KR101282369B1 - 개질유황 콘크리트 혼합 공법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개질유황 콘크리트 혼합 공법에 관한 것으로, 구체적으로는 모바일 믹서기를 통하여 혼합된 후 슈트를 통하여 배출되는 개질유황이 함유된 콘크리트를 어디셔널(additional) 믹서기를 이용하여 재차 혼합되도록 함으로서 개질유황과 콘크리트가 원활하게 혼합될 수 있도록 하는 개질유황 콘크리트 혼합 공법에 관한 것이다.
본 발명은 모바일 믹서기에 콘크리트 및 개질 유황을 투입하여 1차로 혼합하는 단계와, 상기 모바일 믹서기를 통하여 1차 혼합되는 콘크리트를 슈트를 통하여 배출하는 단계와, 상기 슈트를 통하여 배출되는 콘크리트를 어디셔널(additional) 믹서기의 투입구를 통하여 투입하는 단계와, 상기 어디셔널 믹서기에 투입된 콘크리트를 2차로 혼합하는 단계 및 상기 2차로 혼합된 콘크리트를 어디셔널 믹서기의 배출구로 배출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 개질유황 콘크리트 혼합공법에 의하면, 콘크리트에 삽입되는 개질 유황을 보다 균일하게 콘크리트에 분포시킬 수 있어 콘크리트의 성능상향 및 내구성을 높이는 효과가 있다.
또한, 오거축에 규칙적 또는 불규칙적으로 믹서팁을 형성함으로서 콘크리트와 개질 유황의 혼합을 더욱더 향상시키는 효과가 있는 것이다.

Description

개질유황 콘크리트 혼합 공법{Mixing method of sulfur concrete}

본 발명은 개질유황 콘크리트 혼합 공법에 관한 것으로, 구체적으로는 모바일 믹서기를 통하여 혼합된 후 슈트를 통하여 배출되는 개질유황이 함유된 콘크리트를 어디셔널(additional) 믹서기를 이용하여 재차 혼합되도록 함으로서 개질유황과 콘크리트가 원활하게 혼합될 수 있도록 하는 개질유황 콘크리트 혼합 공법에 관한 것이다.

유황(sulfur)은 비금속 원소 중의 하나로써 천연 유황도 존재하나, 원유나 천연 가스의 탈황 과정 등에서 많이 발생된다.

원유나 천연 가스의 탈황 과정에서 발생되는 유황을 단순한 산업 폐기물로 처리하기 보다는 이를 다양한 산업분야에 활용하기 위한 많은 연구들이 진행되고 있다.

특히, 최근 유황을 시멘트를 대신하여 또는 시멘트와 함께 결합재로 이용하는 개질 유황 콘크리트 기술이 개발되어 이용되고 있다.

그러나 유황의 물성은 119℃ 이상의 온도에서 용해되고 상온에서는 고체인 성질을 가진다.

또한, 인화점이 207℃이고, 자연 발화 온도가 245℃로서 착화성을 가지는 등의 문제점이 있어, 건설용 자재 등 실제 다양한 산업 분야에 이용하기에는 어려운 단점이 있었다.

이러한 단점을 개량하기 위한 다양한 기술들이 개발되고 있으나, 유황의 물성상 반응 제어가 곤란하고 상온에서 급격하게 고상화되어 성형할 수 없는 등의 단점이 있다.

이러한 유황의 단점을 개선하여 다양한 산업 분야에 이용하고자 유황에 다양한 물질을 첨가하여 물성을 개선한 개질 유황 결합재에 대한 많은 연구와 개발 노력이 있으나 여전히 반응 제어가 곤란하고 상온에서 급격하게 고상화되어 성형할 수 없는 등의 단점을 가지고 있다.

이에 본 출원인은 종래의 개질 유황 결합재의 문제점을 극복할 수 있는 개질 유황 결합재 및 그 제조 방법 등에 관하여 2007년 6월 25일 특허출원(한국특허출원번호 제10-2007-0062430호)하였다.

본 출원인이 개발하여 특허출원한 수경성 개질 유황 결합재는 물의 증발 온도인 100℃이하의 온도에서 재용융이 가능한 물성을 지니며, 소수성을 가지는 개질 유황 결합재를 100℃ 이하의 물에 완전 용해시킬 수 있게 되었다.

또한, 유황과 첨가물의 첨가량의 범위에 따라 변화를 줄 수 있으며, 강도, 흡수력, 내화학성, 탄성, 내화성 및 비폭열성 등에서 우수한 성능을 가지게 되었다.

이와 같은 개질 유황을 콘크리트에 혼합하여 섞는 일반적인 방법은 콘크리트를 모바일 믹서기(레미콘 등의 중장비)를 통하여 시멘트, 물 및 개질 유황을 혼합한 후 슈트를 통하여 작업자가 필요로 하는 곳에 배출하여 사용하고 있다.

그러나 이와 같은 방법은, 모바일 믹서기의 내부가 비어있는 원통형의 믹서부의 내측에 콘크리트 및 개질유황을 투입하고 상기 믹서부를 회전하여 섞는 방법으로 개질 유황과 콘크리트가 균일하게 혼합되지 않는 문제점이 있으며, 이로 인하여 콘크리트의 품질이 저하되어 콘크리트의 내구성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 그 목적은 별도의 어디셔널 믹서기를 구비하여, 모바일 믹서기에서 1차적으로 혼합된 개질 유황과 혼 콘크리트를 상기 어디셔널 믹서기에서 2차로 혼합하여 균일하게 혼합할 수 있도록 하는 개질유황 콘크리트 혼합공법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 모바일 믹서기에 콘크리트 및 개질 유황을 투입하여 1차로 혼합하는 단계와, 상기 모바일 믹서기를 통하여 1차 혼합되는 콘크리트를 슈트를 통하여 배출하는 단계와, 상기 슈트를 통하여 배출되는 콘크리트를 어디셔널(additional) 믹서기의 투입구를 통하여 투입하는 단계와, 상기 어디셔널 믹서기에 투입된 콘크리트를 2차로 혼합하는 단계 및 상기 2차로 혼합된 콘크리트를 어디셔널 믹서기의 배출구로 배출하는 단계를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 어디셔널 믹서기는, 하나 이상의 오거축이 내장되고, 일측단부에 투입구 및 타측 하부에 배출구가 형성되는 하우징과, 상기 하우징의 하부에 구비되어 이동수단에 의하여 이동이 가능하도록 구비되는 휠 및 상기 오거축을 회전시키기 위하여 오거축과 연결되는 구동수단을 포함한다.

일 실시예에 있어서, 복수의 오거축은, 인접되는 오거축 간의 그 표면에 형성되는 오거날은 서로 180도의 위상 차이가 나도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 오거축은, 그 외주면의 소정구간에 규칙적 또는 불규칙적인 형태로 복수의 믹서팁을 더 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 하우징은, 상기 배출구측에 하우징의 각도를 조절하는 각도조절수단을 더 포함한다.

본 발명의 개질유황 콘크리트 혼합공법에 의하면, 콘크리트에 삽입되는 개질 유황을 보다 균일하게 콘크리트에 분포시킬 수 있어 콘크리트의 성능상향 및 내구성을 높이는 효과가 있다.

또한, 오거축에 규칙적 또는 불규칙적으로 믹서팁을 형성함으로서 콘크리트와 개질 유황의 혼합을 더욱더 향상시키는 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 개질유황 콘크리트 혼합공법의 공정순서를 나타낸 공정도이다.
도 2는 본 발명의 개질유황 콘크리트 혼합공법의 어디셔널 믹서기의 모습을 나타낸 측면도이다.
도 3은 도 2의 평면도이다.
도 4는 도 2의 저면 및 평면을 나타내 보인 도면이다.
도 5는 도 2의 오거축의 모습을 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 2의 정단면도이다.
도 7은 본 발명의 개질유황 콘크리트 혼합공법의 변형예를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7의 사용상태도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 개질유황 콘크리트 혼합공법을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 개질유황 콘크리트 혼합공법의 공정순서를 나타낸 공정도이고, 도 2는 본 발명의 개질유황 콘크리트 혼합공법의 어디셔널 믹서기의 모습을 나타낸 측면도이며, 도 3은 도 2의 평면도이고, 도 4는 도 2의 저면 및 평면을 나타내 보인 도면이며, 도 5는 도 2의 오거축의 모습을 나타낸 사시도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 개질유황 콘크리트 혼합공법은, 우선 작업자는 모바일 믹서기(미도시)에 콘크리트 및 개질 유황을 투입하여 1차로 혼합(S10)하게 된다.

이후 상기 모바일 믹서기를 통하여 1차 혼합되는 콘크리트를 슈트를 통하여 배출(S20)하게 된다. 도면에 구체적으로 도시되진 않았지만 상기 슈트는 모바일 믹서기의 배출부에 장착되어 배출되는 콘크리트를 원하는 위치로의 배출을 안내하기 위한 것이다.

이후, 상기 슈트를 통하여 배출되는 콘크리트를 어디셔널(additional) 믹서기의 투입구(21)를 통하여 투입(S30)하게 된다. 상기 투입구(21)는 호퍼 형상으로 형성되며, 상기 슈트를 통하여 배출되는 콘크리트가 상기 투입구(21)를 통하여 어디셔널 믹서기(100)의 내측으로 유입되는 것이다.

한편, 상기 어디셔널 믹서기(100)는, 하나 이상의 오거축(10)이 내장되는 하우징(20)과, 상기 하우징(20)은 일측단부에 투입구(21)와, 타측 하부에 배출구(22)가 형성(도 4 참조)된다. 또한, 후술할 지지판(31)에 올려져 지지되도록 하기 위한 복수의 지지수단(23)이 구비된다. 여기서 상기한 도 4는 중심을 기준으로 좌측은 상기 어디셔널 믹서기(100)의 저면을 나타낸 것이고, 우측은 평면을 도시한 것이다.

한편, 상기한 오거축(10)은 콘크리트의 양에 따라 단수 또는 복수로 구비될 수 있다. 콘크리트의 양이 비교적 적을 시에는 오거축을 단수로 구비하여 작업이 가능한 것이고, 콘크리트의 양이 비교적 많을 시에는 둘 이상으로 구비하여 사용할 수 있는 것으로 작업량 또는 콘크리트의 사용량에 따라 조절이 가능한 것이다. 도면에는 2개의 오거축(10)이 서로 평행하도록 형성되되, 오거날(11)은 서로 180도의 차이를 두고 회전되도록 하기 위하여 대칭된 형태로 배치된다. 이는 반죽된 콘크리트가 전진하면서 오므렸다 펼쳐졌다를 반복하도록 하여 혼합이 더욱 잘 이루어지도록 하기 위한 것이다. 또한, 상기 오거축(10)은 각각의 일단부가 후술할 구동수단(40)과 기어결합 또는 풀리결합에 의하여 구동되는 것이며, 오거축이 단수로 구비될 경우에는 직접 구동수단에 오거축이 결합되는 것이다.

상기 하우징(20)의 하부에 구비되어 이동수단에 의하여 이동이 가능하도록 구비되는 휠(30)이 구성되고, 상기 휠(30) 및 하우징(20)의 사이에는 상기 하우징(20)을 지지하는 지지판(31)이 구비된다. 상기 지지판(31)의 일측단에는 중장비 및 차량에 거치시켜 이동이 용이하도록 하기 위한 이동용 핀(32)이 더 구비된다.

또한, 상기 오거축(10)을 회전시키기 위하여 오거축(10)과 연결되는 구동수단(40)이 구비된다. 상기 구동수단(40)은 도면에서 전기식의 모터로 도시되어 있지만, 연료를 사용하도록 구비되는 엔진식으로도 구비될 수 있다.

한편, 상기 오거축(10)은, 그 외주면의 소정구간에 규칙적 또는 불규칙적인 형태로 복수의 믹서팁(12)이 더 구비될 수 있다. 이는 콘크리트와 개질 유황을 보다 효과적으로 분포되도록 혼합시키기 위한 것이다.

이후, 상기 어디셔널 믹서기(100)에 투입된 콘크리트를 2차로 혼합(S40)하게 된다. 이 때 상기 믹서팁(12)에 의해 콘크리트와 개질 유황이 골고루 섞이므로 콘크리트의 품질 및 내구성이 향상되는 것이다.

이후, 상기 2차로 혼합된 콘크리트는 상기 오거축(10)에 의하여 전방으로 전진되어 어디셔널 믹서기(22)의 배출구(22)로 배출(S50)됨으로써 작업자가 원하는 곳에 상기 콘크리트를 사용할 수 있게 되는 것이다.

이하, 본 발명의 개질유황 콘크리트 혼합공법의 변형예를 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명의 개질유황 콘크리트 혼합공법의 변형예를 나타낸 도면이고, 도 8은 도 7의 사용상태도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 개질유황 콘크리트 혼합공법의 변형예는 상기한 실시예와 그 구성은 동일하다. 다만, 구동수단의 하부에 힌지부(51)를 구비하고, 배출구 측에 각도조절수단(50)이 구비된 것이다.

이와 같이 각도조절수단(50)을 구비하는 것은, 유황 및 콘크리트의 혼합율을 높이기 위한 것이다. 예를 들어 각도를 수직에 가깝게 상승시키게 되면 유황 및 콘크리트의 무게에 의해 상기 오거축(10)을 통하여 전진되는 속도가 저하되므로 유황 및 콘크리트가 골고루 혼합되어 보다 양질의 콘크리트가 구성되는 것이다.

상기 각도조절수단(50)은 도면에서 유압펌프를 통하여 각도를 조절하는 것으로 도시되어 있지만, 유압펌프 대신에 모터 또는 기어결합에 의하여 구성될 수 있는 것이다.

상기의 개질유황 콘크리트 혼합 공법은 개질 유황을 예를 들어 설명하였지만, 이외에 플라이 애쉬 및 실리카 흄 등의 콘크리트에 삽입되는 물질들에도 어디셔널 믹서기의 사용이 가능한 것이며, 일반적인 콘크리트를 혼합할 시에도 콘크리트의 내구성을 증진시키는 효과가 있으므로, 개질유황 콘크리트 및 일반 콘크리트 사용에 있어서 본 발명의 어디셔널 믹서기는 유용하게 사용이 가능한 것이다.

이상에서 설명된 본 발명의 개질유황 콘크리트 혼합 공법의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : 오거축 11 : 오거날
12 : 믹서팁 20 : 하우징
21 : 투입구 22 : 배출구
23 : 지지수단 30 : 휠
31 : 지지판 32 : 이동용 핀
40 : 구동수단 50 : 각도조절수단
51 : 힌지부 100 : 어디셔널 믹서기

Claims (5)

1. 모바일 믹서기에 콘크리트 및 개질 유황을 투입하여 1차로 혼합하는 단계(S10);
   상기 모바일 믹서기를 통하여 1차 혼합되는 콘크리트를 슈트를 통하여 배출하는 단계(S20);
   상기 슈트를 통하여 배출되는 콘크리트를 어디셔널(additional) 믹서기의 투입구(21)를 통하여 투입하는 단계(S30);
   상기 어디셔널 믹서기(100)에 투입된 콘크리트를 2차로 혼합하는 단계(S40) 및
   상기 2차로 혼합된 콘크리트를 어디셔널 믹서기(20)의 배출구(22)로 배출하는 단계(S50)를 포함하며,
   상기 어디셔널 믹서기(100)는, 서로 평행하도록 형성된 인접 오거축 간의 표면에 형성되는 오거날(11)이 서로 180도의 위상 차이가 나도록 설치된 하나 이상의 오거축(10)이 내장되고, 일측단부에 투입구(21) 및 타측 하부에 배출구(22)가 형성되는 하우징(20); 상기 하우징(20)의 하부에 구비되어 이동수단에 의하여 이동이 가능하도록 구비되는 휠(30) 및 상기 오거축(10)을 회전시키기 위하여 오거축(10)과 연결되는 구동수단(40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 개질유황 콘크리트 혼합 공법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 오거축(10)은,
   그 외주면의 소정구간에 규칙적 또는 불규칙적인 형태로 복수의 믹서팁(12)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 개질유황 콘크리트 혼합공법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 하우징(20)은,
   상기 배출구(22)측에 하우징의 각도를 조절하는 각도조절수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 개질유황 콘크리트 혼합공법.

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