KR20090049799A - 건설폐기물을 이용한 재생콘크리트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건설폐기물 재활용방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 매립지의 부족과 강화되는 처리 규정에 의해 불법 매립되거나 불법 소각 처리되는 건설폐기물을 골재, 시멘트로 재생산하여 그 재생된 골재와 시멘트에 플라이애쉬, 고로슬래그, 모래, 혼화제를 첨가하여 재생 콘크리트를 제조함으로써 새로운 골재 채취에 따른 자원 및 환경개선 효과를 갖는 건설폐기물 재활용방법에 관한 것이다.
건설, 폐기물, 재활용, 콘크리트, 골재, 플라이애쉬, 고로슬래그, 감수제

Description

건설폐기물을 이용한 재생콘크리트{RECYCLING METHOD OF CONSTRUCTION WASTE MATERIAL}
본 발명은 건설현장에서 발생하는 건설폐기물을 골재, 시멘트로 재생산하고, 그 재생 골재 및 시멘트를 이용하여 콘크리트와 같은 건설 자재로 재생산하는 건설폐기물 재활용방법에 관한 것이다.
우리나라 건설폐기물 발생량은 해마다 증가하고 있는 추세이며, 특히 건설폐기물 중 콘크리트가 약 70%를 차지하고, 아스팔트는 약 16%, 토사가 약 8%로서 콘크리트, 아스팔트 및 토사가 전체 폐기물의 약 94% 이상을 차지하고 있다.
이러한 건설폐기물은 주로 매립처분해 왔으나, 이제 더 이상 매립장을 확보하기 어려운 실정이며 각종 규제에 의해 불법매립, 투기 및 소각 등 부적절한 방법을 통해 처분되고 있는 실정이다.
건설폐기물은 토목, 건축공사 등과 관련하여 배출되는 폐기물로서 폐유, 폐페인트 등의 지정 폐기물 및 건설현장에서 작업인력이 생활하면서 배출하는 음식물쓰레기 등 생활계 폐기물을 제외한 폐기물을 말하며, 콘크리트 덩이, 아스팔트 콘 크리트 덩이, 건설 오니, 폐건자재(폐 플라스틱, 폐유리, 폐벽돌, 폐 스티로폼 등), 발생 토사 등이 대부분이다.
상기 건설폐기물은 산업폐기물과 일반폐기물로 분류되며, 산업폐기물의 경우, 오니(폐 벤토나이트 등), 구조물해체에 수반되는 건설 폐재(콘크리트 덩이, 아스콘 덩이, 벽돌조각 등), 금속(철근, 볼트 등), 유리·도자기류(유리조각, 타일 등), 나무류(각종 폐목재), 폐 플라스틱이 포함되고, 일반폐기물의 경우, 폐 매트리스, 폐 커튼, 신축현장의 건설 폐재, 신축현장의 나무류 등이 이에 포함된다.
이와 같은 건설폐기물은 그 처분에 있어서 많은 비용과 함께 환경오염이 수반되고 있으며, 그 이유는 매립시설의 부족과 각종 엄격한 규제에 의해 불법 매립, 소각 등을 통해 처분되고 있기 때문이다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 다양한 형태의 건설폐기물 재활용 기술이 개발되고 있는 실정이며, 그 예로써, 대한민국등록특허 10-0235319호(공고일자 1999.12.15)에 각종 건축, 토목공사 등 건설현장에서 발생하는 토사, 콘크리트 덩이, 폐목재 및 아스팔트 콘크리트 덩이를 수집한 후 일련의 공정을 통해 이루어지는 건설폐기물 처리와 재활용을 위한 중간 처리 방법 및 그 장치에 대해 개시하고 있으며, 대한민국등록특허 10-0358687호(공고일자 2002.10.30)에 폐 콘크리트 덩어리 및 폐아스콘 덩어리와 폐목재, 폐비닐 등의 경량쓰레기, 철편, 유리 등의 각종 고형쓰레기들을 효율적으로 분리 선별함과 동시에 미분을 제거하고 콘크리트용 골 재 등 도시기반형성 재료로 재활용하는 건설폐기물의 재활용 처리방법에 대해 개시하고 있으며, 대한민국등록특허 10-0470486호(공고일자 2005.02.07)에 건설폐기물을 파 분쇄하여 재생골재를 생산하는 장치 및 방법에 대해 개시하고 있으며, 대한민국등록특허 10-0455833호(공고일자 2004.11.10)에 골재의 반복파쇄에 따른 직선 파쇄공정의 품질 저하 및 에너지 낭비를 방지할 수 있는 건설폐기물을 이용한 골재 재생방법 및 재생장치에 대해 개시하고 있다.
그러나 이와 같은 다양한 재생방법의 제시에도 여전히 그 재생 건설자재의 활용도가 떨어지고 있으며, 그 이유는 재생 건설자재의 물성 저하를 들 수 있다.
본 발명에서는 종래 재생 건설 자재의 물성을 보완함으로써 불법 매립되거나 소각되는 건설 폐기물의 재활용도를 높여 자원 절약은 물론 환경개선에 일조할 수 있는 건설폐기물 재활용방법의 제공을 발명의 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 콘크리트 덩어리를 현장에서 50 ~ 60cm의 크기로 파쇄시킨 후, 조크러셔를 이용하여 최대치수 25mm의 굵은 골재와 5mm 이하의 잔 골재가 4:1 비율이 되도록 분쇄한 후, 골재에 포함되어 있는 철 등의 이물질을 자석을 이용하여 제거하여 생산된 재생골재 25 ~ 50중량%, 폐콘크리트 를 조크러셔를 이용하여 25mm크기로 분쇄하여 200℃에서 2시간 동안 예비가열한 후, 볼 밀(ball mill)을 이용하여 분쇄한 후 0.15mm 이하로 체가름하고, 700℃에서 90분 동안 전기로에 투입하여 가열처리하고, 이때 시멘트의 전체중량에 대해 이수석고 2 ~ 10중량%를 첨가하여 생산된 재생시멘트 15 ~ 45중량%, 플라이애쉬 4 ~ 5중량%, 밀도(g/㎤) 2.90, 비중 280, 분말도(㎠/g) 4,000 ~ 5,000인 고로슬래그 5 ~ 10중량%, 모래 10 ~ 40중량%, 물(H2O) 10 ~ 25중량%, 감수제 0.5 ~ l중량%의 배합비를 사용하여, 상기 재생시멘트, 플라이애쉬, 모래, 고로슬래그를 먼저 1분간 건비빔을 하고, 상기 재생골재, 물, 감수제를 추가투입하여 콘크리트가 균일하게 되도록 5 ~ 10분간의 비빔과정을 거쳐 제조되는 건설폐기물을 이용한 재생콘크리트를 그 주요 기술적 구성으로 한다.
이하, 상기한 기술적 구성에 대해 더욱 상세히 살펴보도록 한다.
건설현장에서 폐기되는 건설자재로는 앞서 살펴본 바와 같이, 산업폐기물과 일반폐기물로 분류되며, 산업폐기물의 경우, 오니(폐 벤토나이트 등), 구조물해체에 수반되는 건설 폐재(콘크리트 덩이, 아스콘 덩이, 벽돌조각 등), 금속(철근, 볼트 등), 유리·도자기류(유리조각, 타일 등), 나무류(각종 폐목재), 폐 플라스틱이 포함되고, 일반폐기물의 경우, 폐 매트리스, 폐 커튼, 신축현장의 건설 폐재, 신축현장의 나무류 등이 이에 포함된다.
본 발명은 이와 같은 폐 건설자재를 골재, 시멘트로 재생산하고, 이를 이용하여 재생 콘크리트를 제조함으로써 건설 폐기물 재활용방법을 제시하고자 하는 것으로, 먼저 골재의 재생에 대해 살펴보도록 한다.
재생 골재는 천연 골재에 비하여 높은 흡수율과 마모율 등 취약한 품질로 효과적인 활용이 이루어지지 못하고 있다. 재생 골재 콘크리트의 경우도 천연 골재를 사용한 콘크리트에 비하여 압축강도 및 기타 콘크리트의 성질에 있어서 성능이 떨어져 실용화에 문제가 많은 것으로 지적되고 있다. 이처럼 재생 골재 콘크리트가 보통 콘크리트에 비하여 성능이 저하되는 원인으로는 기존의 연구에 의하면, 골재 표면에 부착된 모르타르 분 및 기타 불순물에 의한 골재 품질 저하 및 재생 골재 제조 과정에서 폐 콘크리트에 가해지는 충격에 의한 골재 자체의 강성 저하 등이 지적되고 있다.
재생 골재 자체의 품질을 개선하기 위해서는 골재의 제조 과정에서 골재의 선별 작업의 과정을 증가시키고 파쇄방법의 개선 등의 제조 공정상의 방법과 제조된 재생 골재의 재가공 과정을 통한 골재 자체의 품질을 개선 및 골재 자체를 가공하여 품질을 개선하여야 한다.
본 발명에서는 재생 골재를 생산하기 위해, 먼저 콘크리트 덩어리를 현장에서 50 ~ 60cm의 크기로 파쇄시킨 후, 조크러셔를 이용하여 최대치수 25mm의 굵은 골재와 5mm 이하의 잔 골재가 4:1 비율이 되도록 분쇄한 후, 골재에 포함되어 있는 철 등의 이물질을 자석을 이용하여 제거한다. 그리고 골재 재생과정에서 발생하는 먼지는 집진기로 집진한다. 이와 같이 재생된 골재의 물성은 다음과 같다.
표 1: 재생 골재의 물성
항목 조립율 밀도 흡수율(%) 단위용적 질량(kg/㎡) 실적율(%) 마모감량(%) 0.08mm 통과율(%)
재생 골재 6.08 2.49 4.22 1,505 63.0 16.3 0.79
(상기 표 1의 조립율은 골재의 입도를 표시하는 계수로서 10개의 표준체를 이용하여 체가름 시험을 실시했을 때 각 체에 남는 양의 누가 중량백분율의 합을 100으로 나눈 값으로, 경제적인 콘크리트의 배합과 입도의 균등성을 판단하기 위하여 사용하는 것이다.)
이와 같이 재생된 골재는 콘크리트 제조에 사용되는 전해 배합량에 대해 25 ~ 50중량%로 사용되는 것으로, 25중량% 미만으로 사용하게 되는 경우에는 콘크리트의 작업성이 떨어지는 문제가 있고, 50중량%를 초과하게 되는 경우에는 내구성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있으므로, 상기 재생골재는 콘크리트 제조에 사용되는 전해 배합량에 대해 25 ~ 50중량%로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 시멘트는 폐콘크리트를 조크러셔를 이용하여 25mm크기로 분쇄하여 200℃에서 2시간 동안 예비가열한 후, 볼 밀(ball mill)을 이용하여 분쇄하여 0.15mm이하로 체가름하고, 700℃에서 90분 동안 전기로에 투입하여 가열처리하고, 이때 시멘트의 전체중량에 대해 이수석고 2 ~ 10중량%를 첨가한다. 상기 이수석고의 첨가는 재생 시멘트의 급결작용을 해소하기 위한 것이다.
이와 같이 제조된 재생 시멘트는 밀도(g/㎤)가 3.15이고, 분말도가 2,300 ~ 2,500㎠/g인 것이다.
일반적으로 보통 포틀랜드시멘트(Ordinary Portland Cement:OPC)는 대략 3,300㎠/g 전후의 높은 분말도를 가지고 있다. 이런 높은 분말도는 시멘트의 수화속도를 경화체의 초기강도를 증진시키는 데는 도움이 되나 수화 발열량 측면에서는 단점이 될 수 있다.
보통의 작은 건물에서는 시멘트의 수화발열에 의한 영향이 그렇게 크지 않고, 또한 쉽게 외부로 열이 방출되어 구조물에 큰 악영향을 미치지 않으나 대형의 구조물에서는 큰 문제를 야기할 수 있다. 대형 구조물의 경우에는 열이 외부로 방출되지 못하여 구조물 내부에 열응력이 생기게 되며 이로 인하여 균열이 발생하게 되므로, 작은 건물 외의 구조물에는 3,300㎠/g 전후의 높은 분말도를 갖는 포틀랜드시멘트 대신 2,300 ~ 2,500㎠/g의 낮은 분말도를 갖는 시멘트를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 분말도에 따른 수화열 발생에 대해 구체적으로 비교해보면, 상기 분말도가 2,300㎠/g인 시멘트의 48시간 동안의 수화열은 41.7cal/g으로, 분말도가 3,300㎠/g 전후의 일반 포틀랜드 시멘트의 49.1cal/g에 비해 15%가량 낮은 수치를 보인다. 따라서, 넓은 활용도와 구조물의 균열을 방지하기 위해, 그 분말도가 2,300 ~ 2,500㎠/g인 시멘트를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 재생시멘트는 콘크리트 제조에 사용되는 전해 배합량에 대해 15 ~ 45중량%로 사용되는 것으로, 15중량% 미만으로 사용하게 되는 경우에는 내구성이 떨어지는 문제가 있고, 45중량%를 초과하게 되는 경우에는 콘크리트의 압축강도가 떨어지는 문제가 있으므로, 상기 재생시멘트는 콘크리트 제조에 사용되는 전해 배합량 에 대해 15 ~ 45중량%로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 플라이애쉬(Fly ash)는 인공포졸란의 구형 미 분말로써, 주성분은 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 산화제이철(Fe2O3) 등으로 구성되어 있다. 이와 같은 플라이애쉬는 그 자체로는 수경성이 거의 없으나, 콘크리트에 사용하게 되면 플라이애쉬에 함유되어 있는 가용성 실리카가 시멘트 수화시 생성되는 수산화칼슘(Ca(OH)2)과 상온에서 서서히 결합하여 불용성의 경화물질을 다량 생성할 수 있는 잠재성을 가진 재료를 만드는 포졸란 반응을 나타내는 것으로, 탄소 62.16%, 수소 0.85%, 산소 1.56%, 질소 0.41%, 가연성 황 0.47%, 회분 34.55%의 조성비를 갖는다.
본 발명에서 사용하는 플라이애쉬는 화력발전소에서 석탄을 1400 ~ 1500℃의 고온으로 소각시켰을 때 발생하는 것으로, 밀도(g/㎤) 2.19, 분말도(㎠/g)가 3,740인 것을 사용한다.
상기 플라이애쉬는 강도증진 및 수화열저감 내구성 향상기능을 갖는 것으로, 그 사용량이 전체배합량에 대해 4중량% 미만인 경우에는 강도 및 내구성이 떨어지는 문제가 발생하게 된다.
상기 고로슬래그 미분말은 밀도(g/㎤) 2.90, 비중 280이상, 분말도(㎠/g) 4,201인 것으로, 선철을 제조할 때 고로에서 생성되는 용융슬래그를 찬공기나 냉수 로써 급냉시킨 급냉고로슬래그를 미분쇄한 분말을 고로슬래그 미분말이라 하며 처리방법에 따라 제품의 결정상태 및 품질이 달라지고 크게 서냉슬래그, 반급냉슬래그, 급냉슬래그로 분류되며, 그 분류에 따른 용도를 살펴보면, 서냉슬래그의 경우 도로(표층, 노반, 충진)용, 콘크리트용 골재로 사용되고, 반급냉슬래그의 경우 고로시멘트용(시멘트 혼합재), 지반개량용, 콘크리트용 세골재로 사용되고, 급냉슬래그(팽창슬래그)의 경우 경량콘크리트용 골재, 경량 매립제로 사용된다.
그리고, 고로슬래그 미분말은 거의 대부분이 유리질인 비결정구조이며, 유리질의 슬래그는 그 속에 포함된 각종 광물이 구조상 불안전한 상태로 알칼리성 물질의 자극에 의하여 경화하는 잠재수경성을 가지고 있으며 유리질량이 많은 슬래그일수록 잠재수경이 크다.
상기 고로슬래그 미분말은 콘크리트의 전체 배합비에 대해 5 ~ 10중량%로 사용하는 것으로, 5중량% 미만으로 사용하게 될 경우에는 콘크리트의 압축강도가 떨어지는 문제가 있다.
상기 모래는 밀도(g/㎤) 2.5 ~ 2.8, 흡수율(%) 0.2 ~ 2.8, 마모감량(%) 5 ~ 70, 압축강도(MPa) 80 ~ 300인 화강암, 밀도(g/㎤) 2.7 ~ 3.0, 흡수율(%) 0.3 ~ 0.9, 마모감량(%) 5 ~ 30, 압축강도(MPa) 80 ~ 310인 섬록암, 밀도(g/㎤) 2.5 ~ 2.8, 흡수율(%) 0.3 ~ 0.9, 마모감량(%) 6 ~ 19, 압축강도(MPa) 70 ~ 300인 석영반암, 밀도(g/㎤) 2.6 ~ 3.0, 흡수율(%) 0.3 ~ 1.5, 마모감량(%) 8 ~ 21, 압축강도(MPa) 80 ~ 280인 분암, 밀도(g/㎤) 2.7 ~ 3.2, 흡수율(%) 0.5 ~ 1.3, 마모감 량(%) 8 ~ 27, 압축강도(MPa) 140 ~ 360인 현무암 중 선택되는 어느 1종 이상의 화성암을 0.1 ~ 0.6㎜의 입자크기와, 둥근형상 또는 정육면체 입형을 갖는 부순모래인 것으로, 전체혼합량에 대해 10 ~ 40중량%의 범위로 사용하며, 10중량% 미만인 경우에는 압축강도, 내구성이 떨어지는 문제가 있고, 40중량%를 초과하여 사용하게 되는 경우에도 역시 내구성이 떨어지므로, 상기 부순모래는 전체혼합량에 대해 10 ~ 40중량%의 범위로 사용하는 것이 바람직하다.
모래의 입도는 콘크리트의 작업성, 경화한 콘크리트의 강도, 밀도, 마모저항성, 수밀성, 내구성 등이 증대하고, 적은 단위시멘트량으로 소요강도의 콘크리트를 제조할 수 있으며, 단위시멘트량이 감소로 건조수축 및 수화열을 감소시켜 균열을 감소시킬 수 있다. 그 구체적인 예로서, 0.15 ~ 0.30mm의 입도를 갖는 모래는 콘크리트의 유동성, 작업성에 영향을 미치고, 0.3 ~ 0.6mm의 입도를 갖는 모래는 공기연행성에 영향 미친다. 따라서 경화된 콘크리트의 강도, 밀도 및 내구성을 향상시키기 위해 0.15 ~ 0.6㎜의 입도를 갖는 부순모래를 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 모래입형은 콘크리트 특성을 증가시키는 것으로, 그 입형이 둥글거나 정육면체 형상을 가질 경우 콘크리트의 유동성이 증가하고, 그로 인한 충진성이 상승하게 된다. 상기와 같은 형상을 벗어날 경우, 예를 들면 입형의 각이 많이 형성되어 있을수록 골재 간의 마찰이 커지게 되어 콘크리트의 유동성 및 충진성을 감소시키게 되어 작업성을 떨어뜨리게 된다.
상기 물(H2O)은 콘크리트의 전체 배합비에 대해 10 ~ 25중량%로 사용하는 것으로, 10중량% 미만으로 사용하게 될 경우에는 콘크리트의 작업성이 떨어지고, 내구성이 떨어지는 문제가 발생하고, 25중량%를 초과하여 사용하게 될 경우에는 내구성, 압축강도가 떨어지는 문제가 발생하므로, 상기 물은 콘크리트의 전체 배합비에 대해 10 ~ 25중량%로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 감수제는 콘크리트의 전체 배합비에 대해 0.5 ~ l중량%로 사용하는 것으로, 0.5중량% 미만으로 사용하게 될 경우에는 분산안정성과 유동성이 떨어지는 문제가 발생하고, l중량%를 초과하여 사용하게 될 경우에는 과팽창 및 응결이 과도하게 지연될 수 있으므로, 상기 감수제는 콘크리트의 전체 배합비에 대해 0.5 ~ l중량%로 사용하는 것이 바람직하다.
콘크리트는 시멘트와 골재, 물의 3 성분으로 구성된 재료로서 건축 및 토목 공사의 대량으로 사용되고 있는 실정이나, 상기 3 성분만으로는 광범위한 콘크리트 용도를 충족하기 어렵다. 따라서 이를 해결하기 위해 혼화제가 사용되며, 그 혼화제 중 최근에 사용되는 것이 고성능 AE감수제이다. 이와 같은 감수제의 사용은 감수제는 시멘트 입자를 분산시켜서 콘크리트의 유동성을 증대시키기 위한 것으로, 이들의 사용효과는 원하는 반죽 질기를 갖는 콘크리트를 제조하는데 필요한 단위수량을 많이 감소시켜, 그 결과 단위 시멘트량을 줄일 수 있기 때문이다.
감수제의 종류로는 폴리카르본산계, 멜라민 계, 나프탈렌 계가 있다.
상기 폴리카르본산계의 성분으로는 폴리카르본산 고분자, 폴리카르본산 고분자화합물과 가교고분자, 술폰산기가 있는 폴리카르본산기 함유 다원고분자가 있으며, 상기 멜라민 계의 성분으로는 멜라민술폰산과 변성리그닌, 변형메틸멜라민 축합물과 수용성 특수고분자가 있으며, 상기 나프탈렌 계의 성분으로는 나프탈렌 술폰산 포르말린 축합물과 특수 계면활성제(변성리그닌 술폰산 등), 나프탈렌 술폰산 포르말린 축합물과 반응성 고분자가 있다.
시멘트의 비표면적이 높을수록 분산제의 흡착량이 증가하고 모르터의 유동성은 감소하였는데 시멘트에 대한 분산제의 흡착량이 많을수록 유동성에 기여하는 분산제의 양이 감소하였기 때문이며, 분산제의 첨가에 의하여 Ca(OH)2 포화 용액에서의 석고의 용해도는 이수석고를 제외한 반수 석고와 난용성 무수석고, 가용성 무수석고는 모두 1/2 정도로 감소하였으며 분산제의 흡착량은 시멘트 중의 석고의 용해능 감소에 따라 증가한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 건설폐기물을 이용한 재생콘크리트는 종래 불법매립되거나 소각됨으로써 자원의 낭비와 함께 환경오염의 원인이 되었던 건설폐기물을 재활용함과 동시에 그 품질을 향상시켜 재이용률을 높임으로써, 골재 생산에 따른 비용의 절감과 함께 환경오염을 줄일 수 있는 효과를 갖는다.
특히, 건설폐기물의 약 70%를 차지하는 폐 콘크리트를 종래의 방법에 비해 그 품질을 향상시킬 수 있는 재활용 기술을 제공함에 따라 그 건설자재에 투입되는 비용절감의 효과는 매우 크다.
이상에서 살펴본 건설폐기물을 이용한 재생콘크리트의 혼합비율에 따른 기술적 구성을 실시 예를 통해 더욱 구체적으로 살펴보도록 한다.
재생골재- 실시 예 1
폐콘크리트 덩어리를 현장에서 60cm의 크기로 파쇄시킨 후, 조크러셔를 이용하여 최대치수 25mm의 굵은 골재와 5mm 이하의 잔 골재가 4:1 비율이 되도록 분쇄한 후, 골재에 포함되어 있는 철 등의 이물질을 자석을 이용하여 제거하여 재생골재를 생산한다.
상기 폐콘크리트의 파쇄에 사용되는 파쇄기는 압축, 전단, 휨, 충격 및 마찰 등의 힘을 기본원리로 이용하게 되며, 특히 재생골재를 생산하게 되는 경우에는 골재 표면에 부착되어 있는 모르타르의 제거가 중요함으로, 파쇄 중에 마찰작용이 우수한 파쇄기를 이용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 이유로 본 발명에서는 조크러셔를 사용하며, 그 조크러셔를 이용하여 입경이 큰 폐콘크리트를 1차로 60cm의 크기로 분쇄하고, 다시 2차 분쇄하여 최대치수 25mm의 굵은 골재와 5mm 이하의 잔 골재가 4:1 비율이 되도록 분쇄하게 된다.
재생골재의 평균입경은 0 ~ 5.0㎜의 입도분포를 가지게 되며, 이와 같은 입경분포를 갖는 재생골재에 포함되어 있는 이물질(모르타르, 석재류, 적벽돌, 유리, 타일, 아스콘, 플라스틱, 바닥재, 목재, 단열재, 철물 등)의 대부분을 육안식별을 통해 제거하거나 철의 경우 자석을 이용하여 제거하게 된다.
재생시멘트- 실시 예 2
폐콘크리트를 조크러셔를 이용하여 25mm크기로 분쇄하여 200℃에서 2시간 동안 예비가열한 후, 볼 밀(ball mill)을 이용하여 분쇄한 후 0.15mm 이하로 체가름하고, 700℃에서 90분 동안 전기로에 투입하여 가열처리한 후에 시멘트의 96㎏에 이수석고 4㎏을 첨가하여 생산하게 된다. 이와 같이 이수석고를 투입하는 이유는 재생시멘트가 물과의 급격한 수화반응에 의한 응결지연을 위한 것이다.
이와 같이 재생된 재생시멘트는 종래시멘트와의 성분비교를 하게 될 경우, CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO는 약 10 ~ 15%의 정도 줄어들고, SO3의 경우 다소 증가하는 추세를 보였으며, 전체함량에 대해 MgO 2.4%, SO3 1.9%를 차지하는 분석을 보였다.
재생콘크리트- 실시 예 3
상기 실시 예 2에서 제조된 재생시멘트 20㎏, 플라이애쉬 4㎏, 모래 30㎏, 고로슬래그 5㎏를 먼저 1분간 건비빔을 하고, 여기에 상기 실시 예 1에서 제조된 재생골재 50㎏, 물(H2O) 5ℓ, 감수제 0.5㎏를 추가투입하여 콘크리트가 균일하게 되도록 5분간 비빔과정을 거쳐 재생콘크리트를 완성한다.
상기 실시 예 3에서와 같이 제조된 재생콘크리트의 압축강도는 다음의 표1과 같다.
표1: 재생콘크리트의 압축강도
경과시간 4일 8일 25일
압축강도(MPa) 26 35 50
상기 표1에서와 같이, 최대치수 25mm의 굵은 골재와 5mm 이하의 잔 골재가 4:1 비율로 혼합구성된 재생골재, 재생시멘트 및 부순모래를 배합하여 제조된 재생 콘크리트의 압축강도는 25일 이후 50MPa의 고강도를 유지하고 있다.

Claims (4)

  1. 폐콘크리트를 50 ~ 60cm의 크기로 파쇄한 후, 조크러셔를 이용하여 최대치수 25mm의 굵은 골재와 5mm 이하의 잔 골재가 4:1 비율이 되도록 분쇄하고, 골재에 포함되어 있는 철을 자석을 이용하여 제거하여 생산된 재생골재 25 ~ 50중량%,
    폐콘크리트를 조크러셔로 25mm크기로 분쇄하여 200℃에서 2시간 동안 예비가열한 후, 볼 밀(ball mill)을 이용하여 분쇄하여 0.15mm 이하로 체가름하고, 700℃에서 90분 동안 전기로에 투입하여 가열처리한 후에, 시멘트의 전체중량에 대해 이수석고 2 ~ 10중량%를 첨가하여 생산된 재생시멘트 15 ~ 45중량%,
    플라이애쉬 4 ~ 5중량%,
    고로슬래그 5 ~ 10중량%,
    모래 10 ~ 40중량%,
    물(H2O) 10 ~ 25중량%,
    감수제 0.5 ~ l중량%를 사용하는 것으로, 상기 재생시멘트, 플라이애쉬, 모래, 고로슬래그를 먼저 1분간 건비빔을 하고, 상기 재생골재, 물, 감수제를 추가 투입하여 콘크리트가 균일하게 되도록 5 ~ 10분간의 비빔과정을 거쳐 제조됨을 특징으로 하는 건설폐기물을 이용한 재생콘크리트.
  2. 제 1항에 있어서,
    플라이애쉬는 화력발전소에서 석탄을 1400 ~ 1500℃로 소각시켰을 때 발생하는 것으로, 밀도(g/㎤) 2.19, 분말도(㎠/g)가 3,740인 것을 특징으로 하는 건설폐기물을 이용한 재생콘크리트.
  3. 제 1항에 있어서,
    고로슬래그는 밀도(g/㎤) 2.90, 비중 280, 분말도(㎠/g) 4,000 ~ 5,000인 것을 특징으로 하는 건설폐기물을 이용한 재생콘크리트.
  4. 제 1항에 있어서, 모래는 밀도(g/㎤) 2.5 ~ 2.8, 흡수율(%) 0.2 ~ 2.8, 마모감량(%) 5 ~ 70, 압축강도(MPa) 80 ~ 300인 화강암,
    밀도(g/㎤) 2.7 ~ 3.0, 흡수율(%) 0.3 ~ 0.9, 마모감량(%) 5 ~ 30, 압축강도(MPa) 80 ~ 310인 섬록암,
    밀도(g/㎤) 2.5 ~ 2.8, 흡수율(%) 0.3 ~ 0.9, 마모감량(%) 6 ~ 19, 압축강도(MPa) 70 ~ 300인 석영반암,
    밀도(g/㎤) 2.6 ~ 3.0, 흡수율(%) 0.3 ~ 1.5, 마모감량(%) 8 ~ 21, 압축강도(MPa) 80 ~ 280인 분암,
    밀도(g/㎤) 2.7 ~ 3.2, 흡수율(%) 0.5 ~ 1.3, 마모감량(%) 8 ~ 27, 압축강 도(MPa) 140 ~ 360인 현무암 중 선택되는 어느 1종 이상의 화성암으로, 0.15 ~ 0.6㎜의 입자크기와, 둥근형상 또는 정육면체 형상의 부순모래인 것을 특징으로 하는 건설폐기물을 이용한 재생콘크리트.
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