KR20140075132A

KR20140075132A - 콘크리트 순환골재 제조용 해머 크러셔

Info

Publication number: KR20140075132A
Application number: KR1020120143114A
Authority: KR
Inventors: 김하석; 이세현; 전찬수
Original assignee: 한국건설기술연구원
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2014-06-19

Abstract

본 발명은 폐 콘크리트에서 시멘트 페이스트를 효율적으로 박리시켜 생산성을 향상시키고, 골재의 손상을 최소화할 수 있는 콘크리트 순환골재 제조용 해머 크러셔에 관한 것으로, 본 발명에 따른 해머 크러셔는, 구동장치에 의해 회전축을 중심으로 회전하도록 설치된 회전드럼과; 상기 회전드럼의 외주면에 회전드럼의 길이방향 및 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열되어 폐 콘크리트를 타격하는 복수개의 해머와; 상기 회전드럼의 외측부를 둘러싸도록 배치되며, 내주면이 상기 해머의 끝단부와 일정 간격을 유지하는 곡면으로 이루어진 타격판체와; 상기 타격판체의 내주면에 부착되는 유연한 재질의 탄성플레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

콘크리트 순환골재 제조용 해머 크러셔{HAMMER CRUSHER FOR MAKING RECYCLING AGGREGATE FROM CONCRETE}

본 발명은 폐 콘크리트의 순환골재를 제조하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐 콘크리트를 파쇄하고 시멘트 페이스트를 박리하여 순환골재를 제조하기 위한 콘크리트 순환골재 제조용 해머 크러셔에 관한 것이다.

도시개발의 가속화와 재개발 사업의 급속한 팽창으로 인해 건축폐기물이 급격히 증가하고 있으며, 이에 따라 노후화 건물의 해체 시 발생하는 막대한 양의 건축폐기물로 인한 자원의 낭비와 국토 오염은 사회의 커다란 문제가 되고 있다.

이러한 건축폐기물에서 발생하는 폐 콘크리트를 재활용하기 위해서는 폐 콘크리트를 파쇄해 철근을 분리하고 굵은 골재와 잔 골재로 분류하며, 폐 콘크리트의 질, 최종적으로 생산 계획하는 골재의 크기, 요구되는 순환골재의 품질과 파쇄장비에 투입되는 폐 콘크리트의 크기, 파쇄장비의 특성 등에 따라 알맞게 변경한 후 이를 순환골재 생산시스템의 생산시설에 투입하여 순환골재를 생산하게 된다.

폐 콘크리트를 재활용한 순환골재는 이들의 물성을 개선하지 않고 콘크리트의 제조에 재이용할 경우 수밀성, 내구성, 압축강도, 탄성계수, 건조수축 등이 천연골재를 사용한 콘크리트와 다르게 나타나기 때문에 폐 콘크리트를 순환골재로 재이용하기 위해서는 우선 순환골재의 품질성능에 대한 규명이 선행되어야 하고, 이를 근거로 순환골재를 건축공사에 재활용할 경우 품질확보 및 품질향상에 관한 기술개발이 이루어져야 한다.

일반적으로 순환골재의 제조방법은 4차 이상의 파쇄와 세척을 병행하는 방법을 대부분 이용하고 있지만 시멘트 페이스트가 골재에 붙어 있는 부착강도와 골재의 강도가 유사한 값을 나타내고 있어 실제 다수의 파쇄 및 세척 공정을 거쳐 시멘트 페이스트성분을 효과적으로 제거한다 하더라도 파쇄 공정 중에 골재에도 균열이 가해져 생산된 골재강도가 현격히 저하되어 콘크리트용 골재로 사용하기에 적절치 않다는 논란이 제기되고 있는 실정이다.

이와 같이 순환골재의 표면에 부착된 페이스트를 제거하기 위해서 종래에는 파쇄횟수 증가 및 파쇄방법을 변경하여 공정 마지막에 임팩트 크러셔 또는 이와 유사한 메커니즘의 타격방식을 적용한 파쇄방법을 이용하였지만 편석을 제거하는 과정에서 원골재와 시멘트 페이스트를 동시에 파쇄하기 때문에 원골재도 많이 파쇄되어 생산률이 낮아지는 것뿐만 아니라 골재의 크기가 많은 파쇄에 의해 원골재에 비해 작아지는 경향이 발생하였다.

또한 임팩트계 크러셔들은 강한 회전력으로 골재를 파쇄하는 힘을 이용하기 때문에 해머의 빠른 마모에 따른 유지관리비 상승과 마모의 진행에 따른 생산효율 감소 등과 같은 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 폐 콘크리트에서 시멘트 페이스트를 효율적으로 박리시켜 생산성을 향상시키고, 골재의 손상을 최소화할 수 있는 콘크리트 순환골재 제조용 해머 크러셔를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 구동장치에 의해 회전축을 중심으로 회전하도록 설치된 회전드럼과; 상기 회전드럼의 외주면에 회전드럼의 길이방향 및 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열되어 폐 콘크리트를 타격하는 복수개의 해머와; 상기 회전드럼의 외측부를 둘러싸도록 배치되며, 내주면이 상기 해머의 끝단부와 일정 간격을 유지하는 곡면으로 이루어진 타격판체와; 상기 타격판체의 내주면에 부착되는 유연한 재질의 탄성플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 순환골재 제조용 해머 크러셔를 제공한다.

본 발명에 따르면, 타격판체 내면에 부착된 탄성플레이트로 인하여 해머가 폐 콘크리트를 타격하여 파쇄할 때 충격력을 감소시키고, 탄성력을 이용한 반발작용으로 골재에 회전력을 주어 골재가 심하게 부딪히면서 발생하는 마찰에 의해 순환골재 표면에 부착된 시멘트 페이스트가 원활하게 박리될 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해머 크러셔의 종단면도이다.
도 2는 도 1의 해머 크러셔의 회전드럼 및 해머를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1의 해머 크러셔의 타격판체를 나타낸 사시도이다.
도 4는 해머 크러셔의 타격판체 종류와 해머 개수를 변화시켜 생산한 최대 골재크기 20㎜의 콘크리트용 순환골재의 밀도 변화를 나타낸 그래프이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 콘크리트 순환골재 제조용 해머 크러셔를 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 콘크리트 순환골재 제조용 해머 크러셔는 회전드럼(10)과, 상기 회전드럼(10)의 외주면에 설치되는 복수개의 해머(20)와, 상기 회전드럼(10)의 외측에 일정 거리 이격되어 배치되는 부채꼴 형태의 타격판체(30)와, 상기 타격판체(30)의 내주면에 부착되는 유연한 재질의 탄성플레이트(40)를 포함한 구성으로 이루어진다.

상기 회전드럼(10)은 크러셔 본체(1) 내에서 수평한 회전축(11)을 중심으로 회전하도록 설치되며, 상기 회전축(11)이 크러셔 본체(1) 외부에 설치된 구동장치(미도시)에 연결되어 회전 운동하게 된다. 상기 회전드럼(10)을 회전시키는 구동장치로는 모터와 동력전달장치 등으로 구성된 공지의 구동장치가 적용될 수 있다.

상기 회전드럼(10)의 외면에는 복수개의 해머브라켓(12)이 설치되고, 상기 해머브라켓(12) 사이에는 해머브라켓(12)들을 관통하는 해머마운트핀(13)이 설치되며, 상기 해머마운트핀(13)에는 상기 해머(20)가 회전 가능하게 설치된다. 상기 회전드럼(10)에 설치되는 복수개의 해머(20)는 편심없이 회전드럼(10)의 길이방향 및 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열되어 회전드럼(10)이 회전할 때 폐 콘크리트를 타격하는 기능을 수행한다. 이 실시예에서 상기 해머(20)는 회전드럼(10)의 원주방향을 따라 6개의 열로 배열되고, 각각의 해머(20)의 열에는 3 ~ 4개 정도의 해머(20)가 소정의 간격을 두고 설치되는데, 상기 해머(20)는 회전드럼(10) 전체에 걸쳐 16 ~ 20개 정도가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 타격판체(30)는 원통을 1/4로 절개한 형태를 갖도록 되어 내주면이 상기 회전드럼(10)과 일정 간격을 유지하는 곡면으로 이루어진다. 상기 타격판체(30)는 상기 해머(20)가 폐 콘크리트를 타격하여 파쇄할 때 반발력을 제공하여 해머(20)와 함께 폐 콘크리트를 파쇄하는 작용을 하게 된다.

상기 탄성플레이트(40)는 고무와 같은 유연한 재질로 이루어지며, 상기 타격판체(30)의 내주면 전체를 덮도록 설치된다. 상기 탄성플레이트(40)는 골재가 타격판체(30)에 부딪히는 강한 충격력을 감소시키고, 탄성력을 이용한 반발작용으로 골재에 회전력을 주어 골재가 심하게 부딪히면서 발생하는 마찰에 의해 순환골재 표면에 부착된 시멘트 페이스트의 박리가 원활하게 이루어지도록 하는 작용을 한다.

상기 탄성플레이트(40)는 복수개의 고무시트(41)를 적층한 구조로 이루어질 수 있다. 또한 상기 탄성플레이트(40)는 단순한 고무로 이루어진 것보다 금속재질의 보강재를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 보강재로는 와이어매쉬(wire mesh)(42)인 것이 더욱 바람직하다. 상기 탄성플레이트(40)에 와이어매쉬(42)로 된 보강재를 삽입하여 구성할 경우, 탄성플레이트(40)를 단순한 고무시트로 구성할 경우에 비하여 내구성과 파쇄 성능이 더욱 우수한 것으로 확인되었다.

이 실시예에서 상기 탄성플레이트(40)는 타격판체(30)의 내면에 복수개의 볼트(51) 및 너트(52)에 의해 부착되지만 접착제 등을 이용하여 부착될 수도 있다.

상기와 같이 구성된 해머 크러셔는 다음과 같이 작동한다.

회전드럼(10)이 구동장치(미도시)에 회전하고 있는 상태에서 상기 크러셔 본체(1)의 상부에 형성되어 있는 투입구(2)를 통해 폐 콘크리트가 투입되면, 회전드럼(10)의 외면에 설치되어 있는 복수개의 해머(20)들이 폐 콘크리트를 원심 타격하게 된다. 이 때 상기 타격판체(30)의 내주면에 부착된 탄성플레이트(40)가 반발력을 제공하면서 해머(20)와 함께 폐 콘크리트를 파쇄하는 작용을 하게 된다.

상기 해머(20)와 타격판체(30) 및 탄성플레이트(40) 간의 상호 작용에 의해 파쇄된 폐 콘크리트의 순환골재는 크러셔 본체(1) 하부에 형성되어 있는 배출구(3)를 통해 외부로 배출된다.

한편, 도 4는 타격판체(30) 종류와 해머(20) 개수를 변화시켜 생산한 최대 골재크기 20㎜의 콘크리트용 순환골재의 밀도 변화를 나타낸 것으로, 이 그래프의 밀도 변화를 살펴보면 기존의 강철을 타격판체(30)로 사용하고 회전드럼(10) 전체에 설치되는 해머(20)의 개수를 12개로 할 경우 2.33g/㎤로 가장 저조한 밀도값을 나타냈지만 해머 개수를 16개와 20개로 각각 증가시켰을 경우 2.34~2.37g/㎤로 다소 상승함을 하였다.

또한, 타격판체(30)에 단순한 고무 재질의 탄성플레이트(40)와 와이어매쉬(42)가 매입된 탄성플레이트(40)로 변경한 실험군에선 각각 2.33~2.43g/㎤, 2.38~2.52g/㎤로 밀도가 상승하였다.

이와 같이 해머(20)의 개수를 20개로 하고 타격판체(30)에 와이어매쉬(42)로 보강한 탄성플레이트(40)를 설치한 경우 2.52g/㎤로 가장 높은 밀도값을 나타내었다.

이와 같은 실험 결과, 해머 크러셔 내부의 해머(20)의 개수를 증가시키고, 타격판체(30)에 탄성플레이트(40)를 부착시킬 경우, 탄성플레이트(40)에 의해 충격력을 감소시키고 탄성력을 이용한 반발작용으로 골재에 회전력을 주어 골재가 심하게 부딪히면서 발생하는 마찰에 의해 순환골재 표면에 부착된 시멘트 페이스트를 박리하는 작용이 원활하게 일어나 시멘트 페이스트 제거 효과가 우수한 것으로 나타났다.

이외에도 콘크리트 순환골재의 흡수율 및 실적률 변화, 입도 변화 등을 측정한 실험에서도 타격판체(30)에 탄성플레이트(40), 특히 와이어매쉬(42) 보강 구조의 탄성플레이트(40)를 부착시킬 경우에 더욱 우수한 성적을 보임을 확인할 수 있었다.

이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

1 : 크러셔 본체 10 : 회전드럼
11 : 회전축 12 : 해머브라켓
13 : 해머마운트핀 20 : 해머
30 : 타격판체 40 : 탄성플레이트
41 : 고무시트 42 : 와이어매쉬
51 : 볼트 52 : 너트

Claims

구동장치에 의해 회전축(11)을 중심으로 회전하도록 설치된 회전드럼(10)과;
상기 회전드럼(10)의 외주면에 회전드럼(10)의 길이방향 및 원주방향을 따라 일정 간격으로 배열되어 폐 콘크리트를 타격하는 복수개의 해머(20)와;
상기 회전드럼(10)의 외측에 일정 거리 이격되어 배치되는 타격판체(30)와;
상기 타격판체(30)의 내주면에 부착되는 유연한 재질의 탄성플레이트(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 순환골재 제조용 해머 크러셔.
제1항에 있어서, 상기 탄성플레이트(40)는 금속재질의 보강재를 구비하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 순환골재 제조용 해머 크러셔.
제2항에 있어서, 상기 보강재는 와이어매쉬(wire mesh)(42)인 것을 특징으로 하는 콘크리트 순환골재 제조용 해머 크러셔.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 탄성플레이트(40)는 타격판체(30)의 내주면 전체를 덮는 것을 특징으로 하는 콘크리트 순환골재 제조용 해머 크러셔.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 탄성플레이트(40)는 복수개의 고무시트(41)를 적층한 구조로 된 것을 특징으로 하는 콘크리트 순환골재 제조용 해머 크러셔.
제1항에 있어서, 상기 해머(20)의 끝단부와 탄성플레이트(40)는 15㎝ 이상의 간격을 유지하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 순환골재 제조용 해머 크러셔.