KR20040072278A - 유황폴리머 콘크리트관 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 유황폴리머 콘크리트관은 유황폴리머 10-20중량%와, 플라이애쉬, 실리카흄, 고로슬래그, 가넷트분말 군으로 부터 선택되는 하나 이상의 물질로 되는 충전재 5-10중량%와, 잔골재 30-40중량%와, 굵은골재 40-45중량% 로 이루어진 유황폴리머 콘크리트 조성물로 되는 유황폴리머 콘크리트관 및 그 제조 방법에 의하여 이루어지며, 그 제조방법은 먼저, 잔골재와 굵은 골재를 가열장치에 투입하고 가열 건조하여 완전 건조된 골재를 얻는 단계와;

온도조절이 가능한 믹서기를 가열하여 믹서기의 온도를 100℃-160℃ 로 가열하는 단계와;

상기 믹서기 내에 잔골재 30-40중량%와 굵은 골재 40-45중량%를 투입하고 10-15분 건비빔 하는 단계와;

상기 믹서기 내에 유황폴리머 10-20중량%를 투입하는 단계와;

상기 믹서기 내의 유황폴리머가 완전히 녹으면 충전재 5-10중량%를 투입하여 충분히 믹싱하는 단계와;

유황폴리머 콘크리트관을 성형할 몰드를 조립하고 가열장치로 가열하여 몰드의 온도를 100℃-160℃ 로 가열하는 단계와;

상기 가열된 몰드 내에 믹싱된 유황폴리머 콘크리트 조성물을 부어넣고 진동성형 시키거나 회전성형 시키는 단계와;

상기 유황폴리머 콘크리트관 몰드의 온도가 70℃이하로 냉각될 때까지 상온에서 존치한 후 탈형하고 양생하는 단계로 이루어지는 것이다.

Description

유황폴리머 콘크리트관 및 그 제조 방법{SULFUR POLYMER CONCRETE PIPE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 유황폴리머 콘크리트관 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

석유에는 다량의 유황이 포함되어 있으며 유황이 포함된 석유를 그대로 대기중에 연소시키게 되면 황산화물이 대기를 오염시키게 되므로 대기 환경 보존을 위하여 석유를 정제하는 과정에서 탈황을 하게 되는데, 석유를 주 에너지원으로 사용하는 우리나라는 탈황 과정에서 많은 량의 유황이 생성되고 있어 이를 적절하고도 새로운 용도로 활용하기 위해 많은 연구가 실시되고 있다.

이에 상기 유황을 재활용하기 위하여 특허공보 제1983-2618호에서 공개되어 있는 바와 같이 아스팔트를 대용할 수 있는 유황폴리머가 개발되었다.

상기 유황폴리머는 아스팔트와 성질이 유사한 바인더의 성질을 가지고 있기 때문에 아스팔트를 대용하여 유황폴리머에 골재와 충전재를 혼합하여 도로를 포장 하는데 사용할 수 있다.

그러나, 우리나라는 석유를 많이 사용하는 나라이기 때문에 석유를 정제한최종석유제품으로써 도로 포장용 아스팔트가 충분히 생산되기 때문에 상기 유황폴리머는 아스팔트와의 생산가격 차이로 인하여 도로포장에 실용화 되지 못하였다.

그리고, 종래의 하수관, 오ㆍ폐수관, 지하공동관 등의 시멘트 콘크리트관은 시멘트, 잔골재, 굵은 골재, 혼화제 및 물을 혼합한 시멘트 콘크리트를, 철근농이 설치된 몰드 내에 부어넣고 원심력에 의한 회전 성형 또는 진동 성형한 후 탈형, 양생하여 시멘트 콘크리트관을 제조하고 이를 땅속에 매설하여 왔으나, 시멘트 콘크리트관은 하수, 오ㆍ폐수 등에 섞여있는 산 등의 유해 성분이 시멘트와 반응하여 관체를 부식시켜 관체에 균열이 생기게 하거나 관체를 파괴함으로써 땅속을 오염시키는 일이 자주 생기고 있다.

또, 기설 시멘트 콘크리트관과 다른 시멘트 콘크리트관의 연통이 필요한 경우, 관체를 드릴로 천공하거나 망치로 깨뜨려 천공하고 있으나 시멘트 콘크리트의 강성 때문에 관을 천공할 때 충격으로 인하여 관체에 균열이 생기는 일이 자주 생겼으며, 관체를 연통시킨 후 이음부를 시멘트몰탈로 잘 연결 처리 한다고 하여도 이음부가 시멘트몰탈과 잘 접착이 되지 않아 이음부에서 누수 되어 땅속을 오염시키는 일이 자주 생긴다.

또한, 기설 시멘트 콘크리트관이 손상을 입어 이를 보수할 경우에도 손상 부위를 시멘트몰탈로 보수한다고 하여도 기설 시멘트 콘크리트관과 시멘트몰탈이 잘 접착되지 않아 완전한 보수가 쉽지 않다.

따라서, 본 발명자는 상기 유황폴리머에 충전재, 잔골재, 굵은골재 및 무기섬유를 적정 비율로 혼합하여 이루어진 유황폴리머 콘크리트 조성물에 철근농 등을삽입한 유황폴리머 콘크리트관을 개발하게 되었는데, 상기 유황폴리머 콘크리트관은 내수성이 있으며, 산 등의 유해 성분에 대해 강한 내부식성 있고, 관체로서의 충분한 외압강도를 나타낸다는 것에 착안하여 상기 유황폴리머를 이용하여 하수, 오ㆍ폐수를 처리하고 배출하는 유황폴리머 콘크리트관 및 지하공동구 등에 사용되는 유황폴리머 콘크리트관을 개발하게 되었다.

본 발명은 석유를 정제하는 과정에서 생산되는 산업부산물인 유황을 재활용 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 하수, 오ㆍ폐수를 처리하거나 배출하기 위하여 내수성이 있으며, 산 등의 유해 성분에 대하여 강한 내부식성이 있고, 관으로 사용하기에 외압강도가 충분한 유황폴리머 콘크리트관을 제조하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 관체가 손상을 입었을 때 손상부를 쉽게 보수할 수 있는 관을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 기설 관체와 다른 관체의 연통이 필요한 경우, 쉽게 기설 관체를 천공하고 이음한 후 이음부를 견고하게 연결 처리 할 수 있는 관을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 관체가 노후화 되어 교체하여야 할 경우에는 노후화된 관체를 땅속에서 파내어 공장으로 이송하고 관체를 가열하여 녹인 후 가소성유황, 골재 등을 보정하여 새 관체를 제조함으로써 노후된 관을 재활용 하는데 그목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 유황을 이용하여 유황폴리머를 제조하고, 제조된 유황폴리머 10-20중량%와, 플라이애쉬, 실리카흄, 가넷트분말, 고로슬래그 군으로 부터 선택되는 하나 이상의 물질로 되는 충전재 5-10중량%와, 잔골재 30-40중량%와, 굵은 골재 40-45중량%로 이루어진 유황폴리머 콘크리트 조성물로 되는 유황폴리머 콘크리트관 및 그 제조 방법에 의하여 이루어지는 것이다.

본 발명은 유황폴리머 콘크리트관 및 그 제조 방법에 관한 것으로서 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 사용되는 유황폴리머는, 특허공보 제1983-2618호에서 공개되어 있는 바와 같이, 디사이클로펜타디엔, 메틸 사이클로펜타디엔, 디비닐 벤젠, 사이클로옥타디엔, 사이클로데카트리엔, 옥타디엔 및 미르센으로부터 선택된 제1탄화수소 5 내지 20중량%(황에 대해) 및 디펜텐, 스티렌, 비닐톨루엔, 핀엔 및 옥텐으로부터 선택된 제2탄화수소 5 내지 20중량%(황에 대해)를 황원소와 발열반응이 일어나기에 충분히 높은 온도 즉, 120°내지 200℃로 반응시켜 되는 아스팔트와 거의 동일한 점도곡선, 5 내지 100의 투과도, 10°내지 70℃의 연화점 및 적어도 100의 연성을 갖는 유황폴리머이다.

본 발명에 의한 유황폴리머 콘크리트관은 상기 유황폴리머 10-20중량%와, 플라이애쉬, 실리카흄, 고로슬래그, 가넷트분말 군으로 부터 선택되는 하나 이상의물질로 되는 충전재 5-10중량%와, 잔골재 30-40중량%와, 굵은 골재 40-45중량% 로 이루어진 유황폴리머 콘크리트 조성물로 되는 유황폴리머 콘크리트관 및 그 제조 방법에 의하여 이루어지는 것이다.

먼저, 유황폴리머 콘크리트 조성물에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 유황폴리머 콘크리트 조성물에 사용되는 유황폴리머는, 디사이클로펜타디엔, 메틸 사이클로펜타디엔, 디비닐 벤젠, 사이클로옥타디엔, 사이클로데카트리엔, 옥타디엔 및 미르센으로부터 선택된 제1탄화수소 5 내지 20중량%(황에 대해) 및 디펜텐, 스티렌, 비닐톨루엔, 핀엔 및 옥텐으로부터 선택된 제2탄화수소 5 내지 20중량%(황에 대해)를 황원소와 발열반응이 일어나기에 충분히 높은 온도 즉, 120°내지 200℃로 반응시켜 되는 아스팔트와 거의 동일한 점도곡선, 5 내지 100의 투과도, 10°내지 70℃의 연화점 및 적어도 100의 연성을 갖는 유황폴리머이므로 성질이 아스팔트의 성질과 거의 동일하여 내수성이 있으며, 산 등의 유해 성분에 안정하고, 바인더의 성질을 가지고 있다.

바인더의 성질을 가지고 있는 상기 유황폴리머 10-20중량%와, 플라이애쉬, 실리카흄, 고로슬래그, 가넷트분말 군으로 부터 선택되는 하나 이상의 물질로 되는 충전재 5-10중량%와, 잔골재 30-40중량%와, 굵은골재 40-45중량% 로 이루어진 유황폴리머 콘크리트 조성물을 이용하여 진동 성형으로 T-38(살두께38㎜) 관체를 제조하고 실험한 결과 무근콘크리트관의 KS규준에 대하여 약1.3배 이상의 파괴강도를 나타내는 것을 알 수 있었다.

그러나, 일반적인 도로포장용 아스팔트에 적적량의 충전재, 골재 및 보강섬유를 혼합하여 원형관체를 제조하고 강도 등을 실험한 결과, 일반적인 도로포장용 아스팔트는 상기 유황폴리머와 거의 유사한 성질을 가지고 있지만, 적적량의 충전재, 잔골재, 굵은 골재 및 보강섬유를 아스팔트에 혼합하더라도 외압강도면에서 KS기준 강도에 현저히 못 미쳐 일반적인 도로포장용 아스팔트를 이용해서는 시멘트 콘크리트 관체와 대등한 외압강도(균열하중 및 파괴하중에 대한 강도)를 갖는 관체를 제조할 수 없었다.

유황폴리머 콘크리트관 제조에 상기 유황폴리머 10-20중량%를 혼합하는 것은 유황폴리머가 10중량% 이하로 혼합될 경우에는 유황폴리머가 바인더로써의 결합력을 충분히 발휘하지 못하므로 관체가 부서지기 쉬워 외압강도가 나오지 않고, 유황폴리머가 20중량% 이상이 혼합되게 되면 관체의 연성이 커져 이 역시 필요한 콘크리트관으로써의 외압강도가 나오지 않게 된다.

그리고 플라이애쉬, 실리카흄, 고로슬래그, 가넷트분말 군으로 부터 선택되는 하나 이상의 물질로 되는 충전재를 5-10중량% 혼합하게 되는데, 상기 충전재의 분말 입도는 0.001-0.1㎜인 것을 사용하는 것이 좋다.

상기 플라이애쉬, 실리카흄, 고로슬래그, 가넷트분말 등의 충전재는 유황폴리머에 둘러싸여 오ㆍ폐수 내의 산 등의 유해 성분과도 반응하지 않으므로 안정하며 유황폴리머와 함께 모래 사이의 공극을 채워 관체의 기계적 강도를 증가시키는 역할을 한다.

그러나, 상기 충전재를 5중량% 이하로 혼합하면 잔골재와 잔골재 사이의 공극을 채워주지 못하여 강도가 약해지며 10중량% 이상 사용하면 뻑뻑하게 되어 작업성이 나빠질 뿐만 아니라 강도가 저하되게 된다.

그리고, 상기 플라이애쉬, 실리카흄, 고로슬래그, 가넷트분말 등의 충전재 역시 산업폐기물인데 본 발명의 유황폴리머 콘크리트관 제조에 사용함으로써 산업폐기물을 재활용 하는 효과가 있다.

그리고, 상기 유황폴리머 콘크리트 조성물에 보강용 무기섬유를 추가로 혼합할 수 있는데, 유리섬유, 탄소섬유, 강섬유 군으로 부터 선택되는 하나 이상의 무기섬유를 유황폴리머 콘크리트 조성물 전체 중량에 대하여 0.1-1중량%를 추가로 더 혼합할 수 있는데, 이 것은 관체의 균열을 방지하고 전단강도를 증진시키는 역할을 한다.

상기 무기섬유는 1㎝이하의 단섬유를 사용하는 것이 유황폴리머 콘크리트 조성물을 제조하기 위한 믹싱 등의 작업성에 좋다.

상기 유황폴리머 콘크리트 조성물에는 잔골재 30-40중량% 및 굵은골재 40-45중량%를 혼합하게 되는데, 잔골재와 굵은 골재는 서로 보완, 대채 관계에 있으며 굵은 골재와 굵은 골재 사이에 잔골재가 채워지게 되어 강도를 증진하게 된다.

굵은 골재를 45중량%이상 사용하고 잔골재를 30중량%이하 사용하게 되면 굵은 골재와 굵은 골재 사이에 잔골재가 채워지지 않아 강도가 저하되며 굵은 골재를 40중량%이하로 사용하면 잔골재가 많이 필요하게 되어 제조 비용이 증가하게 된다.

또한, 상기 굵은 골재의 치수는 유황폴리머 콘크리트관의 관체 살두께에 따라 5㎜이상 25㎜이하의 골재를 사용하는 것이 좋다.

본 발명의 유황폴리머 콘크리트 조성물의 제조는, 잔골재와 굵은 골재를 가열장치에 넣고 가열 건조하여 완전 건조된 골재를 얻고, 온도조절이 가능한 믹서기의 온도를 100℃-160℃ 가열한 후, 가열된 믹서기 내에 잔골재 30-40중량%와 굵은 골재 40-45중량%를 투입하고 건비빔한 후 유황폴리머 10-20중량%를 투입하여 완전히 녹을때까지 믹싱한 후에 충전재 5-10중량%를 투입하고 충분히 믹싱하면 유황폴리머 콘크리트 조성물이 제조되는 것이다.

다음, 상기 유황폴리머 콘크리트 조성물을 이용하여 유황폴리머 콘크리트관을 제조하는 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 잔골재와 굵은 골재를 가열장치에 투입하고 가열 건조하여 완전 건조된 골재를 얻는 단계와;

온도조절이 가능한 믹서기의 온도를 100℃-160℃ 가열하는 단계와;

상기 가열된 믹서기 내에 잔골재 30-40중량%와 굵은 골재 40-45중량%를 넣고 건비빔하는 단계와;

상기 가열된 믹서기 내에 유황폴리머 10-20중량%를 투입하는 단계와;

상기 믹서기 내의 유황폴리머가 완전히 녹으면 충전재 5-10중량%를 투입하여 충분히 믹싱하는 단계와;

유황폴리머 콘크리트관을 성형할 몰드를 조립한 후 가열장치를 이용하여 몰드의 온도를 100℃-160℃ 가열하는 단계와;

상기 가열된 몰드 내에 믹싱된 유황폴리머 콘크리트 조성물을 부어넣고 진동성형 시키거나 회전성형 시키는 단계와;

상기 유황폴리머 콘크리트관 몰드가 70℃이하로 냉각될 때까지 상온에서 존치한 후 탈형하고 양생하는 단계로 이루어지는 것이다.

그리고, 상기 믹서기에 충전재를 투입하는 단계에서 무기섬유를 유황폴리머 콘크리트 조성물 전체 중량의 0.1-1중량%를 추가로 더 투입하면 관체의 균열 방지와 전단강도를 더 증진 시킬 수 있다.

또, 상기에서 유황폴리머 콘크리트관을 성형할 몰드를 조립할 때 몰드 내에 철근농을 삽입하여 철근농이 삽입된 유황폴리머 콘크리트관으로 성형하면 관체의 균열 방지와 외압강도를 더욱 더 증진 시킬 수 있다.

상기에서 잔골재와 굵은 골재를 가열장치에 넣고 가열 건조하여 완전 건조된 골재를 사용하는 것은 골재에 수분이 포함되어 있으면 수분 때문에 유황폴리머와 골재의 결합력이 떨어지기 때문이다.

유황폴리머 콘크리트관을 성형할 몰드를 조립한 후에 가열장치를 이용하여 몰드의 온도를 100℃-160℃ 되게 가열하는 것은 상기 온도는 유황폴리머가 충분히 녹는 온도이며, 몰드 온도를 100℃이상 가열하지 않고 성형하는 경우에는 성형이 균일하게 되지 않아 표면이 거칠게 성형되고 이에 따라 강도가 약해진다.

상기에서 몰드 온도를 160℃이상 좀 더 가열해도 별 문제는 없지만 너무 많이 가열하는 것은 에너지의 낭비로 이어져 유황폴리머 콘크리트 관체의 가격을 증대 시키게 된다.

그리고, 온도조절이 가능한 믹서기의 온도를 100℃-160℃로 가열하는 것은 유황폴리머가 충분히 녹아 점도가 유황폴리머 콘크리트 조성물을 골고루 믹싱하기에 좋은 온도이기 때문이다.

상기에서 믹서기의 온도를 100℃이하로 하면 유황폴리머가 충분히 녹지 않아 유황폴리머 콘크리트 조성물의 믹성이 쉽지 않고 믹서기의 온도를 160℃이상으로 하면 에너지의 낭비로 이어져 유황폴리머 콘크리트 관체의 가격을 증대 시키게 된다.

상기와 같이 제조된 유황폴리머 콘크리트관과 시멘트 콘크리트관을 비교하여 보면 유황폴리머 콘크리트관이 시멘트 콘크리트관 보다 외압강도에 있어서 더 클 뿐만 아니라 유황폴리머 콘크리트관을 사용하면 다음과 같은 큰 장점이 있다.

즉, 기설 관체와 관체를 연통하여 이음하여야 할 경우에 기설 관체의 천공할 부위에 가열 수단으로 가열하면 유황폴리머 콘크리트관을 구성하는 유황폴리머가 녹아 쉽게 관체를 천공할 수 있으며, 상기 천공된 기설 관체에 관체를 이음한 후, 유황폴리머, 충전재 및 잔골재가 혼합 믹싱된 유황폴리머 몰탈을 가열하여 이음부의 틈 사이를 메워주게 되면 관체와 관체의 연결 작업이 완료되는 것이다.

또한, 유황폴리머 콘크리트관에 손상이 생긴 경우에도 손상된 부위에 유황폴리머, 충전재 및 잔골재가 혼합 믹싱된 유황폴리머 몰탈을 가열하여 손상 부위를 메워주게 되면 관체의 보수 작업이 간단히 완료되는 것이다.

그리고, 매설된 유황폴리머 콘크리트관이 노후화 되어 교체하게 될 경우에는 노후화된 유황폴리머 콘크리트관을 땅속에서 파내어 공장으로 이송하고 노후된 유황폴리머 콘크리트관을 가열하여 완전히 녹인후 다시 유황폴리머, 충전재 및 골재 등을 보충하여 새 유황폴리머 콘크리트 관체를 제조할 수 있는 것이다.

본 발명에 대한 실시예를 다음에서 상세히 설명한다.

〔실시예 1〕

잔골재와 굵은 골재를 가열장치에 넣고 가열 건조하여 완전 건조된 골재를 얻은 후, T-38 몰드 및 T-65 몰드를 조립하여 각각 가열장치에 넣고 몰드 온도를 150℃로 가열하고, 온도조절이 가능한 믹서기의 온도를 150℃로 가열한 후, 가열된 믹서기 내에 유황폴리머 콘크리트 조성물 1㎥당 잔골재 842kg과 굵은 골재 936kg을 투입하고 건비빔한 후 유황폴리머 340kg을 투입하여 가열된 믹서기 내의 유황폴리머가 완전히 녹으면 플라이애쉬 146kg을 투입한 후 충분히 믹싱하여 얻은 유황폴리머 콘크리트 조성물을 각각의 가열된 몰드 내에 부어넣고 성형한 후 탈형하여 상온에서 7일간 양생한 후 파괴하중을 실험한 결과 다음 표1과 같다.

〔표1〕

구분	KS규준	구분	실험값
	파괴하중(kgf/m)		파괴하중(kgf/m)
무근콘크리트관	2,700	유황폴리머콘크리트관 T-38	3,426
		유황폴리머콘크리트관 T-65	7,952

상기 표1에서 유황폴리머 콘크리트관 T-38(살두께38㎜)은 무근콘크리트관의 KS규준에 비해 파괴하중에서 약1.3배 정도로 강한 것으로 나타났으며 유황폴리머 콘크리트관 T-65(살두께65㎜)는 무근콘크리트관의 KS규준에 비해 파괴하중이 약2.9배 이상 강한 것으로 나타나 유황폴리머 콘크리트관으로서의 외압강도가 충분한 것을 알 수 있었다.

〔실시예 2〕

잔골재와 굵은 골재를 가열장치에 넣고 가열 건조하여 완전 건조된 골재를 얻은 후, T-38 몰드 및 T-65 몰드의 몰드 내에 철근농을 삽입하고 조립하여 각각의 가열장치에 넣고 몰드 온도를 150℃로 가열하고, 온도조절이 가능한 믹서기의 온도를 150℃로 가열한 후, 가열된 믹서기 내에 유황폴리머 콘크리트 조성물 1㎥당 잔골재 842kg과 굵은 골재 936kg을 투입하고 건비빔한 후 유황폴리머 340kg을 투입하여 가열된 믹서기 내의 유황폴리머가 완전히 녹으면 플라이애쉬 146kg을 투입 후 충분히 믹싱하여 얻은 유황폴리머 콘크리트 조성물을 각각의 가열된 몰드 내에 부어넣고 진동 성형한 후 탈형하여 7일간 양생하고 균열하중과 파괴하중을 실험한 결과 다음 표2와 같다.

〔표2〕

구분	KS규준	구분	실험값
	균열하중(kgf/m)		파괴하중(kgf/m)	균열하중(kgf/m)	파괴하중(kgf/m)
흄관 T-38	2,400	3,600	유황폴리머콘크리트관 T-38	4,000	6,200
VR관 T-65	3,000	4,600	유황폴리머콘크리트관 T-65	10,000	14,000

상기 표2에서 철근농이 삽입된 유황폴리머 콘크리트관 T-38(살두께38㎜)은 흄관 T-38(원심력 철근콘크리트관)의 KS규준에 비하여 균열하중에서 1.7배 정도로 강하며, 파괴하중은 조금 더 강한 것으로 나타났으며, 철근농이 삽입된 유황폴리머콘크리트관 T-65(살두께65㎜)는 VR관 T-65(진동 및 전압 철근콘크리트관)의 KS규준에 비해 균열하중 및 파괴하중이 3배 이상 강한 것으로 나타났으며, 철근농을 삽입하지 않은 실시예1의 외압강도 보다 철근농을 삽입한 실시예2의 외압강도가 약 80% 정도 증가된 것을 알 수 있었다.

〔실시예 3〕

잔골재와 굵은 골재를 가열장치에 넣고 가열 건조하여 완전 건조된 골재를 얻은 후, T-38 몰드 및 T-65 몰드의 몰드 내에 철근농을 삽입하고 조립하여 각각의 가열장치에 넣고 몰드 온도를 150℃정도로 가열하고, 온도조절이 가능한 믹서기의 온도를 150℃로 가열한 후, 가열된 믹서기 내에 유황폴리머 콘크리트 조성물 1㎥당 잔골재 842kg과 굵은 골재 936kg을 투입하고 건비빔한 후 유황폴리머 340kg을 투입하여 가열된 믹서기 내의 유황폴리머가 완전히 녹으면 플라이애쉬 146kg을 투입하고 추가로 유리섬유 11kg을 더 투입하여 충분히 믹싱하여 얻은 유황폴리머 콘크리트 조성물을 가열된 몰드 내에 부어넣고 진동 성형한 후 상온에서 7일간 양생하고 탈형한 후 균열하중과 파괴하중을 실험한 결과 다음 표3과 같다.

〔표3〕

구분	KS규준	구분	실험값
	균열하중(kgf/m)		파괴하중(kgf/m)	균열하중(kgf/m)	파괴하중(kgf/m)
흄관 T-38	2,400	3,600	유황폴리머콘크리트관 T-38	4,500	6,400
VR관 T-65	3,000	4,600	유황폴리머콘크리트관 T-65	10,300	14,420

상기 표3에서 유황폴리머 콘크리트관 T-38은 흄관 T-38(원심력 철근콘크리트관)의 KS규준에 비하여 균열하중에 1.9배 정도로 강하며, 파괴하중은 조금 강한 것으로 나타났으며, 유황폴리머 콘크리트관 T-65는 VR관(진동 및 전압 철근콘크리트관)의 KS규준에 비해 균열하중 및 파괴하중이 3배 이상 강한 것으로 나타났으며, 무기섬유를 혼합하지 않은 실시예 2의 외압강도 보다 무기섬유를 혼합한 실시예 3의 외압강도가 약 3% 정도 증가된 것을 알수 있었다.

본 발명은 하수, 오ㆍ폐수를 처리하거나 배출하기 위하여 내수성이 있으며, 산 등의 유해 성분에 대하여 강한 내부식성이 있고, 관으로 사용하기에 외압강도가 충분한 유황폴리머 콘크리트관 및 그 제조방법을 제공함으로써, 산업부산물인 유황의 활용도를 제고하는 효과가 있으며, 관체가 손상을 입었을 때 손상부를 쉽게 보수할 수 있는 효과가 있으며, 기설 관체와 다른 관체의 연통이 필요한 경우, 쉽게 기설 관체를 천공하고 이음한 후 이음부를 견고하게 처리 할 수 있는 효과가 있으며, 관체가 노후화 되어 교체하여야 할 경우에는 노후화된 관체를 땅속에서 파내어 공장으로 이송하고 관체를 가열하여 녹인후 다시 유황폴리머, 충전재 및 골재 등을 보정하여 새 유황폴리머 콘크리트 관체를 제조함으로써 노후된 관을 재활용 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 유황폴리머 10-20중량%와, 충전재 5-10중량%와, 잔골재 30-40중량%와, 굵은골재40-45중량%로 이루어지는 유황폴리머 콘크리트 조성물로 되는 것을 특징으로 하는 유황폴리머 콘크리트관.
2. 제1항에 있어서, 상기 충전재는 플라이애쉬, 실리카흄, 고로슬래그, 가넷트분말 군으로 부터 선택되는 하나 이상의 물질로 되는 것을 특징으로 하는 유황폴리머 콘크리트관.
3. 제1항에 있어서, 상기 유황폴리머 콘크리트 조성물에는 유리섬유, 탄소섬유, 강섬유 군으로 부터 선택되는 하나 이상의 무기섬유를 상기 유황폴리머 콘크리트 조성물 전체 중량의 0.1-1중량%를 더 추가하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유황폴리머 콘크리트관.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유황폴리머 콘크리트관 내에는 철근농이 삽입되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 유황폴리머 콘크리트관.
5. 잔골재와 굵은 골재를 가열장치에 투입하고 가열 건조하여 완전 건조된 골재를 얻는 단계와;

   온도조절이 가능한 믹서기의 온도를 100℃-160℃ 가열하는 단계와;

   상기 가열된 믹서기 내에 잔골재 30-40중량%와 굵은 골재 40-45중량%를 넣고 건 비빔하는 단계와;

   상기 믹서기 내에 유황폴리머 10-20중량%를 투입하는 단계와;

   상기 믹서기 내의 유황폴리머가 완전히 녹으면 충전재 5-10중량%를 투입하여 충분히 믹싱하는 단계와;

   유황폴리머 콘크리트관을 성형할 몰드를 조립한 후 가열장치를 이용하여 몰드 온도를 100℃-160℃ 가열하는 단계와;

   상기 가열된 몰드 내에 믹싱된 유황폴리머 콘크리트 조성물을 부어넣고 진동성형 시키거나 원심력에 의하여 회전성형 시키는 단계와;

   상기 유황폴리머 콘크리트관 몰드가 70℃이하로 냉각될 때까지 상온에서 존치한 후, 탈형하고 양생하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유황 콘크리트관 제조방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 가열된 믹서기 내에 충전재 5-10중량%를 투입하는 단계에서 유황폴리머 콘크리트 조성물 전체 중량의 0.1-1%의 무기섬유를 추가로 더투입하는 것을 특징으로 하는 유황폴리머 콘크리트관 제조방법.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 유황폴리머 콘크리트관을 성형할 몰드를 조립하는 단계에서 몰드 내에 철근농을 삽입함으로써 유황폴리머 콘크리트관 내에 철근농이 삽입되도록 하는 것을 특징으로 하는 유황폴리머 콘크리트관 제조방법.