KR101568315B1 - 제강슬래그볼을 이용한 레진콘크리트 하수관 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레진콘크리트 하수관의 뼈대를 구축하는 철선을 조립하는 철선조립공정과, 상기 철선조립공정에 의해 조립된 철선을 형틀의 배치하고 탈형제를 도포하는 형틀조립공정과, 레진콘크리트 배합물을 배합하는 레진콘크리트 배합공정과, 레진콘크리트 배합공정에 의해 배합된 레진콘크리트 배합물을 원심성형기에 투입하는 레진콘크리트 배합물 투입공정과, 원심성형기로 레진콘크리트 하수관을 성형하는 원심성형공정을 포함하여 이루어지는 레진 콘크리트 하수관 제조방법에 있어서, 상기 레진콘크리트 배합공정의 레진콘크리트 배합물은, 결합제 10.5 중량부, 충진재 6.4 중량부, 0.6mm ~ 1mm의 입도를 갖는 제1제강슬래그볼 15.7 중량부, 2mm ~ 5mm의 입도를 갖는 제2제강슬래그볼 15.7 중량부, 쇄석 18.7 중량부, 레미탈(dry mortar) 33 중량부로 이루어지고, 상기 원심성형공정 후 열풍기를 이용하여 성형공정에 의해 성형된 레진콘크리트 하수관을 45℃ ~ 60℃의 온도로 30분 ~ 90분 동안 1차 양생하는 1차 양생공정과; 1차 양생공정 후 수지를 도포하고 다시 열풍기를 이용하여 25℃ 이상의 온도로 10분 ~ 15분 동안 2차 양생하는 2차 양생공정이 더 구비되고, 2차 양생 후 라이닝(lining) 공정 후 성형된 레진콘크리트 하수관을 형틀로부터 탈형하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 제강슬래그볼을 이용한 레진콘크리트 하수관 제조방법이 개시된다.

Description

제강슬래그볼을 이용한 레진콘크리트 하수관 제조방법{manufacture method of sewer pipe using steel mill slag ball}

본 발명은 제강슬래그볼을 이용한 레진콘크리트 하수관 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 버려지는 제강슬래그를 이용하여 하수관으로 제조하도록 함에 따라 자원 재활용성 및 경제적인 효율성을 높이고 강도 및 내구성 향상은 물론 하수관 내면의 평활성과 수밀성을 향상시킬 수 있도록 한 제강슬래그볼을 이용한 레진콘크리트 하수관 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 제강슬래그라 함은, 철광석을 제련하여 얻어지는 선철은 다시 제강로에서 정련 공정을 통해 제강하게 되는 바, 이와 같은 제강 공정 시에 발생되는 부산물을 말하는 것이다.

이러한 제강슬래그는, 기존 산업 폐기물로 분류되어 환경오염과 자원 재활용의 관점에서 그 처리와 이용에 따른 문제점이 야기되고 있는 실정이다.

이에 따라, 근자들어서는 제강슬래그의 환경오염방지와 함께 자원재활용 측면에서 경제적인 효율성을 얻을 수 있도록 하기 위한 제강슬래그의 재활용 방법이 다양하게 제안되고 있는 실정이다.

예를 들어, 등록특허 10-0320877호인 제강슬래그를 이용한 차도의 미끄럼방지시설용 칼라코팅 골재의 제조방법이 안출된 바 있으며, 차량이 통행하는 포장도로의 경사노면이나 커브노면에서 차량의 미끄러짐을 방지하기 위한 미끄럼방지시설용 골재의 제조방법에 있어서, 상기 골재로서 제강작업시 발생되는 주로 2∼4mm크기의 입도선별된 슬래그 골재와 여러 가지 소정의 색소분말을 대략 100:0.5∼5의 비율로 잘 배합한 후 통상의 아크릴수지계통 또는 통상의 우레탄수지계통의 접착제와 신나 등의 희석제를 대략 같은 비율로 투입하여 희석한 것을 상기 입도선별된 슬래그골재와 색소분말과의 배합물에 배합교반하여 착색한 다음 80∼180℃의 온도범위로 열풍건조시켜서 제조되도록 하고 있다.

이러한 종래 기술은 버려지는 제강슬래그를 재활용하여 미끄럼 방지골재를 제조하도록 하여 자원 재활용성을 높일 수 있도록 하고 있다.

한편, 하수관은 대개 거푸집(형틀)에 콘크리트를 타설하여 양생 후 거푸집을 분리하여 얻어지는 콘크리트 하수관이 대부분인 것으로, 이러한 콘크리트 하수관은 물과 시멘트 및 굵은골재와 잔골재가 배합되어 이루어져 있기 때문에 내면에 대한 평활성이 크게 떨어지고 각 구성요소들의 공극에 의해 수밀성이 저하되는 문제점이 있다.

이를 방지하기 위해 공개실용 20-1985-001839호인 레진 콘크리트 흄관이 안출된 바 있으며, 이는 흄관(하수관) 내주벽에 원심분리 방법으로 열경화성 합성수지 피막층을 피복처리하여 내산성, 내침수성 및 방수성이 뛰어나도록 하고 있다.

그러나, 이와 같은 종래 기술은 단지 종래 콘크리트 재질의 하수관 내벽에 레진 즉 열경화성 합성수지를 피복처리하기 때문에 콘크리트 하수관을 1차적으로 제조하고 다시 레진을 2차적으로 피복해야 하는 제조공정이 증가되는 문제점이 있다.

또한, 하수관의 내주벽은 어느 정도의 내산성과 내침수성 및 방수성을 갖는다 하더라도 하수관의 외주벽은 콘크리트 즉, 물과 시멘트 및 굵은골재와 잔골재가 배합된 콘크리트를 그대로 유지하고 있기 때문에 외부측에서 발생될 수 있는 산성토양 또는 해수의 침식에 대한 내식성이 저하되는 문제점이 있으며 외주벽에 가해지는 외력에 대한 강도가 저하되는 문제점은 여전히 해결하지 못하고 있는 실정이다.

대한민국등록특허 10-0320877호(2002.01.03. 등록) 대한민국공개실용 20-1985-001839호(1985.04.15. 공개)

본 발명은 볼형의 제강슬래그볼을 이용하여 레진콘크리트 하수관을 제조하도록 함에 따라 한 번의 작업공정에 의해 레진콘크리트 하수관을 제조할 수 있도록 하고 제강슬래그볼에 의해 내구성 향상 및 고강도를 유지할 수 있으며 내산성, 내마모성, 내면 평활성, 수밀성, 내마모성이 향상되도록 한 제강슬래그볼을 이용한 레진콘크리트 하수관 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명인 제강슬래그볼을 이용한 레진콘크리트 하수관 제조방법은, 레진콘크리트 하수관의 뼈대를 구축하는 철선을 조립하는 철선조립공정과, 상기 철선조립공정에 의해 조립된 철선을 형틀의 배치하고 탈형제를 도포하는 형틀조립공정과, 레진콘크리트 배합물을 배합하는 레진콘크리트 배합공정과, 레진콘크리트 배합공정에 의해 배합된 레진콘크리트 배합물을 원심성형기에 투입하는 레진콘크리트 배합물 투입공정과, 원심성형기로 레진콘크리트 하수관을 성형하는 원심성형공정을 포함하여 이루어진 레진 콘크리트 하수관 제조방법에 있어서, 상기 레진콘크리트 배합공정의 레진콘크리트 배합물은, 결합제 10.5 중량부, 충진재 6.4 중량부, 0.6mm ~ 1mm의 입도를 갖는 제1제강슬래그볼 15.7 중량부, 2mm ~ 5mm의 입도를 갖는 제2제강슬래그볼 15.7 중량부, 쇄석 18.7 중량부, 레미탈(dry mortar) 33 중량부로 이루어지고, 상기 원심성형공정 후 열풍기를 이용하여 성형공정에 의해 성형된 레진콘크리트 하수관을 45℃ ~ 60℃의 온도로 30분 ~ 90분 동안 1차 양생하는 1차 양생공정과; 1차 양생공정 후 수지를 도포하고 다시 열풍기를 이용하여 25℃ 이상의 온도로 10분 ~ 15분 동안 2차 양생하는 2차 양생공정이 더 구비되어 이루어지며 2차 양생 후 라이닝(lining) 공정 후 성형된 레진콘크리트 하수관을 형틀로부터 탈형하도록 이루어진다.

본 발명인 제강슬래그볼을 이용한 레진콘크리트 하수관 제조방법에 의해 제조된 레진콘크리트 하수관은 다음과 같은 효과를 기대한다.

첫째, 제강슬래그볼을 이용하기 때문에 높은 외압강도에 대한 내구성을 향상시킬 수 있으며 휨강도가 높아 레진콘크리트 하수관 파손에 대한 강한 저항력을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 레진콘크리트 하수관의 두께를 얇게 하여도 높은 내하력(load carrying capacity)을 얻을 수 있으며 마모작용에 대한 높은 저항성인 내마모성이 크게 향상될 수 있다.

둘째, 결합제인 폴리에스테르 수지에 의해 황산에 대하여 강한 내산성을 발휘할 수 있으며 하수관의 내면은 물론 외면이 폴리에스테르 수지로 이루어지기 때문에 산성토양 또는 해수의 침식에 대한 높은 내식성을 얻을 수 있으며 하수관 내면에 대한 평활성이 향상되며 수밀성이 크게 향상되며 흡수율이 최소화되어 동결융해 및 해수의 침식에 의한 강도저하를 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명인 제강슬래그볼을 이용한 레진콘크리트 하수관 제조방법의 공정을 나타낸 공정도이다.
도 2는 본 발명인 제강슬래그볼을 이용한 레진콘크리트 하수관 제조방법에 의해 제조된 레진콘크리트 하수관의 단면을 나타낸 사진이다.

이하, 상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 제강슬래그볼을 이용한 레진콘크리트 하수관 제조방법을 좀 더 구체적으로 설명한다.

본 발명인 제강슬래그볼을 이용한 레진콘크리트 하수관 제조방법은, 레진콘크리트 하수관의 뼈대를 구축하는 철선을 조립하는 철선조립공정과, 상기 철선조립공정에 의해 조립된 철선을 형틀의 배치하고 탈형제를 도포하는 형틀조립공정과, 레진콘크리트 배합물을 배합하는 레진콘크리트 배합공정과, 레진콘크리트 배합공정에 의해 배합된 레진콘크리트 배합물을 원심성형기에 투입하는 레진콘크리트 배합물 투입공정과, 원심성형기로 레진콘크리트 하수관을 성형하는 원심성형공정을 포함하여 이루어지는 레진 콘크리트 하수관 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 철선조립공정(S1)은, 성형하고자 하는 하수관의 뼈대를 구축하기 위하여 철선을 조립하는 것으로, 이 때 하수관의 크기 및 직경, 길이에 따라 각각 달라지는 철선의 지름과 개수, 조립되는 철선의 견고성 및 조립되는 철선의 모양에 따라 각각 표준화된 철선조립공정이 이루어진다.

본 발명의 형틀조립공정(S2)은, 하수관의 형상을 구성하고 있는 형틀을 조립하는 것으로 철선조립공정에 의해 조립된 철선을 형틀에 배치하여 위치시키고 형틀의 청소상태를 파악하며 탈형제를 도포하고 도포된 탈형체의 도포상태를 확인하여 형틀을 조립한다.

본 발명의 레진콘크리트 배합공정(S3)은, 본 발명의 구성요부 중 하나인 것으로, 레진콘크리트 배합공정(S3)의 레진콘크리트 배합물은, 결합제 10.5 중량부, 충진재 6.4 중량부, 0.6mm ~ 1mm의 입도를 갖는 제1제강슬래그볼 15.7 중량부, 2mm ~ 5mm의 입도를 갖는 제2제강슬래그볼 15.7 중량부, 쇄석 18.7 중량부, 레미탈(dry mortar) 33 중량부로 이루어진다.

상기 제1제강슬래그볼의 입도를 0.6mm ~ 1mm로 한정하고 제2제강슬래그볼의 입도를 2mm ~ 5mm로 한정하는 이유는, 도 2에 도시된 바와 같이 이들 제1제강슬래그볼과 제2제강슬래그볼이 원심성형기에 의해 형틀의 내부로 배합물이 투입되어 하수관의 성형이 이루어질 때 각각의 제강슬래그볼 간의 공극을 최소화하도록 하기 위한 것으로, 예를 들어 2mm ~ 5mm의 입도를 갖는 제2제강슬래그볼만으로 배합이 이루어질 경우에는 제2제강슬래그볼과 제2제강슬래그볼 사이에 자연스럽게 공극이 발생되기 때문에 이들 공극에 대한 내구성이 저하된다.

이에 따라, 본 발명인 0.6mm ~ 1mm의 입도를 갖는 제1제강슬래그볼을 같이 배합하여 줌에 따라 제2제강슬래그볼들 사이사이에 발생되는 공극에 제1제강슬래그볼이 위치되기 때문에 제강슬래그볼에 대한 공극이 최소화될 수 있어 높은 외압강도에 대한 내구성을 향상시킬 수 있으며 휨강도가 높아 레진콘크리트 하수관 파손에 대한 강한 저항력을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 레진콘크리트 하수관의 두께를 얇게 하여도 높은 내하력(load carrying capacity)을 얻을 수 있으며 마모작용에 대한 높은 저항성인 내마모성이 크게 향상될 수 있다.

상기 레진콘크리트 배합공정(S3)은, 상기 결합제, 충진재, 제1제강슬래그볼, 제2제강슬래그볼, 쇄석, 레미탈이 넣어진 상태에서 이들을 모터의 회전력에 의해 혼합시킬 수 있는 일반적인 혼합기를 이용하면 되는 것으로, 이 때 본 발명에서의 레진콘크리트 배합공정(S3)에서의 모터 회전속도는 200 ~ 250(rpm/min)으로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 레진콘크리트 배합물 투입공정(S4)은, 형틀 즉 형틀조립공정(S2)에 의해 조립된 형틀 내면의 코어부분과 레진콘크리트 배합물의 투입높이가 일직선으로 위치된 상태에서 레진콘크리트 배합물을 형틀의 내부로 투입하고, 본 발명의 원심성형공정(S5)에 의해 투입된 레진콘크리트 배합물을 이용하여 레진콘크리트 하수관을 성형한다.

상기 원심성형공정(S5)에서의 원심성형기의 속도 및 회전시간은 성형되는 하수관의 크기에 따라 달라질 수 있으며, 이 때 원심성형기의 회전상태가 육안으로 볼 때 진동 및 편심 회전이 발생되지 않아야 한다.

본 발명은, 상기 원심성형공정 후 열풍기를 이용하여 성형공정에 의해 성형된 레진콘크리트 하수관을 45℃ ~ 60℃의 온도로 30분 ~ 90분 동안 1차 양생하는 1차 양생공정(S6)이 더 구비되어 이루어진다.

상기 1차 양생공정(S6)은 원심성형공정에 의해 성형된 성형물을 1차 경화시키는 공정으로, 계절에 따라 양생온도 및 시간이 달라질 수 있다.

즉, 상온 15℃ ~ 26℃의 실내온도를 갖는 봄이나 가을에는 50℃ ~ 60℃의 온도로 50분에서 80분 동안 양생하는 것이 바람직하고, 27℃ 이상의 실내온도를 갖는 여름에는 55℃ ~ 65℃의 온도로 1 ~ 30분 동안 양생하는 것이 바람직하며, 0℃ ~ 14℃의 실내온도를 갖는 겨울에는 45℃ ~ 60℃의 온도로 90분 이상 양생하는 것이 좋다.

본 발명은, 1차 양생공정 후 수지를 도포하고 다시 열풍기를 이용하여 25℃ 이상의 온도로 10분 ~ 15분 동안 2차 양생하는 2차 양생공정(S7)이 더 구비되어 이루어진다.

상기 2차 양생공정(S7)은 상기 1차 양생공정(S6)에 의해 1차 양생 경화된 성형물을 다시 2차 양생하여 2차 경화시키는 것으로, 이 때에도 계절에 따라 양생온도 및 시간이 달라질 수 있다.

즉, 상온 15℃ ~ 26℃의 실내온도를 갖는 봄이나 가을에는 25℃ 이상의 온도로 10분 ~ 15분 동안 양생하는 것이 바람직하고, 27℃ 이상의 실내온도를 갖는 여름에는 25℃ 이상의 온도로 1 ~ 10분 동안 양생하는 것이 바람직하며, 0℃ ~ 14℃의 실내온도를 갖는 겨울에는 25℃ 이상의 온도로 15분 이상 양생하는 것이 좋다.

이와 같이 계절별로 각각 양생온도와 양생시간을 달리하는 이유는, 원심형성 된 성형물이 양생하는 과정에서 온도차에 의해 크랙이 발생되거나 또는 균일성이 깨지거나 하는 것을 미연에 방지하기 위함이다.

또한, 본 발명은 2차 양생 후 라이닝(lining) 공정 후 성형된 레진콘크리트 하수관을 형틀로부터 탈형하도록 이루어지는 것으로, 성형된 레진콘크리트 하수관을 형틀로부터 탈형하는 공정은 종래 공정과 크게 다르지 않기 때문에 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

본 발명의 상기 레진콘크리트 배합물의 결합제는, 황산에 대해 강한 내산성을 갖는 폴리에스테르 수지(polyester resin)로 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같이 황산에 대해 강한 내산성을 갖는 폴리에스테르 수지로 결합제를 구비함에 따라 하수도의 오수나 토양에서 산화하여 생육하는 황이나 황화수고 및 황화물, 아황산염류와 같은 황산류에 대해 강한 내산성을 갖기 때문에 본 발명에 의해 제조된 레진콘크리트 하수관에 대한 황산화부식을 미연에 방지할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다

S1 : 철선조립공정
S2 : 형틀조립공정
S3 : 레진콘크리트 배합공정
S4 : 레진콘크리트 배합물 투입공정
S5 : 원심성형공정
S6 : 1차 양생공정
S7 : 2차 양생공정
S8 : 라이닝 및 탈형공정

Claims (2)

1. 레진콘크리트 하수관의 뼈대를 구축하는 철선을 조립하는 철선조립공정과, 상기 철선조립공정에 의해 조립된 철선을 형틀의 배치하고 탈형제를 도포하는 형틀조립공정과, 레진콘크리트 배합물을 배합하는 레진콘크리트 배합공정과, 레진콘크리트 배합공정에 의해 배합된 레진콘크리트 배합물을 원심성형기에 투입하는 레진콘크리트 배합물 투입공정과, 원심성형기로 레진콘크리트 하수관을 성형하는 원심성형공정을 포함하여 이루어지는 레진 콘크리트 하수관 제조방법에 있어서,
   상기 레진콘크리트 배합공정의 레진콘크리트 배합물은,
   결합제 10.5 중량부, 충진재 6.4 중량부, 0.6mm ~ 1mm의 입도를 갖는 제1제강슬래그볼 15.7 중량부, 2mm ~ 5mm의 입도를 갖는 제2제강슬래그볼 15.7 중량부, 쇄석 18.7 중량부, 레미탈(dry mortar) 33 중량부로 이루어지고,
   상기 원심성형공정 후 열풍기를 이용하여 성형공정에 의해 성형된 레진콘크리트 하수관을 45℃ ~ 60℃의 온도로 30분 ~ 90분 동안 1차 양생하는 1차 양생공정과;
   1차 양생공정 후 수지를 도포하고 다시 열풍기를 이용하여 25℃ 이상의 온도로 10분 ~ 15분 동안 2차 양생하는 2차 양생공정으로 구비되고,
   2차 양생 후 라이닝(lining) 공정 후 성형된 레진콘크리트 하수관을 형틀로부터 탈형하도록 이루어지며,
   상기 레진콘크리트 배합물의 결합제는, 황산에 대해 강한 내산성을 갖는 폴리에스테르 수지(polyester resin)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제강슬래그볼을 이용한 레진콘크리트 하수관 제조방법.
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