KR20030073912A

KR20030073912A - 폐기물만을 이용한 재생모래의 제조방법

Info

Publication number: KR20030073912A
Application number: KR1020020013678A
Authority: KR
Inventors: 서승석
Original assignee: 서승석
Priority date: 2002-03-13
Filing date: 2002-03-13
Publication date: 2003-09-19

Abstract

1) 기 공지된 연소재에 시멘트와 소석고를 혼합한 것에 적량의 물로 水和반응하여 재생모래를 제조함에 있어 기 배합된것에 부생석회(폐석회)를 넣어 아래도표 1과 2의 성분비로 재생모래를 제조하는 방법.

(재생모래의 성분비는 아래 도표 ① ②와 같다)

2) 기 공지된 연소재와 산으로 중화한 폐주물사와 조분쇄한 폐콘크리트나 폐골재를 혼합한 것에 시멘트와 소석고를 넣어 적량의 물로 혼합반죽하여 水和반응시켜 재생모래를 제조함에 기 배합된것에 부생석회 (폐석회)를 넣어 아래 도표 3, 4, 5의 성분비로 재생모래를 제조하는 방법.

(재생모래의 성분비는 아래 도표 3, 4, 5와 같다)

Description

폐기물만을 이용한 재생모래의 제조방법{omitted}

우리나라는 60년대 이후 경제성장 위주로 정책을 추진하여 눈부신 발전을 이룩하였다. 그러나 고도성장 과정에서 경제규모가 확대되고 산업구조가 복잡하여짐에 따라 폐기물의 발생이 급격히 증가하였으며 2차 오염이 크거나 처리가 곤란한 폐기물의 조성비가 높아지고 있어 폐기물을 줄이고 안전하게 처리하는 것 못지 않게 폐기물을 재활용하는 것이 더욱 중요하게 되었다.

영국의 고고학자 토마스 리키는 인류를 멸망으로 이끄는 것은 핵전쟁이 아니라 인간이 버린 쓰레기와 폐수라고 한것처럼 환경문제는 생존문제이며 재활용산업은 제2의 산업혁명이라 할 수 있다.

이와 같이 심각한 환경문제는 쓰레기를 줄이고 재활용하는 방법이외에는 다른 방법이 없다고 할 수 있다. 본 발명은 폐기물만을 이용하여 재생모래를 만드는 방법으로 자연산 모래는 전연 사용하지 않고 폐기물의 특성을 상호 결합, 중화시켜 발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술에서 설명한 것 같이 폐기물만으로 재생모래로 사용할 수 있도록 폐기물의 자원화로 재활용하는 것에 목적이 있다.

본 발명은 조분쇄된 연소재와 시멘트의 혼합물로 성형함에 있어 연소재와 시멘트의 혼합한것에 소석고를 균질로 배합함을 특징으로 한 연소재를 이용한 재생모래의 제조방법에 관한 것으로 이에 본 발명에서는 기 공지사항에다가 석회석(Caco₃)에 열을 가하여 생석회(Cao)가 나온 것을 탄산가스를 잡아서 소금물에 반응해서 소다회(Na₂co₃)를 만든후 부산물로 염화칼슘이 나온후 부생석회(폐석회)가 나온 것을 조분쇄하여 폐석회만으로는 시멘트와 소석고를 첨가하여 재생모래 대용으로 쓸수없음으로 연소재와 폐석회를 혼합한것에 시멘트와 소석고를 넣어 재생모래를 생산 제조하는 방법이다.

본 발병은 Cao등이 부족한 연소재의 물성을 보충하여 보다 강도가 큰 재생모래를 저렴하게 생산할 수 있게 한것이다. 즉 연소재와 시멘트의 혼합물로 재생모래를 성형함에 있어 연소재와 시멘트의 혼합물에 소석고를 첨가하여 성형물의 초기강도를 증가시키어 실용성이 높은 재생모래를 제조하는 방법이다. 연소재와 부생석회를 균질혼합시킨것에 시멘트를 배합한것에 소석고를 배합하면 광물 조성중의 Ettringite가 생성하여 초기강도를 상승시키며 후기 강도는 시멘트중 Tobermolete의 증가로 보완하게 된다. 상기 Ettringite의 생성 반응식은 다음과 같다.

상기 Tobermolete생성 반응식은 다음과 같다.

이러한 과정에서 연소재의 시멘트와 소석고를 혼합하는 비에 따라 급결현상이 일어나는 문제가 일어난다.

본 발명에서는 이러한 문제를 보완하기 위하여 동식물의 겔라틴(,Gelatine)이 주재인 지연제를 적량 첨가시키어 작업에 유용한 시간동안 응결속도를 임의로 조정한다.

본 발명에서 사용하는 지연제는 주 성분이 겔라틴이며 글루타민산, 겔라틴, 프로틴등이 대표적이고, 알카리성 수용액에서 반응하여 카복실(COOH)기의 가수 분배가 일어난다. 이때 카복실(Carboxyl)기 중의 H+이 분리됨으로써 연소재-시멘트-소석고중의 Ca++의 결정 표면을 둘러쌓이게 되어 응결이 지연된다. 상기 겔라틴의 가수 분해 반응식은 다음과 같다.

1) 글루타민산

2) 프로틴

위의 식에서 알 수 있는바와 같이 알카리 용액중에서 지연제의 적당한 첨가량에 따라 성형물의 응결속도를 임의로 조절할 수 있다. 그러나 소석고만으로는 보수율이 없고 미장 작업성 및 접착성 항상제가 없이는 소석고의 경화를 향상시킬 수가 없다.

이에 소석고에 미량의 methyl cellulose를 균질 배합시켜 보수율을 증진시키고 미장 작업성 및 접착성 향상제로써 소정 석고의 硬化를 향상시킨다.

또한 연소재와 시멘트의 혼합물이나 모래에 시멘트를 혼합물로 모래를 만드는 것은 이미 공지사항이나 본 발명에서는 연소재에 폐주물사(폐주강사 포함)는 제조과정에서 여러 가지 화공약품이 첨가되어 있기에 재생모래로 사용할 수 없었던바, 본 발명에서는 서로 다른 폐기물의 성분에 중화작용되는 것을 이용하여 시멘트와 혼합, 재생모래를 만드는 것이다.

연소재와 폐주물사의 반응식은 다음과 같다.

자경성 폐주물사 반응식( N 프로세스라 함 )

물과 Si 와 NaOH 가 없어질때까지 반응하여 점성이 높아진다.

연소재의 Si 와 NaOH 와의 반응으로 H₂O 및 NaOH 가 없어질때까지 반응하여 점성을 강하게 한다.

폐주강사 반응식( CO ₂ 프로세스라 함 )

와 N 프로세스와 반응하므로 점성을 높여 硬化한 주형물이므로 CO₂프로세스는 Na₂Co₃남게 된다.

시멘트의 반응

CO₂프로세스에서 나온 폐주강사 성분중 Na₂CO₃와 시멘트 水和반응중 (1)번의 생성물 Ca(OH₂)와 연소재 성분 CaO 와 반응하여 탄산석회와 양잿물이 나온다.

반응식은 다음과 같다.

CaCO₃는 석회석으로 점성을 높여주고 양잿물은 연소재의 Si와 반응하여 N 프로세스에서의 반응과 같이 이루어진다.

반응식은 다음과 같다.

반응할수록 점성이 높아지며 시멘트와 결합시는 시멘트가 빨리 굳게 하기 때문에 이미형을 이룬후에 위와 같은 반응으로 점점 강도가 증가되어 재생 모래를 제조할 수 있는 것이다.

폐주물사(폐주강사)는 주형을 만들기 위하여 규산소다( Na₂O·nSiO₂)를 섞어 주형틀을 만든다음 Co₂을 주입하여 완성된 주형틀을 만드는 것이다.

반응식은 다음과 같다.

이다.

폐주믈사(폐주강사 포함)

모래와 Na₂Co₃혼합물이므로 골재로 사용할 수가 없다.

본 발명은 Na₂Co₃를 산으로 중화시켜 시멘트와 혼합시 水和반응 및 硬化반응을 촉진 시키는 것이다.

이에 따른 반응식은 다음과 같다.

폐주물사(폐주강사 포함)에 산으로 중화하면 Nacl ( Na₂SO₄)와 물과 탄산가스가 생긴다. 탄산가스는 기화되고 Nacl ( Na₂SO₄)는 석탄재에 흡착시켜 시멘트와 水和반응 및 硬化반응시 영향을 주지 않게 되므로 골재로써 사용할 수 있는 것이다.

그러나 폐주물사만으로는 골재로서의 성능이 미달되거나 부족한 경우에는 작업성, 시공성뿐만 아니라 골재로써의 성능을 다하지 못하므로 폐건축물중 재활용할 수 있는 폐콘크리트나 폐골재등을 13mm이하로 조분쇄한 것을 상술한 폐기물과 같이 혼합, 배합하여 재생모래를 만드는 제조방법에 생석회를 가열하여 가성소다를 만들고 난후에 나오는 부생석회(폐석회)를 배합하여 재생모래를 만드는 제조방법에 관한 것이다.

부생석회(폐석회)를 배합하므로 시멘트와 소석고의 水和반응시 급결 지연효과도 발명하게 되었다.

폐기물이라도 주물사와 같이 화공약품이 포함되어 쓰이지 못하는 것을 산으로 중화한 것으로 주물사만으로는 재생모래를 만들수 없으므로 적량의 연소재를 넣고 폐콘크리트는 이미 시멘트와 모래가 반응하여 고결되어 있기 때문에 이를 분쇄하여 사용하는 경우에는 시멘트와의 반응성이 저하되어 콘크리트의 품질에 문제가 있는데 연소재+산으로 중화시킨 폐주물사+폐콘크리트로 재생모래를 만들어 시멘트와 水和반응시킨 것으로 이에 단일 품목인 부생석회로는 재생모래를 만들 수 없는것에 부생석회를 넣고 (요약서의 도표 1, 2, 3, 4, 5 참조) 시멘트만 넣던 것을 초기강도가 증진되도록 소석고를 시멘트와 같이 사용하는 제조방법이다. 또 연소재만에 시멘트와 소석고를 혼합하였던 것을 석탄재에 부생석회를 섞어서 사용하므로 부생석회가 재활용되게 한 폐기물만을 이용한 재생모래의 제조방법이다.

폐기물의 특성을 이용하여 상호결합, 중화시켜 무해한 물성이 형성되도록 하므로 단일 품목으로가 아닌 여러 가지 폐기물의 특성을 이용한 것으로 폐기물의 요리사라 할 수 있으며 발명의 구성은 발명이 속하는 기술분야 및 그 기술의 종래기술에 상술되어 있다.

갈수록 고갈되어 가는 자연산 모래대용으로 사용하게 되므로 인류의 생존문제와 관련되는 환경분야의 쓰레기 문제가 해결되는 것으로 발명의 목적에서 상술한대로 이로 인한 발명으로 기 공지된 것 뿐아니라 부생석회(폐석회)의 쓰레기문제도 해결되는 효과이다.

Claims

기 공지된 연소재에 시멘트와 소석고를 혼합한 것에 적량의 물로 水和반응하여 재생모래를 제조함에 있어 기 배합된것에 부생석회(폐석회)를 넣어 아래도표 1과 2와 성분비로 재생모래를 제조하는 방법.

(재생모래의 성분비는 아래 도표 ① ②와 같다)
기 공지된 연소재와 산으로 중화한 폐주물사와 조분쇄한 폐콘크리트나 폐골재를 혼합한 것에 시멘트와 소석고를 넣어 적량의 물로 혼합반죽하여 水和반응시켜 재생모래를 제조함에 기 배합된것에 부생석회 (폐석회)를 넣어 아래 도표 3, 4, 5의 성분비로 재생모래를 제조하는 방법.

(재생모래의 성분비는 아래 도표 3, 4, 5와 같다)