KR20040059628A

KR20040059628A - 시멘트 콘크리트 제조시스템

Info

Publication number: KR20040059628A
Application number: KR1020020085313A
Authority: KR
Inventors: 안영희
Original assignee: 안영희
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-07-06

Abstract

본 발명은 시멘트콘크리트를 작업현장에서 직접 생산하여 사용함으로 운반시간의 단축에 따른 품질 균질성 유지, 표면 겉마름 방지, 운반비 절감 및 연속식 생산에 따른 생산비 감소, 납기 문제 해소 등의 효과를 얻을 수 있도록 한 시멘트콘크리트 제조시스템에 관한 것으로, 이는 소정의 길이를 갖는 통형의 몸체가 마련되고 그 몸체의 하부에는 지면으로부터 일정거리 이격시키는 지지대가 설치되며 내부에는 믹서수단이 회전 가능하게 설치된 혼합기; 상기 혼합기의 인접위치에 그 혼합기와 일체로 이동되게 연결 설치되며 하부에는 골재를 혼합기의 입측에 공급하는 골재이송수단이 설치된 골재호퍼; 상기 혼합기의 인접위치에 그 혼합기와 일체로 이동되게 연결 설치되며 하부에는 시멘트를 혼합기의 입측에 공급하는 시멘트공급수단이 설치된 시멘트호퍼; 상기 혼합기의 인접위치에 그 혼합기와 일체로 이동되게 연결 설치되어 혼합기로 물을 공급하는 물 공급수단을 포함하는 구성으로 이루어진다.

Description

시멘트 콘크리트 제조시스템{Manufacturing system of cement concrete}

본 발명은 시멘트 콘크리트를 작업현장에서 직접 제조함은 물론, 그 제조설비의 이동을 용이하게 할 수 있도록 하기 위하여 혼합기, 골재이송수단이 설치된 골재호퍼, 시멘트공급수단이 설치된 시멘트호퍼, 물 공급수단 등을 일체로 구성시켜된 시멘트 콘크리트 제조시스템에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 콘크리트 제조장치는, 먼저 지면에 기초공사를 한 후 저장기, 가열기, 혼합기 등의 대형 플랜트 시설들을 수직방향으로 배치시키고, 상기 플랜트 프레임의 하단부와 기초부를 앵커볼트로 연결하여 고정 설치한다.

그리고 혼합기의 플랜트 하부에 운반 트럭이 대기한 상태로 콘크리트를 생산하도록 되어 있고, 생산된 콘크리트를 운반 트럭에 직접 배출시켜 출하하는 방식이 이용되고 있으며, 별도로 콘크리트 저장 싸이로가 설치된 경우는 본체에서 생산된 콘크리트를 이송장치를 통하여 이송시키거나 이를 저장하였다가 싸이로에서 적재 트럭에 적재시켜 출하하는 방식이 이용되고 있다.

또한, 상기에서 완성되는 아스팔트 콘크리트는 모래, 파쇄 모래, 자갈, 파쇄 자갈, 파쇄 돌가루, 석분 등의 재료로 이루어져 있고, 상기의 재료들은 저장기를 통하여 일정한 크기에 따라 구분된 후 가열기로 이동하여 건조되고, 혼합기에 의해 혼합되는 각각의 플랜트 시설들이 갖추어져 있어야지만 대량적으로 생산될 수 있다.

이와 같은 종래의 플랜트 시설들은 넓은 지면 위에 기초공사를 한 후 플랜트를 고정시키므로 인하여 상기의 콘크리트 플랜트는 지면에 고정됨에 따라 소기의 공정을 안정적으로 수행하는 장점은 있으나, 작업 현장이 장거리 일 때는 덤프차량에 콘크리트를 적재하여 장시간을 이동하여 현장에 투입을 하는 번거로운 문제점이 있다.

그리고 작업조건에 따라서 상기의 플랜트 전체 시설들을 다른 지역으로 이동시킬 경우에는 상기 콘크리트 플랜트를 전체적으로 분해 조립하여 이동시키게 되고, 현장 도착시 다시 기초 공사가 이루어진 후 상기 플랜트를 다시 세워야 하는 문제 등으로 인하여 시간적, 경제적으로 많은 부담이 있다는 문제점이 있다. 또, 이동식 배치 플랜트의 경우에는 생산량이 적고, 각 재료의 계량조가 마련됨으로서 설비가 대형화되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 발명한 것으로서, 그 목적은 상기 문제점으로 제기되고 있는 콘크리트 플랜트를 설치하고자 할 때의 문제점과 이동시의 문제점 그리고, 상기 콘크리트 플랜트를 설치하면서 발생하는 시간적, 경제적인 문제점 및 덤프차량에 콘크리트를 적재하여 장시간을 이동하면서 발생하는 문제점 등을 해소할 수 있도록 한 시멘트콘크리트 제조시스템을 제공함에 있다.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 따른 시멘트 콘크리트 제조시스템을 개략적으로 나타낸 사시도,

도 2는 본 발명 도 1a의 시멘트 콘크리트 제조시스템 평면도,

도 3은 본 발명 도 1a의 시멘트 콘크리트 제조시스템 정면도,

도 4는 본 발명 도 1a의 시멘트 콘크리트 제조시스템 측면도,

도 5는 본 발명에 따른 혼합기의 몸체 단면 구성도.

※도면의 주요부분에 대한 부호 설명※

10 : 혼합기 11 : 통형의 몸체

12 : 믹서수단 13 : 라이닝

14 : 지지대 15 : 가이드

20 : 골재호퍼 21 : 지지대

22 : 골재이송수단 23 : 공급호퍼

24 : 앵글 25 : 이송스크루

30 : 시멘트호퍼 31 : 시멘트공급수단

31a : 이송 관 31b : 스크루

40 : 물 공급수단 50 : 안료공급수단

60 : 혼화제공급수단

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 기술적 구성은, 소정의 길이를 갖는 통형의 몸체가 마련되고 그 몸체의 하부에는 지면으로부터 일정거리 이격시키는 지지대가 설치되며 내부에는 믹서수단이 회전 가능하게 설치된 혼합기; 상기 혼합기의 인접위치에 그 혼합기와 일체로 이동되게 연결 설치되며 하부에는 골재를 혼합기의 입측에 공급하는 골재이송수단이 설치된 골재호퍼; 상기 혼합기의 인접위치에 그 혼합기와 일체로 이동되게 연결 설치되며 하부에는 시멘트를 혼합기의 입측에 공급하는 시멘트공급수단이 설치된 시멘트호퍼; 상기 혼합기의 인접위치에 그 혼합기와 일체로 이동되게 연결 설치되어 혼합기로 물을 공급하는 물 공급수단을 포함하는 구성으로 이루어진다.

상기 골재호퍼는 혼합기의 상부에 그 혼합기로부터 분해결합 가능하게 연결 설치하여 된 것이고, 상기 혼합기의 입측 일측에는 안료공급수단 및 혼화제공급수단 중 어느 하나 또는 2가지 모두가 추가 설치하여 된 것이며, 상기 골재호퍼의 하부에 설치되는 골재이송수단은 모터에 의해서 작동되는 이송스크루 또는 벨트컨베이어 중 어느 하나를 설치하여 된 것이다.

상기 통형의 몸체 내부에 설치되는 믹서수단은 회전스크루형태 또는 회전로터리형태 중 어느 하나이고, 상기 시멘트공급수단은 시멘트호퍼의 하단에 이송 관이 설치되고 그 이송 관의 내부에는 모터에 의해 작동되는 회전스크루를 장착하녀 된 것이며, 상기 통형의 몸체 내부 내벽에는 그 통형의 몸체 내부 내벽을 보호하는 라이닝을 설치하여 된 것이다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명의 시멘트콘크리트 제조시스템을 첨부도면을참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저 도 1a의 시멘트콘크리트 제조시스템에 혼합기(10)는 소정의 길이를 갖는 통형의 몸체(11)으로 형성되고 그 통형의 몸체(11) 내부에는 일측단에서 타측단에 이르는 길이를 갖는 믹서수단(12)인 회전로터리가 설치되어 있다. 단 상기 믹서수단(12)인 회전로터리는 그 대신에 회전스크루를 설치해도 된다. 그리고 상기 믹서수단(12)의 일측 끝단에는 모터(도면 미도시)를 설치하여 상기 믹서수단(12)을 작동(회전)시키도록 하였다.

또한, 상기 통형의 몸체(11) 내부 내벽에는 상기 믹서수단(12)이 회전되면서 상기 통형의 몸체(11) 내벽과 마찰되어 그 통형의 몸체(11) 내벽을 마모시키는 것을 방지하기 위하여 라이닝(13)을 설치하였다. 상기 통형의 몸체(11)의 하부에는 그 통형의 몸체(11) 길이방향을 따라 다수의 지지대(14)를 설치하여 상기 통형의 몸체(11)가 지면으로부터 소정의 높이에 위치하게 하였고, 또, 상기 통형의 몸체(11) 출측 끝단 하부에는 믹서된 시멘트콘크리트를 목적지로 안전하게 배출시키는 가이드(15)가 설치되어 있다.

상술한 바와 같은 상기 혼합기(10)의 구조는 도 1a의 것으로서, 도 1b 및 도 1c도 동일하기 때문에 별도의 설명은 생략한다.

이상과 같이 형성된 상기 혼합기(10)의 인접위치 즉 일측면에는 도 1a에 나타낸 바와 같이 골재호퍼(20)가 설치되는데, 그 골재호퍼(20)는 혼합기(10)와 마찬가지로 하부에 지지대(21)를 설치하여 지면으로부터 소정의 높이에 위치하게 하였고, 그 지지대(21)는 연결프레임(F)을 이용하여 상기 통형의 몸체(11)를 지지하는지지대(14)와 연결 설치함으로서 일체화시켰고 그에 따라 이동시 함께 이동되는 편리함이 있다.

그리고, 상기 골재호퍼(20)의 하단에는 골재이송수단(22)인 벨트컨베이어를 설치하여 상기 골재호퍼(20)에서 인출되는 골재를 혼합기(10)의 입측에 공급하도록 하였다. 또, 상기 골재이송수단(22)인 벨트컨베이어에서 이송된 골재를 혼합기(10)의 입측에 공급하는 방법은, 상기 벨트컨베이어의 출측 단에 공급호퍼(23)를 설치하고 그 공급호퍼(23)의 하단은 상기 혼합기(10)의 입측과 연통되게 함으로서, 상기 벨트컨베이어에 의해 이송된 골재가 공급호퍼(23)를 통하여 혼합기(10)에 자동으로 공급된다.

또한, 상기 골재호퍼(20)의 상부에는 스크린 망체의 앵글(24)을 설치하여 그를 거처 골재가 골재호퍼(20)내부로 공급되게 함으로서, 상기 스크린 망체 구멍크기 이상의 골재나 불순물들은 골재호퍼(20)내부로 공급되지 못하고 규정 이하의 골재들만 골재호퍼(20)내부로 공급되게 하였다.

이상의 설명은 도 1a의 골재호퍼를 설명한 것이고, 도 1b의 골재호퍼(20)는 혼합기(10)인 통형의 몸체(11) 상부에 분해결합 가능하게 체결부재인 볼트로 체결하였고, 상기 골재호퍼(20)의 하단에는 이송스크루(25)를 설치하여 모터(M)의 작동과 함께 이송스크루(25)가 회전하면서 골재호퍼(20)내의 골재를 혼합기(10)의 입측에 공급하도록 하였다.

또, 상기 도 1c의 골재호퍼(20)는 설치위치(통형의 몸체(11) 입측)만 도 1a의 골재호퍼(20)와 다른 뿐 골재호퍼(20) 하단에 설치되는 골재이송수단(22)인 벨트컨베이어 등은 동일하다. 따라서 별도의 설명은 생략하기로 한다.

또한, 상기 혼합기(10)의 입측 근접위치에는 시멘트호퍼(30)가 설치되는데, 그 시멘트호퍼(30)는 상기 혼합기(10) 및 골재호퍼(20)를 지지하는 지지대(14,21)와 연결 설치되어 일체가 되게 하였고, 그리고, 상기 시멘트호퍼(30)의 하부 일측에는 스크루(31b)가 내장된 시멘트 이송관(31a)이 설치되고, 그 시멘트 이송관(31a)의 끝단은 혼합기(10)의 입측과 연결 설치됨으로서, 시멘트호퍼(30)내의 시멘트가 시멘트 이송관(31a)을 통하여 혼합기(10)로 공급된다.

한편, 상기 혼합기(10)의 입측 근접위치에는 시멘트호퍼(30) 외에도 물공급수단(40)인 펌프(P)가 물공급라인(41)에 설치되어 있고, 그 외에 안료공급수단(50) 및 혼화제공급수단(60)이 설치되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 시멘트 콘크리트 제조시스템의 작용을 도 1a 및 도 2 내지 도 5를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

골재가 골재호퍼(20)에서 골재이송수단(22)인 벨트컨베이어에 의해 공급호퍼(23)를 통하여 혼합기(10)인 통형의 몸체(11) 입측에 공급되고 그와 동시에 시멘트호퍼(30)로부터 시멘트와 물공급수단(40)으로부터의 물 및 필요에 따라 투입되는 안료공급수단(50)으로부터의 안료 그리고, 혼화제공급수단(60)으로부터의 혼화제가 혼합기(10)인 통형의 몸체(11) 입측에 공급된다.

이와 같이 혼합기(10)의 입측에 골재, 시멘트, 물 및 필요에 따라 선택적으로 공급되는 안료, 혼화제가 공급되면 상기 혼합기의 내부에 설치된 믹서수단(12)인 회전로터리를 작동시켜 혼합시키면서 상기 혼합기(10)의 출측으로 혼합물 즉 시멘트콘크리트를 생산 배출시키면 가이드(15)에 의해 상기 시멘트콘크리트가 목적지로 안전하게 유도되는 것이다.

단 상기 혼합기(10), 골재공급, 시멘트공급, 물 공급, 안료공급, 혼화제공급 등은 별도로 마련된 제어기(도면 미도시)에 의해 콘트롤된다.

이상과 같은 본 발명의 혼합기(10), 골재이송수단(21), 시멘트공급수단(31), 물 공급수단(40), 안료공급수단(50), 혼화제공급수단(60) 등은 하나의 연결프레임(F)에 의해 연결 설치됨으로서 이동시 한번에 이동시킬 수 있는 장점이 있어 시멘트콘크리트 제조시스템을 설치하면서 발생하는 시간적 경제적인 문제점을 해소하고, 또, 작업현장에서 직접 필요한 시멘트 콘그리트를 제조하여 사용할 수 있음으로 덤프차량에 시멘트 콘크리트를 적재하여 장시간 이동하면서 발생하는 문제점 및 품질의 균질성을 기할 수 있는 장점이 있다.

이하 본 발명의 시멘트 콘크리트 제조장치를 이용하여 시멘트 콘크리트를 제조하는 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 연속식 제조 설비로 생산할 수 있는 골재인 25㎜체에서 90∼100%통과하고, 5㎜체에서 0∼50%통과하며 2.5㎜체에서 0∼10%통과하는 골재를 사용하는데, 골재로서는 산재석, 강자갈, 스래그, 분쇄폐콘크리트를 사용하며, 최대 다짐 1㎥에 시멘트 200∼400㎏/㎥, 물 90∼150㎏/㎥를 표준으로 하고, 여기서 필요에 따라 혼화제는 감수제 또는 AE제, 고유동화제, 수용성 수지를 사용하고, 사용량은 시멘트 사용량의 2%이내의 범위에서 사용하며, 필요에 따라 안료를 사용하는데 안료 사용량은 시멘트 사용량의 10% 이내의 범위에서 사용한다.

또한, 보강 섬유로서 P.E, PP, 탄소섬유, 강섬유를 사용할 수 있으며, 이외에 Fly Ash, 실리카흄 등을 사용할 수 있다.

그리고, 황토 포장을 위한 배합에서는 시멘트 사용량의 50∼200% 범위내에서 사용할 수 있다.

또한, 상기 외의 사용 골재로는 골재의 입도 분포로서, 13㎜체에 90∼100%통과하고, 5㎜체에서 20∼60%통과하며, 2.5㎜체에서 0∼30%통과하고, 1.2㎜체에서 0∼10%통과하는 골재를 사용하거나 10㎜체에서 90∼100%통과하고, 5㎜체에서 50∼100%통과하며, 2.5㎜체에서 0∼50%통과하고, 1.2㎜체에서 0∼30%통과하며, 0.5㎜체에서 0∼10%통과하는 골재를 사용할 수 있다.

상기의 재료를 혼합하여 슬럼프가 0㎝이고, 투수계수가 10^-2㎝/sec이상이며, 강도가 100∼400㎏/㎠인 투수콘크리트를 제조할 수 있다.

상기의 재료를 혼합하는 제조장치는 연속식이어야 하며, 연속식 생산 설비에는 골재호퍼(20)(저장소)와 골재이송수단(21)(벨트컨베이어 또는 스크루컨베이어)가 있고, 시멘트호퍼(30)와 시멘트공급수단(31)(스크루컨베이어 또는 벨트컨베이어)와 물 펌프(P)가 있으며, 안료를 사용시 안료와 물, 안료와 물과 혼화제를 혼합할 수 있는 혼합 탱크와 희석기(혼합기)가 내장되어 연속 희석시키며, 여기에 물과 희석된 안료를 공급할 수 있는 Pump가 있어야 한다.

골재는 페이로라, 포크레인 등으로 투입하며 골재호퍼에 투입된 골재가 벨트컨베이어를 타고 연속식 혼합기에 연속으로 공급될 수 있어야 한다.

시멘트는 이동 사이로를 사용하거나, 벌크백, 포 시멘트를 사용할 수 있으며, 이를 시멘트 호퍼에 연속 투입하여 믹서에 투입시키고, 또한 안료를 연속적으로 투입하여 희석하면서 혼합기에 투입시킨다. 물 펌프는 물탱크와 연결하므로 연속으로 공급할 수 있어야 한다.

상기의 재료는 캘리브레이션(Calibration)에 따라 정량 공급될 수 있도록 조정되어야 하는데 골재의 호퍼에는 케이트와 이동 벨트컨베이어 또는 스크루컨베이어가 설치되어 연속식 믹서에 직접 골재가 투입되도록 하며, 컨베이어는 속도를 조절할 수 있는 VS모터를 사용하거나, 게이트 조절이 가능하여야 한다.

시멘트 컨베이어는 스크루컨베이어와 게이트 및 속도조절용 VS모터가 설치되어야 한다. 또, 물 펌프는 시간당 투입량을 조절할 수 있는 조절기가 부착되거나 물량에 대한 캘리브레이션을 실시하여 사용하며, 안료펌프에는 시간당 투입량을 조정할 수 있는 조절기가 부착되거나 별도 투입량을 정할 수 있는 밸브가 설치되어 캘리브레이션을 실시하여 사용하는데 안료 펌프는 물과 시멘트, 혼화제 등을 혼합하여 투입, 희석기로 희석 사용되므로 안료의 분산력을 높여 사용하므로 안료 소모량을 줄일 수 있으며, 이렇게 함으로서 색상을 선명하게 하는 효과가 있으며, 희석 탱크에 각 종 소량 사용되는 혼합제는 혼합 사용할 수 있어 사용이 대단히 편리하다.

이를 다시 한번 정리하면 골재의 연속 정량 투입과 시멘트 연속 정량 투입, 물의 정량 연속 투입, 안료 등은 정량 연속 투입을 하는데 믹서의 저항을 줄이기 위하여 첫 번째로 물을 투입하고, 두 번째로 골재, 시멘트, 안료순으로 투입함이바람직하며, 부득이한 경우에는 순서를 바꾸어도 품질에는 큰 차이가 없다.

이러한 연속식 제조 방법을 예를 들어 설명하면 골재가 1,600㎏/㎥이고, 시멘트가 300㎏/㎥이며 물이 100㎏/㎥ 안료는 적색 10㎏/㎥의 경우 시간당 생산량을 60㎥로 설정 시 분당 1㎥가 생산되어야 하므로 골재의 Gate를 우선 설정하는데 예를 들어 20㎝로 가정 시 분당 1,600㎏/㎥가 투입되도록 VS모터 또는 고정식 모터일 때는 게이트로 조정해도 되며, VS모터를 사용시에는 모터를 이용하여 스크루컨베이어의 속도를 정한다.

시멘트도 분당 300㎏/㎥가 투입되도록 VS모터를 이용하여 벨트컨베이어의 속도를 정하는데, VS모터를 사용치 않고, 고정 모터를 사용시에는 Gate의 높이를 조절하든지 아니면 투입량을 확인할 수 있는 방법 모두 사용할 수 있다. 물은 분당 100㎏/㎥이 투입되도록 밸브 눈금을 조정하고, 안료는 물 1중량부에 안료 1∼5중량부가 되도록 혼합한 후 안료 사용량이 10㎏이면 물과 1:2로 혼합기로 혼합한다고 가정할 경우 3배수가 되므로 30㎏을 투입되도록 밸브를 조정하여 연속 투입되도록 밸브를 조정하여 연속 투입되도록 한다.

이렇게 혼합된 재료는 땅에 묻은 철재 박스에 떨어뜨린 후 포크래인으로 퍼서 덤프트럭에 넣어서 운반하는데 운반거리가 30분 이내가 되도록 현장에서 제조함이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명의 시멘트 콘크리트 제조시스템은 작업현장에서 생산하므로 운반시간의 단축에 따른 품질 균질성 유지, 표면 겉마름 방지, 운반비 절감,연속식 생산에 따른 생산비등 감소, 납기 문제 해소 등의 효과를 얻을 수 있는 것이다.

Claims

소정의 길이를 갖는 통형의 몸체(11)가 마련되고 그 몸체의 하부에는 지면으로부터 일정거리 이격시키는 지지대(14)가 설치되며 내부에는 믹서수단(12)이 회전 가능하게 설치된 혼합기(10);

상기 혼합기의 인접위치에 그 혼합기와 일체로 이동되게 연결 설치되며 하부에는 골재를 혼합기의 입측에 공급하는 골재이송수단(22)이 설치된 골재호퍼(20);

상기 혼합기의 인접위치에 그 혼합기와 일체로 이동되게 연결 설치되며 하부에는 시멘트를 혼합기의 입측에 공급하는 시멘트공급수단(31)이 설치된 시멘트호퍼(30);

상기 혼합기의 인접위치에 그 혼합기와 일체로 이동되게 연결 설치되어 혼합기로 물을 공급하는 물 공급수단(40)을 포함하는 구성을 특징으로 하는 시멘트콘크리트 제조시스템.
제1항에 있어서, 상기 골재호퍼는 혼합기의 상부에 그 혼합기로부터 분해결합 가능하게 연결 설치된 것을 특징으로 하는 시멘트콘크리트 제조시스템.
제1항에 있어서, 상기 혼합기의 입측 일측에는 안료공급수단(50) 및 혼화제공급수단(60) 중 어느 하나 또는 2가지 모두가 추가 설치된 것을 특징으로 하는 시멘트콘크리트 제조시스템.
제1항에 있어서, 상기 골재호퍼의 하부에 설치되는 골재이송수단은 모터에 의해서 작동되는 이송스크루 또는 벨트컨베이어 중 어느 하나임을 특징으로 하는 시멘트콘크리트 제조시스템.
제1항에 있어서, 상기 통형의 몸체 내부에 설치되는 믹서수단은 회전스크루형태 또는 회전로터리형태 중 어느 하나임을 특징으로 하는 시멘트콘크리트 제조시스템.
제1항에 있어서, 시멘트공급수단은 시멘트호퍼의 하단에 이송 관(31a)이 설치되고 그 이송 관의 내부에는 모터에 의해 작동되는 회전스크루(31b)가 장착된 것을 특징으로 하는 시멘트콘크리트 제조시스템.
제1항에 있어서, 상기 통형의 몸체 내부 내벽에는 그 통형의 몸체 내부 내벽을 보호하는 라이닝(13)이 설치된 것을 특징으로 하는 시멘트콘크리트 제조시스템.