KR20070015783A - 폐콘크리트로부터 순환골재 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐콘크리트를 이용하여 순환골재와 염화칼슘을 제조하는 방법에 관한 것으로 건축폐기물 중 폐콘크리트를 분쇄한 후에 염산과 반응시켜 석회 성분을 제거하여 골재를 생산하여 순환골재로 사용하며, 염산과 석회성분의 반응으로 생긴 부산물인 염화칼슘을 제조하는 방법에 관한 것이다.

순환골재, 염화칼슘, 폐콘크리트

Description

폐콘크리트로부터 순환골재 제조하는 방법{A producing method of recycling aggregate with construction waste}

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 생산 과정도

도 2 는 본 발명의 제설제 모래를 제조하는 과정을 나타낸 생산 과정도

본 발명은 폐콘크리트를 이용하여 순환골재와 염화칼슘을 제조하는 방법에 관한 것으로 건축폐기물 중 폐콘크리트를 분쇄한 후에 염산과 반응시켜 석회 성분을 제거하여 골재를 생산하여 순환골재로 사용하며, 염산과 석회성분의 반응으로 생긴 부산물인 염화칼슘을 제조하는 방법에 관한 것이다.

건축폐기물은 일반적으로 각종 건축물을 철거시에 발생되는 폐건축자재를 뜻하는 것으로 주로 철근류와 시멘트 덩이인 폐 콘크리트, 폐목재, 폐플라스틱류, 등이 대부분을 차지한다. 이러한 건축폐기물은 대개는 합법적인 절차에 따라 가연성 폐기물은 소각하고, 폐 콘크리트 같은 비 가연성 폐기물은 분쇄하여 도로 기층 재 등에 재활용하고 있으나, 재활용 범위가 다시 콘크리트용 골재로 재활용하지는 못하는 실정이다.

그러나 비록, 건축폐기물을 합법적으로 재활용 된다고 하더라도 콘크리트용 골재로 사용하지 못하므로,

건축 및 건설 자재 중 골재 류가 천연 골재 공급이 거의 고갈되는 상태에서 골재의 공급을 위해 바다 속에 있는 골재를 채취하여 바다 환경을 파괴하고 있으며, 부순 골재를 생산하기 위해 산을 파괴하여 자연 환경을 파괴되고 있어 현재에 큰 문제로 대두되고 있다.

그러나, 이러한 순환 골재는 흡수율 등의 요인으로 인하여 콘크리트용 골재로서 사용하기에 천연 골재 및 부순 골재에 비해 강도가 낮아지는 문제점 등이 있다.

따라서, 이러한 순환골재를 제조하는 여러 가지 방법이 개발되고 있으며, 이러한 방법은 크게 습식 처리법과 건식 처리법의 두 가지로 구분될 수 있다.

가장 많이 사용되는 건식 처리법이며 폐콘크리트에 포함되어 있는 철재류 및 플라스틱 등의 불순물을 제거한 후 폐콘크리트 덩이를 압축파쇄 또는 롯트밀, 볼밀, 튜브밀 등을 이용하여 분쇄하고 스크린을 이용하여 파쇄물을 입도 별로 선별, 분리하거나 풍력을 이용하여 슬러지 등을 제거하는 공정으로 이루어진다.

한국실용실안 제387254호는 건설폐기물의 순환골재 생산용 건식 미분 분리장 치에 관한 것으로 건설폐기물을 파쇄, 선별하여 파쇄과정에서 생성되는 골재 역할 을 못하는 미세한 분말인 미분(微粉)을 바람에 의하여 건식으로 분리하는 것에 관하여 기재하고 있다.

상기 건식 처리법은 박리와 분급의 효율이 낮아서 생산된 순환 골재 제품이 콘크리트용 골재로 단독으로 사용하기에는 부적합하여 천연 골재나 부순 골재에 30% 혼합하여 사용하기를 권하고 있다.

습식 처리방법은 폐 콘크리트를 일정한 크기로 파쇄한 후에 습식상태에서 골재 표면의 모르타르 박리를 목적으로 튜브밀, 드럼형 박리장치, 로드밀, 볼밀 등 이들 기종 중 1개 종류를 사용하여 파쇄하고 스크린에서 물로 처리하여 슬러지와 세골재를 분급하는 방법이다. 이 방법은 상기 건식 처리법에 비하여 박리와 분급 효과는 크나, 습식 방법에 의해 생산된 순환 골재 제품은 건식 방법에 의해 생산된 순환 골재보다는 더 좋은 골재이지만 콘크리트용 골재로 단독으로 사용하기에는 부적합하여 천연 골재나 부순 골재에 40% 혼합하여 사용하기를 권하고 있다.

따라서, 천연 골재나 부순 골재와 혼합하여 사용하도록 권하고 있으나, 혼합하여 사용하기가 불편하고 또한, 혼합하여 사용할 시에 콘크리트 제품의 질이 떨어질 것이라는 판단에 인하여 거의 사용하고 있지 않는다.

본 발명의 목적은 건식 처리법이나 습식 처리법으로 분쇄된 순환 골재에서 골재의 표면에 부착된 시멘트 성분 중의 석회성분을 염산을 처리 하여 천연골재와 유사한 정도의 순환골재를 생산하는 방법을 제공하려는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 부산물로 생성된 염화칼슘을 생산하려는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명자는 폐 콘크리트로부터 분쇄된 골재의 표면에 부착된 시멘트의 성분 중에 석회 성분이 있음 착안하여 염산과 반응을 유도함으로써 골재표면의 석회 성분를 완전히 제거된 순환골재를 제조하였으며, 석회성분과 염산으로 반응하여 생긴 부산물로 염화칼슘을 수득하였다.

본 발명은 폐 콘크리트에서 철근, 플라스틱, 목재 등의 이물질을 제거한 후 이를 일정크기로 분쇄하는 단계; 상기 분쇄된 콘크리트 분쇄물을 건식 처리나 습식 처리하여 슬러지를 제거하는 단계; 상기 분쇄된 콘크리트 분쇄물 100중량%에 대하여 15-20% 염산을 2~5중량 상기 반응을 마친 분쇄물을 직접 건조하는 단계; 물 세척하여 순환골재와 부산물인 염화칼슘을 건조하는 단계;를 포함하는 폐콘크리트로부터 순환골재 제조방법에 관한 것이다.

폐콘크리트는 시멘트와 골재와 물을 혼합하여 자연 상태에서 굳게하여 건축물이 유지하도록 한 건축자재로 활용한 후에 폐기 된 폐기물이다.

따라서, 폐콘크리트는 주성분이 골재(자연 골재, 부순 골재)와 수경성인 시멘트가 물과 반응하여 굳게 된 물질이다. 굳게 된 물질은 대부분이 수산화석회이지만 세월이 흐르게 되면 공기 중의 탄산가스와 반응하여 일부가 탄산석회로 변하기도 한다.

수산화석회나 탄산석회는 거의 물에 녹지 않고 있으므로, 건식 방법으로 분쇄하거나, 습식 방법으로 분쇄하더라도 수산화석회나 탄산석회는 골재에 부착한 대로 남아 있게 되어 천연 골재나 부순 골재와 같게 될 수가 없어 다시 콘크리트용 골재로 재활용하기가 어렵게 하고 있다.

따라서, 콘크리트용 골재로 재활용하기 위해서는 분쇄한 골재 내에 수산화석회나 탄산석회가 없는 골재를 제조하여야 콘크리트용 골재로 재활용할 수가 있다.

건식, 습식 방법으로 분쇄된 순환골재에 부착되어 있는 수산화석회나 탄산석회를 제거하기 위하여 산을 사용하였다.

산에 대표적인 것은 염산과 황산이 있는데, 염산은 석회와 반응하여 염화칼슘이 되고, 황산은 석회와 반응하여 석고가 된다. 염화칼슘은 물에 잘 녹기 때문에 골재와 분리되기 쉬워서 골재 내의 석회 성분을 제거 할 수 있고 또한, 염화칼슘이 물에 잘 녹기 때문에 골재와 분리 할 때에 골재 내에 염화칼슘이 남아 있을 수가 없으며, 석고는 물에 녹지 않아 반응이 일어나더라도 골재와 분리가 어려울 뿐 아니라, 시멘트 제조시에 시멘트가 너무 빨리 굳기를 방지하기 위하여 응고 지연제로 석고 3%를 사용하는데 골재에 석고가 있으면 콘크리트용 골재에는 부적절하다.

따라서 물에 잘 녹는 염화칼슘이 생성되는 산인 염산으로 사용하기로 하였 다.

본 발명은 시멘트의 석회 성분과 염산의 반응식 1, 2와 같은 화학반응을 이용한 것이다.

[반응식 1]

CaCO₃

+ 2HCl ----→CaCl₂

+ CO₂

+ H₂

O

[반응식 2]

Ca(OH)₂

+ 2HCl ----→CaCl₂

+ 2H₂

O

상기 반응식 1, 2와 같이 석회성분이 염화칼슘과 물로 반응이 일어나 물에 잘 녹는 염화칼슘이 생성되므로 골재와 분리에 용이하며, 혹시 골재에 남아 있을 염화칼슘을 제거하기 위해 또 한번 물로 세척한다. 상기 부산물로 생성된 염화칼슘은 수거하여 재활용한다.

뿐만 아니라, 염산과 반응이 끝난 후에 골재와 물에 잘 녹은 염화칼슘을 분리하여 생긴 용액을 150~200℃에서 건조하는 공정을 추가하여 건조된 염화칼슘을 생산하는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 순환골재 제조방법에 관한 것이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명의 구체적인 구성을 설명한다.

폐콘크리트 1톤을 크러셔를 이용하여 평균 입도가 13mm인 조골재로 분쇄한 후에 스크류로 이동하면서 건식, 습식으로 미분을 제거하였다. 상기 미분이 제거된 콘크리트 분쇄물을 반응기로 이동시킨 후 10-20% 염산 20-50kg을 첨가하면 반응식 1과 반응식 2과 같이 반응하여 염화칼슘과 물로 반응을 유도한 후, 반응이 일어난 분쇄물을 골재와 염화칼슘을 분리하지 않고 150-200℃로 가열하여 건조하면, 염화칼슘이 들어 있는 눈을 녹이는 겨울용 제설제 모래를 제조하였다. 이로 인하여 순환골재의 재활용 범위를 넓일 수 있다.

또한, 반응이 일어난 분쇄물을 골재와 분리시키는데 골재에 남아 있을 수 있는 염화칼슘을 제거하기 위해 또 한번 물로 세척하여 석회 성분이 없는 콘크리트용 골재를 제조 하였으며, 골재와 분리 된 부산물인 물에 녹은 염화칼슘을 150-200℃로 가열하여 건조하면 순수한 고체의 염화칼슘을 제조하였다.

본 발명은 건식 방법, 습식 방법 등의 물리적인 방법에 의한 기존의 방법에 비하여 염산에 의한 화학반응을 통해 시멘트의 성분의 석회 성분을 제거한 순환골재를 제공할 수 있다.

또한, 상기 순환골재를 성토용 골재, 도로기층용 골재로 사용하는 것이 아니고, 콘크리트용 골재로 재사용함으로써 자연환경을 보존할 수가 있다.

또한, 본 발명은 부산물로 염화칼슘을 회수하므로, 겨울용 제설용 모래 생산을 함으로 재활용 범위를 넓일 수 있다.

Claims (3)

1. 폐콘크리트에서 이물질을 제거한 후 일정크기로 분쇄하는 단계;

   상기 분쇄된 콘크리트 분쇄물을 건식처리하거나 습식처리하여 슬러지를 제거하는 단계;

   상기 슬러지가 제거된 분쇄물 100중량%에 대하여 염산 2~10중량

   상기 반응을 마친 분쇄물을 물로 세척하여 순환골재 재조하는 단계 및 부산물인 염화칼슘을 건조하는 단계;를 포함하는 폐콘크리트로부터 순환골재(염화칼슘이 없는 분쇄물) 제조방법 및 순환골재.
2. 제 1항에 있어서, 상기 반응이 끝난 분쇄물(염화칼슘이 들어 있는 분쇄물)을 150~200℃에서 건조하여 염화칼슘이 포함한 골재를 제조함으로 겨울용 제설용 모래를 제조방법 및 제설용 모래 골재
3. 제1항에 있어서, 상기 반응이 끝난 분쇄물을 물로 세척하여 순환골재를 제조하여 나온 부산물 용액인 염화칼슘을 150~200℃에서 건조하는 공정을 추가하여 순수한 염화칼슘을 회수하는 것을 특징으로 하는 폐콘크리트로부터 순환골재 제조방법.

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