KR20080028094A - 역청포장용 채움재 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐분진과 플라이 애시를 혼합하여 채움재를 제조함으로써, 환경을 보호하고 도로 포장에 따른 시공비용을 절감할 수 있는 역청 포장용 채움재 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 플라이 애시는 30 내지 60%중량부와, 폐분진 70 내지 30% 중량부가 혼합된 특징이 있으며, 원료투입단계와, 상기 원료를 건조하여 함수율을 조절하고 플라이 애시와 폐분진을 선별하여 입도를 조절하는 단계 그리고, 이들 혼합하는 단계로 구성되며, 여기에 시공 지역의 특성 및 여건에 따라 상기 혼합물을 검사하여 성분비를 조절하는 단계로 이루어진 기술적인 특징을 가지는 것으로 달성된다.

역청 포장, 플라이 애시, 폐분진, 채움재

Description

역청포장용 채움제 및 그 제조 방법{fullfilment materials for asphalt road and its manufacturing method thereof}

도 1은 본 발명에 따른 채움재의 제조 과정을 나타낸 공정도,

도 2는 본 발명에 따른 채움재의 다른 제조 과정을 나타낸 공정도,

도 3은 본 발명의 또 다른 제조 공정을 나타낸 공정도.

본 발명은 역청 포장에 이용되는 채움재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐분진과 플라이 애시를 혼합하여 채움재를 제조함으로써, 환경을 보호하고 도로 포장에 따른 시공비용을 절감할 수 있는 역청 포장용 채움재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 일상 생활 혹은 산업 활동 중에 발생하는 각종 폐기물이 자연적으로 치유될 수 있는 한계를 넘어 지하수, 하천, 토양, 대기를 오염시키면서 사회적으로 크나큰 문제로 대두되고 있다.

예컨대, 고층 빌딩 건설에 의한 도시의 재개발, 고속도로, 교량 혹은 아파트 시공 등 건축물의 해체나 신축 과정에서 폐벽돌, 폐콘크리트, 폐목재, 폐합성수지 등 다량의 건설폐기물이 발생한다.

그런데, 종래에는 이들 처리할 수 있는 마땅한 방법이 없어 단순히 소각, 매립 등의 방법으로 이들을 처리함으로써, 토양 및 지하수를 오염시켜 동식물의 생활에 악영향을 미치고 있다.

따라서, 그중 폐벽돌 및 폐콘크리트는 분쇄 과정을 거처 재생골재나 복토 및 성토재로 재활용되고 있는 실정이며, 집진기에 포집된 분진은 매립되고 있는 실정이다.

또한, 최근에는 아스팔트 콘크리트의 채움재로 각종 폐기물들이 재활용 되고 있는 있으며, 특히 플라이 애시, 회수 더스트, 전기로 제강 더스트 등은 이미 채움재로써 널리 알려진 사실이다.

그러나, 이러한 채움재들은 역청 포장용 채움재로써 많은 문제점을 가지고 있다. 즉, 전기로 제강 분진은 결정 구조가 뽀족하여 쉽게 뭉치고, 다량의 유분이 포함되어 있어 아스콘 생산 설비에서 채움재를 이송하는데 문제가 있어 별도의 설비를 추가하여야 하며, 비중이 높고, 아스콘 제품으로 생산하여 포설시 붉은색을 문제점이 있다.

또한, 플라이 애시의 경우 흐름 시험치가 기준치 보다 높고 비중이 낮으며 미립분이 많아 아스콘 생산시 AP 흡수율이 높아져 생산 단가가 상승하는 문제가 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 폐기물 특히 플라이 애시와 폐분진을 이용하여 플라이 애시의 단점 및 폐분진의 단점을 상호 보안하여 우수한 역청 포장용 채움재가 조성되도록 하며, 폐기물을 효과적으로 재활용할 수 있도록 하는 역청 포장용 채움재 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 플라이 애시와 건설 폐기물 혹은 폐기물의 재활용 과정에서 발생하는 폐분진을 이용하여 품질은 우수하면서도 가격은 저렴하고 규격화된 역청 포장용 채움재를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 폐기물이 재활용될 수 있도록 함으로써, 환경을 보호하고 폐기물 처리에 대한 막대한 비용을 절감하며, 동시에 조성이 용이한 역청 포장용 채움재를 제공하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적은 플라이 애시와 폐분진을 포함하며, 상기 플라이 애시는 30 내지 60%중량부와, 폐분진 70 내지 30% 중량부가 혼합된 특징이 있으며, 원료투입단계와, 상기 원료를 건조하여 함수율을 조절하고 플라이 애시와 폐분진을 선별하여 입도를 조절하는 단계 그리고, 이들 혼합하는 단계로 구성되며, 여기에 시공 지역의 특성 및 여건에 따라 상기 혼합물을 검사하여 성분비를 조절하는 단계로 이루어진 기술적인 특징을 가지는 것으로 달성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하 면 다음과 같다.

먼저, 첨부된 도 1은 본 발명에 따른 채움재의 제조 과정을 나타낸 공정도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 채움재의 다른 공정도를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명의 또 다른 제조 공정을 나타낸 공정도이다.

바람직하기로 본 발명은 아스팔트 즉 역청 포장시 채움재로 사용되나 경우에 따라는 다른 용도로도 활용될 수 있다.

본 발명의 채움재는 폐분진과 플라이 애시가 혼합된 것을 기본으로 한다.

상기 폐분진은 건물의 해체나 신축 과정에서 발생하는 건설 폐기물을 분쇄하거나 혹은 이 건설 폐기물을 골재 등으로 분쇄하는 재활용 과정에서 발생하는 분진, 분말 등이 사용된다.

상기 플라이 애시는 폐기물 소각장, 화력 발전소 혹은 산업 현장에서 발생되는 재이며, 이는 산업쓰레기, 도시쓰레기, 미분탄(微粉炭)등이 연소될 때 집진기에 의해 집진된 재이다.

이러한 구성의 본 발명은 600～75㎛, 함수율 1% 이하인 폐분진 30 내지 60 %중량부와, 함수율 1% 이하인 플라이 애시 40 내지 70% 중량부를 혼합하여 구성한다.

다음은 본 발명 채움재의 제조 과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 폐분진과 플라이 애시를 건조, 선별하는 작업이다.

건조는 폐분진과 플라이 애시의 함수율에 따라 투입량과 건조 시간을 결정하여 건조로(Air Jet Dryer)에서 이루어지며, 함수율이 1%이하가 될 때까지 이루어진 다.

물론 건조 과정에서 수차례에 걸쳐 함수율 조정 작업이 이루어지며, 경우에 따라 예컨대, 건조로 투입 이전에 채취된 샘플의 함수율이 1%이하인 경우 건조로에 투입하지 아니하고 선별 작업으로 넘어갈 수도 있다.

선별 과정은 폐분진이 고른 입자를 갖도록 함과 아울러, 채움재로써 규격에 알맞는 입자를 유지하기 위한 것으로, 메쉬(Mesh)#30～#200번의 스크린에 통과시켜 적어도 그 입자가 600～75㎛가 유지되도록 한다.

건조, 선별 작업을 마친 상기 폐분진은 분체 공기 수송 컨베이어를 통해 이송되어 1차 원료 저장 슬롯(Silo)에 저장된다. 이러한 1차 원료 저장은 혼합 과정 이전에 외부적인 요인에 의하여 혹은 취급 부주의로 인한 폐분진의 변형을 방지하여 채움재의 질을 향상시키기 위한 것이다.

한편, 상기 플라이 애시는 선별기에는 투입하지 않고, 건조로 투입하여 함수율을 1%이하로 낮추어 1차 원료 저장 슬롯에 저장하되 이때 플라이 애시에 포함된 이물질을 제거하여 분체 공기 수송 컨베이어를 통해 슬롯에 저장된다.

물론 폐분진의 건조 때와 마찬가지로 투입 전 샘플을 채취하여 함수율을 측정한 다음 건조로에 투입 유무를 결정한다.

혼합 작업은 각각의 투입 수단 예컨대, 인버터식 로터리 공급기와 스크류 등에 의해 공급된 폐분진과 플라이 애시를 혼합기에 투입하여 혼합하되, 이때의 혼합 비는 폐분진 30 내지 60% 중량부, 플라이 애시 70 내지 30% 중량부가 혼합된다.

혼합 과정 후 상기 채움재는 분체 공기 수송 컨베이어를 통해 완제품으로 저 장하게 된다.

이러한 과정 중 원료 투입, 건조 및 선별 과정에서 발생할 수 있는 분진은 집진기를 통해 집진하여 최종 단계로 보내지는데, 이는 건조 및 선별 과정에서 발생하는 분진의 경우 분진으로 날릴 정도라면 본 발명의 기준 입자 보다 작고, 수분 함량이 적은 것이기 때문에 이를 최종 단계로 공급하여 사용될 수 있도록 한다.

다음은 본 발명의 채움재가 채움재로써 사용이 가능한지 실험한 것으로, 표 1, 2는 KS에 규정된 기준표이다.

체의 호칭치수㎛	체 통과무게 백분율 %
600	100
300	95이상
150	90이상
75	70이상
수분함량	1.0이하

침수팽창(%)	3이항
박리저항성	1/4이하
소성지수	6이하
흐름시험(%)	50%이하

본 발명은 이러한 기준을 바탕으로 폐분진 40%중량부와, 플라이 애시 60%중량부 그리고 폐분진 50%중량부와, 플라이 애시 50%중량부 마지막으로 폐분진 60%중량부, 플라이 애시 40%중량부를 혼합하여 각각 10회를 실험한 결과 상기 기준에 합당한 것임을 알 수 있었으며, 평균값은 다음과 같다.

결 과			시험 방법
입도	600	100	KS F 3501
	300	98
	150	92
	75	86
(%)0.4
1/4 이하
(%)1
(%)41.2
2.72
N.P			KS F 2303

첨부된 도 2와 도 3은 본 발명의 다른 실 시예를 나타낸 것이다.

이 실시 예는 최종 단계에서 출하를 위해 배출되는 채움재의 샘플을 채취하여 이 채움재가 규격에 맞지 아니한 경우 이를 재 공급하여 규격에 알맞도록 하는 것이다.

즉, 이 실시 예에서의 검사는 외부적인 요인에 의해서 투입될 수 있는 오염물질과, 수분 그리고 함량 변화를 검사하여 조정하는 것으로 조정 단계에서는 오염 물질을 제거하고 함수량을 조절하게 되며, 폐분진관 플라이 애쉬의 함량비과 변화된 경우에는 혼합기에 재투입하여 함량이 조정되도록 한다.

물론, 상기 검사 단계에서는 사용되는 예컨대, 시공 지역 및 특성, 혹은 아스콘의 특성, 골재의 비중에 따라 가장 적합한 배합비를 설정하여 그 결과에 따라 채움재의 입도, 혼합비가 조정될 수 있도록 조정 단계와 혼합시에 재투입하는 재혼합이 반복되도록 할 수 있다.

한편 첨부된 도 3은 본 발명의 다른 실시 예로써, 폐분진과 플라이 애시 이외에 이들 보강하거나 혹은 시공의 특성에 알맞게 다른 원료를 첨가하여 시공 및 경제성 그리고 작업 능률 및 시공 후 아스콘의 경도 및 강도 등이 유지될 수 있도록 하는 것이다.

이를 위해 본 발명의 채움재는 폐황토, 폐벽돌, 폐합성수지, 소석회, 폐각 즉 어폐류의 폐각, 폐주물사 등으로 이루어어진 보조 원료가 투입되며, 여기서 폐황토는 독성 제거 및 냄새 제거를 위해, 폐벽돌은 보강을 위해, 폐각은 흡착에 따른 냄새 제거 혹은 혼화제로 사용될 수 있도록 하는 것이다.

이러한 보조원료는 폐분진 등과 마찬 가지로, 건조, 선별 과정을 거처 혼합기에 투입되며, 이들 또한 함수율 1%이내, 입도는 600～75㎛ 범위이다.

물론, 이러한 채움재 역시 출하 직전에 검사 단계를 거처 필요하다면 조정 과정과 재혼합을 거처 출하됨이 바람직할 것이다.

이러한 검사 단계와 재조정 단계는 자동화에 의해 이루어지며, 필요에 따라 수분 조절은 건조로에 재 투입하는 것으로, 그리고, 재혼합시의 추가 투입은 검사 단계에서 입력된 입력값에 따라 이송 단계에서 자동으로 조절된다.

이상과 같이 본 발명은 폐기물로 버려지는 건설 폐기물과 플라이 애시를 이용하여 채움재를 제조함으로써 토양, 지하수, 대기 오염을 방지하며, 채움재의 제조 원가를 절감하며, 시공이 편리한 발명인 것이다.

또한 본 발명은 건조 및 선별, 혼합 단계를 거치면서, 채움재로써의 규격에 알맞고, 더 나아가 본 발명의 채움재를 기준으로 규격화를 이룰 수 있는 발명인 것이다.

Claims (6)

1. 역청 포장용 채움재로써,

   상기 플라이 애시 30 내지 60%중량부와, 건축 폐기물 혹은 건축 폐기물의 재활용 과정에서 발생하는 폐분진 40 내지 70% 중량부가 혼합된 역청 포장용 채움재.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 폐분진과 플라이 애시 각각은 함수율 1% 이하이고, 입도 600～75㎛인 것을 특징으로 하는 역청 포장용 채움재.
3. 역청 포장용 채움재로써,

   상기 플라이 애시 20 내지 50%중량부와, 건축 폐기물 혹은 건축 폐기물의 재활용 과정에서 발생하는 폐분진 30 내지 40% 중량부가 혼합되며, 나머지는 폐황토, 폐벽돌, 폐합성수지, 소석회, 폐각 즉 어폐류의 폐각, 폐주물사 등으로 이루어진 보조 원료가 적어도 하나 이상 혼합되는 것을 특징으로 하는 역청 포장용 채움재.
4. 역청 포장용 채움재를 제조하는 방법에 있어서

   플라이 애시와 폐분진 각각을 건조하여 함수율이 1% 미만이 되도록하고, 다시 이들 폐기물을 메쉬(Mesh)#30～#200번의 스크린에 통과시켜 적어도 그 입자가 600～75㎛로 유지되도록 하는 건조 선별단계;

   상기 플라이 애시와 폐분진 각각을 1차 저장하고, 이들을 혼합기로 이송시키는 이송 단계;

   상기 폐분진들을 이송된 비율에 따라 혼합하는 혼합하는 혼합단계;

   혼합된 혼합물을 이송하여 최종 저장 보관하는 저장 단계;로 구성된 것을 특징으로 하는 역청 포장용 채움재 제조 방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 최종 저장된 혼합물을 출하 전 검사하여 수분 함량 및 이물질 투입 정도 그리고 폐분진들의 혼합 비율을 검출하고, 그 검출량에 따라 재조정하는 단계를 포함하는 역청 포장용 채움재 제조 방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 재조정단계는 수분을 조정하고, 이물질을 제거하며 폐물질들의 혼합 비율이 맞지 않는 경우, 혼합기에 재투입하여 재혼합이 이루어지도록 하는 것을 포함하는 역청 포장용 채움재 제조 방법.

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