KR20050110435A

KR20050110435A - 폐 콘크리트를 이용한 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블록제조방법 및 그 조성물

Info

Publication number: KR20050110435A
Application number: KR1020040035446A
Authority: KR
Inventors: 장미희
Original assignee: 장미희
Priority date: 2004-05-19
Filing date: 2004-05-19
Publication date: 2005-11-23

Abstract

본 발명은 폐 콘크리트를 이용하여 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블럭, 고속도로 중앙분리대, 경계석 등의 제품을 생산하는 방법에 관한 것이다.

개시한 본 발명은, 수거한 폐 콘크리트를 소정의 크기로 분쇄하여 이물질을 제거하는 공정; 이물질이 제거된 폐 골재를 시멘트와 함께 각각의 호퍼에 분류 투입하여 이송시키는 공정; 이송되어 온 폐 골재를 각각 정해진 규격의 메쉬(mesh)를 갖는 선별기를 통해 입도분포가 5mm 이하인 재생사와 입도분포가 13mm 이하인 석분으로 선별하여 이송시키는 공정; 이송되어온 재생사 28-35중량%와 석분 40-45중량%, 시멘트 12-17중량%, 물 8-12중량%를 혼합기에서 교반·혼합시키는 공정; 혼합된 혼합골재를 진동다짐기에 충진하여 성형하고 건조실에서 양생하여 제조하는 것을 특징으로 하며,

이에 따라 콘크리트 구조물 해체 때 발생되는 다량의 폐 콘크리트를 매립하지 않고 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블럭 등의 제품을 생산함으로써, 폐자원의 활용이 극대화되고 또 환경오염의 최소화와 비용절감 및 매립지의 난이 해소되는 이점이 있다.

Description

폐 콘크리트를 이용한 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블록 제조방법 및 그 조성물{METHOD AND COMPOSITE FOR CEMENT BRICK, FOOTPATH BLOCK USING WASTE SAND, PEBBLES}

본 발명은 시멘트 벽돌 및 시멘트 보도블록 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콘크리트 구조물 해체 시에 발생되는 다량의 폐 콘크리트를 재활용하는 동시에 공업적으로 결합강도가 떨어지지 않고 시멘트 벽돌 및 시멘트 보도블록 등의 내구성이 월등히 향상되는 폐 콘크리트를 이용한 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블록 제조방법 및 그 조성물에 관한 것이다.

일반적으로, 노후화된 콘크리트 구조물을 해체하게 되면 다량의 콘크리트 폐기물, 즉 폐 콘크리트가 배출된다. 최근의 재개발 또는 재건축에 의한 노후 건물의 해체 동향을 고려해 볼 때, 폐 콘크리트의 배출량은 년간 수백만 톤에 이를 것이고, 이중에서 수거하여 재활용할 수 있는 양은 총 배출량의 60% 이상이 될 것이라 여겨진다.

이러한 폐 콘크리트는 일정 크기로 분쇄되어 옹벽의 뒷채움으로 사용되기도 하나 그 사용량은 미미하고, 대부분은 간척지 등의 매립에 사용되든지 또는 상기 폐주물사 등과 같이 쓰레기 매립장에 버려지는 상태이므로, 환경적인 차원에서 볼 때에 유용자원의 폐기라는 부정적인 측면도 있었다.

한편, 주물공업은 산업기계, 항만, 선박, 자동차부품, 금속공작기계 등 국가적 차원에서 계속 지원발전이 필요로 하는 분야이므로 국가의 기간산업으로 계속하여 중단 없이 발전되고 있다.

상기와 같은 각 업체의 제련, 생산과정에서 발생하는 각종의 폐주물사는 제련과정에서 폐수처리제의 성분인 여러 가지의 화공약품이 첨가되고 또 다량의 산화철, 산화아연, 실리카 산화칼슘 및 약간의 유황 등을 포함하고 있다. 그리고 유해물질로는 납, 카드뮴, 크롬, 구리 등이 미소량 함유되어 있다.

이와 같은 폐주물사를 재생 처리하여 사용할 수 있음에도 불구하고 각 업체에서의 폐주물사를 재생 처리하기 위한 기술력 부족과 초기 투자비의 과다 및 주물공장에서의 재활용 주물사의 기피현상을 이유로 대부분 매립에 의존하거나 또는 방치하는 경우가 대부분이다.

이와 같이, 콘크리트 구조물의 해체 시에 발생되는 폐 콘크리트와 각 업체에서 발생되는 산업폐기물인 폐주물사를 재활용하지 못하고 일정한 장소에 매립시키게 되므로 환경오염은 물론 매립처리 비용의 상승과 폐 콘크리트 및 폐주물사의 증가에 따른 매립지의 난을 가중시키는 문제점을 내재하고 있다.

특히, 시멘트 벽돌과 시멘트 블록의 제조 시에 폐 콘크리트와 폐주물사를 재활용하지 못하고 자연산 모래와 자갈의 석분을 이용함으로써, 자연자원이 갈수록 고갈되어지고 있으며, 이것에 의해 자연훼손이 발생되는 문제점 등으로 지적되고 있다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 치유하면서도 경제적 면에서는 보다 저가의 시멘트 벽돌 및 시멘트 보도블록을, 그리고 신뢰성 면에서는 폐자원의 활용 극대화와 환경오염을 방지하도록 폐 콘크리트를 이용한 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블록을 제공하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 목적은 시멘트 벽돌 및 시멘트 보도블록을 제조할 때에 사용되는 적량의 원사(자연산 모래와 석분) 대신에 폐 콘크리트를 크기별, 종류별로 선별, 분리하여 내구성이 우수한 시멘트 벽돌 또는 필요에 따라 강도를 보강시켜 시멘트 보도블록으로 제조하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 선별된 폐 콘크리트를 필요에 따라 고속도로 중앙분리대, 경계석 등의 골재로 사용하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또다른 목적들은 다음의 상세한 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폐 콘크리트를 이용한 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블럭 제조방법에 의하면, (1) 수거한 폐 콘크리트를 소정의 크기로 분쇄하여 이물질을 제거하는 공정; (2) 상기 이물질이 제거된 폐 골재를 시멘트와 함께 각각의 호퍼에 분류 투입하여 이송시키는 공정; (3) 상기 이송되어 온 폐 골재를 각각 정해진 규격의 메쉬(mesh)를 갖는 선별기를 통해 입도분포가 5mm 이하인 재생사와 입도분포가 13mm 이하인 석분으로 선별하여 이송시키는 공정; (4) 상기 이송되어온 재생사 28-35중량%와 상기 석분 40-45중량%, 상기 시멘트 12-17중량%, 물 8-12중량%를 혼합기에서 교반·혼합시키는 공정; (5) 상기 혼합된 혼합골재를 진동다짐기에서 성형하고 건조실에서 양생시키는 공정을 포함한다.

바람직하기로, 상기 선별된 재생사에 입도분포가 5mm 이하인 폐주물사를 일정비율로 배합한 것을 특징으로 한다.

바람직하기로, 상기 선별된 재생사와 상기 폐주물사는 5 대 5로 배합되어진 것을 특징으로 한다.

바람직하기로, 상기 석분은 원자갈을 분쇄하여 얻어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 폐 콘크리트를 이용한 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블록 조성물에 의하면, (1) 전체중량에 대한 백분율 12-17중량%인 시멘트; (2) 폐 콘크리트에 대해 입도분포가 5mm 이하의 크기로 분쇄되어 얻어진 28-35중량%인 재생사; (3) 폐 콘크리트에 대해 입도분포가 13mm 이하의 크기로 분쇄되어 얻어진 40-45중량%인 석분; 및 (4) 상기 전체중량에 대한 백분율 8-12중량%인 물로 배합되어 이루어짐을 특징으로 한다.

이와 같이하면, 콘크리트 구조물 해체 때 발생되는 폐 콘크리트와 각 업체의 제련, 생산과정 등에서 부산되는 산업폐기물인 각종 폐주물사를 수거하여 선별, 분리과정과 분쇄작업을 통해 일정한 크기로 분쇄하여 이물질을 제거하고 또한 이물질이 제거된 상기 폐 콘크리트의 골재 및 폐주물사에 정해진 량만큼의 시멘트와 물을 혼합하여 성형 및 건조하는 것에 의해 시멘트 벽돌 및 시멘트 보도블록, 고속도로 중앙분리대, 경계석으로 재생 처리되어짐을 알 수 있다.

그 결과, 각 업체에서 폐기되는 각종 폐주물사와 콘크리트 구조물 해체 시에 발생되는 폐 콘크리트를 매립하지 않고 시멘트 벽돌 또는 시멘트 보도블록, 고속도로 중앙분리대, 경계석으로 재활용함으로써 폐자원의 활용이 극대화되고 또한 환경오염의 최소화와 매립지의 난이 해소되는 이점이 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 가장 바람직한 실시 예에 대하여 이하를 통해 상세히 설명하고자 한다.

이 바람직한 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 폐 콘크리트를 이용한 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블럭 제조방법 및 그 조성물의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 폐 콘크리트를 이용한 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블록 제조장치의 실시 예를 나타내는 계략 구성도이다.

본 실 시 예에 따른 폐 콘크리트를 이용한 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블록 제조장치는, 수거된 폐 콘크리트에 대해 일정한 크기별 및 종류별로 선별되어 입도분포가 5mm 이하의 크기로 분쇄되고 이물질이 제거되어 얻어진 폐 골재를 투여받아 정해진 배합비 만큼 배출하는 제1 호퍼(100)와, 폐 콘크리트에 대해 일정한 크기별 및 종류별로 선별되어 입도분포가 13mm이하의 크기로 분쇄되고 이물질이 제거되어 얻어진 폐 골재를 투여 받아 정해진 배합비 만큼 공급하는 제2 호퍼(110)와, 시멘트를 저장하였다가 이송관(160a)을 통해 공급하는 제3 호퍼(160)와, 물을 저장하였다가 공급파이프(150a)를 통해서 공급하여 주는 물탱크(150)와, 제1, 제2 호퍼(100)(110)에서 배출되는 폐 골재들을 혼합하여 이송시키는 메인 이송컨베이어(120)와, 메인 이송컨베이어(120)에서 이송되어 온 폐 골재들을 각각 정해진 규격의 메쉬(mesh)를 갖는 스크린을 통해 입도분포가 5mm 이하인 재생사와 입도분포가 13mm 이하인 석분으로 선별하여 제1 컨베이어벨트(190)를 통해 이송시키는 선별기(130)와, 공급파이프(150a)에서 공급된 상기 물과 제1 컨베이어벨트(190)를 통해 선별되어 이송된 일정량의 재생사와 석분 및 이송관(160a)을 통해 공급된 시멘트를 교반·혼합하여 제2 컨베이어벨트(190a)를 통해 이송하는 혼합기(140)와, 혼합기(140)에서 고르게 혼합된 혼합골재를 용도에 따른 성형틀에 충진하고 혼합골재가 충진된 상기 성형틀을 진동방식으로 성형하여 제3 컨베이어벨트(190b)를 통해 이송시키는 진동다짐기(170)와, 상기 진동다짐기에서 성형된 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블럭, 경계석 등을 건조시켜 양샹하는 건조실(180)로 구성된다.

이와 같은 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블럭 제조장치를 통해 본 발명에 따른 폐 콘크리트를 이용한 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블럭, 고속도로 중앙분리대, 경계석의 제조방법을 도 2를 참조하여 이하를 통해 보다 구체적으로 설명한다.

먼저, 콘크리트 구조물 해체 시에 발생되는 폐 골재, 즉 폐 콘크리트를 수거하여 제1, 제2 호퍼(100)(110)에 투입하기 전에, 먼저 상기 수거된 폐 콘크리트를 종류별, 크기별로 선별, 분리한다(단계; S100). 그리고 선별, 분리된 폐 콘크리트를 일정한 크기로 분쇄, 즉 입도분포가 5mm이하와 입도분포가 13mm이하의 크기로 각각 분쇄한다(단계; S105). 그리고 분쇄된 서로 다른 크기의 폐 골재를 재생처리과정을 통해서 이물질을 제거한다(S110). 여기서 입도분포가 5mm 이하의 크기인 폐 골재와 입도분포가 13mm 이하의 크기인 폐 골재는 도면에 도시하지 않은 수조로 통과시켜 이물질을 제거하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 분쇄작업과 재생처리과정을 통해 분쇄 및 이물질이 제거된 폐 골재중에서 입도분포가 5mm 이하의 크기인 폐 골재와 입도분포가 13mm 이하의 크기인 폐 골재를 각각 제1, 제2 호퍼(100)(110)에 분류 투입하고 또한 입자가 고운 시멘트를 제3 호퍼(160)에 투입한다(단계; S115).

이후 제1, 제2 호퍼(100)(110)에 투입된 상기 폐 골재들은 각각 정해진 량만큼 배출되어 메인 이송컨베이어(120)를 통해 선별기(130)에 공급된다(단계; S120). 이렇게 공급된 상기 폐 골재는 다시 정해진 규격의 메쉬를 갖는 선별기(130)에서 입도분포가 5mm이하인 재생사와 입도분포가 13mm이하인 폐 콘크리트의 석분으로 선별된 다음 제1 컨베이어벨트(190)를 통해 이송되어 혼합기(140)에 공급된다(단계; S125). 이때 입도분포가 5mm이하의 크기로 선별된 재생사와 입도분포가 13mm이하인 폐 콘크리트의 석분이 혼합기(140)에 공급되기 전에 상기 재생사에 입도분포가 5mm이하이고 방식(防蝕)사를 원료로하여 재생처리되어진 일정 비율의 폐주물사를 배합하고(단계; S130) 그 배합된 혼합골재 28-35중량%와 상기 폐 콘크리트의 석분 40-45중량%로 하여 혼합기(140)에 공급한다. 여기서, 상기 재생사와 폐주물사의 배합비를 5：5로 하는 것이 가장 적합하며, 또한 상기 폐주물사를 배합하지 않고 폐 콘크리트의 재생사만을 사용할 수도 있고, 또 상기 폐 콘크리트의 석분 대신에 입도분포가 13mm이하의 크기로 분쇄되어진 원자갈(자연산 자갈)의 석분을 사용할 수도 있다.

계속해서, 한편 제 3호퍼(160)로부터 전체중량에 대한 백분율 12-17중량%인 시멘트가 이송관(160a)을 통해서 혼합기(140)에 공급되고, 또 물탱크(150)로부터 전체중량에 대한 백분율 8-12중량%인 물이 공급파이프(150a)를 통해 혼합기(140)에 공급된다.

혼합기(140)에서는 상기 배합 공급된 혼합골재 또는 재생사 28-35중량%와 폐 콘크리트 석분 또는 원자갈의 석분 40-45중량%, 시멘트 12-17중량%가 8-12중량%인 물과 충분히 교반·혼합(단계; S135)되어진 후에 제2 컨베이어벨트(190a)를 통해서 진동다짐기(170)의 성형틀에 충진된다.

이와 같이 혼합골재 또는 재생사와 폐콘크리트의 석분, 시멘트, 물을 정해진 배합비, 즉 입도분포가 5mm이하인 혼합골재 또는 재생사 28-35중량%와 입도분포가 13mm 이하인 폐 콘크리트의 석분 또는 원자갈의 석분 40-45중량%, 입자가 고운 시멘트 12-17중량%, 물 8-12중량%로 혼합기(140)에서 충분하게 교반시키면서 혼합한 후에 진동다짐기(170)의 성형틀에 충진하여 진동다짐으로 성형하고(단계; S140) 그 성형물을 건조실(180)로 이송시켜 양생(건조) 및 검사(단계; S145, S150)하는 것에 의해 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블럭, 고속도로 중앙분리대, 경계석 등이 제조된다.

여기서, 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블럭, 고속도로 중앙분리대, 경계석을 제조하기 위해서는 상기 혼합골재 또는 폐 콘크리트의 재생사 30중량%와, 상기 폐 콘크리트의 석분 45중량%와, 시멘트 15중량%와, 물 10중량%로 혼합하는 것이 가장 적절하다.

그리고 건조실(180)에서 양생된 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블럭, 고속도로 중앙분리대, 경계석은 용도에 따라 시설물 현장으로 출하되어(단계; S155) 시설된다.

한편, 비교 예로서, 종래의 기술, 즉 다시 말해서 자연산 모래와 원자갈의 석분 및 시멘트를 이용하여 성형 제조하는 것과는 달리, 본 발명은 콘크리트 구조물 해체 때에 발생되는 다량의 폐 콘크리트를 이용하여 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블럭, 고속도로 중앙분리대, 경계석으로 성형 재생처리하게 됨을 알 수 있다.

이 결과에서 본 발명에 의하면, 콘크리트 구조물 해체 시에 발생되는 폐 콘크리트를 매립하지 않고 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블럭, 고속도로 중앙분리대, 경계석으로 재활용함으로써 이것에 의해 폐자원의 활용이 극대화되고 또한 환경오염의 최소화는 물론 폐 콘크리트 및 폐주물사를 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블럭 등의 재료로 사용함으로써 내구성이 향상될 뿐만 아니라 매립지의 난이 해소됨을 알 수 있다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

상술한 설명으로부터 분명한 본 발명의 폐 콘크리트를 이용한 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블럭 제조방법 및 그 조성물에 의하면, 산업폐기물인 폐 콘크리트를 매립하지 않고 보도포장용, 고속도로 중앙분리대, 경계석 또는 건물구축용 시멘트 골재로 재활용함으로써, 폐자원의 활용이 극대화되고, 또 환경오염의 최소화와 매립지의 난이 해소됨은 물론 제조회사의 생산원가 절감에 기여하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 폐 콘크리트를 이용한 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블록 제조장치의 실시 예를 나타내는 계략 구성도이고,

도 2는 본 발명에 의한 폐 콘크리트를 이용한 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블록 제조방법을 보인 공정도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100, 110 : 제1, 제2 호퍼 120 : 메인 이송컨베이어

130 : 선별기 140 : 혼합기

150 : 물탱크 160 : 제3 호퍼

170 : 진동다짐기 180 : 건조실

Claims

(1) 수거한 폐 콘크리트를 소정의 크기로 분쇄하여 이물질을 제거하는 공정;

(2) 상기 이물질이 제거되고 분쇄되어진 폐 골재를 시멘트와 함께 각각의 호퍼에 분류 투입하여 이송시키는 공정;

(3) 상기 이송되어 온 폐 골재들을 각각 정해진 규격의 메쉬(mesh)를 갖는 선별기를 통해 입도분포가 5mm 이하인 재생사와 입도분포가 13mm 이하인 석분으로 선별하여 이송시키는 공정;

(4) 상기 이송되어온 재생사 28-35중량%와 상기 석분 40-45중량%, 상기 시멘트 12-17중량%, 물 8-12중량%를 혼합기에서 교반·혼합시키는 공정;

(5) 상기 혼합된 혼합골재를 진동다짐기에 충진하여 성형하고 건조실에서 양생하여 제조하는 것을 특징으로 하는 폐 콘크리트를 이용한 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블록 제조방법.
청구항 1에 있어서,

상기 재생사에 입도분포가 5mm 이하인 폐주물사를 일정비율로 배합한 것을 특징으로 하는 폐 콘크리트를 이용한 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블록 제조방법.
청구항 2에 있어서,

상기 재생사와 상기 폐주물사는 5 ： 5로 배합되어진 것을 특징으로 하는 폐 콘크리트를 이용한 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블록 제조방법.
청구항 1에 있어서,

상기 석분은 원자갈을 분쇄하여 얻어진 것을 특징으로 하는 폐 콘크리트를 이용한 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블록 제조방법.
전체중량에 대한 백분율 12-17중량%인 시멘트;

폐 콘크리트에 대해 입도분포가 5mm이하의 크기로 분쇄되어 얻어진 28-35중량%인 재생사;

상기 폐 콘크리트에 대해 입도분포가 13mm 이하의 크기로 분쇄되어 얻어진 40-45중량%인 석분; 및

상기 전체중량에 대한 백분율 8-12중량%인 물로 배합되어 이루어짐을 특징으로 하는 폐주물사를 이용한 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블록 조성물.
청구항 5에 있어서,

상기 재생사에 입도분포가 5mm 이하의 크기인 폐주물사를 더 포함하여 배합하며, 상기 재생사와 상기 폐주물사는 5 ：5로 배합되어진 것을 특징으로 하는 폐 콘크리트를 이용한 시멘트 벽돌, 시멘트 보도블록 조성물.