KR20060002643A - 접착성이 우수한 소각재 분진 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 산업분야에서 연소나 가열로 인해 발생되는 소각재 분진을 효율적으로 처리하기 위해 신속한 경화 및 점력과 접착력을 증대시킬 수 있는 성분과 용도에 따라 적합한 첨가제들을 함께 혼합함으로써 산업폐기물 발생을 저감할 수 있고 매우 경제적이며 산업에서 유용한 건축자재 등으로 사용할 수 있도록 한 접착성이 우수한 소각재 분진 조성물에 관한 것으로, 연소로 발생되는 소각재에 석회류와 폴리비닐알콜 중합체 수용액을 혼합 혼련하여 높은 점력과 접착력의 프라스터(plaster)로서 경화하여 우수한 내수성과 접착강도를 발현하며 소각재 분진이 함유하는 유해성분이 용출되지 않고 용도에 따라 기포, 발포제 및 경량골재를 포함하여 더욱 경량성 단열성을 나타내는 단열재 조성물을 특징으로 한다.
소각재, 분진, 석회, 폴리비닐알콜중합체, 경화촉진제, 프라스터

Description

접착성이 우수한 소각재 분진 조성물{ASH AND DUST COMPOSITE HAVING AN EXCELLENT ADHESIVE PROPERTY}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 소각재 분진 조성물을 스치로폼과 같은 단열판재에 도포한 것을 나타낸 사진.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 소각재 분진 조성물을 스치로폼과 같은 단열판재에 두꺼운 층을 형성하도록 도포한 것을 나타낸 사진.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 경량골재를 포함하는 소각재 분진 조성물을 경화시켜 단열재를 형성한 것을 나타낸 사진.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 발포제를 포함하는 소각재 분진 조성물을 경화시켜 단열재를 형성한 것을 나타낸 사진.
본 발명은 접착력이 우수한 소각재 분진 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 산업분야에서 연소나 가열로 인해 발생되는 소각재 분진을 효율적으로 처리 하기 위해 점력과 접착력을 증대시킬 수 있는 성분들과 용도에 따라 적합한 첨가제들로 구성함으로써 얻어진 조성물은 건축산업등에 유용하게 사용할 수 있게 하며 산업폐기물 발생을 저감 할 수 있는 접착성이 우수한 소각재 분진 조성물에 관한 것이다.
통상의 소각재 분진은 종류에 따라 잠재수경성을 갖는다고 알려지고 있지만 경화체로 되는 시간이 수 시간에서 수개월에 이르고 모르타르로서는 점력이나 접착성이 없고, 그 자체로 수 경화된 조성물은 산업분야에서 이용하기에 용이한 정도의 강도를 얻을 수 없으며 소각재 분진이 포함하고 있는 중금속등의 유해성으로 재활용이 기피되고 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 대한민국특허 제1986-010053호에서 개선점을 제시하고 있지만 이러한 방법들에서도 경제적 생산성과 그 자체에 함유된 유해성분 용출 등의 문제점들을 완벽히 해결하지는 못하고 있다.
본 발명의 목적은 소각재 분진을 주재로 하여 점력과 접착력이 우수한 프라스터로 하여 접착용 모르타르 및 여기에 골재와 기포를 함유시키어 경화 후 얻어진 조성물은 경량성, 난연성, 단열성이 우수하며 유해성분이 용출되지 않는 접착성이 우수한 소각재 분진 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 각 산업분야에서 연소나 가열에 의해 대량으로 발생되지만 이용가치가 낮아 산업폐기물로 폐기되고 있는 소각재 분진을 유용한 자원으 로 이용함으로써 경제적 및 환경적으로 큰 이익을 도모할 수 있도록 한 접착성이 우수한 소각재 분진 조성물을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 접착성이 우수한 소각재 분진 조성물은 소각재 분진 100중량부에 석회류 5~35 중량부 및 1~20%의 폴리비닐알콜 또는 폴리비닐알콜 중합체 수용액 90~180 중량부를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 접착성이 우수한 소각재 분진 조성물은 분체상의 소각재 분진 100중량부에 1~20%의 폴리비닐알콜 또는 폴리비닐알콜중합체 수용액 90~180 중량부 및 규산소다 1~15%수용액 3~10중량부를 포함한다.
상기 소각재 분진으로는 유무연탄 소각재, 펄프슬러지 애쉬, 쓰레기 소각장재, 철강, 제강분진 및 가열 용융으로 발생되어 집진되는 분진으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
내수성 및 강도를 향상시키기 위하여, 폴리비닐알콜 또는 폴리비닐알콜 중합체에, 폴리비닐호르말, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐아민, 변성아크릴에멀젼, 라텍스, 요소, 멜라민, 에폭시, 수용성 아라비아검, 석탄산, 폴리에틸렌, 펜타에리스톨, 젤라틴 및 EVA로부터 선택된 어느 하나를 0.5~30 중량부 합성한 것을 첨가하는 것을 특징으로 한다.
상기 석회류는 생석회, 소석회, 소다회, 탄산칼슘 및 석고로부터 선택된 어 느 하나인 것을 특징으로 한다.
경화촉진제로서, 규산소다, 황산, 염산, 황산알미늄, 황산마그네슘, 황산소다, 차아염소산소다, 초산, 염화칼슘, 염화칼륨 및 염화마그네슘 0.5~25% 수용액으로부터 선택된 어느 하나를 0.1~15중량부 더 첨가하는 것을 특징으로 한다.
폴리비닐알콜의 내수성을 증대시키기 위하여, 질산은, 실리콘을 기재로 한 방수 발수제, 에폭시를 기재로 한 방수 발수제, 및 시멘트 방수 발수제로부터 선택된 어느 하나의 성분을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
경량골재로서, 3mm 이하로 분쇄 선별된 펄라이트, 질석, 탈크, 스티로폼, 우레탄폼, 목분(톱밥)으로부터 선택된 어느 하나를 첨가되는 것을 특징으로 한다.
경량화 및 강도보강을 위해 동식물성 기포제로부터 얻어진 기포를 더 포함하거나, 모르타르의 점도를 증대시키기 위해 발포제를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따라 소각재 분진을 주재로 구성된 조성물은 소각재 분진에 일정하게 함유되는 알루미늄 성분이 알칼리에 의해 프라스터(plaster) 내에서 발포되어 기포를 형성하게 되고, 폴리머고분자에 의해 유해성분이 용출되지 않고 우수한 접착력을 가지며 신속히 경화되어 경량성, 난연성, 단열성을 나타내는 접착력이 우수한 소각재 분진 조성물을 제조하는 것으로, 다양한 소각재 분진에 석회류와 폴리비닐알콜 중합체 수용액을 가하여 점력과 접착력이 우수하며 경량, 난연, 단열재 조성물을 제조하는 것이다.
즉, 소각재 분진에 물과 급격한 반응으로 발열하며 응고하는 석회류를 가하여 수경화 반응을 신속히 할 수 있게 함과 동시에 배합수로서 폴리비닐알콜과 호환되는 고분자를 공중합한 폴리비닐알콜 중합체 수용액을 사용함으로써 점력과 접착성이 우수한 모르타르를 제조하여 신속하게 경화시켜 견고한 강도를 갖는 조성물을 완성하게 된다.
상기 소각재 분진으로는 유무연탄 소각재, 펄프슬러지 애쉬(fly ash), 바텀애쉬(bottom ash), 소각장재, 제강분진, 집진분진 등을 사용할 수 있다.
상기 석회류로는 물과 급격히 반응하여 응고하는 것으로, 생석회, 소석회, 소다회, 탄산칼슘 또는 석고 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 폴리비닐알콜과 호환되는 고분자를 공중합한 폴리비닐알콜 중합체 수용액으로 폴리비닐호르말, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐아민등의 수용액을 사용하는 것으로, 이에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
폴리비닐아세테이트와 초산비닐에 알콜을 가하여 제조되는 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol, PVA)은 백색결정체로 원료제조시의 가수분해에 따라 물에 쉽게 녹는 것과 85℃이상의 온수에 녹는 것이 있다, 통상 상온의 물에서 쉽게 녹는 것은 저분자로서 접착성이 낮아 유동화제, 계면활성제등으로 이용되지만, 85℃이상의 온수에 용융되는 것은 고분자로서 접착력이 뛰어나 1%~30%의 수용액으로도 기능을 나타내기 때문에 일반 고분자 제품에 비해 매우 경제적이어서 접착제, 풀, 종이 사이징제, 성형품 또는 섬유등의 산업에서 폭넓게 이용되고 있지만 내수성이 취약한 결점이 있다, 본 발명에서는 유해성분을 함유하는 소각재 분진을 주재로 구성되는 조성물에서 유해성분이 용출되지 않게 하기 위해 조성물의 주요 접착제인 폴리비닐알콜에 내수성을 향상시키기 위해 폴리비닐알콜에 촉매와 호르마린, 부티랄, 아민등을 공중합한 공중합체 폴리비닐호르말, 폴리비닐아민등과 폴리비닐알콜과 호환하는 폴리머에멀젼을 합성한 것으로 사용함으로서 조성물은 우수한 내수성을 갖게 되어 유해성분이 용출되지 않고 접착강도를 증대 시키게 된다, 또한 폴리비닐알콜 용액은 무기염류가 첨가되면 점력이 증가되는 성능을 있고 첨가량이 많으면 겔상으로 되는 특징을 가지고 있다.
본 발명에 따른 단열재 조성물은 각각의 소각재 분진에 석회류와 폴리비닐알콜 또는 폴리비닐알콜 중합체 수용액을 혼합하여 혼련하면 높은 점력과 접착력을 갖는 퍼티상의 모르타르가 되는 것을 알 수 있었으며, 이러한 원인은 연소 및 가열로 탄화된 소각재 분진의 탄소성분과 석회의 알칼리성분이 반응하여 발현되는 것이다.
본 발명에 따른 소각재 분진을 이용한 단열재 조성물은 소각재 분진100중량부에 석회류를 5~35중량부 혼련하고, 1~20%농도의 폴리비닐알콜 또는 폴리비닐알콜 중합체 수용액 90~180중량부를 혼합하여 구성된다.
이때, 석회류가 5중량부 이하일 때는 경화가 늦어 경화촉진제가 사용되어야 하며, 35중량부 이상일 때는 석회의 과잉반응으로 조성물이 심하게 균열이 발생되며, 폴리비닐 중합체 수용액은 90중량부 이하일 때는 배합이 곤란하고 180중량부 이상일 때는 모르타르가 묽어 용이하게 조성물을 얻기가 어렵게 된다.
상기와 같은 구성에 의해 완성된 단열재 조성물은 접착용 프라스터로 이용할 수 있고, 가연성의 발포화학수지 단열재 내, 외면에 도포하여 난연층을 형성하는데 사용할 수 있다. 또한, 우수한 점력과 접착력으로 분무작업으로 철골 내화 피복재, 건축물의 내외장 마감재로 사용할 수가 있으며, 통상의 소각재 분진에는 알루미늄의 성분이 함유되어 있어 이들은 프라스터 내에서 석회의 알칼리와 반응하여 발포되어 내부에 기포를 형성하지만 별도의 기포, 발포제, 골재 또는 경량골재를 혼합하여 경량성과 단열성이 우수한 조성물을 제조하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 각 분야에서 발생되는 소각재와 분진을 수집하여 폐기물공정시험방법에 따른 유해물질 시험을 한 결과 표 1과 같이 나타났다.
[표 1] 각각의 소각재 분진의 유해물질 시험결과
순 시 료 명 Pb Cu As Hg Cd Cr+6 CN 유기인 TECE TCE
1 플라이애쉬 0.03 0.12 ND ND ND ND ND ND ND ND
2 펄프슬러지애쉬 52 43 0.01 ND 0.2 10 106 ND ND ND
3 소각장재 32 14 1.5 0.001 0.15 0.8 82 ND ND ND
4 제강분진 101.3 12.6 ND ND ND ND ND ND ND ND
5 철강분진 11.3 0.2 ND ND 15.3 ND ND ND ND ND
유해물질기준(㎎/ℓ) 3 3 1.5 0.005 0.3 1.5 1 1 0.1 0.3
(주) ND는 불검출을 의미함
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 각종의 물질을 소각, 연소후 발생되는 소각재 및 분진에는 다량의 유해물질이 함유되어 있음을 알 수가 있고, 이를 이용하여 건축자재 등을 제조할 때에 유해물질로 인한 2차 공해를 발생시키지 않도록 하기 위하여 완벽한 내수성을 갖게 하는 것이 필수적이다.
이하, 본 발명에 따른 소각재 분진을 이용한 단열재 조성물의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
<실시예 1-4> 각각의 소각재에 생석회와 폴리비닐알콜아민 수용액으로 구성한 모르타르 조성물시험
화력발전소에서 발생되는 플라이애쉬, 펄프제조공정에서 발생되는 펄프슬러지 소각시 발생되는 펄프슬러지애쉬, 쓰레기소각장재 및 제강분진을 각각 분체상으로 확보하고, 플라이애쉬100g + 생석회30g + 10% 폴리비닐알콜아민 수용액 130g으로 구성한 시료, 펄프슬러지애쉬100g + 생석회30g + 10% 폴리비닐알콜아민 수용액 130g으로 구성한 시료, 소각장재100g + 생석회30g + 10% 폴리비닐알콜아민 수용액 130g으로 구성한 시료, 제강분진100g + 생석회30g + 10% 폴리비닐알콜아민 수용액 130g으로 구성한 시료를 각각 7일간 경화후 시험한 것을 각각 실시예 1, 2, 3, 및 4로 나타내었으며, 그들에 대하여 프라스터의 점도, 경화시간 및 접착강도(KS L 1593 도자기질 타일용 접착제의 표준 접착강도 시험방법에 따름)를 시험한 결과를 표 2에 나타내었다.
<비교예 1-8> 각각의 소각재에 물 또는 물과 생석회를 혼합하여 구성한 조성물
플라이애쉬, 펄프슬러지애쉬, 쓰레기소각장재 및 제강분진을 각각 확보하여, 플라이애쉬100g + 물30g으로 구성한 시료, 펄프슬러지애쉬100g + 물30g으로 구성한 시료, 소각장재100g + 물30g으로 구성한 시료, 제강분진100g + 물30g으로 구성한 시료, 플라이애쉬100g + 생석회30g + 물130g으로 구성한 시료, 펄프슬러지애쉬100g + 생석회30g + 물130g으로 구성한 시료, 소각장재100g + 생석회30g + 물130g으로 구성한 시료, 제강분진100g + 생석회30g + 물130g으로 구성한 시료를 각각 교반한 후 합판에 3mm 두께로 도포하고 30일간 관찰한 것을 각각 비교예 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 및 8로 나타내었으며, 그들에 대하여 모르타르의 점도, 경화시간 및 KS F 4716 모르타르 부착시험방법에 따라 시험한 결과를 표 2에 나타내었다.
[표 2]소각재별 시험 결과
시료번호 프라스터 점도(cps) 경화시간(h) 7일 부착강도 N/㎠｛㎏f/㎠｝ 비 고
실시예 1 30,000 13 51.5
실시예 2 35,000 9.5 59.0
실시예 3 35,000 10 49.1
실시예 4 30,000 11.5 47.0
비교예 1 - - -
비교예 2 - 35 -
비교예 3 - - -
비교예 4 - - -
비교예 5 - 11 -
비교예 6 - 8 -
비교예 7 - 12 -
비교예 8 - 13 -
상기의 표 2에서 알 수 있듯이, 각각의 소각재에 생석회와 폴리비닐알콜 중합체 수용액을 혼합한 실시예들은 모르타르 점도가 높고 경화시간도 짧으며 접착강도도 우수한 반면에, 단순히 소각재에 물만 혼합하거나 물과 생석회를 혼합한 조성물들은 점도 및 강도를 얻을 수 없었다. 또한, 실시예 1내지 4를 참조해 보면, 점 도 및 강도가 더 우수하게 나타난 것을 확인할 수 있다. 이와 같이 석회와 폴리비닐알콜 중합체 수용액의 구성으로 경화시간과 프라스터 점도 및 접착강도가 우수한 것을 알 수 있으며, 동일의 소각재도 배출공정에 따라 물성의 차이가 있기 때문에 일정한 경화체를 구성하기가 어렵지만 생석회의 첨가량을 조절함으로서 소각재의 경화를 일정하게 조절할 수가 있는 것이다.
본 발명의 다른 실시예로서, 상기에 언급된 실시예들의 구성성분인 소각재, 석회류 및 폴리비닐알콜 중합체 수용액을 기본 구성으로 하고, 용도에 따라 부가적인 첨가제들을 추가하여 단열재 조성물을 완성할 수 있다.
예를 들어, (1)경화를 촉진시키기 위하여 경화촉진제를 첨가할 수 있고, (2)모르타르의 접착성능을 더욱 향상시키기 위해 폴리머 에멀젼을 합성 할 수 있고, (3)프리스터의 내수성을 더욱 향상시키기 위해 방수제, 발수제를 첨가할 수 있고,(4)모르타르의 점력과 접착성을 이용하여 골재를 혼합할 수 있고, (5)경량성과 단열성을 더욱 향상시키기 위해 경량골재, 기포, 발포제를 함유시킬 수 있다.
상기 경화촉진제로는 규산소다, 황산, 염산, 황산알루미늄, 황산마그네슘, 황산소다, 차아염소산소다, 초산, 염화칼슘, 염화칼륨, 염화마그네슘 0.5~25% 수용액을 사용할 수 있으며, 사용시에는 0.1~15중량부를 폴리비닐알콜 중합체의 배합수에 첨가 혼련하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 폴리머 에멀젼으로는 변성 아크릴에멀젼, 라텍스, 요소, 멜라민, 에폭시, 수용성 아라비아검, 석탄산, 폴리에틸렌, 펜타에리스톨, 젤라틴, 또는 EVA를 0.5~30중량부 사용할 수 있다.
상기 방수제, 발수제로는 실리콘, 에폭시를 기재로 한 방수 발수제가 좋으며 통상 시멘트 방수 발수제를 사용할 수 있다.
또한 프라스터의 우수한 점력과 접착성을 이용하여 골재로 모래 및 폐주물사, 슬래그를 사용하여 조성물을 구성할 수 있으며 3mm 이하로 분쇄된 펄라이트, 질석, 탈크, 스티로폼, 우레탄폼, 목분(톱밥)등의 경량골재를 사용하여 조성물을 구성할 수 있다.
이하, 용도에 따라 첨가제를 첨가한 실시예에 대해 설명한다.
<실시예6> 경화 촉진제를 사용한 시험의 실시예
상기 실시예 2의 기본 구성에 각각 규산소다 2호 30g를 물70g에 희석한 수용액(시료1)과 황산3g을 물 97g에 희석한 수용액(시료2) 및 황산알미늄 30g을 물 70g에 희석한 수용액(시료3)을 각각 첨가하여 경화촉진을 실시하고 그 실험결과를 표 3에 나타내었다.
[표 3] 경화촉진제를 첨가한 실시예의 결과
시 료 모르타르 점도(cps) 경화시간(h) 7일 접착강도 N/㎠｛㎏f/㎠｝ 비 고
시 료 1 43,000 4 59.5
시 료 2 40,000 3.5 60.0
시 료 3 45,000 4 59.1
표 3에서 보는 바와 같이, 상기의 구성비에서 규산소다와 같은 경화촉진제가 첨가됨으로서 보다 신속히 조성물을 얻을 수가 있으며, 소각재 분진은 연소공정과 원료상태에 따라 석회성분이 일부 포함되어 배출되고 있는데 이때는 석회를 첨가하지 않거나 소량으로 조절할 수가 있으며, 여기에서 조성물의 내수성을 증대시키기 위해 폴리비닐알콜 또는 폴리비닐알콜 중합체에 폴리비닐호르말 수용액, 폴리비닐부티랄 수용액, 폴리비닐아민 수용액 또는 폴리머 에멀젼 등을 합성하여 구성한 실시를 실시예 7에서 하였다.
<실시예7> 폴리비닐알콜 또는 폴리비닐알콜 중합체에 폴리비닐알콜중합체 또는 폴리머에멀젼을 합성한 시험의 실시예
상기 실시예 2의 기본구성에서, 폴리비닐알콜을 중합한 폴리비닐호르말 10%수용액, 폴리비닐부티랄 10%수용액, 폴리비닐아민 10%수용액을 첨가한 것과, 상기 실시예 2의 구성요소인 폴리비닐알콜 10%수용액 100중량부에 변성아크릴에멀젼 또는 라텍스에멀젼 30중량부를 각각 합성하여 조성물을 얻고 15일 경과 후 폐기물 공정시험방법에 따라 유해성 실험결과를 표 4에 나타내었다.
[표 4] 폴리비닐알콜 중합체와 폴리머에멀젼을 합성한 조성물의 폐기물용출시험 실시한 결과
순 시료명/시험항목 Pb Cu As Hg Cd Cr+6 CN 유기인 TECE TCE
1 실시예2 0.007 0.102 0.002 ND 0.03 ND ND ND ND ND
2 실시예2 + 폴리비닐호르말 ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND
3 실시예2 + 폴리비닐 부티랄 ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND
4 실시예2 + 폴리비닐 아민 ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND
5 실시예2 + 폴리비닐알콜 아크릴 ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND
6 실시예2 + 폴리비닐알콜 라텍스 ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND
유해물질기준(㎎/ℓ) 3 3 1.5 0.005 0.3 1.5 1 1 0.1 0.3
표 4에서 알 수 있듯이, 실시예2의 기본구성에서는 Pb, Cu, As 등의 유해물질이 검출된 반면에, 실시예2의 기본구성에 폴리비닐호르말, 폴리비닐부티랄 및 폴리비닐아민과 같은 폴리비닐알콜 중합체와 폴리비닐알콜 아크릴 및 폴리비닐알콜 라텍스와 같은 폴리머 에멀젼을 합성한 경우에는 유해물질이 전혀 검출되지 않는 것을 알 수 있다. 결국, 본 실시예에서는 조성물은 내수성이 향상되고 유해성으로부터 안정함을 알 수 있고, 다만 유해성이 없는 소각재 분진으로 구성할 때는 실시예2의 기본구성으로 사용할 수가 있지만 조성물의 내수성, 접착강도를 감안하여 질산은과 같은 할로겐 불용화제 또는 시멘트용 방수, 발수제를 첨가하는 것도 바람직하다.
또한, 합성용 에멀젼으로는 수용성의 아라비아검, 멜라민, 에폭시, 펜타에리스톨, 젤라틴, EVA를 첨가하여도 내수성과 접착강도를 향상시킬 수가 있으며, 더욱 경량의 조성물로 하여 경량 단열성의 조성물을 얻기 위해 경량골재를 혼합한 실시를 실시예 8에서 하였다.
<실시예8> 소각재 분진 모르타르에 경량골재를 함유시킨 실시예
상기 실시예2의 기본 구성에, 프라스터의 점도를 더욱 증대시키기 위해 메칠셀룰로스를 3g을 혼합하고, 각각 3mm 이하로 분쇄 선별된 펄라이트를 실시예2 조성물 전체 중량대비 30wt%, 질석 30wt%, 탈크 30wt%, 스티로폼 10wt%, 목분(톱밥) 25wt% 각각 혼합하여 300mm X 300mm X 50mm 몰드에 가압 성형을 하고 28일후 KS F 4736 압출성형 경량 콘크리트 패널의 시험방법에 따라 비중, 흡수율, 압축강도, 휨강도, 단열성 시험을 한 결과를 표 5에 나타내었다.
[표 5] 각각의 경량골재를 혼합한 조성물의 시험 결과
시 료 명 비중 (㎏/㎥) 흡수율 (%) 압축강도 (㎏f/㎠) 휨강도 (㎏f/㎠) 열전도율 (Kcal/mh℃) 내화성 화염성/차열성
펄라이트 290 3.3 64.8 8.6 0.096 980/80
질 석 304 3.2 64.3 8.1 0.104 980/80
탈 크 316 2.1 64.5 9.4 0.092 960/70
스티로폼칩 283 2.8 64.9 8.2 0.068 1000/90
목분(톱밥) 470 2.4 65.6 10.5 0.115 950/60
상기 표 5에서 알 수 있듯이, 본 발명의 소각재 분진을 주재로 한 프라스터는 점력이 우수하여 경량골재를 혼합하기가 용이함을 알 수 있었고 이렇게 조성된 조성물은 우수한 경량성과 난연, 단열성이 나타남을 알 수 있었으며, 여기서 용도에 따라 비중1 이상으로 입자상의 모래 또는 유해성이 있는 산업폐기물 이를테면 폐주물사, 슬래그등을 구성하여 조성물을 얻을 수 있으며, 프라스터에 기포를 함유시켜 경량의 조성물로 한 실시를 실시예 9에서 하였다.
<실시예9> 소각재 분진 프라스터에 기포를 함유시킨 실시예
상기 실시예2의 기본 구성에서 프라스터의 점도를 더욱 증대시키기 위해 메칠셀룰로스를 3g을 혼합하고 경화촉진제로 황산알루미늄 30%용액을 15g첨가하며, 동물성 기포제로부터 압축공기에 의해 형성된 기포 500㎖를 프라스터에 혼합하고 300mm X 300mm X 50mm 몰드에 주입하여 28일 경과 후 KS F 4736 압출성형 경량 콘크리트 패널의 시험방법에 따라 비중, 흡수율, 압축강도, 휨강도, 단열성 시험을 한 결과를 표 6에 나타내었다.
[표 6] 프라스터에 기포를 함유시킨 실시의 결과
시 료 명 비중 (㎏/㎥) 흡수율 (%) 압축강도 (㎏f/㎠) 휨강도 (㎏f/㎠) 열전도율 (Kcal/mh℃) 내화성 화염성/차열성
기포함유 조성물 183 4.1 52.8 6.6 0.084 980/85
표 6의 결과와 같이, 본 발명의 소각재 분진 조성물에 기포를 함유시킴으로써 비교적 우수한 강도로 밀도가 312㎏/㎥전후의 경량인 조성물을 얻을 수 있었고 다량의 기포 첨가로 인해 다소의 경화지연 현상이 발생할 수 있기 때문에 황산알루미늄 수용액을 첨가함으로서 해결할 수 있으며, 발포제를 사용하여 경량의 조성물을 구성한 실시를 실시예 10에서 하였다.
<실시예10> 소각재 분진 프라스터에 발포제를 함유시킨 실시의 예
상기 실시예2의 기본 구성에서 모르타르의 점도를 더욱 증대시키기 위해 메 칠셀룰로스 3g과 알미늄 발포제를 15g첨가한 프라스터를 300mm X 300mm X 50mm 몰드에 주입하여 28일후 KS F 4736 압출성형 경량 콘크리트 패널의 시험방법에 따라 비중, 흡수율, 압축강도, 휨강도, 단열성 시험을 한 결과를 표 7에 나타내었다.
[표 7] 발포제를 함유시킨 실시의 결과
시 료 명 비중 (㎏/㎥) 흡수율 (%) 압축강도 (㎏f/㎠) 휨강도 (㎏f/㎠) 열전도율 (Kcal/mh℃) 내화성 화염성/차열성
발포함유 조성물 185 3.8 62.9 7.3 0.092 980/90
표 7의 결과와 같이 본 발명의 소각재 분진 조성물에 발포제를 함유시킴으로서도 밀도가 208㎏/㎥전후의 매우 경량인 조성물을 얻을 수 있다.
본 발명의 이러한 조성물들의 용도에 따라 염료 안료를 사용할 수가 있고, 표면을 페인트 등으로 색상과 표면처리 할 수가 있으며, 필요한 경우에는 황토나 맥반석분말 등을 첨가할 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 단열재 조성물은 석회를 규산소다로 대체하는 것을 제외하고는 상기의 본 발명의 실시예 1 내지 10과 동일한 구성으로 제조될 수 있다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 소각재 분진을 이용한 단열재 조성물은 소각재 분진100중량부에 규산소다 1~15%수용액 3~10중량부와 1~20%농도의 폴리비닐 알콜 또는 폴리비닐알콜 중합체 수용액 90~180중량부를 혼합하여 구성할 수 있다.
또한, 그 외의 첨가제들은 용도에 따라 상기의 실시예1 내지 10과 동일하게 첨가될 수 있다.
본 발명의 접착성이 우수한 소각재 분진 조성물에 따르면, 다량으로 발생되어 매립 또는 해양에 투기되는 소각재 및 분진을 재자원화 함으로써 소각재 처리로 인한 비용을 절감할 수 있으며, 오염방지로 환경보호에 크게 기여할 수 있다.
또한, 매우 경제적인 방법으로 건축물 및 기타 산업분야에 경량이면서도 난연성, 단열성이 우수한 조성물을 제공할 수 있다.

Claims (10)

  1. 소각재 분진 100중량부에 석회류 5~35 중량부 및 1~20%의 폴리비닐알콜 또는 폴리비닐알콜 중합체 수용액 90~180 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 접착성이 우수한 소각재 분진 조성물.
  2. 분체상의 소각재 분진 100중량부에 1~20%의 폴리비닐알콜 또는 폴리비닐알콜중합체 수용액 90~180 중량부 및 규산소다 1~15%수용액 3~10중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 접착성이 우수한 소각재 분진 조성물.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 소각재 분진으로는 유무연탄 소각재, 펄프슬러지 애쉬, 쓰레기 소각장재, 철강, 제강분진 및 가열 용융으로 발생되어 집진되는 분진으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 접착성이 우수한 소각재 분진 조성물.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    내수성 및 강도를 향상시키기 위하여, 폴리비닐알콜 또는 폴리비닐알콜 중합체에, 폴리비닐호르말, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐아민, 변성아크릴에멀젼, 라텍스, 요소, 멜라민, 에폭시, 수용성 아라비아검, 석탄산, 폴리에틸렌, 펜타에리스톨, 젤라틴 및 EVA로부터 선택된 어느 하나를 0.5~30 중량부 합성한 것을 첨가하는 것을 특징으로 하는 접착성이 우수한 소각재 분진 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 석회류는 생석회, 소석회, 소다회, 탄산칼슘 및 석고로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 접착성이 우수한 소각재 분진 조성물.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    경화촉진제로서, 규산소다, 황산, 염산, 황산알미늄, 황산마그네슘, 황산소다, 차아염소산소다, 초산, 염화칼슘, 염화칼륨 및 염화마그네슘 0.5~25% 수용액으로부터 선택된 어느 하나를 0.1~15중량부 더 첨가하는 것을 특징으로 하는 접착성이 우수한 소각재 분진 조성물.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    폴리비닐알콜의 내수성을 증대시키기 위하여, 질산은, 실리콘을 기재로 한 방수 발수제, 에폭시를 기재로 한 방수 발수제, 및 시멘트 방수 발수제로부터 선택된 어느 하나의 성분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접착성이 우수한 소각재 분진 조성물.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    경량골재로서, 3mm 이하로 분쇄 선별된 펄라이트, 질석, 탈크, 스티로폼, 우 레탄폼, 목분(톱밥)으로부터 선택된 어느 하나를 첨가되는 것을 특징으로 하는 접착성이 우수한 소각재 분진 조성물.
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    경량화 및 강도보강을 위해 동식물성 기포제로부터 얻어진 기포를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접착성이 우수한 소각재 분진 조성물.
  10. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    모르타르의 점도를 증대시키기 위해 발포제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 접착성이 우수한 소각재 분진 조성물.
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