KR20070052500A - 건설폐기물을 이용한 아스콘 배합용 골재 생산방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설폐기물을 이용한 아스콘 배합용 골재 생산방법에 관한 것이다. 이를 위해, 건설폐기물을 준비하는 단계(S100); 준비된 건설폐기물을 죠크러셔에 투입하여 1차 파쇄하는 단계(S200): 1차 파쇄된 건설폐기물을 제 1 콘크러셔에 투입하여 2차 파쇄하는 단계(S300); 2차 파쇄된 건설폐기물을 회전로에 투입하여 280℃ ~ 320℃까지 가열하는 단계(S400); 회전로를 빠져나온 건설폐기물을 제 2 콘크러셔로 3차 파쇄하는 단계(S500); 3차 파쇄된 건설폐기물을 임팩트 크러셔로 4차 파쇄하는 단계(S600); 및 4차 파쇄된 건설폐기물이 180 ~ 200 ℃정도 범위로 냉각되었을 때 아스콘 배합시스템에 투입하여 아스콘 배합용 골재로 사용하는 단계(S700)가 제공된다.

건설폐기물, 파쇄, 크러셔, 아스콘용 골재, 재생골재, 회전로, 재생아스콘

Description

건설폐기물을 이용한 아스콘 배합용 골재 생산방법{Aggregate for an ascon manufacturing method using a construction wastes}

도 1은 본 발명에 따른 건설폐기물을 이용한 아스콘 배합용 골재 생산방법의 흐름도이다.

본 발명은 건설폐기물을 재활용하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건설폐기물을 이용한 아스콘 배합용 골재 생산방법에 관한 것이다.

건물이나 토목 구조물의 철거시에는 많은 건설 폐기물이 배출되고, 이러한 지속적인 건설 폐기물의 매립에는 한계가 있고, 많은 환경적인 오염 문제를 야기하고 있다. 따라서, 건설 폐기물의 불법 매립을 금하고 있을 뿐만 아니라, 필요한 골재 등을 분리하거나 가공하여 재활용하는 방안이 적극 추천되고 있다.

이러한 건설 폐기물의 내용물을 살펴보면, 모래, 자갈, 시멘트 수화물이 섞인 콘크리트 덩어리, 비가연성 물질(철근, 적벽돌, 유리 및 도자기 조각), 가연성 이물질(플라스틱류, 비닐, 폐아스팔트, 종이부스러기, 목제부스러기, 섬유 쓰레기,고무류 등)을 다량으로 포함하고 있고, 이는 부서진 건축물을 그대로 옮겨왔기 때 문이다. 따라서, 이러한 건설 폐기물을 재활용하기 위해서는 커다란 콘크리트 덩어리는 잘게 파쇄하여 크기별로 선별하여야 하고, 폐콘크리트에 혼입된 이물질은 별도로 선별하여야 한다. 이로 인해 많은 인력과 처리비용이 들어가며, 이러한 비경제성으로 인해 건설 폐기물의 재활용이나 재처리 실적이 미미한 실정이다.

한편, 도로 포장용 아스콘의 경우, 회전로에 소정의 골재를 투입한 후 약 180 ℃의 온도에서 가열한 후 아스팔트와 혼합하여 아스콘을 생산한다. 이 때, 가열에 따른 연료비가 전체 생산원가에서 큰 부담으로 차지한다. 따라서, 국제 유가가 상승하거나 가스비가 상승할 경우 아스콘 생산비용도 동반 상승할 수 밖에 없었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 제 1 목적은, 건설폐기물을 파쇄하여 이물질 및 부착 모르타르를 제거한 골재를 생산함으로서 원골재와 동등한 재생골재 즉 건설 폐기물의 완전 순환화를 통하여 재활용할 수 있는 아스콘 배합용 골재 생산 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제 2 목적은, 재생골재에 부착된 모르타르를 열을 가해 부착력과 강도를 낮춘 후 파쇄하여 부착 모르타르를 제거하고 가연성 이물질(폐아스팔트, 종이, 목재, 플라스틱류, 고무류 등)을 소각 제거하며, 파쇄된 골재에 잔존하는 열을 이용하여 곧바로 아스콘 배합시스템에 투입함으로서, 아스콘용 골재의 가열 온도로 이용할 수 있는 방법으로서 건설폐기물을 이용하여 아스콘 배합용 골재 생산방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적들은, 건설폐기물을 준비하는 단계(S100);

준비된 건설폐기물을 죠크러셔에 투입하여 1차 파쇄하는 단계(S200):

1차 파쇄된 건설폐기물을 제 1 콘크러셔에 투입하여 2차 파쇄하는 단계(S300);

2차 파쇄된 건설폐기물을 회전로에 투입하여 280℃ ~ 320℃ 까지 가열하는 단계(S400);

회전로를 빠져나온 건설폐기물을 제 2 콘크러셔로 3차 파쇄하는 단계(S500);

3차 파쇄된 건설폐기물을 임팩트 크러셔로 4차 파쇄하는 단계(S600); 및

4차 파쇄된 건설폐기물이 180 ~ 200℃범위로 냉각되었을 때 아스콘 배합시스템에 투입하여 아스콘 배합용 골재로 사용하는 단계(S700)로 구성되는 것을 특징으로 하는 건설폐기물을 이용한 아스콘 배합용 골재 생산방법에 의해 달성될 수 있다.

그리고, 준비단계(S100)는 철근, 철물, 금속, 적벽돌을 제거하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

아울러, 2차 파쇄단계(S300)는 건설 폐기물을 10 mm ~ 40 mm 직경으로 파쇄하는 것이 바람직하고, 3차 파쇄단계(S500)는 건설폐기물을 10 ~ 25 mm 직경으로 파쇄하는 것이 바람직하다.

뿐만 아니라, 4차 파쇄단계(S600)는 건설폐기물을 10 ~ 19 mm 직경으로 파쇄하는 것이 가장 바람직하다.

그리고, 아스콘 배합시스템 투입단계(S700)는 전체 아스콘 배합용 골재의 최 대 50 중량%까지 재생골재를 투입되는 것이 가장 바람직하다.

이 때, 3차 파쇄단계(S500)와 4차 파쇄단계(S600)에서는 체거름이 이루어지고, 체거름을 통해 분리되는 다량을 미분을 2차 시멘트 제품의 원료로 사용하는 단계(S750)를 더 포함하는 것이 가장 바람직하다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점 및 특징들은 첨부 도면들과 관련되어 설명되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명확해질 것이다.

이하에서는 양호한 실시예를 도시한 첨부 도면과 관련하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 건설폐기물을 이용한 아스콘 배합용 골재 생산방법의 흐름도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 공정을 실시하기 위하여, 우선, 건설폐기물을 준비한다(S100). 이러한 준비단계(S100)는 건설폐기물로부터 적벽돌, 철근, 철물, 금속 등 비가연성 이물질을 제거한다. 그러나, 가연성 이물질(폐아스팔트, 플라스틱류, 종이, 스티로폼, 나무부스러기, 섬유쓰레기, 고무쓰레기, Asbest, 석면 등)은 회전로에서 연소되기 때문에 미리 분리할 필요가 없다.

그 다음, 준비된 건설폐기물을 죠크러셔에 투입하여 1차 파쇄한다(S200). 그 다음, 1차 파쇄된 건설폐기물을 제 1 콘크러셔에 투입하여 2차 파쇄한다(S300). 이 때, 2차 파쇄된 건설 폐기물은 10 mm ~ 40 mm의 직경이 되도록 한다. 이를 위해, 죠크러셔를 이용하여 대략적인 크기로 1차 파쇄하고, 콘크러셔를 이용하여 10 mm ~ 40 mm의 직경이 되도록 2차 파쇄한다. 콘크러셔 및 죠크러셔는 공지의 파쇄기계이고, 그 구성은 당업자에게 용이한 사항임으로 구체적인 구성의 설명은 생략하기로 한다.

그 다음, 2차 파쇄된 건설폐기물을 회전로(Rotary Kiln)에 투입하여 300℃까지 가열한다(S400). 이와 같은 가열공정을 수행함으로서 시멘트 수화물로부터 골재의 경계면이 분리되기 쉬울 정도로 부착 모르타르의 강도가 낮아진다. 특히, 재생된 골재를 이용하여 콘크리트를 양생할 경우 콘크리트의 강도는 시멘트 수화물, 부착 모르타르의 양의 차이, 이물질의 함유량 등에 의존하게 된다. 따라서, 골재에 부착된 모르타르의 강도를 낮춤으로서 골재의 부착모르타르 제거율을 높일 수 있고 이로 인해 재생 골재를 원골재와 거의 동등한 품질로 생산 할 수 있다.

또한, 건설폐기물속에 포함되어 있던 가연성 물질은 회전로의 가열로 인해 연소되어 분리되어 진다.

본 발명자에 의해 수행된 많은 실험을 통해 280℃ ~ 320℃ 범위(보다 바람직하게는 약 300℃)로 가열(수화 역반응을 촉진)한 다음 파쇄하는 것이 골재에 전혀 손상을 주지 않으면서 콘크리트 수화물의 경계면 분리를 용이하게 한다는 것을 알았다. 만약, 280℃ 이하로 가열할 경우 경계면 분리가 용이하지 않아 제거율이 낮아지고, 320℃ 이상으로 가열할 경우 연료비가 많이 들고, 골재의 조성이나 조직의 열적 성질이 현저히 달라지게 된다. 즉, 열에 약한 골재인 경우 부서지거나 균열이 발생하기 쉬워진다. 이러한 골재를 콘크리트에 사용할 경우 강도를 저하시키는 원인이 된다.

그 다음, 가열 회전로를 빠져나온 건설폐기물을 제 2 콘크러셔로 3차 파쇄한다(S500). 즉, 3차 파쇄단계(S500)는 건설폐기물을 10 ~ 25 mm 직경으로 파쇄하게 된다. 이 때, 제 2 콘크러셔는 스크린(체)을 갖추고 있기 때문에 체를 통해 걸러진 시멘트 미분은 2차 시멘트 제품(블럭, 벽돌 등)을 생산하는데 원료의 일부로 재활용된다. 그리고, 회전로에 의한 가열로 충분히 부착력이 낮아진 재생골재는 이러한 3차 파쇄공정에서 쉽게 골재의 경계면이 모르타르와 분리된다.

그 다음, 3차 파쇄된 건설폐기물을 임팩트 크러셔로 4차 파쇄한다(S600). 즉, 4차 파쇄단계(S600)는 건설폐기물을 10 ~ 19 mm 직경으로 파쇄하게 된다. 이 때, 임팩트 크러셔는 스크린(체)을 갖추고 있기 때문에 수처리 과정을 통해 미분을 분리시키고, 걸러진 시멘트 미분은 3차 파쇄단계(S500)에서 분리된 미분과 합쳐져 2차 시멘트 제품(블럭, 벽돌 등)을 생산하는데 원료의 일부로 재활용된다. 4차 파쇄단계(S600)에서도 회전로에 의한 가열로 충분히 모르타르와 부착력이 낮아진 재생골재는 쉽게 골재와 시멘트 수화물로 분리된다. 그리고, 10 ~ 19 mm 직경의 골재직경은 아스콘 배합에 재생 골재로서 가장 많이 사용되는 입경이다. 이는 아스콘 배합에 투입되는 골재의 규격에 따라 정해질 수 있다.

그 다음, 4차 파쇄된 건설폐기물이 180 ~ 200℃범위로 냉각되었을 때 아스콘 배합시스템에 투입하여 아스콘 배합용 골재로 사용된다(S700). 이 때, 투입되는 재생 골재는 전체 아스콘 배합용 골재의 최대 50 중량%까지 투입될 수 있다. 투입량이 많을 수록 아스콘의 제조원가는 낮아지나, 아스콘의 품질이 저하되고, 투입량이 적으면, 경제적 효과가 그만큼 저하된다.

아스콘용 골재의 가열온도는 180 ~ 200 ℃ 범위이므로, 회전로를 통해 배출된 300 ℃의 건설폐기물이 3차, 4차 파쇄를 통해 아스콘 배합시스템에 투입되기 직 전까지 180 ~ 200 ℃의 범위로 냉각되는 것이 바람직하다. 이를 위해 이송공정에 냉각팬을 설치하거나 보온단열재를 구비할 수 있다.

또한, 180 ℃ 이하로 냉각될 경우 추가 가열이 필요하고 이로 인해 추가적인 연료비가 소요된다. 따라서, 본 발명의 3차, 4차 파쇄공정은 아스콘 배합시스템에 인근에 위치하는 것이 바람직하다. 이와 같은 공정을 통해 본 발명에 따른 건설폐기물의 재생 아스콘용 골재 생산 및 사용이 완료된다.

그 밖에 3차 파쇄단계(S500)와 4차 파쇄단계(S600)에서는 체거름이 이루어지고, 체거름을 통해 분리되는 다량을 미분을 2차 시멘트 제품(예를 들어, 블럭, 벽돌 등)의 원료로 사용한다(S750).

본 발명에서는 사용하는 각종 크러셔들은 당업자에 의해 변경되거나 대체될 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 건설폐기물을 이용한 아스콘 배합용 골재 생산방법에 따르면, 건설폐기물을 가열, 파쇄하여 골재를 선별함으로서 고가의 아스콘용 골재로 재활용할 수 있다. 이는 환경 친화적일 뿐만 아니라 경제성도 매우 높다.

또한, 굵은골재에 부착된 모르타르에 열을 가해 부착력과 강도를 낮춘 후 파쇄하고, 분리된 골재에 잔존하는 열을 이용하여 곧바로 아스콘 배합시스템에 투입함으로서, 가열 연료비를 절감할 수 있다. 이는 아스콘 생산단가를 저하시키는 효과가 있다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로 부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.

Claims (7)

1. 건설폐기물을 준비하는 단계(S100);

   준비된 건설폐기물을 죠크러셔에 투입하여 1차 파쇄하는 단계(S200):

   1차 파쇄된 건설폐기물을 제 1 콘크러셔에 투입하여 2차 파쇄하는 단계(S300);

   2차 파쇄된 건설폐기물을 회전로에 투입하여 280℃ ~ 320℃ 범위로 가열하는 단계(S400);

   회전로를 빠져나온 건설폐기물을 제 2 콘크러셔로 3차 파쇄하는 단계(S500);

   3차 파쇄된 건설폐기물을 임팩트 크러셔로 4차 파쇄하는 단계(S600); 및

   4차 파쇄된 건설폐기물이 180 ~ 200℃범위로 냉각되었을 때 아스콘 배합시스템에 투입하여 아스콘 배합용 골재로 사용하는 단계(S700)로 구성되는 것을 특징으로 하는 건설폐기물을 이용한 아스콘 배합용 골재 생산방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 준비단계(S100)는 적벽돌, 철근, 철물, 금속 등 비가연성 이물질을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설폐기물을 이용한 아스콘 배합용 골재 생산방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 2차 파쇄단계(S300)는 건설 폐기물을 10 mm ~ 40 mm 직경으로 파쇄하는 것을 특징으로 하는 건설폐기물을 이용한 아스콘 배합용 골재 생산방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 3차 파쇄단계(S500)는 상기 건설폐기물을 10 ~ 25 mm 직경으로 파쇄하는 것을 특징으로 하는 건설폐기물을 이용한 아스콘 배합용 골재 생산방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 4차 파쇄단계(S600)는 상기 건설폐기물을 10 ~ 19 mm 직경으로 파쇄하는 것을 특징으로 하는 건설폐기물을 이용한 아스콘 배합용 골재 생산방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 아스콘 배합시스템 투입단계(S700)는 전체 아스콘 배합용 골재의 최대 50 중량%까지 투입되는 것을 특징으로 하는 건설폐기물을 이용한 아스콘 배합용 골재 생산방법.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 3차 파쇄단계(S500)와 상기 4차 파쇄단계(S600)에서는 체거름이 이루어지고,

   상기 체거름을 통해 분리되는 다량을 미분을 2차 시멘트 제품의 원료로 사용하는 단계(S750)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건설폐기물을 이용한 아스콘 배합용 골재 생산방법.

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