KR960011319B1 - 견운모를 이용한 인공경량골재 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

견운모를 이용한 인공경량골재

본 발명은 견운모를 이용한 인공경량골재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 견운모를 건식 분쇄처리하여 점토류 광물과 천연경량골재 등을 배합·성형하여 제조됨으로써 제반물성이 우수하여 경량 콘크리트의 골재, 도로포장 및 원예용 골재 등으로 적용되는 견운모를 이용한 인공경량골재에 관한 것이다.

종래 자원의 유효이용을 목적으로 하여 대량으로 폐출되는 고로 슬래그 및 석탄회의 수경성을 이용하여 이것으로부터 성형체를 제조하는 일이 다종 시행되어 왔다. 그러나 이러한 수경성 산업폐기물을 원료로 하여 성형된 제품은 강도가 부족하다는 단점이 있다. 이에 강도부여 수단으로서 일본특허공고 평2-55276호에 의하면 시멘트 혹은 규사를 첨가하여 메트릭스의 결합강도를 높이고, 또한 오토클라브 등을 이용한 양생수단에 의해 제품의 강도를 실용상 문제가 없는 점도까지 높이는 방법이 기재되어 있다.

그러나, 시멘트, 고로 슬래그 및 석탄회 등으로부터 구성된 경화체에 규사를 첨가하고 실용상 충분한 강도를 부여하기 위해 성형품을 오토클라브를 이용하여 양생할 경우, 적어도 8시간 이상의 양생을 행해야 하며 생산성이 좋지 않다는 결점이 있다. 또한, 오토클라브 양생에 임하여 고압하에서의 증기양생을 하는 것은 경화시간은 단축할 수 있지만 강도가 부족하고, 치수의 안정성 및 내동해성에 있어서도 만족할 만한 제품을 얻을 수 없다는 결점이 있다.

이에, 본 발명의 발명자들은 종래발명의 문제점을 해결하고 제반물성이 우수한 인공경량골재를 제조하고자 노력한 결과, 국내 미활용 자원인 견운모를 건식 분쇄한 후 점토류 광물 및 천연경량골재를 배합하여 펠릿형태로 성형 및 소결하여 제조함으로써 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명은 견운모를 이용한 경량콘크리트 등에 사용할 수 있는 인공경량골재를 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 인공경량골재에 있어서, 견운모 70~85중량%, 점토류 광물 5~30중량% 및 천연경량골재 0~5중량%로 이루어진 것을 그 특징으로 하며, 또한 상기 견운모에 점토류 광물과 천연경량골재를 첨가하여 펠릿형태로 성형·소결하는 인공경량골재의 제조방법을 포함한다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 국내 미활용 자원인 견운모를 건식 분쇄처리하여 점토류 광물 및 천연경량골재를 배합하여 펠릿형태로 성형한 다음 소성하므로써, SiO₂-Al₂O₂계의 인공광물을 합성시켜 균질하고 구형을 이룬 인공경량골재를 제공하고, 나아가 그 제조방법을 제공하는 것에 관한 것이다.

본 발명에 있어서는 견운모는 쳔연 견운모를 건식 분쇄하여 얻은 평균입자경 50㎛ 이하의 미세분체를 사용했다. 견운모 분체의 입자경은 작을수록 표면적이 커지고 함습상태로 한 경우 응집력이 증가한다. 따라서 사용되는 견운모 분체의 입자경이 작을 수록 인공경량골제의 강도는 커지므로 입자경이 작을수록 유리하다. 점토류 광물은 고령토, 점토 및 혈암중에서 선택된 하나 이상의 것을 혼합하여 사용하되, 고령토와 점토중 어느 하나는 반드시 사용하고 혈암은 소성온도 저하 및 압축강도 향상을 위해 15중량% 범위내에서 사용하는데 혈암이 15중량%를 초과하면 펠릿끼리 융착하므로 좋지 않다. 또한, 이들 점토류 공물의 분말도에 있어서는, 소성시간의 단축과 소성온도를 낮추기 위해서 적어도 43㎛ 전량 통과의 입도로 조정할 필요가 있다. 천연경량골재는 규조토를 분쇄처리하여 제조한 평균입자경 13㎛의 미분체를 사용하고 이 천연경량골재는 사용하지 않아도 무방하나 경량성과 압축강도 측면을 적절히 고려하여 5중량% 범위내에 첨가하는 것이 좋다.

본 발명은 견운모 분체 70~85중량%, 점토류 광물 5~30중량% 및 천연경량골재로서 규조토 0~5중량%에 물을 넣고 배합하여 믹서로 혼합한 후, 조립기(pelletizer)로 직경 10㎜의 구상펠릿으로 성형한 뒤 건조 및 소결하여 제조한다. 상기 견운모 분체가 70중량% 미만이면 절건비중이 커지는 문제가 있고, 85중량% 초과하면 압축강도가 저하되는 문제가 있다. 그리고, 점토류 광물이 5중량% 미만이면 펠릿의 성형에 문제가 있고 30중량%를 초과하면 절건비중이 커지는 문제가 있다. 또한, 규조토의 배합량이 5중량%을 초과하면 압축강도가 저하되는 문제가 있다.

본 발명에서는 우수한 물성을 갖는 인공경량골재 즉, 절건비중이 1.0g/cm³그리고 24시간 흡수량이 15% 이하 또한 압축강도가 60㎏/㎠ 이상인 인공경량골재 제조를 위한 소결조건은 산성 또는 중성 분위기의 회전로 내에서 1100~1250℃의 소결온도 범위로 시행되며 각 소결온도에서의 최고온도 유지시간은 30분이다. 소결온도에 따른 인공경량골재의 물성측정을 위해 상기에서 정의한 배합이 범위내에서 견운모, 점토류광물 및 규조토를 배합하여 펠릿형태로 성형한 뒤 펠릿을 상기 온도에서 소결하는데 소결온도가 1100℃ 미만이면 강도가 저하되고, 1250℃를 초과하면 연화 및 변형이 일어나 경량골재로서 부적당하다.

상기와 같이 제조된 견운모를 이용한 본 발명의 인공경량골재는 강도가 우수하고 경량성이 뛰어나 경량콘크리트의 골재, 도로포장 및 원예용 골재 등으로 유용하게 사용할 수 있고 미이용 자원인 견운모를 이용함으로써 폐자원의 활용차원에서도 아주 유용한 것이다.

이와 같은 본 발명을 실시예에 의거하여 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1~3

평균입자경이 37㎛이고 그 성분조성이 다음 표1과 같은 견운모에 평균 입자경이 15㎛이고 그 조성이 다음 표2와 같은 고령토, 다음 표4 및 5와 같은 조건을 갖는 규조토 및 물을 가하여 믹서로 혼합한 후, 팬형 조립기로 주수하면서 입자경이 10㎜Φ이고 함수율이 20%인 펠릿을 성형했다. 성형펠릿을 건조기에 넣고 200℃의 열풍으로 20분간 건조한 다음, 소성로에 넣어 풍량 200N㎥/㎥h, 산소농도 8%로 조절하면서 약 30분간 소결시켰다. 이때 소결온도는 1100℃이었다.

실시예 4~6

평균입자경이 37㎛이고, 그 성분조성이 다음 표 1과 같은 견운모에 평균 입자경이 12㎛이고, 그 조성이 다음 표 3과 같은 조성을 갖는 점토, 다음 표 4 및 5와 같은 조건을 갖는 규조토 및 물을 가하여 상기 실시예1~3에서 제시된 방법에 의해 소결제품을 얻었다. 이때 소결온도는 1200℃이었다.

실시예 7~10

평균입자경이 37㎛이고, 그 성분조성이 다음 표 1과 같은 견운모에 다음 표3과 같은 조성을 갖는 점토, 평균입자경이 18㎛이고 그 조성이 다음 표 6과 같은 혈암을 배합하고 물을 가한 뒤 상기 실시예 1~3에서 제시된 방법에 의해 소결제품을 얻었다. 이때 소결온도는 1150℃이었다.

실험예

상기 실시예 1~10에서 제조된 소결제품에 대한 물성을 측정한 결과는 다음 표 7과 같다.

(1) 절건비중 : KSF 2529의 방법에 의해 측정함.

(2) 24시간 흡수량 : KSF 2504의 방법에 의해 측정함.

(3) 압축강도 : KSF 2505의 방법에 의해 측정함.

Claims (1)

1. 점토류 광물과 규조토를 함유하는 인공경량 골재에 있어서, 주성분으로 미분쇄한 견운모 70~80중량%와, 부성분으로 점토류 광물 5~30중량% 및 미분쇄한 규조토 0~5중량%를 함유하되 그 절건비중이 1.0g/cm³이상이고, 24시간 흡수량이 15% 이하이며, 압축강도가 60㎏/㎠ 이상인 함수율 20%의 펠릿상 재료임을 특징으로 하는 인공 경량골재.