to the bottom of the boiler by self-weight or a load fluctuation damper, is integrated in a hopper, and then crushed by a grinder.
또, 바텀 애쉬 회수 시스템에는 기본적으로 직접 회처리방식(Direct Sluicing System), 탈수조 저장방식(Storing System in Dewatering Bin), 재순환방식(Water Recirculation System), 수침기계방식(Chain Conveyer System) 등이 알려져 있다.In addition, the bottom ash recovery system basically includes a direct sluicing system, a storage system in dewatering bin, a water recirculation system, and a chain conveyer system. have.
상술한 바와 같은 회수 시스템에 의해 회수된 바텀 애쉬는 짙은 회색의 고르지 못한 알갱이로 관찰되는데 입자표면은 다공질의 표면을 나타내고 있으며, 모래와 비슷하게 보이고 직경 5㎜이상의 크기를 가지는 불규칙한 형태의 입자이다.The bottom ash recovered by the above-mentioned recovery system is observed as a dark gray uneven grain. The particle surface shows a porous surface and is irregularly shaped particles having a size similar to sand and having a diameter of 5 mm or more.
바텀 애쉬의 주화학성분으로 SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, Na2O 및 K2O를 포함한다. 이중 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 산화철(Fe2O3)의 성분비가 각각 70.0∼45.4중량%, 28.3∼15.9중량%, 14.3∼2.0중량%의 순으로 바텀 애쉬의 화학성분들 중 많은 양을 차지하고 있다.The main chemicals of the bottom ash include SiO 2 , Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , CaO, MgO, Na 2 O and K 2 O. The chemical composition of the bottom ash in the order of the component ratio of double silica (SiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), and iron oxide (Fe 2 O 3 ) in the order of 70.0 to 45.4% by weight, 28.3 to 15.9% by weight, and 14.3 to 2.0% by weight, respectively. It accounts for a lot of people.
바텀 애쉬에는 플라이 애쉬나 고로 슬래그와 같이 많은 양의 유리상(Glass paste)을 포함하고 있지는 않지만 어느 정도 장기 강도에 영향을 줄 수 있는 정도의 유리상을 포함하고 있다.Bottom ash does not contain a large amount of glass paste, such as fly ash or blast furnace slag, but it does contain a glass phase that can affect long-term strength to some extent.
또한, 바텀 애쉬의 물리적 특성으로서, 바텀 애쉬의 색상은 대부분 회색을 띄고 있으며 짙은 황색과 검정색 회백색에 이르기까지 생성 환경에 따라 여러 색상을 띠고 있다. 미연탄소 입자는 검정색을 띠고, 실리카와 알루미나 성분이 많은 것은 회백색과 황색을 띠고 있다. 바텀 애쉬는 결합재 역할을 수행하기에는 입자모양이나 화학성분 등의 조건이 맞지 않는 실정이다. 또, 바텀 애쉬의 비중은 2.1에서 2.7정도이고, 바텀 애쉬의 건조중량은 720∼1600㎏/㎥이고 가소성은 없으며 흡수율은 2.0%-10.0%정도로 대단히 광범위하다.In addition, as a physical characteristic of the bottom ash, the color of the bottom ash is mostly gray, and has a variety of colors depending on the production environment, ranging from dark yellow to black gray-white. The unburned carbon particles are black in color, while the silica and alumina content is grayish white and yellow in color. Bottom ash does not meet the conditions such as particle shape or chemical composition to serve as a binder. In addition, the specific gravity of the bottom ash is about 2.1 to 2.7, the dry weight of the bottom ash is 720 ~ 1600kg / ㎥, the plasticity is absorptive, the absorption rate is 2.0% -10.0% is very wide.
즉, 바텀 애쉬는 다공성 골재로서, 1∼15㎜, 바람직하게는 1∼10㎜의 입도로 분급하여 사용한다.In other words, the bottom ash is a porous aggregate, classified and used at a particle size of 1 to 15 mm, preferably 1 to 10 mm.
표 1은 이와 같은 바텀 애쉬의 화학조성을 나타낸 것이다. 화학침출 시험결과 As, Hg, Pb, Cd, 등의 유해 중금속 용출은 전무한 것으로 확인되었다.Table 1 shows the chemical composition of the bottom ash. As a result of the chemical leaching test, no significant heavy metal leaching such as As, Hg, Pb, Cd, etc. was found.
도 2는 바텀 애쉬 입자의 사진으로서 표면에 많은 다공성 공극이 형성되어 있음을 알 수 있다.
2 is a photograph of the bottom ash particles, it can be seen that many porous pores are formed on the surface.
본 발명에서는 상술한 바와 같이, 석탄 화력 발전소에서 발생되는 바텀 애쉬를 골재로 사용하고, 시멘트나 수지 등의 바인더를 사용하지 않고 금속 인산염을 주성분으로 하는 금속인산염 바인더를 사용하여 투수성, 내열성, 강도, 및 내동해성 등이 우수한 가로수 보호용 블록을 제조한다.In the present invention, as described above, using the bottom ash generated in the coal-fired power plant as aggregate, using a metal phosphate binder mainly composed of metal phosphate without using a binder such as cement or resin, water permeability, heat resistance, strength A block for roadside protection having excellent, and freeze resistance is manufactured.
즉, 본 발명에서는 일정 입도의 바텀 애쉬 골재를 주조성 재료로 사용하고, 바인더로는 금속인산염에 기타 첨가제가 혼합된 재료를 사용하고, 고화재로는 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 산화물 및 수산화물 또는 플라이 애쉬 등의 알루미나 규산염과 강도 보강재로 유기 및 무기질 섬유를 사용하여 겉보기가 미려한 다양한 형태의 가로수 보호용 블록을 제조한다.That is, in the present invention, a bottom ash aggregate having a certain particle size is used as a castable material, a material in which a metal phosphate is mixed with other additives is used, and as a solidified material, an oxide, hydroxide, or ply of an alkali metal or an alkaline earth metal is used. Alumina silicates such as ash and organic and inorganic fibers are used as strength reinforcing materials to produce various types of roadside protection blocks with a beautiful appearance.
본 발명에서 바텀애쉬는 발전소에서 분쇄하여 폐기되는 상태를 그대로 체질하여 일정 입도의 제품군을 조성한 1∼15㎜, 바람직하게는 1∼10㎜ 입도로 분급한 것을 다시 체질하여 1㎜초과 3㎜이하, 3㎜초과 5㎜이하, 5㎜초과 10㎜이하로 입도분포가 비교적 균일하도록 하여 사용한다.In the present invention, the bottom ash is sifted to 1 to 15 mm, preferably 1 to 10 mm particle size, which sieves a state in which it is pulverized and discarded in a power plant, thereby forming a product of a certain particle size, and more than 1 mm and 3 mm or less, It is used to make the particle size distribution relatively uniform to be over 3mm and below 5mm and above 5mm and below 10mm.
즉, 본 발명에 사용하는 바텀 애쉬는 제품의 모양(표면의 거칠기 정도)이나 요구되는 투수량에 따라 입경이 1㎜초과 3㎜이하인 제품, 3㎜초과 5㎜이하인 제품, 5㎜초과 10㎜이하인 제품을 각각 제조하게 된다. 여기서 입경이 큰 제품일수록 투수량이 커지게 된다.That is, the bottom ash used in the present invention is a product having a particle diameter of more than 1 mm and less than 3 mm, a product of more than 3 mm and less than 5 mm, a product of more than 5 mm and less than 10 mm, depending on the shape (surface roughness degree) of the product or the required permeability. Each will be prepared. In this case, the larger the particle size, the larger the permeability.
바텀애쉬의 배합량은 가로수 보호용 블록의 전체에 대한 구성비의 70∼80중량%이다. The compounding quantity of bottom ash is 70 to 80 weight% of the composition ratio with respect to the whole block for roadside protection.
바인더는 금속인산염을 사용하고, 금속 인산염의 종류로는 인산알루미늄(Al(H2PO4)3), 인산마그네슘(Mg(H2PO4)2), 인산칼슘(Ca(H2PO4)2) 을 단독 혹은 두 가지 이상을 혼합하여 사용한다.The binder is metal phosphate, and the metal phosphate type is aluminum phosphate (Al (H 2 PO 4 ) 3 ), magnesium phosphate (Mg (H 2 PO 4 ) 2 ), calcium phosphate (Ca (H 2 PO 4 ) 2 ) are used alone or in combination of two or more.
여기에 첨가제로서 규산소다, 산성 코로이달 실리카 및 수 분산성 수지(아크릴 수지, 알킬 알콕실 실란 화합물) 등을 혼합하여 내열성, 내오염성, 내수성, 안정성 및 강한 접착성을 갖는 금속인산염 바인더를 제조하여 사용한다.As a additive, sodium silicate, acidic coroidal silica, and water dispersible resin (acrylic resin, alkyl alkoxyl silane compound), etc. are mixed to prepare a metal phosphate binder having heat resistance, fouling resistance, water resistance, stability, and strong adhesion. use.
상기와 같은 금속인산염 바인더의 구성은 금속인산염 90중량%, 첨가제 10중량%의 비율로 혼합된 재료를 40∼60%, 바람직하게는 50%의 수용액 상태로 제조하여 사용한다.The composition of the metal phosphate binder as described above is used to prepare a material mixed in the ratio of 90% by weight of metal phosphate, 10% by weight of additives in an aqueous solution of 40 to 60%, preferably 50%.
첨가제의 조성은 규산소다, 콜로이달 실리카 및 수지를 동량으로 배합한 것이다. 바인더의 첨가제는 전체 구성비의 5∼15중량%이고 최적 첨가량은 10∼13중량%이다.The composition of the additive is a mixture of sodium silicate, colloidal silica and a resin in the same amount. The additive of the binder is 5 to 15% by weight of the total composition ratio and the optimum addition amount is 10 to 13% by weight.
첨가제를 5% 미만으로 첨가하면 경화 속도가 느리고 최종 경화체의 강도가 저하되는 단점이 있으며, 15중량%을 초과하면 제조비용의 증가로 경제성이 저하될 우려가 있다.If the additive is added in less than 5%, there is a disadvantage in that the curing rate is slow and the strength of the final cured product is lowered. If the additive is more than 15% by weight, the economical efficiency may be lowered due to an increase in manufacturing cost.
또 고화재는 금속인산염 바인더의 경화를 촉진하기 위하여 물에 대한 용해도가 극히 적은 MgO, CaO, Al(OH)3, Al2O3, 등의 알칼리금속 또는 알칼리 토금속의 산화물이나 수산화물 혹은 화력발전소 및 도시 폐기물 소각로에서 발생하는 플라이 애쉬 등의 비정형 알루미나 규산염을 사용한다. 첨가량은 MgO 등의 금속산화물 및 수산화물은 2∼5중량%, 화력발전소 및 도시 폐기물 소각로에서 발생하는 플라이 애쉬 등의 비정형 알루미나 규산염 1∼19중량%, 바람직하게는 5∼10중량%이다.In addition, the solid material is an oxide, hydroxide or thermal power plant of alkali or alkaline earth metals such as MgO, CaO, Al (OH) 3 , Al 2 O 3 , etc., which have very low solubility in water in order to promote curing of the metal phosphate binder. Atypical alumina silicates such as fly ash from municipal waste incinerators are used. The addition amount is 2 to 5% by weight of metal oxides and hydroxides such as MgO, and 1 to 19% by weight of amorphous alumina silicate such as fly ash generated in thermal power plants and municipal waste incinerators, preferably 5 to 10% by weight.
본 발명에서 사용되는 플라이 애쉬는 상술한 바와 같이 화력발전소의 석탄연소 시 석탄회분이 비산되어 전기집진기에 포집된 입경이 약 10㎛정도인 구상입자이다. 표 2는 플라이 애쉬의 화학조성을 나타낸다. 도 3은 플라이 애쉬의 현미경 사진으로서 입경이 비교적 균일한 구상입자로 구성되어 있음을 알 수 있다. The fly ash used in the present invention is a spherical particle having a particle size of about 10 μm that is collected in the electrostatic precipitator by scattering coal ash during coal combustion of a thermal power plant as described above. Table 2 shows the chemical composition of the fly ash. 3 is a micrograph of the fly ash, it can be seen that the particle diameter is composed of a relatively uniform spherical particles.
한편 강도 보강재로는 유기 및 무기질 섬유로 아크릴 섬유나 유리섬유 등을 사용하며, 그 첨가량은 0∼5.0중량%, 바람직하게는 0∼2.0중량%이다.
On the other hand, as the strength reinforcing material, acrylic fibers, glass fibers, and the like are used as organic and inorganic fibers, and the added amount thereof is 0 to 5.0% by weight, preferably 0 to 2.0% by weight.
이하, 본 발명의 구성을 도면에 따라서 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the structure of this invention is demonstrated according to drawing.
도 4는 본 발명에 따른 가로수 보호용 블록의 제조 과정을 설명하기 위한 공정도이다.Figure 4 is a process chart for explaining the manufacturing process of the roadside protection block according to the present invention.
먼저, 바텀 애쉬 70∼80중량%, 금속인산염 바인더 5∼15중량%, 고화재로 금속산화물 2∼5중량%, 화력발전소 및 도시 폐기물 소각로에서 발생하는 플라이 애쉬 등의 비정형 알루미나 규산염 1∼19중량%, 바람직하게는 5∼10중량%, 강도 보강재 0∼5.0중량%, 바람직하게는 0∼2.0중량%로 배합하여 혼합한다(S10).First, 70 to 80% by weight of bottom ash, 5 to 15% by weight of metal phosphate binder, 2 to 5% by weight of metal oxide as solid material, and 1 to 19% by weight of amorphous alumina silicate such as fly ash generated in thermal power plant and municipal waste incinerator. %, Preferably 5 to 10% by weight, strength reinforcing material 0 to 5.0% by weight, preferably 0 to 2.0% by weight to mix and mix (S10).
또 상기 바텀 애쉬의 입도는 입경이 1㎜초과 3㎜이하, 3㎜초과 5㎜이하, 5㎜초과 10㎜이하의 것을 각각 분급하여 별도의 제품군으로 마련한다. In addition, the particle size of the bottom ash is classified into more than 1mm and less than 3mm, more than 3mm and less than 5mm, more than 5mm and less than 10mm to prepare as a separate product line.
상기 단계 S10에서 혼합된 혼합물을 일정 크기의 형틀에 주입하여 진동기 상에 장착하고, 1∼10분간, 바람직하게는 약 3∼5 분간 진동시켜 형틀 내에 조성물이 균일하게 분포되도록 하여 형상을 갖추도록 한다(S20). 상기 형틀은 예를 들어 도 1에 도시된 블록과 같은 형태로서, 가로수가 식재된 위치의 형상, 크기 등에 따라 다양한 변경이 가능하므로, 그 형틀의 상태에 대해서는 특별히 한정하지 않는다. The mixture mixed in the step S10 is injected into a mold of a predetermined size, mounted on a vibrator, and vibrated for 1 to 10 minutes, preferably about 3 to 5 minutes, so that the composition is uniformly distributed in the mold to form a shape. (S20). For example, the mold has the same shape as the block shown in FIG. 1, and various modifications can be made depending on the shape, size, and the like of the position where the trees are planted. Therefore, the state of the mold is not particularly limited.
다음에 상기 형틀을 가열실로 이동하고, 5∼20분간 150∼250℃, 바람직하게는 약 10분간 200℃로 가열한 후 경화시킨다(S30).Next, the mold is moved to a heating chamber, heated at 150 to 250 ° C for 5 to 20 minutes, preferably at 200 ° C for about 10 minutes, and then cured (S30).
그 후, 형틀로부터 탈형시킨다(S40). 탈형 시기도 형틀의 크기나 높이 등에 따라 변경 가능하며, 탈형 처리시, 상온 상태로 온도가 저하될 때 실행하는 것이 바람직하다.Thereafter, the mold is demolded from the mold (S40). The demolding timing can also be changed according to the size, height, etc. of the die, and it is preferable to perform the demolding process when the temperature drops to a normal temperature state.
탈형된 제품은 햇볕이 직접 조사되지 않고 통풍이 잘되는 상온에서 7일 동안 경화시킨 후(S50) 압축강도를 측정하였다.
The demolded product was cured for 7 days at room temperature with good ventilation without direct sunlight (S50) and the compressive strength was measured.
표 3은 상기한 조성물의 구성비를 변화시켜 가면서 가로수 보호용 블록을 제조하여 그 물성을 조사한 결과를 나타낸 것이다. Table 3 shows the results of investigating the physical properties of the block for producing roadside protection while changing the composition ratio of the composition.
실시예
Example
A
A
B
B
C
C
D
D
E
E
(㎏/㎠)burglar
(Kg / cm2)
(10-1㎝/sec)Permeability coefficient
(10 -1 cm / sec)
주) A : 바텀 애쉬(3∼5㎜), B : 바인더((Al(H2PO4)3) C : 플라이 애쉬,Note) A: bottom ash (3 to 5 mm), B: binder ((Al (H 2 PO 4 ) 3 ) C: fly ash,
D : MgO, E : 폐합성 섬유, 비교예의 ※는 포틀랜드 시멘트
D: MgO, E: Waste synthetic fiber, Comparative example * Portland cement
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.As mentioned above, although the invention made by this inventor was demonstrated concretely according to the said Example, this invention is not limited to the said Example and can be variously changed in the range which does not deviate from the summary.
본 발명에 따른 가로수 보호용 블록은 투수성 및 고강도가 요구되는 가로수 보호뿐만 아니라 옥외 자재 등의 건축 내장재로의 활용에 이용된다.The roadside protection block according to the present invention is used not only for roadside protection requiring permeability and high strength, but also for utilization as building interior materials such as outdoor materials.
Claims (9)
(b) 상기 (a) 공정에서 혼합된 혼합물을 일정 크기의 형틀에 주입하여 진동기 상에 장착하고, 3∼5분간 진동시켜 상기 형틀 내에 혼합물을 균일하게 분포시키는 공정,
(c) 상기 (b) 공정에서 마련된 형틀 내의 혼합물을 150∼250℃에서 5∼20분간 가열한 후에 경화시키는 공정 및
(d) 상기 (c) 공정에서 경화시킨 후, 탈형하는 공정을 포함하고;
상기 (a)공정에서 금속인산염 바인더는 금속인산염, 규산소다, 산성 코로이달 실리카 및 수 분산성 수지를 혼합한 것으로서,
상기 금속인산염은 인산알루미늄(Al(H2PO4)3), 인산마그네슘(Mg(H2PO4)2), 인산칼슘(Ca(H2PO4)2)을 단독 혹은 두 가지 이상을 혼합하여 사용하고,
상기 수 분산성 수지는 아크릴 수지 또는 알킬 알콕실 실란 화합물인 것을 특징으로 하는 가로수 보호용 블록의 제조방법.(a) 70 to 80% by weight of the bottom ash aggregate, 5 to 15% by weight of metal phosphate binder, 2 to 5% by weight of metal oxide, 1 to 19% by weight of fry ash, and 1 to 5.0% by weight of strength reinforcing material as solidifying material Mixing process,
(b) injecting the mixture mixed in the step (a) into a mold of a predetermined size, mounted on a vibrator, and vibrating for 3 to 5 minutes to uniformly distribute the mixture in the mold,
(c) a step of curing the mixture in the mold provided in step (b) after heating at 150 to 250 ° C. for 5 to 20 minutes; and
(d) curing after the step (c) and demolding;
In the step (a), the metal phosphate binder is a mixture of metal phosphate, sodium silicate, acidic coroidal silica, and a water dispersible resin.
The metal phosphate may be aluminum phosphate (Al (H 2 PO 4 ) 3 ), magnesium phosphate (Mg (H 2 PO 4 ) 2 ), calcium phosphate (Ca (H 2 PO 4 ) 2 ) alone or a mixture of two or more thereof. To use,
The water dispersible resin is an acrylic resin or an alkyl alkoxyl silane compound, characterized in that the manufacturing method for the roadside protection block.
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